防孤岛保护装置介绍及厂家详细介绍

防孤岛保护装置是什么

防孤岛保护：根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964-2012***2.3.3条的规定：“光伏发电站应配置独立的防孤岛保护装置，动作时间应不大于2s。”以及《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866-2013第6.3.2条的规定：“光伏发电站需要配置独立的防孤岛保护装置，***电网故障及检修时的安全”。总结规范所述，分布式电源检测到孤岛现场时，应迅速断开与主电网连接的断路器，断开连接时间需在2s内。以防止光伏电站所发电量与用户站负荷量匹配，形成自发自用的小系统，与主电网脱轨。

防孤岛保护装置是通过微机保护技术制造出来的电力二次产品，具有一定的稳定、可靠、速断、灵敏等特点。

防孤岛保护装置主要由硬件和软件组成。其中硬件包括模拟量采集、电源、开关量输出等等，软件为防孤岛相关程序。防孤岛保护装置主要应用在新能源光伏发电项目、风力发电、余热发电等等项目中。防孤岛保护装置是在电网出现故障时，为了防止发电机组或者光伏逆变器发出的电再次影响电网的稳定，而跳开并网开关，保障电网的稳定的一种保护装置。

防孤岛保护装置的作用

1、当电网侧失电的时候，需要维修人员去检修，这时光伏本侧还处于正常发电状态，会持续向电网输电，而防孤岛保护装置会向并网开关发出命令，让其跳闸，保护光伏两侧维修人员的生命安全。

2、当光伏本侧或者电网侧任何一侧出现频率、电压或者过载运行时防孤岛保护装置也会迅速向并网开关发出命令，让其跳闸，保护两侧主设备不受伤害，避免发生事故。

3、当故障解除后，光伏两侧都处于正常状态。这时防孤岛保护装置就会检测到相关信号，自动合上并网开关，让其正常工作，省去了人工并网的繁琐。

防孤岛保护装置的功能

防孤岛保护装置 除设置有孤岛跳闸和孤岛恢复远方合闸功能外，在系统运行中，该装置不断监视母线电压和测量电流，具有对异常电流和电压报警功能，设置如下：

(1)过电压跳闸 (可选择投退)当电压高于整定值时，防孤岛保护装置动作；

(2)低电压跳闸 (可选择投退)当电压低于整定值时，防孤岛保护装置动作；

(3)有压自动合闸(可选择投退)当检测到电压恢复正常时，防孤岛保护装置动作；

(4)过频率跳闸(可选择投退)当频率大于整定值时，防孤岛保护装置动作；

(5)低频率跳闸(可选择投退)当频率小于整定值时，防孤岛保护装置动作；

(6)瞬时逆功率判别跳闸(可选择投退)，当发生电流逆流时，防孤岛保护装置动作，功能根据实际情况可选择使用；

(7) )防孤岛保护判别.(可选择投退)

(8)测量和控制功能：U、I、P、Q，cosΦ，F（需要有测量电流和电压输入）

(9)可选择的自动恢复合闸功能.

(10)防孤岛保护装置具有GPS对时功能：支持IRIG-B对时

(11)防孤岛保护装置信息保护功能

装置描述的远方查看。

设备参数定值的远方查看。

保护定值和区号的远方查看、修改功能。

软压板状态的远方查看、遥控和就地投退功能。

装置保护开入状态的远方查看。

装置运行状态（包括保护动作元件的状态和自检报警信息等）的远方查看。

远方对装置信号复归。

防孤岛保护装置的工作原理

频率过高I段工作原理

1.“频率过高I段“—投；

2.采集到的频率≥“频率过高I段定值”；

3.三相电流（Ia、Ib、Ic）中有一相电流≥0.1A；或者采到合位信号（R1=1）；

4.Ua≥5V（PT 为VV接法时Uab≥5V）。

5.延时时间≥“频率过高I段延时”；

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。动作的逻辑框图如1所示：

防孤岛保护装置频率过高保护动作逻辑图

说明：频率过高II段的原理同频率过高I段

频率过低I段工作原理

1.“频率过低I段“—投；

2. 采集到的频率<“频率过低I段定值”；

3. 三相电流（Ia、Ib、Ic）中有一相电流≥0.1A；或者采到合位信号（R1=1）；

4.Ua≥5V（PT 为VV接法时Uab≥5V）；

5. 延时时间≥“频率过低I段延时”；

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。动作的逻辑框图如2所示：

防孤岛保护装置频率过低保护动作逻辑图

说明：频率过低II段的原理同频率过低I段

过电压I段工作原理

1.“过电压I段“—投；

2. 当采集到的线电压中线电压≥“过电压I段定值”；

3. 三相测量电流（Ia、Ib、Ic）中有一相电流≥0.1A；或者采到合位信号（R1=1）；

4. 延时时间≥“过电压I段延时”；

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。动作逻辑框图如图3所示：

防孤岛保护装置过电压保护动作逻辑图

说明：过电压II段的原理同过电压I段

低电压I段工作原理

1.“低电压I段“—告警/跳闸”；

2. 当采集到的线电压都<“低电压I段定值”；

3系统有压标志=1（当系统电压的所有线电压都大于等于低电压返回值（低电压定值的1.05倍）后，置位有压标志=1，低电压动作后清除该标志）；

4. 延时时间≥“低电压I段延时”；

满足以上条件，若投“跳闸”保护立即出口3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)（直到手动复归，继电器才返回），液晶显示报动作信息，面板事故灯亮；若投“告警”保护即驱动告警信号继电器12J(C2/C3)（直到手动复归，继电器才返回），液晶显示报动作信息，面板告警灯亮。注意：跳闸出口保持3S即返回。

