ABB GRID BREAKER UNIT GBU72 是ABB公司专为其SVC Light®（静止同步补偿器，即STATCOM）和传统SVC（静止无功补偿器）等柔性交流输电系统（FACTS）设计的一体化电网侧断路器单元。它并非一个简单的断路器，而是一个集成了高压断路器、隔离开关、电流/电压传感器、保护继电器及本地控制单元的智能开关设备模块，是连接STATCOM装置与高压主电网的关键接口，负责执行安全并网、故障快速隔离及系统保护等关键功能。
应用场景：
在华北某大型风电场汇集站的220kV母线侧，安装了一套±200Mvar的ABB STATCOM系统，用于平抑风电波动引起的电压闪变和提供动态无功支撑。该STATCOM系统的核心并网接口正是 ABB GBU72 电网断路器单元。在一次因雷击导致的邻近线路瞬时短路故障中，电网电压发生骤降。GBU72 单元内部的保护继电器在毫秒级内检测到异常，但其控制逻辑基于预设策略，判断此为外部电网故障而非STATCOM本体故障，因此并未立即跳闸，确保了STATCOM在电网最需要支撑的时刻持续输出无功电流。待电网故障清除后，GBU72 保持闭合，STATCOM继续平稳运行。其精准的故障判别和可靠的保持能力，是保障整个风电场并网点电压稳定的第一道智能防线。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品单元型号 | GRID BREAKER UNIT GBU72 |
常见关联物料号 | 3BHE055094R0002， 3BHE031197R0001， 3BHB030310R0001 (可能对应不同配置或子系统) |
制造商 | ABB |
产品类别 | 电网侧断路器单元 / 并网开关模块 (专用于FACTS装置) |
主要集成组件 | • 高压断路器： 真空或SF6断路器， 额定电压等级 (如72.5kV， 145kV)
• 隔离开关/接地开关： 用于检修隔离和安全接地
• 电流/电压互感器： 用于测量和保护
• 保护与控制IED： ABB REF 或类似系列继电保护装置
• 本地控制柜： 包含控制、信号、电源回路 |
额定电压 | 适用于中高压系统， 具体如 72.5kV (GBU72中的“72”常指代此电压等级) |
额定电流 | 连续电流通常在2000A至4000A量级， 满足STATCOM容量需求 |
开断能力 | 高短路电流开断能力 (通常31.5kA， 40kA或更高) |
控制与保护 | • 并网/解列顺序控制
• 差动保护、过流保护、欠压保护
• 同步检查功能 (用于自动并网)
• 与STATCOM主控制器的光纤通信 |
操作电源 | DC 110V/220V 或 AC 辅助电源 |
结构形式 | 模块化预装式设计， 可能为集装箱式或户外柜式， 便于运输和安装 |
技术原理与创新价值：
ABB GBU72 的核心价值在于其将传统高压开关设备与数字化保护控制深度集成，为柔性输电系统提供了高度可靠、智能化的“网关”。
创新点1：面向STATCOM应用的专用保护与控制逻辑。 与常规线路断路器不同，GBU72 的保护定值和逻辑是专门为STATCOM的运行特性而优化的。例如，其差动保护的范围精确界定为STATCOM连接变压器至电网断路器之间的区域；其过流保护需区分STATCOM的额定容性/感性电流输出与真实的故障电流；其低电压保护具备延时或逻辑闭锁功能，以防止在电网短暂电压跌落时误跳闸，确保STATCOM能在电网故障期间提供至关重要的动态支持。这种深度定制确保了保护的选择性和可用性。
创新点2：快速、可靠的同步并网与顺序控制。 GBU72 单元集成了自动同步并网功能。在STATCOM启动过程中，其控制器通过高精度电压互感器持续监测STATCOM出口电压与电网电压的幅值、频率和相位差。当满足预设的同步条件时，GBU72 的控制系统会在最佳时刻（相位差接近零时）发出合闸命令，实现平滑无冲击并网。整个过程可由上位系统自动完成，无需人工干预。同时，它管理着并网/解列的全套顺序操作（如控制隔离开关、接地开关的联锁操作），极大地提高了操作的安全性和效率。
应用案例与行业价值：
案例：钢铁企业轧机冲击性负荷的电压闪变治理
华东某大型钢铁企业，其厚板轧机在轧制时产生巨大的冲击性无功负荷，导致厂内110kV母线电压剧烈闪变，影响精密设备运行。企业安装了一套ABB SVC Light (STATCOM)进行治理。
应用流程： 该STATCOM通过 ABB GBU72 单元接入110kV母线。GBU72 不仅是连接点，更是实时监视者。当轧机启动产生电压跌落时，GBU72 的保护系统确认非故障后保持闭合，允许STATCOM在数毫秒内输出大量容性无功，将电压支撑回正常水平。在STATCOM年度检修时，操作人员通过GBU72 的本地或远程控制，安全执行了解列、接地、隔离全套程序。带来的改进： 安装后，110kV母线电压波动从±8%降低至±1.5%以内，彻底解决了闪变问题。厂内能源中心主任评价：“GBU72 这个单元就像一位忠诚且智能的‘守卫’，它让我们的STATCOM系统既能安全地接入电网，又能在电网需要时挺身而出。它的可靠性是整个治理项目成功的基石。”
相关产品组合方案：
一套完整的基于 ABB GBU72 的STATCOM并网解决方案，包括以下核心组成部分：
STATCOM 阀组与冷却系统：无功功率的发生核心。
连接变压器：将STATCOM的电压匹配到电网电压等级，连接在阀组与 GBU72 之间。
STATCOM 主控制系统 (MACH2/TM)：整个装置的大脑，与 GBU72 的控制单元进行高速通信和协调控制。
电网侧 GBU72 单元（即本产品）。
STATCOM 阀侧断路器/开关：用于隔离阀组与变压器。
谐波滤波器（如需要）：可能安装在 GBU72 的电网侧或STATCOM侧。
站控系统 (SCADA)：用于全站的监控、数据采集和高级应用。
直流电源系统：为 GBU72 的控制、保护及操作机构提供可靠电源。
光纤通信网络：连接 GBU72、主控、保护及站控系统。
安装维护与全周期支持：
ABB GBU72 通常是作为预装式模块交付的，现场安装主要是基础就位、高压电缆连接、控制光缆/电缆对接以及辅助电源接入。所有连接必须严格遵循图纸和规范，特别是接地系统。投运前需进行全面的工厂验收测试（FAT）和现场验收测试（SAT），包括断路器机械特性测试、保护功能校验、联动试验及同步并网试验。
日常维护需按照ABB的维护指南定期进行，包括检查SF6气体压力（如适用）、机械部件润滑、二次回路端子紧固、保护装置定值核对以及定期操作试验。其智能控制单元提供丰富的自诊断和事件记录功能，便于故障分析。
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