ABB PL810P 3BDH000311R0101 是ABB集团电力系统部门(现隶属于日立能源旗下)生产的 Relion® 系列 中一款 高级线路差动保护继电器。作为智能变电站的核心保护设备,它采用先进的电流差动原理,专门为高压及超高压输电线路、电缆线路和短距离母线提供超高速、高选择性的主保护,是保障电网骨干网架安全稳定运行的“选择性短路清除专家”。
应用场景:
在国家电网一条关键的500kV跨区域输电走廊上,两座枢纽变电站通过一条长达80公里的同塔双回线路相连。在雷雨季节,如何确保任何一极导线上发生的内部故障(如雷击造成的绝缘击穿)能被瞬时、准确地切除,同时又能可靠地区分外部故障(如相邻线路故障)和正常的负荷电流,防止误动导致大面积停电?ABB PL810P 被分别安装在走廊两端的变电站内,通过专用光纤通道(如GPON或专用SDH)实时同步交换三相电流的采样值数据。它持续计算线路两端的电流矢量和(差动电流),并与制动电流进行比较。当线路上发生内部故障时,两端电流差异巨大,差动判据瞬时动作,在20毫秒内发出跳闸指令,精准隔离故障段,同时确保健全线路和系统的其他部分继续稳定运行,完美解决了长距离、高容量输电线路选择性保护这一世界性难题。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | PL810P (系列) / 3BDH000311R0101 (完整订货号) |
制造商 | ABB (原ABB电网,现为Hitachi Energy日立能源) |
产品类别 | 数字式线路电流差动保护继电器 |
保护原理 | 分相电流差动保护,辅以零序、负序电流差动,具备通道延迟补偿功能。 |
通信接口 | 集成多个 光纤以太网 接口,支持 IEC 61850-9-2 (SV)、IEC 61850-8-1 (GOOSE/MMS)、IEC 60870-5-103 等协议,用于对侧数据同步与站内通信。 |
采样同步 | 支持 IEEE 1588 (PTP) 精密时钟协议或 GPS/北斗 卫星同步,确保两端采样时刻一致。 |
电流输入 | 标配4组三相电流输入(保护CT + 测量/监视CT),可灵活配置。 |
电压输入 | 可选配电压输入,用于辅助判断(如方向元件、故障测距)。 |
动作时间 | 极快,典型全周波傅里叶算法下,区内故障动作时间 < 20 ms。 |
故障测距 | 集成双端行波或阻抗原理的高精度故障测距功能,定位精度达±0.5 km。 |
断路器控制 | 多组可编程跳闸/合闸出口,支持三相/分相跳闸。 |
人机接口 | 大型彩色液晶显示屏,前面板导航键,或通过PCM600软件远程配置。 |
工作电源 | 宽范围直流或交流电源,如 48/110/220 V DC 或 110/220 V AC。 |
环境标准 | 符合 IEC 60255、IEEE C37.90 等严苛电力保护标准,适用于变电站控制室环境。 |
认证 | KEMA、CEPRI等国际国内权威机构型式试验认证。 |
技术原理与创新价值:
ABB PL810P 集成了ABB在电力系统保护领域数十年的积淀与现代通信技术,其核心创新在于将差动保护的原理优势与数字化、网络化能力发挥到极致。
创新点1:自适应制动特性与高可靠性判据。 PL810P 采用先进的自适应制动特性曲线,能根据系统运行工况(如CT饱和程度、穿越性负荷电流大小)动态调整制动系数。结合谐波制动和涌流识别算法,能有效防止外部故障CT饱和、变压器空载合闸励磁涌流等情况下保护误动,在保证超高灵敏度的同时,实现了前所未有的可靠性,选择性接近100%。
创新点2:基于高速通信的通道管理与数据同步。 差动保护的性能核心在于数据同步精度。PL810P 不仅支持传统的专用光纤通道,更能无缝集成到基于IEC 61850的数字化变电站中,通过过程层网络交换采样值(SV)。其内置的精密时钟同步模块(支持PTP v2和卫星对时)确保两端数据采样时刻偏差小于1微秒,使长距离差动保护成为可能,并显著降低了专用通道的建设和维护成本。
创新点3:集成的智能化诊断与广域功能。 超越传统保护,PL810P 是一个智能终端。它具备完善的CT/PT断线监测、光纤通道监测与自动切换、设备自检功能。其集成的故障录波功能可记录故障前后完整的电气量波形,而高精度故障测距功能能精确报告故障点位置,极大缩短了巡线查找时间。这些数据通过IEC 61850 MMS协议上传,为广域监测系统(WAMS)和状态检修提供了关键数据支撑。
应用案例与行业价值:
某沿海省份新建的220kV双回海底电缆线路,是向重要岛屿供电的唯一生命线。电缆电容电流大,传统距离保护易受过渡电阻影响且存在保护死区,对主保护的速动性和选择性要求极高。
应用流程: 工程在电缆两端变电站各配置一套 ABB PL810P 差动保护装置作为线路主保护。两套装置通过敷设在海缆中的复合光缆中的专用光纤芯建立直接通信链路。保护装置同时接入由站内同步时钟源提供的PTPv2信号。
带来的改进: 投运一年后,海缆因外力破坏发生单相接地故障。PL810P 在15毫秒内正确判出故障相并跳开两端断路器,将故障彻底隔离。其故障测距功能精确指示故障点距一端变电站27.5公里,与实际打捞找到的损伤点误差仅300米。调度中心通过其上传的录波文件,快速分析了故障性质。业主运维负责人评价:“ABB PL810P 在这次海底电缆故障中表现堪称完美。它不仅实现了‘瞬时切除’,更提供了‘精准定位’,为我们争取了宝贵的抢修时间。它的高可靠性让我们对这条能源生命线的安全运行充满了信心。”


相关产品组合方案:
ABB PL810P 是现代智能变电站保护系统的一部分,常与以下设备协同工作:
合并单元(MU): 如ABB REC670 或第三方MU,按IEC 61850-9-2标准为 PL810P 提供数字化采样值(SV)。
智能终端(IT): 接收 PL810P 通过GOOSE发出的跳闸命令,驱动断路器操作机构。
变电站时钟同步系统: GPS/北斗卫星时钟 或 IEEE 1588 主时钟,为 PL810P 提供高精度时间同步信号。
站控层设备: 如监控后台 和远动装置,通过IEC 61850 MMS协议与 PL810P 通信,实现“四遥”功能。
通信网络设备: 工业以太网交换机,构成站内过程层和站控层网络。
同系列后备保护: 如距离保护装置(如REL670),与 PL810P 主保护配合,构成完整的线路保护双重化配置。
故障录波系统: 站级故障录波器,可集中采集各装置包括 PL810P 内部的录波数据。
工程师站软件: ABB PCM600,用于 PL810P 的配置、调试、监控和数据分析。
测试设备: 如OMICRON CMC 等高级继保测试仪,用于对 PL810P 进行闭环测试和校验。
安装维护与全周期支持:
ABB PL810P 采用标准19英寸机架式安装,安装需由具备资质的继电保护工程师执行,重点在于CT/PT回路极性校验、光纤通道衰耗测试及对时系统精度验证。接线和光缆连接必须牢固可靠。
调试主要通过 PCM600 软件进行,包括保护定值整定、通信参数配置、逻辑链路设置和全面的功能测试。日常维护主要包括定期检查装置状态指示灯、通过软件查看自检报告和事件记录、核对时钟同步状态以及光纤通道的误码率。