



UNS4881b,V4 3BHE009949R0004 是ABB公司生产的UNS(通用数字保护系统)系列中的发电机-变压器组综合保护装置。该装置集成了发变组所需的全套保护功能,采用先进的处理技术和双重化硬件设计,专门为大型火力、水力及核电机组提供高可靠性、高安全性的主设备保护。
在1000MW超超临界燃煤发电机组中,发电机和主变压器作为电站的核心资产,其保护系统必须万无一失。该机组采用ABB UNS4881b,V4 保护装置,配置为完全双重化(A/B套)系统,每套装置独立采集电流互感器(CT)和电压互感器(PT)信号。在一次真实的外部电网故障引发机组近区振荡的事件中,装置准确检测到定子负序电流升高和阻抗轨迹进入失磁圆,但其内置的振荡闭锁逻辑正确区分了故障与振荡,避免了误跳闸,同时其失步保护功能动作,按预设的策略将机组解列,防止了设备损坏和系统崩溃,体现了其在复杂系统故障下的卓越判断能力。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | UNS4881b,V4 (3BHE009949R0004) |
制造商 | ABB |
产品类别 | 发电机-变压器组综合保护装置 |
处理器架构 | 多CPU并行处理架构(通常为多个DSP) |
模拟量输入 | 支持多组CT/PT输入,如发电机端CT、中性点CT、励磁CT、主变高压侧CT、母线PT等 |
采样率 | 高采样率(如96点/周波或更高),确保谐波分析、故障录波质量 |
保护功能范围 | • 发电机:差动、定子接地(100% & 95%)、失磁、失步、逆功率、过激磁、过电压/欠电压、过频率/欠频率、负序过流(转子表层过热)、定子匝间等 |
通信接口 | • 标配:以太网(支持IEC 61850 Ed.2, GOOSE, MMS), RS485(支持Modbus RTU) |
安全标准 | 满足IEC 60255系列标准,通常具备SIL2或更高认证(用于安全相关功能) |
工作电源 | 110/220V DC 或 110/230V AC (宽范围) |
工作温度 | -10°C 至 +55°C (或更宽,根据具体订购型号) |
认证 | UL, CE, KEMA等,符合全球主要电网要求 |
创新点1:基于多CPU架构的并行处理与功能安全 UNS4881b,V4 的核心在于其多CPU系统架构。关键的保护功能(如差动、失磁)由独立的专用CPU执行,其他辅助功能(如测量、通信)由另外的CPU处理。这种物理上的隔离确保了核心保护功能不会受到通信负载等非关键任务的干扰。结合硬件上的完全双重化(冗余的电源、CPU、采样通道和出口继电器),系统可实现"故障-安全"设计,单一元件的故障不会导致保护功能的丧失或误动,满足了IEC 61508对安全完整性等级(SIL)的要求。 创新点2:先进的自适应保护算法与广域测量 装置不仅仅依赖于传统定值,还集成了多种自适应算法。例如,其过激磁保护考虑了发电机和变压器的不同耐热能力曲线;失磁保护结合了机端阻抗轨迹、低电压和低功率因数等多个判据,提高了可靠性。通过支持PMU(同步相量测量单元)功能或与站内其他PMU通信,装置可以获得广域视角,在系统振荡等情况下做出更优的决策。 创新点3:强大的数据记录与诊断能力 UNS4881b,V4 不仅是保护设备,也是高级数据记录器。它能够连续记录故障前、故障中、故障后的高分辨率波形(采样率可达5kHz以上)、事件序列(SOE)和扰动数据(如功率摇摆)。其内置的诊断功能可监测CT/PT回路健康状况、二次回路绝缘等,实现预测性维护,将事故分析从"事后推断"提升到"过程再现"。
案例一:水电站大型水轮发电机组保护 某大型水电站的单机容量700MW机组,其保护系统采用双重化配置的ABB UNS4881b,V4。在一次罕见的转子匝间短路故障初期,装置凭借其高灵敏度的转子接地保护和创新的转子谐波分析功能,在故障尚未造成严重损坏时就发出了警报并启动录波。运维人员根据装置提供的精确故障数据和特征,及时安排停机检修,避免了故障扩大可能导致的数月停机和大额维修费用,凸显了其作为"设备医生"的价值。 案例二:燃气-蒸汽联合循环电站保护系统集成 在联合循环电站中,燃机与余热锅炉驱动的汽轮机同轴带动一台发电机。保护系统需要协调燃机、汽轮机、发电机三方面的保护逻辑。UNS4881b,V4 强大的可编程逻辑和丰富的I/O点,使其能够集成燃机跳闸信号、汽轮机ETS信号,实现复杂的保护联锁,保障了整套联合循环机组的安全。


1. ABB REF 54_系列:馈线保护装置,与发变组保护构成站内完整保护体系。
2. 电流/电压互感器 (CT/PT):高精度、高暂态特性的互感器,为保护提供优质信号源。
3. 操作箱及智能终端:如ABB REC 61_,实现断路器、隔离开关的智能控制。
4. 故障录波系统:如ABB FSR,用于更长时间尺度、更多通道的数据记录和分析。
5. 保护校验设备:如OMICRON CMC系列,用于装置定期测试和维护。
6. 保护管理及分析软件:如ABB PCM600,用于配置、监控和故障分析。
7. 同步相量测量装置 (PMU):如ABB RES521,实现广域监测,与保护系统数据融合。
UNS4881b,V4 的安装必须由具备资质的专业人员,严格遵循设计图纸和ABB安装指南进行。特别注意CT/PT回路的正确连接、接地和安全隔离。双重化系统的接线应确保物理上的完全独立。装置上电后,需通过专用软件(如PCM600)进行全面的参数配置、功能测试和定值整定,并进行整组传动试验以验证保护回路(从CT/PT到出口继电器)的正确性。
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