依據NB/T10447-2020《整流變壓器組保護裝置通用技術要求》及相關電力變壓器繼電保護標準，結合10kV雙移相變壓器構成24脈整流、光伏+電網雙電源供電、堿性電解水制氫工況，分為電氣電量主保護、電氣后備保護、非電量保護、整流閥側專項保護、系統聯動保護五大類。兩臺移相整流變獨立配置全套保護，配合整流橋、直流母線形成全鏈路防護。 10f332153159dc74e0df3c7313b51a7

圖2 電解制氫10kV電氣部分保護配置

10kV部分配置清單如下表

名稱	圖片	型號	功能	應用
進線保護監測		AM5SE-F	具有帶方向元件的三段式過流保護，重合閘，過負荷告警、跳閘，過電壓告警、跳閘等功能對線路進行保護	10kV進線
進線保護監測		APView500	實時監測兩路三相回路電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波、電壓暫升/暫降/短時中斷、電壓電流瞬態監測等電能質量，記錄各類電能質量事件，記錄事件發生前后的波形，輔助用戶分析電能質量，滿足電能質量監測	10kV進線
變壓器保護		AM5SE-T	具有帶方向元件的三段式過流保護，兩段零序過流保護，過負荷保護，具備非電量保護，如高溫超溫保護，瓦斯保護等保護功能	進線柜
PT測控		AM5SE-UB	監測母線三相/線電壓、零序電壓，并具備過壓/欠壓/零序過壓告警	PT柜
電容器保護		AM5SE-C	三段式過流保護，過/欠電壓保護、不平衡電流/電壓保護、零序過流保護等功能	10kV電容器、電抗器
弧光保護		ARB6	適用于開關柜弧光信號和電流信號的采集，并控制進線、母聯或母線上所有開關柜分閘	10kV母線
三側差動保護		AM5SE-D3	整流變三側差動保護，具備比率制動、二/五次諧波制動，區內相間短路、繞組匝間短路、引線短路瞬時跳閘	整流變保護測控
網側、閥側后備保護		AM5SE-TB	三側均配置三段相間過流，兩段零序過流，兩段間隙過流保護、復合電壓閉鎖、兩段零序過壓保護，斷路器控制
非電量保護		AM5SE-FD	重瓦斯、輕瓦斯、超溫、過溫、壓力釋放保護和告警
測控裝置		AM5SE-K	遙測、遙信、遙控

2.10kV光伏并網部分

分布式光伏采用10kV并網，自發自用，余電不上網。并網合規是光伏電站投運的前提，電能質量設計直接決定電站能否長期穩定并網、避免電網考核。10kV進線處配置防逆流保護，升壓箱變配置箱變保護測控裝置，并網柜配置防孤島保護、電能質量在線監測裝置和電能計量儀表，安科瑞同時提供Acrel-1000DP光伏監控系統，幫助項目對接電網調度系統，安全合規并網。

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圖3 分布式光伏保護配置

名稱	圖片	型號	功能	應用
防孤島保護		AM5SE-IS	保護電力系統的穩定運行，電網停電時能迅速切斷進線斷路器，防止孤島模式向電網反送電，保障電力設備和人員的安全。	光伏并網柜
防逆流保護		AM5SE-IS	當光伏電站禁止向電網返送電能的場景下安裝在進線柜，監測到逆功率越限可依次斷開光伏并網柜，有效防止電能返送電網。	進線柜
主從防逆流裝置		AM6-PVM AM6-PVS	適用于進線柜和并網柜距離較遠的防逆流場景，分為防逆流主機和從機，主機安裝在進線柜檢測逆功率，通過光纖和從機通信，從機安裝在并網點，接收主機命令合分光伏并網斷路器實現防逆流。	進線柜、并網柜
電能質量監測裝置		APView500PV	實時監測一路三相路電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波、電壓暫升/暫降/短時中斷、電壓電流瞬態監測等電能質量	光伏并網柜
三合一箱變測控裝置		AM6-PWC	集變壓器差動保護/過流保護/溫度等非電量保護、變壓器溫度測量/4-20mA變送輸出等測控功能、通訊管理機功能、交換機功能于一體。	升壓箱變

