防孤島裝置：光伏并網的 “安全衛士”

一.工作原理如下：

1. *孤島效應*
當電網因故障或維護斷電時，光伏電站可能繼續向局部電網供電，形成“孤島”。這種情況可能危及維修人員安全，并影響設備正常運行。

2. *防孤島保護裝置的功能*
該裝置用于檢測孤島效應，并在檢測到孤島時迅速斷開光伏電站與電網的連接，確保安全。

3. *工作原理*
防孤島保護裝置通過以下方式檢測孤島效應：

- *被動檢測*：監測電網電壓和頻率的變化。若電網斷電，電壓和頻率會超出正常范圍，裝置檢測到異常后斷開連接。
  
- *主動檢測*：向電網注入微小擾動并觀察響應。若電網正常，擾動會被吸收；若電網斷電，擾動會導致電壓或頻率明顯變化，裝置據此判斷孤島效應。

4. **動作機制**
檢測到孤島效應后，裝置會迅速切斷光伏電站與電網的連接，通常通過斷開斷路器實現。

5. **保護措施**
- **過壓/欠壓保護**：電壓超出設定范圍時斷開連接。
- **過頻/欠頻保護**：頻率超出設定范圍時斷開連接。
- **快速斷電**：確保在孤島效應發生時迅速切斷連接。
 

二.概述
安科瑞AM5SE 系列微機保護測控裝置（以下簡稱裝置）集保護、控制、測量、通訊和監視功能于一體，資源豐富、配置完善、維護方便、性能穩定，適用于 35kV 及以下電壓等級電力系統的保護和測控，實現進線、主變、配電變、電動機、電容器、母聯、PT 等保護。應用領域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業。

裝置硬件設計采用可靠性配置，軟件配以專門的保護算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現方式靈活，能與 Acrel-2000Z 電力監控系統配套使用，為電力系統的安全可靠運行提供保障。

1 特點

高性能的硬件平臺

裝置采用主頻為 168MHz 的處理器，16 位同步采樣 A/D，每周波 48 點高速采樣、實時并行計算；配置 512K 字節 Flash、（192+4）K 字節 Sram、外置 4M 字節 NorFlash、外置 512K 字節 Sram，硬件資源充足，可靠性高。 統一的硬件設計和完善的保護功能裝置硬件包括電源模塊、CPU 模塊、開入開出模塊、控制回路模塊、模擬量采集、通訊模塊等采用模塊化設計，通用性強。在同一硬件平臺上針對不同對象進行保護功能設計， 實現 35kV 及以下電壓等級的電力系統保護，適用于進線、饋線、主變（一般容量 2000kVA 以上）、配電變壓器（一般容量 2000kVA 以下）、高壓電動機、高壓電容器、母聯、PT 等 設備的保護和自動控制功能。

豐富的接口資源

12 路（可擴展到 14 路）交流電壓/電流通道，測量三相電流、兩路零序電流、三相電壓、 零序電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能。保護電流的測量不僅反映基波，還可以通過邏輯可編程軟件增加測量 2~10 次諧波，具有帶諧波制動的保護功能。 獨立操作回路，可自適應 0.25~5A 開關跳合閘電流；

2 路 4～20mA 直流模擬量變送輸出，可通過邏輯可編程軟件自定義變送量；

20 路有源開關量輸入通道、10 路獨立無源開關量輸出通道；

2 路 RS485 串行通訊接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 規約；

2 路以太網接口，支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 規約；

GPS 對時功能，支持 IRIG-B 對時方式（RS485 接口）；

11 個 UBS 接口，可通過 U 盤升級裝置程序，也可導出裝置的定值、故障錄波數據，方便故障分析；

1 個 RS232 接口，可通過 USB 轉 232 數據線升級裝置程序，還可上傳裝置定值、動作事件信息和故障錄波數據，方便現場事故分析。

人性化

裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂。

靈活、舒適的按鈕設計，菜單式操作簡單、便捷。

保護功能的出口可通過跳閘矩陣進行設置，方便用戶選擇要動作的繼電器。

配備計算機界面的調試與分析軟件，調試及維護簡單方便。

透明化

實時記錄交流量、開入量、開出量和所有保護模塊的狀態。

裝置記錄內部各元件動作行為、動作時間和錄波數據，共可記錄 16 條故障錄波，每條錄波可觸發 12 次錄波，每次錄波可錄故障前 8 個周波、故障后 4 個周波波形，共計 46s。 每個采樣點錄波至少包含 12 個模擬量、10 個開關量波形。

可靠性設計

裝置采用全圖形編程技術設計每個保護功能，以提高程序的可靠性及正確性。

軟硬件具有持續完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項電磁兼容檢測認證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到 IV 級標準

2.裝置功能對照表

3 .標準與規范
防孤島保護裝置的設計和運行需符合相關標準，如IEEE 1547和UL 1741，確保其可靠性和安全性。

4,產品結構
三.總結
      防孤島保護裝置通過被動和主動檢測方法識別孤島效應，并在檢測到孤島時迅速切斷光伏電站與電網的連接，保障人員和設備安全。