ABB SPHSS13 是ABB公司Relion®系列中的一款多功能保护继电器，专门设计用于中压配电系统中的馈线保护和自动化控制。作为SPHSS产品线的重要成员，它集成了先进的保护、控制、测量和通信功能于一体，通过数字化的智能保护算法，为电力系统提供可靠、精确且响应快速的保护解决方案。
应用场景：
在沿海某大型工业园区的10kV配电网络中，包含多条重要的馈线为多家工厂供电。过去，园区内故障频发，特别是台风季节的雷击和潮湿环境导致的间歇性接地故障，传统继电器响应速度慢、选择性差，经常导致整个母线停电，造成园区大规模生产中断。园区升级改造中，在所有关键10kV馈线出口处部署了 ABB SPHSS13 保护继电器。在一次实际的单相间歇性接地故障中，故障点电阻高达数千欧姆，传统保护难以检测。但 SPHSS13 凭借其高灵敏度的谐波方向接地保护算法，准确捕捉到微弱故障特征，在80毫秒内仅跳开故障馈线，而非故障馈线及主变压器均保持正常运行，将停电范围缩小到最小，避免了一次可能波及园区数家核心工厂的非计划停电，完美解决了复杂接地故障的“选不准、切不快”的行业痛点。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | SPHSS13 |
制造商 | ABB（ASEA Brown Boveri） |
产品类别 | 中压馈线保护继电器 |
额定值 | 电流输入：1A或5A（可选）；电压输入：57.7V或100V；频率：50/60Hz |
保护功能 | 集成三段式方向/非方向过流保护、零序/负序过流保护、接地故障保护（基波/谐波方向）、热过载保护、自动重合闸等 |
故障录波 | 内置事件记录器（SOE）与故障录波功能，支持录波数据存储与分析 |
测量功能 | 实时测量电流、电压、有功/无功功率、功率因数、频率、电能（kWh/kvarh） |
通信接口 | 支持多种协议：IEC 61850（Edition 2）、Modbus TCP/RTU、DNP3.0、IEC 60870-5-103/104 |
控制功能 | 多达12个可编程逻辑控制（PLC）节点，支持自定义逻辑与联锁 |
显示与人机界面 | 配备高分辨率液晶显示屏与导航键，支持本地参数设置与状态查看 |
安装方式 | 4U高，19英寸机架安装或面板安装，适用于标准开关柜 |
环境适应性 | 工作温度：-25°C 至 +55°C；高抗振、抗干扰设计，符合严苛工业与电力标准 |
电源要求 | 辅助电源：24-250V DC / 110-230V AC，宽范围设计 |
技术原理与创新价值：
创新点1：基于真RMS值与自适应算法的智能保护。 SPHSS13 的保护核心并非依赖简单的幅值比较，而是对输入信号进行高采样率的真有效值（RMS）计算和实时谐波分析。例如，其接地保护功能不仅能检测基波零序电流，还能分析3次、5次等谐波分量的幅值与相位，结合电压信号进行方向判别。这种算法对高阻接地、间歇性电弧接地等传统难题具有极高的灵敏度与选择性。自适应功能允许继电器根据系统运行方式（如变压器中性点接地方式变化）自动调整保护定值，确保保护的动态最优。
创新点2：面向未来的开放式通信与互操作性。 该继电器深度支持 IEC 61850 标准（第二版），包括GOOSE（面向通用对象的变电站事件）和SV（采样值）服务。这意味着 SPHSS13 不仅能作为独立的保护装置，更能作为数字化变电站中的一个智能电子设备（IED），与其他IED（如断路器控制器、变压器保护）进行高速、确定性的对等通信，实现跨间隔的快速保护闭锁或联跳，极大地简化了传统硬接线逻辑，提升了系统响应速度和可靠性。
创新点3：集成化的状态监测与预测性维护支持。 除了保护功能，SPHSS13 持续监测自身健康状态（如电源电压、内部温度）以及所连接设备的状态。它可以记录断路器的动作次数、累计遮断电流，估算触头磨损，甚至通过监测CT/PT回路的完整性来预警二次回路故障。所有这些数据都可通过通信网络上传至站控系统或云平台，支持基于大数据的资产健康管理和预测性维护策略，帮助用户从“故障后维修”转向“风险前干预”。
应用案例与行业价值：
案例一：大型数据中心双路10kV进线保护与自投（ATS）。
某超大规模数据中心要求供电可靠性达到99.999%。其两路10kV市电进线通过母线分段运行，每段母线的馈线及联络开关均配置 ABB SPHSS13 继电器。除了常规的过流保护，继电器内置的自动电源转换（ATS）逻辑发挥了关键作用。在一次外部电网故障导致一路市电失压时，SPHSS13 精确检测到失压条件，经可编程延时确认后，迅速发出GOOSE报文，命令分段断路器断开故障母线，并合上联络断路器，由另一路健康市电带全部负荷。整个切换过程在200毫秒内完成，远快于柴发启动，确保了IT负载的持续供电。数据中心设施经理评价：“SPHSS13 不仅保护了我们的设备，其基于IEC 61850的高级自动化功能，为我们构建‘零感知’切换的供电网络提供了核心支撑。”
案例二：海上风电场35kV集电线路保护。
海上风电场环境恶劣，维护成本极高，对保护设备的可靠性和远程管理能力要求严苛。项目为每条连接多个风机的35kV海底电缆集电线路配置了 SPHSS13 继电器。其方向过流保护确保了故障的选择性，防止单一风机故障导致整条线路停机。继电器内置的故障定位功能，能根据双端测量数据估算故障点距离，极大缩短了海底电缆故障的查找与修复时间。同时，通过光纤网络将所有继电器的运行数据和故障录波远程传回陆上集控中心，实现了无人值守站点的集中监控与智能分析。运维总监表示：“ABB SPHSS13 的坚固设计和强大通信能力，让它成为我们海上风电资产可靠的‘远程守护者’，显著降低了我们的运营风险和运维成本。”
相关产品组合方案：
SPHSS13 是ABB Relion系列及完整电力自动化解决方案的一部分，常与以下产品协同部署：
合并单元（MU）：如REC670 或第三方产品，为数字化变电站中提供符合IEC 61850-9-2标准的采样值给 SPHSS13。
断路器控制器：如REF615，与 SPHSS13 通过GOOSE配合，实现保护跳闸与状态反馈。
变压器保护继电器：如RET670，共同构成变电站的主保护体系。
通信网关/交换机：工业级以太网交换机，用于组建站控网络，实现IED互联及与上级系统的通信。
本地/远程HMI：如CP600 触摸屏或使用 ABB Ability™ 平台进行远程监控与配置。
测试与调试工具：如Relay Test Unit，用于保护功能的现场测试与校验。
机柜与安装附件：标准的19英寸安装机箱及配套的CT/PT接线端子块。
系统软件：如PCM600 工程工具，用于所有Relion系列IED的配置、管理和文档生成。
安装维护与全生命周期支持：
ABB SPHSS13 继电器采用坚固的模块化设计，适用于标准开关柜安装。安装需由合格的电工进行，确保CT/PT回路连接正确、极性无误，且辅助电源符合要求。初次上电后，应使用前面板或通过笔记本电脑连接进行基本设置和功能验证。其用户界面直观，菜单结构清晰，便于现场工程师操作。
日常维护主要包括通过前面板或通信接口定期查看装置状态、事件记录和自诊断信息。定期的功能测试（利用测试设备模拟故障）对于验证保护性能至关重要，但得益于其高可靠性，测试周期可较长。
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