中文版AS47771.docx
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中文版AS47771
AS4777.3-2005
AS4777.3—2005
澳大利亚标准™
能源系统通过逆变器并网
第3部分电网保护要求
本澳大利亚标准由EL-042再生能源供电系统以及设备委员会编写。
2005年4月6日澳大利亚标准局批准。
标准于2005年5月20日发布。
EL-042委员会代表下列机构：
替代技术协会
澳大利亚电子电器制造商协会
可持续能源商业理事会
电气管理局
新西兰电气安全组织
新西兰电力工程师协会
ElectroComms与能源公用事业行业技能委员会
新西兰能源效益及保护管理局
能源网络协会
新西兰专业工程师学会
新西兰经济发展部
国家电气和通信协会
新西兰电力研究所
可持续能源研究所
维多利亚可持续能源委员会
新南威尔士大学
保持标准更新到最新
标准是反映科学、技术和系统发展的现存文件。
为保持标准的更新，所有的标准都要定期进行复审，并出版新版标准。
在两个版本之间可能发布修正版。
标准也可能被撤消。
读者应保证自己使用的是现行标准，这些标准应该包括购买标准后已经出版发行的任何修正，这一点是很重要的。
有关标准的详细信息，可以通过登陆标准网站商店.au，在在线目录中查找相关标准。
另外，每年一月一日的印刷目录提供当时适用的信息，月刊杂志TheGlobalStandard（全球标准）列出了每月出版发行的全部修订版本和修正版本清单。
由澳大利亚标准开发的AustralianStandardsTM及其他产品和服务，通过运营标准网站商店的SAIGlobal公司根据合同出版发行和分销。
我们同样欢迎有利于提高我们标准的建议，尤其鼓励读者立即将任何明显的错误或者含糊不清的地方通知我们。
通过电子邮件******************.au联系我们，或者致函GPOBox5420,Sydney,NSW2001澳大利亚标准，行政总裁。
该标准以DR04342发布征求意见草稿。
AS4777.3—2005
澳大利亚标准™
能源系统通过逆变器并网
第3部分电网保护要求
最初作为AS4777.3—2002发布。
2005年再版
版权所有
©StandardsAustralia
保留所有权利。
未经发行人书面许可证，本著作任何部分不得以任何形式或者任何方式（电子的或者机械的，包括影印）进行翻印或者复制。
由StandardsAustralia出版，地址GPOBox5420，澳大利亚悉尼，NSW2001
ISBN0733767028
序言
本标准由澳大利亚和新西兰联合准则委员会EL-042（再生能源供电系统和设备）的澳大利亚成员编写，以由EnergyNetworksAssociation（能量网络协会）赞助的一批公用设施、光伏和逆变器工业专家提出的要求为基准。
通过与两个国家的风险承担者磋商，澳大利亚标准（组织）和新西兰标准（组织）决定整理汇集本标准，作为澳大利亚标准，而非澳大利亚/新西兰标准。
本标准发行后代替4777.3-2002。
本标准的目标是向管理者、电器销售商和制造商提供逆变器能源系统中使用的为通过电气装置向配电网注入电能设计的电网保护装置要求和试验。
本文件为AS4777的第3部分——能源系统通过逆变器并网，整个标准分成几部分出版发行，如下所述：
AS4777.1第1部分:
安装要求
AS4777.2第2部分:
逆变器要求
AS4777.3第3部分:
电网保护要求（本标准）。
本标准经过修订，分成两部分：
（a）简化EMC要求；及
（b）验证电网性能试验，包括测试值容差。
本标准编制时得到下列组织的帮助——
（i）澳大利亚温室气体办公室；
（ii）默多克大学可持续能源研究所；以及
（iii）新南威尔士大学
术语"规范性"和"资料性"在本标准中用来定义适用附件的应用。
