新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)用防孤島保護(hù)裝置

1 定義

防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí)，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個(gè)電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命安全。

2 基本功能

2.1保護(hù)功能

● 三段式過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

● 反時(shí)限過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）

● 兩段式零序I01過流（可帶方向閉鎖）/I01反時(shí)限過流保護(hù)

● 兩段式零序I02過流（可帶方向閉鎖）/I02反時(shí)限過流保護(hù)

● 兩段式低電壓跳閘

● 兩段式低電壓告警

● 兩段式過電壓保護(hù)（跳閘/告警）

● 零序過壓保護(hù)（跳閘/告警）

● 兩段式逆功率保護(hù)

● 兩段式頻率保護(hù)（低頻減載/高頻保護(hù)）

● 頻率突變跳閘

● 有壓自動合閘

● 重合閘

● 后加速過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）

● 過負(fù)荷告警

● 過負(fù)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(hù)（跳閘/告警）

● 檢同期

● CT斷線告警

● 檢修狀態(tài)閉鎖

2.2監(jiān)控功能

● 獨(dú)立操作回路，可適應(yīng)0.25A-5A開關(guān)跳合閘電流

● 20路有源開關(guān)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(guī)約

● 2路以太網(wǎng)接口，支持 TCP Modbus-RTU和 TCP IEC60870-5-103規(guī)約

其他功能

● 故障錄波功能，保護(hù)動作時(shí)觸發(fā)錄波，可錄故障前8周波、故障后4周波

● IRIG-B格式對時(shí)

3 保護(hù)原理

3.1兩段式頻率保護(hù)

（1）低頻減載

裝置通過檢測系統(tǒng)頻率，根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化按用戶設(shè)定的頻率定值，當(dāng)系統(tǒng)頻率低于定值時(shí)，自動切除負(fù)荷。為保證裝置可靠動作，系統(tǒng)正常時(shí)對低頻減載功能進(jìn)行閉鎖，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到一定程度時(shí)才解除閉鎖。為防止系統(tǒng)發(fā)生負(fù)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(hù)

裝置通過檢測系統(tǒng)頻率，根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化按用戶設(shè)定的頻率定值，當(dāng)系統(tǒng)頻率高于定值時(shí)，自動切除負(fù)荷。

3.2兩段式低電壓保護(hù)

當(dāng)三個(gè)線電壓均小于低電壓跳閘/告警定值時(shí)，經(jīng)過延時(shí)，裝置跳閘或者告警。為防止因PT斷線使保護(hù)誤動，設(shè)置有PT斷線閉鎖。當(dāng)發(fā)生PT斷線時(shí)，裝置將發(fā)出告警信號并閉鎖失壓保護(hù)，該閉鎖條件可選擇投入或者退出。裝置可以設(shè)置是否加入合位作為判斷失壓的條件，此外，裝置可以根據(jù)用戶使用的場合選擇何時(shí)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(shí)，保護(hù)動作即可返回，若退出低電壓閾值投退，則裝置電壓需恢復(fù)至正常電壓，才可解除故障信息。低電壓保護(hù)開放條件：三個(gè)線電壓有一個(gè)大于1.05倍低電壓定值，且延時(shí)500ms。該條件一旦成立，低電壓保護(hù)有*。

3.3兩段式逆功率保護(hù)

當(dāng)檢測到回路有逆向電流流過且逆向功率值超過設(shè)定值時(shí)，裝置經(jīng)可設(shè)置延時(shí)發(fā)出逆功率跳閘命令，停止送電。

3.4兩段式過電壓保護(hù)

裝置設(shè)有過電壓保護(hù)，當(dāng)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(hù)定值時(shí)，經(jīng)可設(shè)延時(shí)裝置過電壓保護(hù)命令，保護(hù)動作于跳閘或告警可選。

3.5檢同期

裝置通過檢測待并側(cè)電壓Ux和市電側(cè)電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角來實(shí)現(xiàn)同期合閘功能。當(dāng)兩側(cè)電壓的幅值偏差、頻差及角差達(dá)到允許同期的范圍時(shí)，裝置的X6.1-X6.2接點(diǎn)閉合，用戶可將X6.1-X6.2接點(diǎn)串聯(lián)接入合閘回路，即可實(shí)現(xiàn)手動合閘或遙控合閘或保護(hù)合閘等時(shí)檢同期。

光伏側(cè)電壓和市電側(cè)電壓的采集通道可在裝置菜單中進(jìn)行設(shè)置，電壓幅值偏差、頻差及角差等同期判據(jù)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(shè)有頻率突變跳閘功能，當(dāng)線路有流，或線路有壓且斷路器合閘時(shí)，若頻率變化率df/dt大于頻率突變定值，裝置經(jīng)可設(shè)延時(shí)發(fā)出頻率突變跳閘命令。

3.7有壓自動合閘

裝置設(shè)有有壓自動合閘功能，當(dāng)檢測到市電側(cè)電壓恢復(fù)正常，頻率正常，且待并側(cè)電壓Ux和市電側(cè)電壓Us的電壓幅值、電壓頻率和電壓相角滿足同期條件時(shí)，若斷路器處于分位，裝置經(jīng)可設(shè)延時(shí)發(fā)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(cè)電壓、頻率。

4 應(yīng)用組網(wǎng)