技术白皮书:智慧机场配电系统:一键顺控智能化升级白皮书

在民航局积极推动“平安、绿色、智慧、人文”为核心的“四型机场”建设背景下,电力基础设施的数字化转型已不再是可选的补充,而是保障民航枢纽高效运转的必然支撑。机场电力系统直接关联到地面电源系统(GPU)的可供性以及整体航班的周转效率。在复杂的配电运行环境中,传统的“唱票-复诵-现场检查”模式在保障高频次倒闸操作时,显现出极大的局限性:不仅由于人工操作流程冗长导致响应滞后,且在高压力运维环境下极易因人因失误触发安全事故。

对于大型机场而言,停电不仅意味着建筑物的黑暗,更意味着整个航队的“停摆”。一键顺控技术的引入,标志着配电系统从“人工经验驱动”向“数据自动化驱动”的实质性跨越。通过将复杂的物理电力逻辑转化为确定性的程序化控制,该技术在消除人因失误的同时,重塑了机场运行的安全边界。

2.1 概念重定义

“一键顺控”不仅是操作票的程序化执行,更是一种智能控制模式。其核心架构基于任务模块化、状态自适应判别及数字化防误联锁校核。系统通过预设逻辑自动调配分合闸、刀闸及手车位置,实现从指令下达到状态闭锁确认的全流程自动化。

2.2 四种核心运行状态定义

系统依据断路器、底盘车及接地刀的实时物理位置进行逻辑判定。各组件位置必须满足设定条件,并经过持续 5 秒的状态充电时间(Tcd)校核,方可确认状态转换完成。

2.3 标准逻辑切换指令顺序

系统严格遵循确定性控制逻辑,确保操作序列的单向不可逆性:

1.       转运行操作:下达指令 → 拉开接地刀 → 摇进底盘车至工作位置 → 合断路器。

2.       转检修操作:下达指令 → 断开断路器 → 摇出底盘车至试验位置 → 合接地刀。

3.       转冷备操作:下达指令 → 断开断路器 → 摇出底盘车至试验位置。

4.       转热备操作:下达指令 → 断开断路器。

战略意义: 这种“无缝切换”能力赋予了机场配电网高度的自适应性。系统能根据目标态自动补全中间逻辑步骤,在电力调配的极端时刻,以毫秒级的响应确保保障业务的连续性。

实现一键顺控的“确定性响应”,需要精密感知与高冗余执行硬件的协同。轨物科技构建了以 SR 系列为核心的硬件底座:

·       SR-IED 智能开关柜测控终端(核心大脑): 作为控制逻辑的中枢节点,SR-IED 集成了高精度电气参数测量模块,并配置了极致的通讯扩展能力(8 个 RS485 接口与 8 个以太网口),可选配 61850 通讯协议。它是支撑站端海量开入开出量并发处理的关键。

·       Kgg-01 智能边缘网关(数字化桥梁): 负责多维数据的异步汇聚与协议转化,向上对接站控中心,向下联动各功能单元,是实现边缘决策的关键链路。

·       SR-HMI 10 本地显示终端: 10 寸彩色触摸屏实现全景可视化监控,支持运维人员现场执行本地顺控指令及历史趋势分析。

·       SR-MOTO 控制单元: 专为电动底盘车及接地刀研发,通过监测实时电流实现对三工位动作的精确控制,是指令执行的终端物理驱动。

·       SR-MECH 机械特性监测单元(精准感知): 核心采用 3 个霍尔传感器与 1 个位移传感器通过监测分合闸波形、速度、开距及超程,实时分析机构疲劳度,为资产寿命管理提供量化依据。

·       SR-2010S AI 视频监控: 核心价值在于建立“双辅助判据”。通过视觉感知算法对刀闸位置进行二次核实,确保电气信号与视觉影像的一致性闭锁。

本方案将传统机械“五防”升华为深度融合的数字化防御体系,充当了系统的“神经系统”:

1.       数字化防误联锁: 系统内嵌跨间隔电气联锁逻辑(如:母联合闸状态下不允许受电柜合闸)。在操作执行前,系统自动进行全网态势校核,一旦条件缺失,指令将被物理屏蔽。

2.       闭环电机保护机制: SR-MOTO 控制单元具备软启、软停功能。若在底盘车摇进/摇出过程中识别到电机堵转,系统将执行自动反转逻辑—控制电机反转将设备退回至初始安全位置,而非简单停止,从而最大限度避免机械机构损坏。

3.       双校核闭锁系统: 系统强制要求“电信号+视频信号”双重确认。只有当辅助触点状态与 AI 视觉识别结果完全匹配时,才触发下一步骤,彻底杜绝了因传感器失灵导致的虚假反馈。

4.       超时与自适应异常处理: 每一项顺控流程均设有可配置的时间定值(超时保护)。系统能够自适应不同役龄设备的动作特性,一旦执行超时,系统将立即安全终止并触发告警,确保态势可控。

通过一键顺控的智能化重构,机场配电系统的运维效能实现了量化飞跃:

·       响应效率提升: 操作准备与执行时间由“小时级”锐减至“分钟级”,整体操作时间缩短 70% 以上。

·       关键启动指标: 在系统整体联调与复役场景下,启动耗时可缩短 10 小时以上,这为机场在维护窗口期后的快速复航提供了核心竞争力。

·       运维模式变革: 适配机场集控站与远方运维模式,整体运维效率提升约 30%

·       资产全生命周期诊断: 利用 SR-MECH 的高精数据与专家诊断系统,实现从“故障维修”向“预测性维护”的转变,精准定位机械疲劳点,延长核心资产寿命。

轨物科技(Thingcom)深耕电力数字化领域 15 载,始终坚持“产学研用深度融合”。作为智慧运维一站式解决方案提供商,我们不只是在提供硬件,而是在通过 AI 算法与物联网架构的深度耦合,为民航业构建高弹性的电力安全屏障。

行业展望: 未来的一键顺控将由“单站顺控”向“全网协同顺控”演进,实现调度自动化与配网侧的深度联动。轨物科技将持续推动具备“智能决策+态势感知”能力的电力数字化体系建设,赋能能源更高效、更智能的未来。

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创建时间:2026-02-11
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