3.0.4kV保護測控

0.4kV部分主要包含0.4kV水泵、電機、線路保護，如補水泵、配堿泵、冷卻水供/回水泵、冷凍水供/回水泵、壓縮機等。

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圖4 0.4kV部分保護配置

名稱	圖片	型號	功能	應用
電動機測控裝置		ARD3M	適用于額定電壓至 660V 的低壓電動機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。（過流、欠流）、電壓的（過壓、欠壓）及斷相、堵轉、短路、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心時、繞組老化予以報警或保護控制。	低壓電動機保護控制
抗晃電裝置		ARD-KHD	電壓短暫失壓時防止接觸器脫扣，電壓恢復后不間斷運行，避免系統受到沖擊。	抗晃電
線路保護		ALP500	三段過電流保護，反時限過流保護，零序過流保護，功率保護等等，具備三相電氣參數測量，狀態采集和開關控制等功能。	0.4kV重要饋線
無功補償控制器		ARC	根據目標功率因數投切電容器實現無功補償	無功補償控制

4. 直流絕緣監測

電解槽工作在直流低壓、大電流工況下，堿液導電，潮濕、漏堿極易造成直流對地漏電，氫氣易燃易爆，絕緣監測是電解槽標配安全保護。

名稱	圖片	型號	功能	應用
直流絕緣監測		AIM-D100-TH	監測DC100-1000V直流系統絕緣狀況	安裝于電解槽正負極

5. 交直流計量

交直流回路配置多功能計量電表，包括10kV、0.4kV、直流回路，通過多功能電表計量發/用電量，部分回路需要監測諧波畸變率、直流紋波系數等電能質量參數。

名稱	圖片	型號	功能	應用
智能儀表		APM500	具有全電量測量，諧波畸變率、電壓合格率統計、分時電能統計，開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出。	主要用于高低壓電能監測和電能管理
智能儀表		AEM96	具有全電量測量，諧波畸變率、分時電能統計，開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出。	主要用于電能計量和監測
多功能計量儀表		ADL400	三相電流、電壓、分時電能，復費率設置，適用多個時段費率，內置分斷開關，可分斷80A以內三相電流。	饋線柜
多功能計量儀表		DTSD352	三相電流、電壓、分時電能，復費率設置，適用多個時段費率，內置分斷開關，可分斷80A以內三相電流。	饋線柜
多功能儀表		ADW300	主要用于計量三相電氣參數，采集狀態量并控制斷路器，可靈活安裝于配電箱內，自帶開口式互感器，可實現不停電安裝，具備RS485、4G、LoRaWan無線通信功能，適用于改造安裝。	進/饋線
直流電能表		DJSF1352	可測量直流系統中的電壓、電流、功率以及正反向電能等，配套霍爾傳感器(可選)。	直流計量
直流電能表		DJSF1352-RN	可測量直流系統中的電壓、電流、功率以及正反向電能等，配套霍爾傳感器(可選)。	直流計量
霍爾傳感器		AHKC-KA AHKC-HB	測量DC0~(500-20000)A電流，輸出DC5V/4V或DC4-20mA,工作電源DC±12V/±15V或12/24V。	直流大電流監測

6. 防爆區域本安信號隔離

由于氫氣易燃易爆，在制氫的控制過程中，防爆區域內需要本安信號隔離，使用隔離式安全柵。

名稱	圖片	型號	功能	應用
隔離式安全柵		BM200	采用了限壓、限流、隔離等措施，防止危險能量從本安端子進入危險現場，提高系統的本安防爆性能，增加了系統的抗干擾能力。輸入4-20mA、0-5V、PT100/0-10kΩ等信號，輸出4-20mA、0-5V等信號。	模擬量信號安全隔離
信號隔離器		BM100	對電流、電壓等電量參數或溫度、電阻等非電量參數進行快速精確測量，經隔離轉換成標準的模擬信號輸出。既可以直接與指針表、數顯表相接，也可以與自控儀表（如PLC）、各種A/D轉換器以及計算機系統等設備配接。	信號轉換隔離

三、制氫站能源管理

Acrel-2000MG能量管理系統能夠對制氫站源（市電、分布式光伏、風機）、網（內部配電網）、荷（電解槽及輔助設備）、儲能系統等負荷進行實時監測和優化控制，保護制氫站電網系統運行安全，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，增加多策略控制下系統的靈活控制，促進新能源消納、合理削峰填谷，減少電網建設投資，提升電網運行安全，降低運行成本。同時為制氫站提供交直流電氣、環境等異常告警和控制，保障制氫站穩定運行。

圖5 制氫站能量管理系統

電解水制氫整流原理及二次設備選型

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