光伏并网系统中,孤岛效应是并网点安全防护必须解决的问题。电网断电后,光伏电站若继续向本地负载供电,线路频率与电压将失去电网支撑而失控,可能导致用电设备损坏,并使检修人员面临带电线路的威胁。因此并网柜需要配置防孤岛保护装置,在孤岛发生时快速切除并网点,在电网恢复后按条件安全复归。本文结合某10/0.4kV工业厂区光伏项目装设AM5SE-IS防孤岛保护装置的实践,说明配置要点。

AM5SE-IS 防孤岛/防逆流保护装置
装置实时监测线路频率变化率df/dt,启动条件为线路有流(有流定值0.100A)或线路有压且断路器合闸。当频率变化率超过整定值(本项目1.220Hz/s)时,装置经启动延时0.200s、跳闸延时0.400s发出跳闸命令,跳开并网点断路器。接线方式为3PT、3CT。从异常检测到断路器分闸,整个动作链路在0.6s内完成,可有效抑制孤岛形成。

频率突变跳闸保护逻辑
复归阶段,装置在市电侧电压恢复正常(定值50V)、频率处于49.800至50.000Hz窗口内时启动合闸判断;投入同期功能后,还需待并侧与市电侧的电压幅值、频率、相角满足同期条件(同频环网合闸方式下相角差5.000°、频差限值0.100Hz、导前时间0.100s、稳定延时0.200s),且断路器处于分位,经0.400s延时发出合闸命令。同期条件可整段退出,退出后仅校验市电侧电压与频率,适配不同并网方式。

检有压自动合闸(含检同期)逻辑
功能验证可用继电保护测试仪在装置端子排直接加压完成:频率突变测试时断路器置合闸位,施加57.74V电压并设置频率变化率斜坡激励,装置应经延时跳闸并给出动作事件记录;自动合闸测试时断路器置分闸位并给合后位开入施加信号,市电侧与待并侧分别施加57.74V∠0°、49.99Hz激励,装置应依次输出同期合闸与保护合闸事件。该项目2022年1月的现场调试中,两项功能动作均符合技术要求。

现场调试:并网柜与继电保护测试仪
含用户侧自备电源(燃油发电机、小型光伏电站)的0.4kV低压变电站,只要存在并网点即应配置防孤岛保护;此类电源自发自用、不向中高压电网馈电,但并网点的切除与复归责任同样存在。选型时建议核对df/dt定值范围、延时段数、同期功能与检有压逻辑的完整性,并确认装置支持现场事件记录查询,便于调试与运维追溯。