若投入PT断线，则发生PT断线时闭锁低电压。动作逻辑框图如图4所示：

防孤岛保护装置低电压保护动作逻辑图

说明：低电压II段的原理同低电压I段

频率突变工作原理

1.“频率突变“—投；

2. df/dt ≥“频率突变定值”；

3. 三相电流（Ia、Ib、Ic）中有一相电流≥0.1A；或者采到合位信号（R1=1）；

4. 延时时间≥“频率突变延时”；

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。

若是“频率突变闭锁低频”—投，则发生频率突变的时候闭锁频率过低保护。动作逻辑框图如图5所示：

防孤岛保护装置频率突变保护动作逻辑图

逆功率工作原理

1.“逆功率“—投；

2. 二次功率值为负，且功率值的值≥“逆功率定值”；

3. 延时时间≥“逆功率延时”；

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。

二次逆功率:

防孤岛保护装置逆功率保护动作逻辑图

外部联跳工作原理

1.“外部联跳”投;

2. 开入量6有信号(R6=1);

满足以上条件，则立即驱动3J（C7/C8）、4J（C9/C10）、5J（C11/C12）。同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。

防孤岛保护装置系统失电工作原理

1）系统失电－“告警/跳闸”；

2）所有线电压都小于30V；

3）采样电流ia、ib、ic都<0.1A；

4）断路器合位

5）系统有压标志 =1（当系统电压的所有线电压都大于等于30V后，置位有压标志=1，检测到分位信号清除该标志）；

满足以上条件，若投“跳闸”保护立即出口3J(C7/C8)、4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)（直到手动复归，继电器才返回），面板事故灯亮，跳闸出口延时3S返回；若投“告警”保护即驱动告警信号继电器12J(C2/C3)（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

速断工作原理

1．速断－“投”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相≧ 电流速断定值（Idz0）；

满足以上条件，保护立即出口3J(C7/C8)、 4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)（直到手动复归，继电器才返回），液晶显示报动作信息，面板事故灯亮。

过电流工作原理

1． 过电流－“投”；

2．保护电流ia、ib、ic任何一相≧过电流定值（Idz2）；

3．加入电流时间≧过电流延时 Tzd2；

满足以上条件，保护立即出口3J(C7/C8)、 4J（C9/C10）、5J（C11/C12），同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)（直到手动复归，继电器才返回），液晶显示报动作信息，面板事故灯亮。

图7：过电流保护动作逻辑图

PT断线工作原理

1． PT断线－“投”；

2．对于非全相断线：若为中性点不接地系统|u0z-u0|≥4V（即：自产零序电压与采样的零序电压差值大于4V）

若为中性点接地系统|u0z-u0|≥8V（即：自产零序电压与采样的零序电压差值大于8V）

系统中性点接地方式可在保护投退（RLP19 中性点接地系统）中设置

对于三相PT断线：当三相母线线电压Uab、Ubc、Uca均≤20V，且进线电压ux≥70V，开关为合位，装置判断发生3相断线

3．若PT断线投入，装置经过PT断线延时（Tpt1）后发告警信号，并驱动告警信号继电器12J （C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。

若PT断线投入，则发生pt断线时装置瞬时闭锁低电压保护。

注：该PT断线判据仅适用于高压YY接线方式，对于低压400V系统因为不存在PT所以不应投入PT断线，对于VV接法，该判剧无法***判别出PT断线,所以不应投入PT断线。

U0z：自产零序电压，中性点不接地系统时，值等于三相电压矢量和/1.732，中性点接地系统时，值等于三相电压矢量和*1.732。动作的逻辑框图如图8所示：

防孤岛保护装置PT断线保护动作逻辑图

有压自动合闸工作原理

1． “有压自动合闸”—投；

2．主网侧电压恢复正常(三个线电压uab、ubc、uca都大于电压下限定值且小于电压上限定值)；

3．主网侧频率正常（频率F大于频率下限定值且小于频率上限定值）；

4．断路器为分位（R2=1）；

5．非检修状态（R10=0）；

5．发电侧电压Ux<5V；

6．满足以上条件的持续时间≧有压合闸延时（Tuzd3）；

满足以上条件，则驱动合闸出口6J（C13/C14）。6J保持3S返回或者检测到合位信号后返回，同时也驱动事故信号11J（C1/C3）。液晶显示动作名称，面板事故灯亮。若合闸成功（检测到合位信号）则显示有压合闸成功；否则显示有压合闸失败。动作的逻辑框图如图9所示：

防孤岛保护装置有压合闸动作逻辑图

注1：所有保护动作后，有压自动合闸可动作一次，若动作成功后20S内保护再次动作，则永远闭锁自动有压合闸，直到手合命令发出后再次开放有压合闸；若动作成功后20S内保护没有动作（保持在合位），则开放有压合闸。

注2：装置在合位时收到手跳信号后，3S内检测到分位信号，则闭锁有压合闸，直到手合命令发出后再次开放有压合闸。3S内如没有检测到分位信号（有合位），清除闭锁合闸标志。

注3：装置处于检修（检修开入有信号），闭锁有压合闸功能。

注4：合闸次数可设（1~5次），一般设为1即可。

注5：有压合闸失败后，防孤岛保护装置不会再次自动合闸，直到收到手动合闸信号后（此时要3S内检测到合位信号）开放有压合闸。