安躍強(qiáng)

安科瑞電氣(qì)股份有限公司 上(shàng)海(hǎi)嘉定(dìng) 

摘 要(yào)：近幾年，新(xīn)能源(yuán)的(dí)利用(yòng)越(yuè)來越廣(guǎng)泛(fàn)，國家對光(guāng)伏電(diàn)站(zhàn)係統的(dí)建(jiàn)設(shè)十分重視，促(cù)使光(guāng)伏(fú)並(bìng)網係統被大量使用(yòng)。本文介紹(shào)的(dí)AM5SE-IS防(fáng)孤島(dǎo)保護(hù)裝置可以(yǐ)適(shì)用(yòng)於光伏發電(diàn)並(bìng)網供電係(xì)統(tǒng)。當(dāng)發生孤(gū)島(dǎo)現象(xiàng)時(shí)，可以快速(sù)切除並網點，使本站(zhàn)與(yǔ)電網(wǎng)側快速(sù)脫離，保證(zhèng)整個電站和相關(guān)維護人(rén)員(yuán)的(dí)生(shēng)命(mìng)安全(quán)，降(jiàng)低人力維(wéi)護(hù)成本。

關鍵(jiàn)詞：光(guāng)伏(fú)並網(wǎng)係統(tǒng)；防孤島(dǎo)保(bǎo)護；孤島現(xiàn)象

1概述

福(fú)建(jiàn)鑫(xīn)旭日(rì)電力建設(shè)集團有限公司成立於(yú)2008年4月22日(rì)，占(zhān)地麵積(jī)42486平方(fāng)米(mǐ)，總建(jiàn)築(zhù)麵(miàn)積61548平方米(mǐ)。現集團下屬有(yǒu)電(diàn)力(lì)勘察設(shè)計(jì)院(yuàn)，電(diàn)氣設備(bèi)製(zhì)造廠，電(diàn)力建設公司(sī)（變電公司，配電公司）為一體(tǐ)的國家高(gāo)新(xīn)技術企業。是國(guó)網(wǎng)公(gōng)司供(gōng)配電設(shè)施入(rù)圍單位，也(yě)是(shì)大(dà)型(xíng)央(yāng)企，大(dà)型(xíng)房企(qǐ)，大型工業企(qǐ)業(yè)，大型商業企業，大(dà)型市(shì)政項目核心(xīn)的(dí)變(biàn)配(pèi)電(diàn)係(xì)統供(gōng)應商。公(gōng)司產品包括安全型充(chōng)氣櫃，中置櫃，低壓櫃(guì)，預裝(zhuāng)式變(biàn)電(diàn)站(zhàn)，動(dòng)力配(pèi)電箱等(děng)。現集(jí)團公(gōng)司在(zài)職人員(yuán)500多人，年業(yè)績近10億(yì)，在(zài)全國(guó)承接的大(dà)型電(diàn)力(lì)工程累計(jì)已有1600多(duō)項，均在安全(quán)運(yùn)行(háng)，目前(qián)已是國內(nèi)較有競(jìng)爭(zhēng)力的(dí)電力工(gōng)程EPC總(zǒng)承(chéng)包(bāo)的大(dà)型企業。

2 產品需求

本(běn)次(cì)針對福建(jiàn)鑫(xīn)旭(xù)日電力集團(tuán)澤(zé)勝翔(xiáng)安(ān)火炬園10/0.4KV光伏項(xiàng)目裝(zhuāng)設(shè)AM5SE-IS防(fáng)孤島保(bǎo)護(hù)裝置，主要是利用(yòng)裝(zhuāng)置中(zhōng)的頻率突(tū)變(biàn)跳(tiào)閘(zhá)和有壓自動(dòng)合閘功能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個係統(tǒng)的保(bǎo)護作用。

正常(cháng)運行(háng)時(shí)，綫(xiàn)路的頻率處(chǔ)於平衡(héng)穩定的值(zhí)，當(dāng)頻率波動較(jiào)大(dà)，其頻(pín)率(shuài)變化(huà)率超(chāo)過(guò)了規(guī)定(dìng)的定值時，可能(néng)會(huì)導(dǎo)致(zhì)用(yòng)電設備遭到破壞(huài)影響(xiǎng)供電(diàn)質量(liáng)且(qiě)對電力(lì)維修人員(yuán)的生(shēng)命(mìng)安全有很大(dà)的(dí)威脅。因此，需要頻率突變(biàn)保護功能跳開(kāi)並網點(diǎn)開關，對電(diàn)站起到保護作用(yòng)。

頻率突變跳閘保護(hù)功能主(zhǔ)要是監(jiān)測綫(xiàn)路(lù)中的(dí)頻率變化(huà)率(shuài)，當(dāng)綫路有流，或綫路(lù)有壓且斷路(lù)器合(hé)閘時(shí)，若頻率(shuài)變化率df/dt大於(yú)頻(pín)率(shuài)突變(biàn)定(dìng)值，裝置經(jīng)可(kě)設(shè)延時(shí)發(fā)出頻(pín)率突(tū)變跳(tiào)閘(zhá)命(mìng)令(líng)。保護邏(luó)輯如下圖(tú)。

