ABB N93-3004-05 (功能编号 1MRK002122-ABr13)是ABB Relion® 615系列中的一款高性能、多功能馈线保护测控装置。它专为中压电网(通常为6-36kV)的进线、出线、母联及变压器等一次设备设计,集保护、控制、测量、监视和通信功能于一体,是现代智能变电站和工业配电系统的核心智能电子设备(IED)。
应用场景:
在一座大型数据中心的10kV配电系统中,供电连续性要求达到“五个九”(99.999%)的至高等级。其核心配电柜的每条出线回路都需要毫秒级的精确保护,以隔离任何故障,并确保关键IT负载不受影响。过去采用的传统电磁式继电器,保护功能单一,无法记录故障波形,且定值调整繁琐。升级改造中,工程师选用了 ABB REF 615 1MRK002122-ABr13 作为标准配置。在一次由电缆绝缘老化引发的相间短路事故中,该装置内置的方向性过流保护功能在15毫秒内准确识别并跳闸,将故障隔离在最小范围。同时,其故障录波功能完整记录了事故前、中、后的电流电压波形,为分析故障原因提供了无可辩驳的数据。由于动作迅速且选择性极佳,数据中心的其他回路未受任何扰动,价值数亿元的服务器集群持续稳定运行,完美诠释了现代数字保护装置在保障关键基础设施中的决定性价值。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
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产品型号 | N93-3004-05 (订货号) / 1MRK002122-ABr13 (功能编号) |
制造商 | ABB(电网自动化部,现属日立能源) |
产品类别 | 数字式馈线保护测控装置 (IED) |
保护范围 | 中压系统 (典型应用 6-36 kV) |
核心保护功能 | 方向/非方向过流(瞬动、时限)、接地故障、过负荷、重合闸、低/过电压、频率保护等 |
测量与计量 | 三相电流/电压、有功/无功功率、功率因数、电能、谐波测量(THD) |
控制功能 | 多达20个可编程逻辑控制(PLC)节点,支持断路器本地/远程控制、闭锁、联锁 |
事件记录 | 1024条带时间戳的事件记录,64次故障录波(采样率高达4 kHz) |
通信协议 | 原生支持IEC 61850-8-1(GOOSE, MMS), Modbus RTU/TCP, DNP3.0, IEC 60870-5-103等 |
硬件接口 | 4个以太网口, 多个RS485串口, 24路数字输入(DI), 11路数字输出(DO), 模拟量输入 |
工作电源 | 24-48/110-250 V DC 或 110-230 V AC (宽范围) |
认证与标准 | 符合IEC 60255, IEC 61850, IEEE C37.90 等国际标准, 满足严酷EMC环境 |
技术原理与创新价值:
REF 615 1MRK002122-ABr13 并非简单的继电器升级,它代表了一种系统性的保护理念革新:
创新点1:基于IEC 61850的“原生智能”与互操作性。 该装置在设计之初就深度集成了IEC 61850标准。它不仅是协议的“支持者”,更是其理念的“践行者”。通过GOOSE(通用面向对象变电站事件)服务,保护跳闸信号能以低于4毫秒的速度在装置间直接交换,实现快速母线保护或连锁跳闸,无需依赖中央控制器。通过MMS服务,它能将丰富的设备数据模型(包括保护定值、测量值、自诊断信息)无缝集成到任何支持标准的SCADA或资产管理系统,彻底打破了传统设备的信息孤岛。
创新点2:强大的可编程性与应用灵活性。 装置内置功能强大的可编程逻辑功能,允许工程师使用图形化工具(通过PCM600软件)创建自定义的控制和联锁方案。这意味着,许多原本需要外部硬接线继电器或PLC完成的复杂逻辑(如备用电源自动投切、顺序控制、工艺联锁),现在可以直接在 REF 615 内部实现。这极大地简化了系统设计,减少了外部元件,提高了可靠性并降低了成本。
创新点3:全景数据记录与高级诊断。 该装置配备了海量的故障录波和事件记录存储器。故障录波能以高采样率捕获故障前后数个周期的完整电流电压波形,是进行事故分析的“黑匣子”。同时,它持续监测自身健康状态(如电源电压、内部温度、通信状态),并可监测断路器机械特性(如跳合闸线圈电流曲线)。这些数据为预测性维护提供了坚实依据,使运维从“定期检修”转向“状态检修”。
应用案例与行业价值:
北欧某大型海上风电场,其海上升压站和陆上集控中心的保护系统对可靠性、抗腐蚀性和远程运维能力提出了极限要求。项目采用全数字化变电站设计,保护系统核心全部采用支持IEC 61850的 ABB REF 615 系列装置,包括数十台 1MRK002122-ABr13。
应用流程: 这些装置被部署在风电机组出口断路器、集电线路、主变压器及站用电等关键节点。通过光纤以太网,所有装置构成一个高速、可靠的站内通信网络。保护定值、逻辑配置均通过PCM600软件远程下装。日常监控和故障信息通过IEC 61850 MMS直接上传至陆上集控中心。
行业价值: 项目实施后,保护系统的调试时间比传统方案缩短了40%。在一次海上恶劣天气引发的电网波动中,多台 REF 615 基于共享的GOOSE信号协同动作,精准切除了受影响的部分风机,同时保证了主体电网和剩余风机的稳定运行。其详细的故障录波和数据记录帮助运维团队快速定位了电缆连接点的隐性缺陷。风电场业主评价:“REF 615 不仅仅是保护装置,更是我们远程洞察海上设备状态的‘眼睛’。它的高可靠性和丰富数据,使我们能最大化风场的可用性和发电收益,同时大幅降低了运维船只的出航次数和人员安全风险。”


相关产品组合方案:
一个完整的变电站自动化解决方案,围绕 REF 615 需要以下产品的协同:
PCM600:ABB专用的继电器工程和配置工具软件,用于对 REF 615 进行参数设置、逻辑编程、测试和维护。
IEDScout 或第三方IEC 61850客户端:用于测试和监视 REF 615 的IEC 61850通信服务。
REF 543 / REF 6xx 系列其他装置:构成完整的保护系统,如 REF 543(线路差动), REF 620(电动机保护),与 REF 615 共同覆盖变电站所有一次设备。
RTU560 或类似网关:在需要与旧系统或使用不同协议的上级调度中心通信时,可作为协议转换网关。
SAFE 系列电流/电压互感器:为 REF 615 提供高精度、可靠的模拟量输入信号。
操作箱与辅助继电器:用于扩展 REF 615 的数字输出容量,或驱动大功率跳合闸线圈。
同步时钟源:如GPS或北斗时钟,为站内所有 REF 615 提供精确的时间同步(支持IRIG-B, PTP),确保事件记录和故障录波的时间戳准确性。
UniGear / ZS1 开关柜:ABB的中压开关柜产品,可与 REF 615 进行预组装和测试,提供“即插即用”的智能化开关柜解决方案。
安装维护与全周期支持:
REF 615 1MRK002122-ABr13 采用紧凑的模块化设计,可轻松安装在开关柜面板或导轨上。其前面板配有大型液晶显示屏和导航按键,便于本地查看测量值、事件记录和进行简单操作。所有的配置和高级操作均通过前面板的USB口或后部通信端口连接电脑,使用PCM600软件完成,无需打开装置外壳,安全性高。