“规范性”附件是标准不可分割的部分，“资料性”附件仅限于信息和指导作用。
页码
1适用范围4
2引用标准4
3定义5
4通用要求和安全要求6
5电网保护要求6
附件
A可持续运行范围9
B电网保护装置试验10
STANDARDSAUSTRALIA
澳大利亚标准
能源系统通过逆变器并网
第3部分电网保护要求
1适用范围
本标准对逆变器能源系统中使用的电网保护装置要求做出规定,单相装置额定值高达10kVA，三相装置额定值高达30kVA，还对通过电气装置向配电网注入电能做出规定。
说明：
1虽然本标准不适用于较大的系统，但是类似的原则却可用于这种系统的电网防护。
2这些装置不能代替AS/NZS3000中要求的用于防护隔离的装置。
3尽管本标准的编写依据的是直流电源的再生能源（例如光电池阵），但是通过对试验做适当修改，本标准可以用于能源来自于可变交流电源（例如风力涡轮机或者微型水电系统）的系统。
4本标准不包括EMC要求。
这些要求是澳大利亚通信管理局（ACA）负责管理。
用户应注意澳洲通信管理局的指导性文件《电磁兼容性——澳大利亚和新西兰电气和电子产品供应商信息》。
2引用标准
下列规范文件包含若干条款，这些条款通过在本标准中引用构成本标准的条款。
AS
60038标准电压
AS/NZS
3000电气安装（被称为澳大利亚/新西兰布线规则）
3100认证及试验规范-电气设备通用要求
60950信息技术设备-安全
60950.1第1部分通用要求
61000电磁兼容性（EMC）
61000.3.3第3.3部分范围——公共低压供电系统电压波动和闪烁限制，用于每相额定电流小于等于16A，且不进行有条件连接的设备
61000.3.5第3.5部分范围——低压供电系统电压波动和闪烁限制，用于额定电流大于16A的设备
IEC
60255继电器
60255-5第5部分测量继电器和保护设备绝缘配合——要求和试验
ACA电磁兼容性——澳大利亚及新西兰电气和电子产品供应商信息
3定义
本标准采用以下定义：
3.1主动防孤岛保护
通过主动改变逆变器能源系统的输出功率防止孤岛的方法。
3.2配电网
由电气分配器操纵的电气系统的一部分
3.3电网
配电网的另一个术语。
3.4逆变器
使用半导体器件在直流电源或者负载和交流电源或者负载之间传输能量的装置。
说明：
尽管本标准的编写基础为来自于直流电源（例如光电池阵）的再生能源，但是本标准可以用于来自于可变的交流电源系统（例如风力涡轮机或者微型水电系统）的能源，因此，在本标准中，使用半导体器件的交流变流器同样可以视为逆变器，因为本标准中的这些要求适用于这种系统。
3.5逆变器能源系统
包含一个或者多个逆变器及一个或者多个能源资源（可能包括蓄能电池）、控制装置、一个或者多个电网保护装置的系统。
3.6孤岛
配电网供应的电源被分裂，一个或者多个逆变器维持以任何形式向电网的任何部分供电（无论稳定与否}的任何情况。
3.7标称电网电压
适用AS60038的定义。
3.8被动防孤岛保护
通过监控配电网避免形成孤岛的方法。
3.9机电式开关
OFF状态导致导线物理分离（例如机械继电器）的电气开关。
这不包括晶体管或者类似的半导体器件。
3.10不间断电源（UPS）系统
电源系统包含逆变器、开关、控制回路以及在配电网电源中断时用来保持负载电源连续性的一种蓄能设备。
4通用要求和安全要求
4.1概述
逆变器能源系统电网防护应当通过电网保护装置提供。
这不排除电网保护装置作为逆变器整体一部分的情况，也不排除用来保护逆变器能源系统（包含多重逆变器）的单一电网保护装置。
是否符合本标准应通过电网保护装置自身型式试验来确定，如有必要，与逆变器相结合。
这种结合是否符合标准要求应以与型式试验同样的方式一起使用为条件。
逆变器和电网保护装置组合符合标准要求并不能排除这两种装置作为不同组合的一部分符合标准要求。