有壓自動合(hé)閘(zhá)保(bǎo)護(hù)功(gōng)能主要(yào)是為(wéi)了能(néng)夠(gòu)保護(hù)電(diàn)網與光伏(fú)電站之間(jiān)安全工作同時(shí)，保證用(yòng)戶的(dí)方便，需要(yào)做到光伏(fú)電站(zhàn)係(xì)統欠(qiàn)壓(yā)/失壓(yā)自(zì)動跳閘，檢有(yǒu)壓後自(zì)動合(hé)閘(zhá)。這(zhè)樣既可(kě)保證(zhèng)設備的安全(quán)，電(diàn)網的穩定(dìng)，又(yòu)可(kě)降(jiàng)低(dī)人(rén)力(lì)維(wéi)護成本。

當檢測(cè)到(dào)市(shì)電側(cè)電(diàn)壓恢復正(zhèng)常，頻率正(zhèng)常(cháng)，且待(dài)並側電壓(yā)和(hé)市電(diàn)側(cè)電壓的電壓幅值，電(diàn)壓(yā)頻率(shuài)和電壓相角(jiǎo)滿(mǎn)足(zú)同(tóng)期條件(jiàn)時，若斷路器處於分位(wèi)，裝置經(jīng)可(kě)設延時發(fā)出有(yǒu)壓自(zì)動(dòng)合(hé)閘命(mìng)令。其(qí)中，同(tóng)期動(dòng)作(zuò)的判(pàn)斷(duàn)條件可(kě)以(yǐ)選(xuǎn)擇(zé)投入或(huò)退出，若退出，則(zé)不加入同期(qī)動作條(tiáo)件，僅判(pàn)斷市電(diàn)側電(diàn)壓，頻(pín)率。

3 產(chǎn)品方(fāng)案

本工程綫路(lù)主要(yào)包括(kuò)市(shì)電側(cè)和(hé)光(guāng)伏(fú)並網側兩大部(bù)分(fēn)，由於孤島效應在光伏(fú)並網(wǎng)係統中經常發(fā)生(shēng)，因此(cǐ)需(xū)要在並(bìng)網(wǎng)櫃(guì)處安(ān)裝(zhuāng)AM5SE-IS防孤島保(bǎo)護裝置，利(lì)用(yòng)其頻(pín)率(shuài)突變(biàn)跳(tiào)閘(zhá)和有(yǒu)壓(yā)自動(dòng)合閘(zhá)保護功能保證人員和電網的安全(quán)可靠運行(háng)，整(zhěng)個(gè)配電(diàn)室上(shàng)圖方案如下(xià)：

                                        圖3 配電室上(shàng)圖方(fāng)案

4 測試(shì)

在(zài)與(yǔ)客(kè)戶進(jìn)行了有效(xiào)溝(gōu)通(tōng)的(dí)基(jī)礎上，客戶(hù)於2022年1月5日對防(fáng)孤島保護(hù)裝置(zhì)的(dí)頻率突變(biàn)跳(tiào)閘和有壓(yā)自動合閘保護功能進(jìn)行(háng)調(tiáo)試(shì)。

（1）測試儀(yí)器(qì)和(hé)保護裝(zhuāng)置(zhì)

（1）頻率突變保(bǎo)護(hù)測(cè)試

1）測試(shì)項目

根據現場(cháng)施(shī)工圖紙(zhǐ)及客(kè)戶需(xū)求(qiú)，本(běn)次頻(pín)率(shuài)突變保護裝置測(cè)試值(zhí)設置

2）測(cè)試(shì)流程

根據表(biǎo)所示(shì)進行(háng)現場接(jiē)綫(xiàn)與(yǔ)測試值設(shè)置。

先(xiān)讓斷(duàn)路器(qì)處於(yú)合(hé)閘狀態(tài)，如圖(tú)9所(suǒ)示。然後在端(duān)子X1.17-X1.18，X1.19-X1.20，X1.21-X1.22上(shàng)施(shī)加57.74V電壓，按照(zhào)圖10設置(zhì)頻率(shuài)變(biàn)化(huà)率參數(shù)，裝置經延時保護跳(tiào)閘(zhá)，對應的指示燈(dēng)亮(liàng)。

（1）有壓自動(dòng)合閘保護(hù)測(cè)試(shì)

1）測試(shì)項目(mù)

根(gēn)據(jù)現場施(shī)工圖紙(zhǐ)及(jí)客(kè)戶(hù)需求，本次有壓(yā)自(zì)動(dòng)合閘(zhá)保護(hù)要(yào)求在(zài)市電(diàn)側(cè)和(hé)並網側(cè)檢(jiǎn)同期的(dí)情況(kuàng)下(xià)，觸發有壓(yā)自(zì)動合閘(zhá)保(bǎo)護功(gōng)能，所以(yǐ)需要有壓自(zì)動(dòng)合(hé)閘(zhá)和同(tóng)期功(gōng)能(néng)都投(tóu)入，有壓自動合閘保護(hù)測試值(zhí)設(shè)置(zhì)見表2，檢同(tóng)期測(cè)試值設置(zhì)

