综合保护屏

一、综合保护屏产品介绍

综合保护屏是针对10kV/35kV分布式光伏及集中式光伏电站并网保护需求而研发的专业化屏柜，适用于6kV~220kV电压等级的变电站、开闭所及大型地面电站、分布式屋顶光伏、风力电站、山地光伏、光储一体化电站。屏柜一般由防孤岛保护装置、故障解列装置（频率电压解列装置）、在线式电能质量监测装置、公用测控装置及屏体辅材组成。系统符合GB/T 19964《光伏发电站接入电力系统技术规定》及GB/T 29319《光伏发电系统接入配电网技术规定》技术要求，防孤岛保护动作时间≤2秒，且具备主动+被动双重检测能力。

光伏并网综合保护测控屏主要用于10kV/35kV光伏并网出线柜的保护与测控，集成了保护、测控、电能质量监测功能，为光伏运行监控主站与分布式光伏发电设备之间建立了通信桥梁，起到"承上启下"的作用。当光伏电站出现孤岛效应、频率电压异常等故障时，能迅速切除并网开关、使本站和电网侧脱离，防止事故的扩大化；同时监测并网点电能质量的状态，防止电能质量不稳给电网和光伏造成冲击。

二、综合保护屏内核心装置与功能

1. 防孤岛保护装置

防孤岛保护装置用于检测电网异常并快速切断分布式电源与电网的连接，防止孤岛运行。核心功能包括：

防孤岛核心保护：两段式过电压保护、两段式低电压保护（失压跳闸）、两段式低频减载、两段式高频保护（可投入滑差闭锁）、频率突变跳闸、零序过压保护、进线失压跳闸、有压自动合闸、外部联跳。防孤岛保护装置可选配过流保护

防逆流保护：逆功率跳闸/逆功率恢复合闸、低功率跳闸/低功率恢复合闸，当检测到并网点有逆流时快速切除，功率恢复正向流动后自动合闸。

过流与接地保护：三段式过流保护（可经低电压闭锁、可带方向闭锁）、反时限过流保护、两段式零序过流保护、零序反时限过流、后加速过流保护。

辅助功能：CT/PT断线告警、控制回路断线告警、FC闭锁、检修状态闭锁、非电量保护、检同期功能、故障录波（COMTRADE格式）、SOE事件顺序记录（1ms分辨率）、USB数据导出、自诊断功能。

测控功能：遥测三相电压、三相电流、有功/无功功率、功率因数、频率、双向电度等（0.5级高精度计量）；遥信多路开关量输入（断路器位置、保护动作信号、装置自检状态）；遥控断路器分合闸、远方复归；遥调远方修改定值、投退保护功能。

2. 故障解列装置

故障解列装置用于电力系统失稳时的紧急解列控制，防止崩溃扩大。当光伏电站出现高频、低频、高压、低压、零序过电压等故障时，故障解列装置能及时切开并网点，把本站和电网侧解列出来，避免对电网造成不必要的冲击。主要功能包括：

两母线零序过压解列保护、两母线二段低压解列保护、两母线二段低频解列、两母线二段过压解列保护、两母线二段高频解列；TV1/TV2监测（TV断线和TV相序判断）；TA1/TA2监测（保护TA断线和相序判断）；高频/低频解列分五轮动作，监测系统频率越限（如低频49Hz/高频52Hz），结合电压闭锁；暂态记录触发录波功能存储故障前2周波+故障后8周波数据；支持RS485/以太网（Modbus/IEC 60870-5-103/104），输出16路开关量告警。

3. 频率电压紧急控制装置（频率电压解列装置）

频率电压紧急控制装置用于光伏电站出现电压、频率不正常时，按照负荷的重要程度，依次切除故障负荷来保证重要负荷正常运行。该装置与故障解列装置协同工作，构成光伏并网点的多重保护屏障。

4. 电能质量在线监测装置（选配）

A类电能质量在线监测装置主要解决了电力负荷急剧加大，特别是冲击性和非线性负荷容量的不断增长，使得电网发生波形畸变、电压波动与闪变和三相不平衡等电能质量问题。监测参数包括：系统频率、三相电压不平衡度、电压偏差、频率偏差、电压基波有效值和真有效值、电流基波有效值和真有效值、视在功率、有功功率、无功功率、2-50次谐波、50次间谐波、功率因数等；谐波分析监测2-50次谐波（电压THD>5%告警）及0.5-49.5次间谐波，符合国标A级精度。

5. 公用测控装置（选配）

公用测控装置主要监视站内一次二次设备信号，如开关刀闸位置，断路器各类报警信号，保护装置发送的保护动作以及告警信号，线路及母线等间隔的电压电流；对开关刀闸进行远方遥控合分；采集电压电流信号上传后台监控系统，实现远程控制、数据处理与分析、无人值守、故障预警与处理、自检与自修复功能，以及完善的防雷击和接地设计、抗干扰措施等。