4.2电气安全
电网保护装置应该符合AS/NZS3100的适当电气安全要求。
说明：
AS/NZS3100同意，如果一种针对任何具体设备类别或者型号的设计、构造和试验的具体特征发布单个标准，它将取代AS/NZS3100中涉及那些独立标准的通用要求。
4.3连接低电压配电网
电网保护装置不应与低压配电网矛盾。
说明：
标称电压为230VAC单相相间电压以及400VAC三相相间电压，容差+10%-6%，频率50Hz。
4.4电压闪烁
对于额定电流小于或等于16A（交流电）的设备，其电网保护装置应该符合AS/NZS61000.3.3规定的电压闪烁范围；对于额定大于16A（交流电）的设备，其电网保护装置应该符合AS/NZS61000.3.5规定的电压闪烁范围。
是否符合标准要求应该根据适当的标准通过型式试验来确定。
4.5脉冲防护
电网保护装置应该耐受的标准闪电脉冲为0.5J,5kV，波形1.2/50。
是否符合标准应该根据IEC60255-5脉冲电压容许电压试验通过型式试验来确定。
4.6数据记录以及通讯装置
任何合并入逆变器的电子数据逻辑记录或者通讯设备应该符合AS/NZS60950.1的适当要求。
特别注意电绝缘、爬电距离以及间隙距离要求。
5电网防护要求
5.1概述
在以下条件下，电网保护装置应该运行-
（a）如果电网供电中断；或者
（b）当电网超出预定参数（例如过/欠压，过/低频）；或者
（c）防止孤岛效应。
具体要求均在第5.2至5.5款中列明。
5.2断开装置
电网保护装置中应该加入一个断开装置，当断开装置启动时，阻止来自逆变器能源系统的电能（交流电和直流电）进入电网。
说明：
断开装置不必断开检测电路。
断开装置中应该加入机电式开关，如果，
（a）在该能源以及电网之间没有电隔离存在；或者
（b）如果电网供电中断，逆变器系统继续为电气装置任何部分提供电力（即：
作为不间断电源（UPS）使用）。
说明：
1电隔离可以通过一个双缠绕高频变换器或者一个双缠绕电源频率变压器实现。
2检测电路不需要隔离电流。
任何设计与不间断电源系统（UPS）一起使用的断开装置只应当击穿该有效导体。
如果能源和电网之间存在隔离电流，断开装置可以加入半导体器件，系统不用作不间断供电系统。
5.3电压和频率界限（被动反孤岛保护）
电网保护装置应该以过/欠压保护和过/低频保护的形式加入被动反孤岛保护。
如果电压超出Vmin-Vmax范围或者其频率超出fmin-fmax范围，断开装置（见第5.2款）应当在2秒内运行，其中
（a）单相系统的Vmin应该在200-230V范围内，三相系统在350-400V范围内；
（b）单相系统的Vmax应该在230-270V范围内，三相系统在400-470V范围内；
（c）fmin应该在45-50Hz范围内。
（d）fmax应该在50-55Hz范围内。
Vmax、Vmin、fmax和fmin范围可以预置或者可编程序。
Vmax、Vmin、fmax和fmin值可以与相关电力分销商协商。
电网保护装置的整定值不应超过逆变器的容量。
5.4持续运行范围
持续运行范围的引入正在考虑中。
说明：
有关建议的更加详尽资料见附件A。
5.5主动防孤岛保护
电网保护装置应该至少加入一种主动防孤岛保护。
这种方法的实例包括在缺乏基准频率（移频）的情况下改变逆变器的频率使其远离标称工况，在缺乏基准频率（频率不稳定性）的情况下允许逆变器频率的内在不稳定性存在，定期改变逆变器的输出功率（电源变化）以及通过定期注入电流脉冲（注入电流）的方式监控电网耦合阻抗突跃的发生。
说明：
除上面第5.3款描述的被动防孤岛防护之外，还需要主动防孤岛防护以阻止由于多个逆变器相互提供频率和电压基准而可能发生的孤岛情况。
电网供电中断2秒之内主动防孤岛保护系统应该运行断开装置（见第5.2款）。
5.6重新接入步骤