見表3：

表2 AM5SE-IS有壓自(zì)動合(hé)閘測試值設置

表(biǎo)3 AM5SE-IS檢同(tóng)期測試(shì)值設(shè)置(zhì)

2）測試(shì)流(liú)程(chéng)

根據(jù)表(biǎo)2，表(biǎo)3所(suǒ)示進行現(xiàn)場接(jiē)綫(xiàn)與測試(shì)值(zhí)設置(zhì)。

先(xiān)讓(ràng)斷路(lù)器處(chǔ)於分閘的狀態，如圖(tú)12所示，並(bìng)給合後位(wèi)開入對(duì)應(yīng)的開入(rù)量施加(jiā)信(xìn)號（AC/DC 220V或AC/DC110V)，然後在端(duān)子X1.17-X1.18，X1.25-X1.26上分別施加電壓UA=UB=57.74V∠0°，頻率f=49.99Hz，具體設置(zhì)如(rú)圖13所示。經延時，裝置發(fā)出同(tóng)期合閘(zhá)及保護(hù)合閘事(shì)件記錄。

（1）測試(shì)結(jié)論(lùn)

本(běn)次(cì)測(cè)試對AM5SE-IS防(fáng)孤(gū)島(dǎo)保(bǎo)護裝置(zhì)進(jìn)行了(liǎo)頻率(shuài)突變(biàn)跳閘(zhá)和有壓自動合閘(zhá)保護(hù)功能驗證(zhèng)，測試(shì)結果均符(fú)合用(yòng)戶技(jì)術(shù)要求。AM5SE-IS防(fáng)孤島(dǎo)保護裝置(zhì)的頻(pín)率(shuài)突(tū)變跳閘能有效防(fáng)止綫路頻率變化率(shuài)突(tū)變(biàn)，有(yǒu)壓(yā)自動合閘保護能夠在係統(tǒng)失壓(yā)後檢測(cè)到(dào)有(yǒu)壓(yā)，斷路(lù)器自動合閘(zhá)，可(kě)以(yǐ)確保(bǎo)係(xì)統(tǒng)恢復正(zhèng)常(cháng)供電(diàn)。

5 結語

防(fáng)孤(gū)島保(bǎo)護裝置是(shì)光(guāng)伏並網係統(tǒng)中(zhōng)的重要(yào)組(zǔ)成(chéng)部(bù)分(fēn)，許多重要(yào)場所0.4kV的低壓(yā)變電(diàn)站都(dū)會引入(rù)燃油(yóu)發電(diàn)機或者小型光伏(fú)變電站，這(zhè)些基本(běn)為(wéi)用戶側(cè)自(zì)備式電(diàn)源(yuán)係(xì)統(tǒng)，自發自(zì)用，不(bù)向中壓(yā)電網或(huò)高壓電(diàn)網(wǎng)饋(kuì)電。本文(wén)介紹的AM5SE-IS防(fáng)孤(gū)島保(bǎo)護裝(zhuāng)置頻(pín)率突變功能可對(duì)綫路(lù)中的(dí)頻率變化率進行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當檢(jiǎn)測到頻率變(biàn)化率(shuài)超過(guò)了(liǎo)規定的定值時(shí)，裝置發出頻率突(tū)變跳閘命(mìng)令跳開斷(duàn)路(lù)器(qì)。有壓(yā)自動(dòng)合閘(zhá)功能可做(zuò)到光(guāng)伏電站係統欠壓(yā)/失壓(yā)自動跳(tiào)閘(zhá)，檢(jiǎn)有(yǒu)壓(yā)後自動合(hé)閘(zhá)。這(zhè)樣既(jì)可保(bǎo)證(zhèng)設備(bèi)的(dí)安全(quán)，電(diàn)網的(dí)穩(wěn)定，又可(kě)降(jiàng)低人(rén)力維(wéi)護成(chéng)本。

參考(kǎo)文獻

[1] 安(ān)科瑞(ruì)企業微電網(wǎng)設計與(yǔ)應用手(shǒu)冊.2020.6月版(bǎn)

[2] 安(ān)科瑞35KV以及(jí)下變(biàn)電所(suǒ)智(zhì)能(néng)配電係統設(shè)計(jì)與產品二次(cì)原理圖集(jí).2020.10月版(bǎn)

[3] 安科(kē)瑞(ruì)用戶變(biàn)電(diàn)站綜合(hé)自動化與(yǔ)運維(wéi)解決(jué)方案(àn).2021.11月版(bǎn)

作者介(jiè)紹(shào)：

安躍(yuè)強，男，現任職於(yú)安科瑞(ruì)電氣(qì)股份有限公司，主要研究方向(xiàng)為繼電保(bǎo)護裝置(zhì)的應(yīng)用。