低压反孤岛装置是通过改变电压或注入频率扰动信号等措施,破坏分布式光伏电源孤岛运行的专用安全保护设备。光伏发电并网系统中,在电网侧正常运行时,光伏系统受到电网的钳制作用,光伏发电并网系统保持一致。 当电网因故障或检修而停电时,在电网失压状况下,光伏电源仍保持对失压电网中的一部分线路连续供电的状态,为孤岛效应。为了避免由此产生的孤岛效应,保证运维人员人身安全,保护供电设备安全,而采取的安全保护措施,安装反孤岛装置。
1.2标准和规范
低压反孤岛装置满足 Q/GDW1974-2013 《分布式光伏专用低压反孤岛装置技术规范》、国家电网公司《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》、《关于促进分布式电源并网管理工作的意见》和《分布式电源接入配电网相关技术规范》的相关要求,并满足GB7251 的相关规定。在系统的安装和运行期间,要遵守所有相关的 IEC 规范及国家或地方相关安全导则。
1.3使用环境
a)环境温度:-10℃~+55℃;
b)贮存温度:-20℃~+70℃;
c)相对湿度:不超过85%;
d)大气压力:86kPa~106 kPa
e)使用地点不允许有爆炸危险的介质,周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质,不允许充满水蒸气及有严重的霉菌存在。
f)抗震能力:水平加速度0.30G,垂直加速度0.15G。
对特殊工作条件,必须向制造厂咨询。制造厂与用户应就特殊工作条件取得一致意见。
1.4装置功能
本装置具有如下主要技术特点:
1、与上级断路器互锁功能:反孤岛装置的操作开关与所安装处的上级低压断路器(并网开关)配合,并设计互锁功能,确保上级断路器(并网开关)断开后反孤岛装置方可投入使用,采用电气的互锁方式。
2、延时保护功能:当反孤岛装置误投入或反孤岛功能失效时,通过延时设备断开操作开关,保护扰动电阻不被破坏。
3、反孤岛装置具有连续耐受电流的能力。
备注:CCET-FGD200 操作说明
面板上各元件说明:
(a)《ENT》:确认键,用于设置或更改数据、命令。
(b)《↑、↓、←、→》:选择键,用于从液晶显示器上选择菜单功能、命令。
(c)《ESC》:复归键,在任何时间按下此键,将回复到上一级菜单。如果有故障告警界面推出时可恢复界面及告警灯。
(d)LCD:人机对话用液晶显示器。显示内容详见人机对话功能表。
(e)LED:由发光二极管组成的用于显示系统运行状态,从左至右依次是电源灯、运行灯、跳闸灯、告警灯、接收灯和发送灯。
装置在正常运行时,液晶的电源关闭,按下任意键或者有故障报告页推出时自动点亮液晶(建议按复归键点亮液晶),如果持续三分钟没有任何操作,程序将自动关断液晶。正常运行时红色电源灯常亮,表示装置电源正常;绿色运行灯每隔一秒闪一次,表示液晶板程序运行正常;红色跳闸灯正常运行时红灯不亮,装置保护跳闸动作,点亮红色跳闸灯,故障复归后故障灯不复归,需人工复归;红色告警灯亮正常运行时红灯不亮, 装置保护告警启动时,点亮告警灯,告警复归后告警灯自动熄灭。接收和发送灯为485通讯灯,接收到上位机报文时,接收灯闪烁,装置发送报文时,发送灯闪烁。
正常运行显示 | 一级菜单 | 二级菜单 | 功 能 |
液晶电源关断,没有任何显示,按下任意键,点亮液晶。 | 测量 |
| 显示保护二次的电流、电压;一次的电压、电流、有功、无功、功率因数等输入模拟量 |
状态 |
| 显示遥信状态,事故及告警软遥信 | |
修改 | 时间 | 修改系统的运行时间 | |
s定值 | 修改系统运行的定值清单 | ||
系数 | 修改系统的测量系数 | ||
校准 | 自动补系数 | ||
出口 | 出口选择 | ||
其他 |
| ||
查询 |
| 可显示最近的32次故障报告、遥控、SOE记录 | |
传动 |
| 对开出点传动,包括:合闸/分闸等 | |
通信 |
| 485通讯参数 | |
调试 |
|
| |
关于 |
| 软件版本号 |
