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一、引言
在"双碳"目标和绿色航运政策的推动下，我国内河及沿海水域的电动船舶发展迅速。从长江干线、京杭运河的电动货船、集装箱船，到城市水上巴士、旅游客渡船，纯电动及混合动力船舶正加速替代传统燃油船舶。与电动汽车类似，电动船舶同样面临"如何快速、安全、经济地补充电能"的问题，岸基充换电站与船载电池舱共同构成了船舶充换电的完整能源补给链。
然而，船舶充换电系统与地面充电设施存在显著差异：直流系统采用不接地（IT）方式运行，工作环境临水、高湿、盐雾、振动，对电气安全和设备可靠性提出了更高要求。为规范这一新兴领域，国家能源局于2024年12月25日发布电力行业标准DL/T 2854-2024《电动船舶直流充换电系统技术条件》，并于2025年6月25日正式实施，这是我国针对电动船舶直流充换电系统的专项标准。
本文结合DL/T 2854-2024标准的核心条款，梳理电动船舶直流充换电系统对电气二次设备的监测、计量、保护要求，并给出安科瑞电气对应的产品选型与配置方案，供船舶设计院、充换电站集成商及港航运营单位参考。
图1 电动船舶直流充换电系统结构示意图
二、标准核心条款解读
DL/T 2854-2024规定了电动船舶直流充换电系统的一般要求、系统布局、设备设施、试验与检验、维修与维护等技术要求，适用于国内航行的电池舱充电式和箱式电源换电式的纯电动船舶或带有充换电功能的混合动力船舶，及上述船舶陆域直流充换电系统。
从系统构成看，电动船舶充换电体系可区分为两大场景：岸基充换电站（码头陆侧）和船载电池舱配电（船上）。标准对电气二次设备的要求集中在以下几个方面：
1．绝缘监测。岸基交流IT系统、直流母线、电池舱、充电回路必须实时监测对地绝缘状态，绝缘下降时告警并联动切断。船舶直流回路临水、潮湿，对地绝缘易劣化，这是本标准区别于普通充电站的核心条款。
2．全回路温度监测。电缆接头、直流端子、充电耦合器、电池舱柜体、母排等部位需布置测温点，预防过热、拉弧引发火灾。
3．交直流电能计量。岸基总进线及各充换电支路独立计量，支持电量统计、结算与能耗溯源。
4．电能质量监测。岸基大功率直流充电机频繁投切，需监测谐波、三相不平衡、电压扰动等，满足电网涉网要求。
5．继电保护、故障告警与SOE事件记录。涵盖过压、欠压、过流、短路、漏电、绝缘故障等，具备本地告警与远传功能。
6．集中监控平台。采集岸基配电、充换电设备、电池舱电气状态，支持数据存储、运维追溯，并对接港航管理平台。
7．环境适应性。高湿、盐雾、振动环境下，设备需适配临水、码头户外/舱内湿热环境，防护等级按码头场景选配。
三、标准要求与安科瑞选型对照
针对上述标准条款，安科瑞电气可提供从10kV高压保护、0.4kV计量、直流绝缘监测、温度监测到平台管理的完整二次设备产品线，选型对照见表1。
表1 标准要求—安科瑞选型对照表
名称 | 图片 | 型号 | 功能 | 应用 |
进线保护监测 |
| AM5SE-F | 具有带方向元件的三段式过流保护，重合闸，过负荷告警、跳闸，过电压告警、跳闸等功能对线路进行保护 | 10kV进线 |
变压器保护 | AM5SE-T | 具有带方向元件的三段式过流保护，两段零序过流保护，过负荷保护，具备非电量保护，如高温超温保护，瓦斯保护等保护功能 | 进线柜 | |
弧光保护 | ARB6 | 适用于开关柜弧光信号和电流信号的采集，并控制进线、母联或母线上所有开关柜分闸 | 10kV母线 | |
防孤岛 /防逆流保护 |
| AM5SE-IS | 保护电力系统的稳定运行，电网停电时能迅速切断进线断路器，防止孤岛模式向电网反送电，保障电力设备和人员的安全。 对于余电不上网分布式光伏场站提供逆流检测和保护功能，当逆流功率达到设定值2s内切断光伏和储能并网柜，防止逆流，当逆流消除并满足条件后自动合闸并网柜。 | 光伏储能并网柜 |
电能质量监测装置 |
| APView400 | 实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波、电压暂升/暂降/短时中断、电压电流瞬态监测等电能质量，满足A类电能质量监测 | |
无线测温传感器 |
| ATE400 | 感应供电式无线测温传感器，测温范围-50℃-125℃，温度信号无线传输至接收设备，用于35kV及以下电压等级接点测温。 | 电气接点测温 |
多功能电力仪表 |
| APM520 | 全电量测量：电压（相/线电压、电流、有功/无功/视在功率、功率因数、频率等；电能统计：正反向有功/无功电能计量；电能质量分析：谐波、间谐波、闪变分析；故障录波：电压暂升暂降中断、冲击电流等记录；事件记录：记录事件与报警（报警类型丰富，可记录最近报警记录），有功电能 0.5S 级（可选 0.2S 级） | 主要用于高低压电能监测和电能管理 |