只是在下列所有工况满足以后，断开装置才重新运行，将逆变器与配电网连接-
（a）配电网频率保持在fmin–fmax范围之内至少1秒钟，其中，Vmin和Vmax的定义见第5.3款。
（b）配电网电压保持在fmin–fmax之内至少1秒钟，其中，fmin和fmax的定义见第5.3款。
（c）逆变器能源系统和配电网相互同步同相。
5.7保护性设置的安全性
电网保护装置的内部设置应该保障不会被无意篡改或者XX篡改。
内部设置的改变需要使用不能提供给XX的人员的工具和特别说明。
说明：
专用接口装置以及密码属于工具类。
5.8符合电网保护要求
防孤岛保护要求应该根据附件B中描述的防孤岛保护试验通过型式试验予以确定。
附件A
可持续运行范围
（资料性）
设计在标称电压230V（单相）或者400V（三相）下运行的设备可以承受接近200V和270V（单相）以及350V和470V（三相），但是不应该期望在这些极端电压下长时间运行。
正在考虑引入分级跳闸要求，准许限定时间内在（或者接近）极端的电压条件下运行，越接近极限工作电压准许时间越短。
因此，如果电网电压逐渐接近极限值（根据第5.3款），如果电压长时间停留在极限值附近，可能需要断开连接（即使从未超过极限值）。
要求本标准用户考虑该提案和第EL-042委员会，再生能源动力系统和设备欢迎对本提案作出评价。
评论请发送到——
项目经理
EL-042委员会
澳大利亚标准
GPOBox5420
SYDNEYNSW2001
或者发送电子邮件到******************.au，第一行文字请注明：
“致项目经理EL-042’
附件B
电网保护装置试验
（规范性）
B1概述
为保护配电网形成孤岛，每当配电网供电中断的时候逆变器断开配电网连接。
防孤岛保护应该通过下列试验进行评定。
B2过/欠压跳闸设定以及重新接入试验
B2.1实验
过/欠压跳闸的设定和重新接入应当按照如下程序进行：
（a）将逆变器和电网保护装置接入如图B1所示的试验电路。
（b）应该将电网保护装置的欠压跳闸设置调整到最小值，或者200V，以其中较大者为准。
（c）应该设定变化的交流供电，使被测部件交流电接线端的电压等于标称电网电压，其频率等于（50±0.2）Hz，改变输入电源直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（50±5）%或者1kVA，以较小者为准。
（d）慢慢调整可调节交流电源的电压，增加被测部件接线端的交流电压，直到被测部件从可调电源上断开。
记录断开发生时的交流电压。
（e）调整可调交流电源，使被测部件接线端交流电压回到标称电网电压。
记录被测部件重新连接到可调交流电源的实际时间。
（f）将可调交流电源的输出电压调整到等于步骤（d）记录的过电压跳闸整定值加上2V。
然后尽可能迅速升高电压，但是速率低于任何加入到被测部件的dV/dt保护。
记录下从步骤（d）电压通过到被测部件从可调交流电源断开的时间间隔。
（g）应该将电网保护装置的过频跳闸设置调整到最大值，或者270Hz，以其中较小者为准。
（h）重新确定步骤（c）的工况。
（i）慢慢调整可调交流电源的电压，升高被测部件接线端的电压，直到被测部件从可调电源上断开。
记录断开发生时的电压。
（j）重复步骤（e）。
（k）将可调交流电源的输出电压调整到等于步骤（i）记录的欠电压跳闸整定值减去2V。
然后尽可能迅速降低电压，但是速率低于任何加入被测部件的dV/dt保护。
记录下从步骤（i）电压通过到被测部件从可调交流电源断开的时间间隔。
B2.2合格标准
进行第B2.1款中描述的测试时，在步骤（d）记录的电压应该等于欠压整定值±5V，步骤（i）记录的电压应该等于过压整定值±5V，步骤（f）以及（k）中记录的断开时间应该分别小于或等于2秒，步骤（e）以及（j）中记录的重新接入时间应该分别为1分钟或者更大。
