ABB GBU72 3BHE055094R0002 | 电网断路器单元 | HVDC 极控系统高可用性替换解决方案

描述

关键技术规格

• 产品型号: GRID BREAKER UNIT GBU72
• 制造商: ABB Ltd.
• 所属系统: ABB HVDC Classic（基于 MACH2 或 AC 800PEC 平台）控制系统
• 主要子型号功能区分:
  • 3BHE055094R0002: 主控制与通信接口板（含 FPGA 逻辑与光纤通信）
  • 3BHE031197R0001: 数字量输入/输出板（DI/DO），用于断路器位置、弹簧储能等状态采集
  • 3BHB030310R0001: 继电器输出驱动板，提供强电跳合闸命令触点（通常 250 VDC / 5 A）
• 通信接口: 光纤串行链路（ABB proprietary protocol），连接至极控主机（如 PCIU 或 PEC）
• 数字输入通道: ≥8 路（24 VDC，光电隔离），用于断路器“合位”、“分位”、“就地/远方”等信号
• 数字输出通道: ≥4 路（继电器或晶体管），用于“跳闸”、“合闸”、“闭锁”命令
• 工作温度: 0°C 至 +55°C（工业级）
• 安装方式: 插入 ABB 标准 19″ 控制机箱（如 PU3000 或早期 MACH2 机架）

功能定位与应用场景分析

ABB GRID BREAKER UNIT GBU72 是 ABB 高压直流输电（HVDC）换流站控制系统中的关键接口模块，部署于极控（Pole Control）或站控（Station Control）层级，专门负责与交流场 500 kV 或 220 kV 电网侧断路器的电气交互。其核心任务是在系统故障（如直流线路接地）或调度指令下，可靠执行断路器跳闸/合闸操作，并实时反馈机械状态，确保换流阀安全隔离。该单元采用多板卡协同架构，将弱电控制逻辑与强电驱动隔离，兼顾安全性与响应速度。

典型应用场景包括：

• 场景一：在背靠背 HVDC 工程中，GBU72 监控联络变压器高压侧断路器，在交流系统失稳时快速解列，防止故障穿越至对端电网。
• 场景二：用于远距离海底电缆 HVDC 系统的送端换流站，在直流过流或阀厅火灾联锁触发时，通过 GBU72 输出跳闸命令切断交流进线。
• 场景三：作为老旧 MACH2 系统的维护备件，替换因继电器老化或光纤断裂导致的 GBU72 故障单元，维持 N-1 冗余能力。
• 场景四：在 HVDC 扩建项目中，新增 GBU72 单元用于接入新建滤波器小组断路器，扩展站内开关监控范围。

质量标准与测试流程

在 HVDC 系统中，一个断路器接口单元的失效可能导致保护拒动或误动，引发设备损坏甚至电网扰动。因此，我们对 GBU72 各子板卡执行分层验证：

• 外观与清洁：检查 PCB 无受潮、电容无鼓包，光纤接口无污染；清洁金手指，确认插槽无机械损伤。
• 上机实测：将整套 GBU72（含三块子卡）安装于 ABB MACH2 测试平台，加载标准配置文件，模拟“跳闸命令”下发，验证继电器板（3BHB030310R0001）输出触点可靠动作。
• 功能诊断：
  • 对 DI 板（3BHE031197R0001）施加 24 VDC 信号，验证位置反馈正确上传至主机；
  • 对主控板（3BHE055094R0002）进行光纤环回测试，确认通信 CRC 无误码；
  • 进行 1000 次继电器寿命测试，确保触点接触电阻 <50 mΩ。
• 质保承诺：仅通过全部 I/O、通信及驱动能力测试的 GBU72 套件方可出库，并附《GBU72 分板卡功能测试记录》。提供 12 个月质保，覆盖继电器粘连、光模块失效、FPGA 配置丢失等制造相关缺陷。

典型兼容性与系统集成要点

为确保 GBU72 在您的 HVDC 控制系统中正确集成并维持保护可靠性，我们的技术顾问强调以下关键核对点：

• 硬件/固件：必须与 MACH2 或 AC 800PEC 极控系统版本严格匹配；例如，3BHE055094R0002 通常用于 MACH2 Rev D+ 系统，不可混用于早期 Rev B 机箱。
• 配套组件：需使用 ABB 原厂背板（如 3BSE013xxx）和光纤跳线；继电器输出必须经中间重动继电器驱动高压断路器线圈，避免直接负载。
• 替代关系：三个子型号必须成套使用，不可单独替换为其他 GBU 系列（如 GBU61）；若系统已升级至 ABB Ability™ 或 eLX 平台，需评估迁移路径。