计量电能表 | | ADL400 | 具有三相全电量测量，电能统计，80A内可直接接入，导轨安装。精度0.5S级 | 低压配电箱计量 |
计量电能表 |
| DTSD1352 | ||
物联网仪表 |
| ADW300A | 主要用于计量中低压配电的三相电气参数，采集状态量并控制断路器，可灵活安装于配电箱内，自带开口式互感器，可实现不停电安装，具备RS485、4G、LoRaWan无线通信功能，适用于配电系统数字化改造。 | 电能计量改造 |
直流电能表 |
| DJSF1352 | 可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等，配套霍尔传感器(可选)。 | 直流计量 |
| DJSF1352-RN | |||
霍尔传感器 |
|
AHKC-KA AHKC-HB | 测量DC0~(500-20000)A电流，输出DC5V/4V或DC4-20mA,工作电源DC±12V/±15V或12/24V。 | 直流大电流监测 |
剩余电流探测器 | | ARCM300-J1 | 监测回路剩余电流和线缆温度，动作于报警 | 非消防配电回路剩余电流监测 |
交直流绝缘监测 |
| AIM-T500L | 交流IT系统、直流正负极对地绝缘电阻实时监测、阈值告警、继电器输出，配合ASG200测试信号发生器和AIL200-12绝缘故障定位仪可实现故障定位功能，适用于AC/DC 1000V以下系统 | 岸基IT配电系统、直流配电柜、电池舱直流柜 |
信号发生器 |
| ASG200 | ASG200测试信号发生器持续向系统注入20V/5Hz测试信号 | |
故障定位仪 |
| AIL200-12 | 绝缘故障定位仪和AKH-0.66L-xx(PB)信号探测器检测到相应馈线回路故障信号后发出定位信号定位故障回路。 | |
智能网关 |
| ANet-2E4SM，可选择4G无线模块 | 边缘计算网关，嵌入式linux系统，网络通讯方式具备Socket方式，支持XML格式压缩上传，提供AES加密及MD5身份认证等安全需求，支持断点续传，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104协议 | 电能、环境等数据采集、转换和逻辑判断 |
电缆、母排、充电耦合器测温 | | ARTM-24 | 监测24路温度信号，可配合NTC/PT100等温度传感器 | 直流端子、充电基座、母排、接头 |
| ARTM-Pn | 最多可接 60 个无线温度传感器,具有就地显示、高温、超温、相间温差、温度突变、温升告警功能 |
四、码头岸基直流充换电站配置方案
岸基充换电站是当前电动船舶项目的主要交付场景，安科瑞二次设备可形成完整成熟的配套方案：
（1）10kV接入侧：配置AM5SE系列微机保护（进线AM5SE-F、变压器AM5SE-T），APView500电能质量在线监测装置和ARB6弧光保护，满足电网涉网要求和码头环境下的弧光防护需求。
（2）0.4kV进线：配置APM520多功能电能表实现总计量，支持0.5S级精度、谐波分析与事件记录。
（3）充换电支路：每台直流充电机交流输入侧配置ADW300导轨式多功能仪表，实现各充电机支路的分项计量，支撑分船、分时段能耗统计。
（4）岸基交流IT系统：配置AIM-T500L直流绝缘监测装置，配合ASG200测试信号发生器和AIL200-12绝缘故障定位仪可实现故障定位功能。
图2 岸基交流配电系统绝缘监测及故障定位示意图
（5）直流输出柜：配置AIM-T500L直流绝缘监测装置。这是本标准的核心强制项——船舶直流系统采用IT不接地方式运行，且充电回路临水潮湿，绝缘监测装置实时采集直流母线正负极对地绝缘电阻，绝缘下降时告警并可联动切断充电回路，杜绝带病运行。
图3 直流绝缘监测及故障定位示意图
（6）温度监测：在充电枪端子、直流端子、母排、充电基座等部位布置ARTM-24/ARTM-Pn无线测温及NTC传感器，实现多路温度采集与超温告警。
（7）交流回路安全：低压出线及辅助回路配置ARCM300-J1剩余电流式电气火灾监控探测器，实现漏电监测、过载预警与联动。
（8）数据采集与平台：ANet系列智能网关统一汇聚RS485设备数据，支持断点续传与IEC104上送，接入Acrel-2000MG储能微网能量管理系统，实现场站遥测遥信、故障告警、SOE记录、绝缘监测、能耗报表及电池舱电气状态汇总，并可对外接口对接港航调度、水运监管平台。
五、结语
电动船舶是水运行业实现绿色低碳转型的重要载体，DL/T 2854-2024的实施为岸基充换电站和船载电池舱的电气安全建立了统一的技术标尺。安科瑞电气依托AM5SE微机保护、APM520智能仪表、AIM-T500L交直流绝缘监测、有线/无线测温、ADW系列计量、ARCM电气火灾监测、ANet通信网关及Acrel-2000MG微电网能量管理平台，可为岸基直流充换电站提供覆盖"监测—计量—保护—管理"全链条的二次设备解决方案，助力港航企业安全、高效地迈入电动化时代。