试验中装置
说明：
测试电路适用于单相系统。
三相系统测试需要一个等效的三相回路。
图B1过/欠压和过/欠频跳闸设置和重新接入试验的测试电路
B3过/低频跳闸设定以及重新接入试验
B3.1试验
过/低频跳闸设定和重新接入应当进行如下操作：
（a）将逆变器和电网保护装置接入如图B1所示的试验电路。
（b）电网保护装置的低频跳闸设置应该调整到最小值，或者45Hz，以其中较大者为准。
（c）应该设定变化的交流供电，使被测部件交流电接线端的电压等于标称电网电压，其频率等于（50±0.2）Hz，改变输入电源直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（50±5）%或者1kVA，以较小者为准。
（d）慢慢调整可调交流电源的频率，升高被测部件接线端的频率，直到被测部件从可调电源上断开。
记录断开发生时的频率。
（e）调整可调交流电源的频率，直到被测部件交流电接线端的频率返回到（50±0.2）Hz。
记录被测部件重新连接到可调交流电源的实际时间。
（f）将调整可调交流电源的输出频率调整到等于步骤（d）记录的过频跳闸整定值加上0.1Hz。
尽可能迅速地升高频率，但是降低速率低于任何加入到被测部件的df/dt保护。
记录下从频率通过步骤（d）所测频率到被测部件从可调交流电源断开的时间间隔。
（g）电网保护装置的过频跳闸整定值应该设定到最大值，或者55Hz，以其中较小者为准。
（h）重新确定步骤（c）的工况。
（i）慢慢调节可调交流电源的频率，增大被测部件接线端的频率，直到被测部件从可调电源上断开。
记录断开发生时的频率。
（j）重复步骤（e）。
（k）将可调交流电源的输出频率调整到等于步骤（i）记录的欠频跳闸整定值减去0.1Hz。
尽可能迅速地增大频率，但是速率低于任何加入到被测部件的df/dt保护。
记录下从频率通过步骤（i）频率所测量频率到被测部件从可调交流电源上断开的时间间隔。
B3.2接受标准
在进行以上描述的测试时，在步骤（d）记录的频率应该等于欠频整定点±0.1Hz，步骤（i）记录的频率应该等于过频整定值±0.1Hz，步骤（f）以及（k）中记录的断开时间应该分别小于等于2秒，步骤（e）以及（j）中记录的重新接入时间应该分别大于等于1分钟。
B4电网跳闸试验
B4.1概述
在电网跳闸试验中，将逆变器和电网保护装置接入类似于图B2所示的测试电路中。
采用三种不同的负载工况进行测试——
（a）光电子负载；
（b）负载匹配；以及
（c）负载匹配率+10%
负载条件（a）应采用类似于图B3所示的试验负载回路。
包含一个连接一100μF的电容元件和一560kΩ电阻元件（并联）的全波整流桥。
负载工况（b）和（c）应采用类似于图B4所示的试验负载回路。
包含并联阻性、感性和容性负载。
在两种情况下，感性负载的选择使其能够从电网产生100VAR，容性负载的选择使其能够向电网提供100VAR。
对于负载工况（b），阻性负载的选择使其能够产生等于逆变器实际功率输出的负载。
对于负载工况（c），阻性负载的选择使其能够产生比逆变器实际功率输出大10%的负载。
通过下列公式计算L和C的值：
式中
V
=
电网电压
f
=
电网频率
C
=
电容
L
=
电感
试验中装置
说明：
负载适用于单相系统。
三相系统测试需要一个等效的三相回路。
图B2电网跳闸试验回路
C=100µF
R=560kΩ
说明：
1负载适用于单相系统。
三相系统测试需要一个等效的三相回路。
图B3负载工况（A）条件下电网跳闸试验的试验负载
B4.2负载工况（a）下的电网跳闸试验
负载工况（a）条件下的电网跳闸试验应该按下列步骤进行∶
（a）将逆变器和电网保护装置接入类似于图B2所示的测试电路，负载类似于图B3所示。
电网电压应该等于标称电网电压±5%。
