新能源并網供電系統用防孤島保護裝置

1 定義

防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發電、燃氣發電等新能源并網供電系統。當發生孤島現象時，可以快速切除并網點，使本站與電網側快速脫離，保證整個電站和相關維護人員的生命安全。

2 基本功能

2.1保護功能

● 三段式過流保護（可經低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

● 反時限過流保護（可經低電壓閉鎖）

● 兩段式零序I01過流（可帶方向閉鎖）/I01反時限過流保護

● 兩段式零序I02過流（可帶方向閉鎖）/I02反時限過流保護

● 兩段式低電壓跳閘

● 兩段式低電壓告警

● 兩段式過電壓保護（跳閘/告警）

● 零序過壓保護（跳閘/告警）

● 兩段式逆功率保護

● 兩段式頻率保護（低頻減載/高頻保護）

● 頻率突變跳閘

● 有壓自動合閘

● 重合閘

● 后加速過流保護（可經低電壓閉鎖）

● 過負荷告警

● 過負荷跳閘

● PT斷線告警

● 控制回路斷線告警

● FC回路配合的過流閉鎖功能

● 非電量保護（跳閘/告警）

● 檢同期

● CT斷線告警

● 檢修狀態閉鎖

2.2監控功能

● 獨立操作回路，可適應0.25A-5A開關跳合閘電流

● 20路有源開關量輸入

● 10路無源繼電器輸出

● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等電參量測量

● 2路4-20mA變送輸出

通訊功能

● 2路RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU、IEC60870-5-103規約

● 2路以太網接口，支持 TCP Modbus-RTU和 TCP IEC60870-5-103規約

其他功能

● 故障錄波功能，保護動作時觸發錄波，可錄故障前8周波、故障后4周波

● IRIG-B格式對時

3 保護原理

3.1兩段式頻率保護

（1）低頻減載

裝置通過檢測系統頻率，根據系統頻率的變化按用戶設定的頻率定值，當系統頻率低于定值時，自動切除負荷。為保證裝置可靠動作，系統正常時對低頻減載功能進行閉鎖，當系統頻率下降到一定程度時才解除閉鎖。為防止系統發生負荷反饋引起裝置誤動，采用了低電壓、欠電流和滑差閉鎖。

（2）高頻保護

裝置通過檢測系統頻率，根據系統頻率的變化按用戶設定的頻率定值，當系統頻率高于定值時，自動切除負荷。

3.2兩段式低電壓保護

當三個線電壓均小于低電壓跳閘/告警定值時，經過延時，裝置跳閘或者告警。為防止因PT斷線使保護誤動，設置有PT斷線閉鎖。當發生PT斷線時，裝置將發出告警信號并閉鎖失壓保護，該閉鎖條件可選擇投入或者退出。裝置可以設置是否加入合位作為判斷失壓的條件，此外，裝置可以根據用戶使用的場合選擇何時解除低電壓故障信息，若投入低電壓閾值投退，則裝置電壓小于無壓定值時，保護動作即可返回，若退出低電壓閾值投退，則裝置電壓需恢復至正常電壓，才可解除故障信息。低電壓保護開放條件：三個線電壓有一個大于1.05倍低電壓定值，且延時500ms。該條件一旦成立，低電壓保護有*。

3.3兩段式逆功率保護

當檢測到回路有逆向電流流過且逆向功率值超過設定值時，裝置經可設置延時發出逆功率跳閘命令，停止送電。

3.4兩段式過電壓保護

裝置設有過電壓保護，當斷路器處于合閘位置且裝置檢測到*大線電壓高于過電壓保護定值時，經可設延時裝置過電壓保護命令，保護動作于跳閘或告警可選。

3.5檢同期

裝置通過檢測待并側電壓Ux和市電側電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角來實現同期合閘功能。當兩側電壓的幅值偏差、頻差及角差達到允許同期的范圍時，裝置的X6.1-X6.2接點閉合，用戶可將X6.1-X6.2接點串聯接入合閘回路，即可實現手動合閘或遙控合閘或保護合閘等時檢同期。

光伏側電壓和市電側電壓的采集通道可在裝置菜單中進行設置，電壓幅值偏差、頻差及角差等同期判據也可在裝置的定值菜單中由用戶自行整定。

3.6頻率突變跳閘

裝置設有頻率突變跳閘功能，當線路有流，或線路有壓且斷路器合閘時，若頻率變化率df/dt大于頻率突變定值，裝置經可設延時發出頻率突變跳閘命令。

3.7有壓自動合閘

裝置設有有壓自動合閘功能，當檢測到市電側電壓恢復正常，頻率正常，且待并側電壓Ux和市電側電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角滿足同期條件時，若斷路器處于分位，裝置經可設延時發出有壓自動合閘命令。其中，同期動作的判斷條件可以選擇投入或退出，若退出，則不加入同期動作條件，僅判斷市電側電壓、頻率。

4 應用組網