一级菜单分以下八项(如右图所示),按“确认”键,当出现带箭头光标“→”时按“↑”、“↓”、“←”、“→”键选择一级菜单,再按“确认”键进入下一级。
(a) 测量
调整光标出现在“测量”项的左侧,按“确认”键进入,按“←”、“→”键进行翻页操作,即可显示出 “测量二次”、“测量一次”的值。
· “测量二次”显示测量三相电流、线电压Uab、线电压Ubc、负序电压U2、有功功率P、无功功率Q、分相功率、功率因数Cos、频率F。
·“测量一次”显示的电压、电流是测量二次电压、电流乘以PT、CT变比所得,PT、CT变比在“定值”中根据实际情况写入,PT、CT变比为互感器的变比值,例如电流互感器为200/5,则CT变比为40,CT、PT变比只对测量显示值有影响,与保护值无关;P、Q为一次有功功率和无功功率。
(b) 状态
调整光标出现在“状态”项的左侧,按“确认”键进入,按“←”、“→”键进行翻页操作,显示实时遥信状态以及装置异常信号。
遥信状态包括装置8路开关量输入状态,定值错误、系数错误、通讯错误等装置异常信号,当装置异常时装置闭锁所有保护功能。
(c) 修改
调整光标出现在“修改”项的左侧,按“确认”键进入密码界面,此菜单中存有该装置的运行定值及系数,不能随意修改,必需输入密码,如下图所示,按“确认”键出现光标,按“←”、“→”键移动光标,按“↑”、“↓”键修改密码为“1001”,按“确认”键进入二级菜单,如下图所示。
(1)时间
按“确认”键出现光标,按“↑”、“↓”键选择,选定“时间”,按“确认”键进入修改系统时间界面。按“确认”键编辑光标显示在年的最高位,按“→”、“←”键选择年的其它位,按“↑”、“↓”键修改编辑光标处的数值,如修改正确后按“确认”键;如果再修改月份,此时再按“确认”键,编辑光标显示在月的最高位,按“→”、“←”键选择月的其它位,按“↑”、“↓”键修改编辑光标处的数值,如修改正确后按“确认”键;如再修改日、时、分、秒,按“确认”键依次进行选择,修改完后按“确认”键。修改完成后按“↑”键,即修改保存成功。
装置内设时钟芯片,断电后时间不需要重新整定。
(2)定值
在读写定值页面按“←”、“→”键进行翻页操作,可依次对各项保护定值、时限及功能投退进行修改,在任一页按“确认”键出现光标,按“←”、“→”键移动光标,按“↑”、“↓”键修改数值,改完每项均按“确认”键,待各项定值都修改正确后,在任何一页无光标的情况下按“↑”键写入定值,此时如果定值修改成功,则显示“修改设置成功”,否则显示“修改设置失败”。按“复归”键回上一级菜单。此菜单内容应根据现场定值单具体整定。保护功能具体显示如下:
修改密码:1001
2.5反孤岛安装使用要求
3.1电气参数
名称 指标要求 额定工作电压(V) 380 额定频率(HZ) 50 反孤岛容量(KW) 100 200 400 800 额定容量(KW) 25 50 100 200 电阻扰动负载阻值9) 5.81 2.91 1.45 0.725 电阻额定电流(A) 38 76 152 304 短时耐受电流(A) 40 80 160 320 电阻短时耐受电流持续时间(S) 1 1 1 1 操作开关技术参数延时保护 可整定 操作开关延时保护时间设定值(S) 1 操作开关与上级低压断路器的互锁功能 必须具备 操作开关与上级低压断路器的互锁方式 电气 操作开关(操作次数) >10000次
3.2 100~400KW外形及安装尺寸:
正视图 侧视图 正视内部图
(图1外形图)
尺寸:高1200*宽800*深450(具体尺寸也可根据客户需求)
说明: 1、本尺寸为不含基础槽钢尺寸。
2、默认情况下不含底座,需要底座的话需要在订货时说明。
3、具体以生产图纸为准,上述图纸只作为参考。
/4.1.孤岛效应危害
孤岛效应,即指如并入公共电网中的发电装置,在电网断电的情况下,这个发电装置却不能检测到或根本没有相应检测手段,仍然向公共电网馈送电量。一般来说,孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响,包括:
1)危害电力维修人员生命安全;
2)影响配电系统上的保护开关动作程序;
3)孤岛区域所发生的供电电压与频率不稳定性质会对电网设备带来破坏;
4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流,可能会引起再次跳闸或对光伏系统、负载和供电系统带来损坏;
5)光伏并网发电系统因单向供电而造成系统三项负载的欠压供电问题。
由此可见,作为一个安全可靠的并网逆变装置,必须能及时检测出孤岛效应并避免所带来的危害。
4.2.并网光伏发电系统简介
0.4KV配电线路示意图如图5所示,根据检修情况及检修时操作顺序不同,假设以下4种情况。
母线侧检修,QF1-QF3保持闭合,分断QF,出线侧发生孤岛效应会影响到0.4KV母线侧,此时低压反孤岛装置可安装在母线侧或出线侧。
母线侧检修,分断QF1-QF3,分断QF,出线侧发生孤岛效应不会影响到母线侧,此时低压反孤岛装置应安装在出线侧。
出线侧检修(检修QF1对应出线),分断QF1,QF2-QF3保持闭合,QF保持闭合,此时如发生孤岛效应低压发孤岛装置安装于QF1出线侧才能起到作用。
出线侧检修(检修QF1对应出线),分断QF1,分断QF,此时如发生孤岛效应低压反孤岛装置可安装在母线侧或出线侧。
以上几种情况来看,推荐将低压反孤岛装置于每一路有并网光伏发电系统的出线都进行安装,且该出线侧开关应满足遥控遥信功能。
(图2 并网光伏发电系统模拟图)
4.3.接线原理图
QFD:反孤岛专用开关
QF:进线开关
KT:时间继电器
K :中间继电器
XK:柜体行程开关
FA:复位按钮
BR:报警指示灯
(图3 控制原理图)
4.4.装置工作逻辑图
如图4,当孤岛效应发生需要投入本装置时,请严格按照本图顺序操作,否则易发生安全事故。
1、打开柜门,检查线路是否接好。
2、将转换开关分别置于第一支路,第二支路,第三支路,查看控制模块显示状态,查看各个支路电压。
3、将 转换开关打到有电压的支路,并手动投入反孤岛开关。反孤岛投切次数可设定,间隔在 5分钟以上,保证间隔时间。跳闸时间设置为 1S.
4、使用结束后,将转换开关打到 0 状态
(图4 装置工作逻辑图)
注意:操作过程中严格按照流程进行操作,切误操作
除了根据订单检查外,装配好的反孤岛装置还应遵照相应的 IEC298 及 GB3906 有关规定进行出厂试验,校核结构和功能的正确性。紧固件和附件是单独包装的。
反孤岛装置的包装按具体情况的要求作相应的调整,如航海包装,即使是装在集装箱内,也应该用塑料薄膜袋将反孤岛装置封装起来,放入合适的干燥剂以防受潮。
通常由单台反孤岛装置组成运输单元,例外情况下,可由反孤岛装置小组或背靠背组成运输单元。反孤岛装置应直立运输,必须采取保护人员和器材的安全措施,使用搬运工具, 才能进行装载工作。
5.3反孤岛装置的安装和调试
1.装置到达现场后,经检查设备的完好情况,以免运输过程中有造成损坏。
2.检查各个插件和所有紧固件是否有松动,松动的予以紧固,扰动电阻值是否正确,时间继电器是否正确。
3.在通电之前经检查接线是否正确,确保接线的正确性。
4.通电时并网开关(断路器)在合闸状态,反孤岛装置的操作开关不能合闸,在并网开关(断路器)断开时, 反孤岛装置操作开关才能合闸。
5.检查反孤岛控制器显示是否正确,设定值与保护分、合是否正确。
壁挂式安装
壁挂式安装一般安装在变压器旁,挂在线杆上或者挂在墙面上,为了日后操作简单,建议安装的位置高度适宜。
落地式安装
落地式反孤岛装置基础示意图如图5所示。
(图5 装置基础示意图)
低压反孤岛容量(kW) | A | A1 | A2 | A3 |
100-400 | 600 | 470 | 530 | 800 |
落地式反孤岛装置也可先安装于槽钢基础上之后再进行安装,所用槽钢为 8#槽钢, 安装尺寸由用户与我公司进行商定。
接地线接至反孤岛装置内部有接地标志的位置上,如图所示。
选用电缆尺寸见下表
低压反孤岛容量(kW) | 100 | 200 | 400 |