（b）改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（10±5）%。
（c）打开开关S，记录被测部件从测试电路上断开的时间
（d）闭合开关S，改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（50±5）%。
（e）重复步骤（c）。
（f）闭合开关S，改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（100±5）%。
（g）重复步骤（c）。
上述测试的全部断开时间应该小于2秒。
谐振负载
说明：
1负载适用于单相系统。
三相系统测试需要一个等效的三相回路。
2C和L形成一个谐振负载，各部件的无功功率近似等于100VAR，,那就是说L=C=100VAR。
3部件CV和LV用于步骤B4.3（d）和B4.4（d），不是谐振负载的一部分。
图B4负载工况（B）和（C）下电网跳闸试验的试验负载
B4.3负载工况（b）条件下的电网跳闸试验
负载工况（b）条件下的电网跳闸试验应该按以下步骤进行∶
（a）将逆变器和电网保护装置接入类似于图B2所示的测试电路，试验负载类似于图B4所示。
选择阻性负载，在下列三个功率等级试验中产生一个约等于被测部件实际输出功率的负载。
感性负载的选择应该能够从电网产生大约100VAR。
感性负载的选择应该能够从电网产生大约100VAR。
电网电压应该等于标称电网电压±5%。
（b）改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（10±5）%。
（c）升高或者降低阻性负载（R）直到试验负载的实际功率消耗与逆变器的实际功率输出匹配误差在±5%之内。
（d）调整电感或者容性负载直到试验负载的无功功率消耗与被测部件的无功功率输出匹配误差达到±5%（Q负载+Q实验负载=Q逆变器输出功率）。
说明：
至此该步骤的目的是将公用设施切断开关处的50Hz电源部件切换到零。
系统谐波电压将在测试电路中产生谐波电流。
谐波电流将导致在切断开关处测量的功率或电流很难达到零。
（e）打开开关S，记录被测部件从测试电路上断开的时间。
（f）闭合开关S，改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（50±5）%。
（g）重复步骤（c）到步骤（e）。
（h）闭合开关S，改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（100±5）%。
（i）重复步骤（c）到（e）。
上述测试的全部断开时间应该小于2秒。
B4.4负载工况（c）下的电网跳闸试验
负载工况（c）条件下的电网跳闸试验应该按以下步骤进行∶
（a）将逆变器和电网保护装置接入类似于图B2所示的测试电路，实验负载类似于图B4所示。
选择阻性负载，在下列三个功率等级试验中产生一个等于被测部件实际输出功率1.1倍的负载。
感性负载的选择应该能够向电网提供大约100VAR。
容性负载的选择应该能够从电网引来大约100VAR。
电网电压应该等于标称电网电压±5%。
（b）改变被测部件的输入电源，直到被测部件的交流输出（伏特-安培）等于其额定输出的（10±5）%。
（c）升高或者降低阻性负载（R），直到试验负载的实际功率消耗与被测部件的实际功率输出的110%匹配（即被测部件过载10%）误差达到±5%。
（d）调整感性或者容性负载，直到试验负载的无功功率消耗与被测部件的无功功率输出匹配误差达到±5%。
说明：
至此该步骤的目的是将公用设施切断开关处的50Hz电源部件切换到零。
系统谐波电压将在测试电路中产生谐波电流。
谐波电流将导致在
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