三、综合保护屏产品特点

一体化集成设计：将防孤岛保护、故障解列、频率电压紧急控制、电能质量监测、公用测控等功能集成于单面屏柜内，减少屏柜数量，节约二次设备室空间，特别适用于预制舱式光伏电站。

多重保护冗余：主动+被动双重孤岛检测、五轮频压解列、逆功率保护、检同期等多重保护逻辑协同，确保光伏电站在各种异常工况下安全可靠脱网。

全息故障再现：采用透明化设计，内部元件在系统故障时的动作过程可以全息再现，便于故障分析；故障录波采用COMTRADE格式，支持100次事件与100次故障录波存储。

标准化通信接口：提供以太网口、485口、IRIG-B码对时口，支持IEC 60870-5-103/104、Modbus、IEC 61850等规约，可与光伏监控系统链接，组成完善的光伏自动化无人值守系统。

快速动作性能：防孤岛保护动作时间≤2秒（GB/T 19964要求），保护整组动作时间频率功能不大于60ms、其他功能不大于40ms，电压精度≤±2%，频率精度±0.01Hz。

灵活部署：可组屏安装于二次设备室/预制舱内，也可作为独立装置在开关柜就地安装，适应不同项目空间与组网需求。

四、综合保护屏作用

防止孤岛运行危害：当电网失电而光伏仍向负荷供电时形成孤岛，可能导致维修人员伤亡、设备损坏、电网重合闸失败等严重后果。防孤岛保护装置在发生孤岛现象时快速切除并网点，使本站与电网侧迅速脱离，确保电站和维护人员生命安全。

限制故障扩散：故障解列装置在电站出现高频、低频、高压、低压、零序过压等故障时及时切开并网点，避免光伏电站故障对电网造成冲击，防止事故扩大化。

保障电能质量：通过A类电能质量在线监测装置实时监测并网点谐波、电压波动、三相不平衡等指标，防止电能质量不稳给电网和光伏设备造成冲击，满足电网公司对并网电能质量的考核要求。

支撑并网验收：根据GB/T 29319-2024要求，10(6)kV电压等级并网的光伏发电系统应配置独立的防孤岛保护装置，本屏柜是光伏并网验收必配设备。

实现无人值守：完备的四遥功能与标准化通信接口，使光伏电站运行监控主站能够远程监视与控制，实现光伏自动化无人值守运行。

五、综合保护屏配置清单

六、综合保护屏应用场景

10(20)kV并网分布式光伏：根据GB/T 29319要求，10(6)kV电压等级并网的光伏发电系统应配置独立的防孤岛保护装置，本屏柜是并网验收必配设备。

35kV集中式光伏电站：35kV电压等级接入的地面光伏电站，作为并网点解列保护屏，部署于二次设备预制舱内。

光伏+储能联合电站：光储一体化项目的并网点防孤岛与防逆流双重保护。

工商业屋顶光伏：工厂、商场、园区屋顶光伏项目并网柜，安装于用户侧低压或10kV并网开关柜内。

光伏扶贫与整县推进分布式光伏：村级光伏扶贫电站、片区分布式光伏的集中防孤岛管理与解列保护。

BIPV与农光互补：建筑光伏一体化、农业光伏大棚等新型光伏应用场景的低压并网点防孤岛保护。

七、技术参数

八、安装尺寸与部署说明

光伏并网综合保护屏部署于光伏电站二次设备室或二次设备预制舱内，也可作为独立装置在开关柜就地安装。屏柜标准尺寸为2260mm×800mm×600mm，柜内由上至下依次安装防孤岛保护装置、故障解列装置、频率电压紧急控制装置、电能质量在线监测装置（选配）、公用测控装置（选配）及辅助元件（空气开关、柜内照明、PDU插排等）。屏柜底部电缆沟进线，顶部弱电桥架出线。

接线要求：CT/PT二次回路应采用截面≥2.5mm²的铜芯屏蔽电缆，与动力电缆分层敷设。通信线缆采用超五类及以上屏蔽网线或单模光纤，与电力电缆间距≥300mm。屏柜内设接地铜排，截面≥100mm²，各设备外壳及屏蔽层均可靠接至接地铜排，接地电阻≤4Ω。IRIG-B码对时线采用屏蔽双绞线，远离强电干扰源。

并网接口：屏柜通过控制电缆与10kV/35kV并网开关柜的断路器操作机构相连，实现防孤岛保护、故障解列、频压紧急控制时的快速跳闸。同时通过网络交换机与光伏监控系统、调度主站通信，实现四遥数据交互。