2 电缆尺寸(mm ) | 10 | 16 | 25 |
互锁用的二次导线接至反孤岛装置内部的接线端子,如图 5/6 所示,二次导线采用 1.5mm 铜芯软导线。
检查内容如下:
| 检查内容 | 检查结果 |
| 通电前检查 | |
1 | 柜体外观无明显损伤,柜门开启灵活性、开 启角度正常。 |
|
2 | 各种指示、标志、警告标志明显可见,且张 贴正确。 |
|
3 | 反孤岛装置内部断路器能正常操作柄操作。 |
|
4 | 如已与上级开关进行闭锁,合上本反孤岛装置内部操作开关,对上级开关进行试送电, 此时上级开关应无法投入。 |
|
通电后检查(通电前务必确保本反孤岛装置操作开关处于分闸位置) | ||
1 | 反孤岛控制器正常使用,且显示各个回路电 压正常,反孤岛控制器上显示灯指示正常。 |
|
2 | 可以通过柜内的反孤岛控制器合分各个回路 的反孤岛开关是否正常使用。 |
|
3 | 如已与上级开关进行闭锁,合上本反孤岛装 置内部操作开关,此时本反孤岛装置内部操作开关不能合闸。 |
|
备注:
如未与上级开关进行闭锁,误手动合上本反孤岛装置内部操作开关,此时本反孤岛装置内部操作开关应于 1 秒后跳闸。如上级开关确实没有闭锁信号, 那么投入反孤岛前将闭锁信号线短接,同时在合反孤岛开关之前,确保上级开关是断开的。
在完成上述工作之后,将反孤岛装置内部负载导线重新接至操作开关下端并紧固,将本反孤岛装置 操作开关处于分闸位置,反孤岛装置检查完成。
特别说明:本反孤岛装置内部操作开关正常应处于分闸位置,只有在分布式光伏回路发生孤岛运行故障时候才将操作开关投入。
5.4.有关安全的说明
1)本装置应由具备电气专业知识人员操作,如操作不当易发生安全事故。
2)并网光伏发电系统接入侧需满足遥控、遥信功能,以便于本装置互为闭锁。
3)在本装置内部断路器需挂牌“投入本装置前请确认出线开关已断开”。
4)在光伏接入开关侧需挂牌“开关合闸前请确认低压反孤岛装置已断开”
6、维护
维修工作的作用是保持反孤岛装置无故障运行,并达到尽可能长的使用寿命。需做下列紧密相 关的工作:
检查---实际运行状况的确认。
保养---保持规定运行状况的措施。
修理---恢复规定运行状况的措施。
注意:
维护工作只能由训练有素的专职人员执行。他们通晓用电设备,重视 IEC 和其他技术
机 构规定的相关的安全规程及其他重要导则。当开关柜需要维修时,最好让我们公司的服务人员协助处理。
根据运行条件和现场环境,每 2 至 5 年应对反孤岛装置进行一次检查和保养。检查工作应包括(但不限于)下列内容:
(1) 根据 IEC 和其他机构规定的安全规程,隔离要进行工作的区域,并保证电源不会被重新接通。
(2) 检查反孤岛装置附件和辅助设备,应保持干燥和清洁。
(3) 在运行电压下,设备表面不允许出现外部放电现象。这可以根据噪声、异味和辉等现象来判断。
基本的保养和检查是必做的工作,主要包括如下内容:
(1) 发现反孤岛装置肮脏(若在热带气候中,盐、霉菌、昆虫、凝露都可能引起污染) 时,应用碱性的家用清洁剂,擦去粘性/油脂赃物,然后用清水擦干净,再干燥。对绝缘材 料和严重污染的 元件,用无卤清洁剂。
(2) 严禁使用三氯乙烷、三氯乙烯或四氯化碳!
(3) 如果出现外部放电现象,在放电表面涂一层硅脂膜作为临时修补,常常是有效的。关于 此类问题的永久性解决方法,建议向本公司咨询。
(4) 检查母线和接地系统的螺栓联接是否拧紧,隔离触头系统的功能是否正常。
(5) 遵守具体的开关反孤岛装置说明书的维护指导
(1) 发现缺陷后立即修理。
(2) 用机械方法(如铜刷)彻底清除钢板和其他钢质部件上的油漆损伤区域的铁锈,轻轻研磨油漆层周围并除去油污,然后立即涂上防锈底漆,待底漆干后涂上面漆。只能使用相容的油漆。
(3) 用铜刷清除镀锌或镀铬的功能元件表面的白色锈斑,用干燥、清洁、不掉丝的软布擦 去锈斑微粒,安装到位后除油污,立即涂上底漆,干后涂面漆。
元件的更换请与本公司联系,根据具体情况处理。