[發明專利]基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護方法和系統

在審

• 申請號: 202110696502.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN115513910A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 劉倪宣;侯煒;倪群輝;王櫟濤;石勇
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H04W4/30;G01R31/08;H02J13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護系統，其特征在于，包括分布式防越級跳閘保護裝置、集中式防越級跳閘保護裝置、礦用隔爆兼本安5G基站和CPE裝置；所述分布式防越級跳閘保護裝置和集中式防越級跳閘保護裝置分別與井下的礦用隔爆兼本安5G基站連接；所述分布式防越級跳閘保護裝置為多級防越級跳閘保護裝置，下級防越級跳閘保護裝置通過5G無線通訊系統對上級防越級保護裝置發送跳閘閉鎖信號；

所述5G無線通訊系統通過5G終端CPE裝置進行無線通訊。

2.根據權利要求1所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護系統，其特征在于，所述分布式防越級跳閘保護裝置和集中式防越級跳閘保護裝置分別對上級防越級跳閘保護裝置發送的防越級跳閘閉鎖信號均為R-GOOSE格式，將在局域網內信息交換的GOOSE報文轉換為具有路由功能的R-GOOSE格式，所述R-GOOSE格式報文中包含源地址、目的地址。

3.根據權利要求1所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護系統，其特征在于，還包括網絡拓撲結構，所述網絡拓撲結構包括主網絡結構和從網絡結構；所述主網絡結構為分布式拓撲結構，本級的防越級跳閘保護裝置與相鄰上下級防越級跳閘保護裝置通過5G終端CPE裝置進行通訊；從網絡結構為集中式拓撲機構，各級保護裝置均與集中式防越級跳閘保護裝置進行通訊，實時傳輸各級保護裝置接收和發送的R-GOOSE報文。

4.根據權利要求1所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護系統，其特征在于，所述CPE裝置為可拔插式的板卡，內嵌到防越級跳閘保護裝置中。

5.一種基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護方法，其特征在于，包括分布式防越級跳閘主保護和集中式防越級跳閘后備保護；當故障線路的防越級跳閘主保護不能跳開故障開關，集中式防越級跳閘后備保護通過分析井下全域防越級跳閘網絡的R-GOOSE報文，通過自適應拓撲篩選出故障線路，定位故障位置，經設定閾值T_set延時，跳開故障開關及相鄰上級開關；實現步驟如下：

(1)將井下全區的防越級跳閘保護裝置通過5G終端CPE接入井下礦用隔爆兼本安5G基站，實現裝置之間的5G無線通訊；

(2)將防越級跳閘閉鎖信號通過R-GOOSE報文的格式在裝置實現傳遞，將在局域網內信息交換的GOOSE報文轉換為具有路由功能的R-GOOSE格式，適配井下5G通訊；

(3)在每級線路和分段開關側，配置防越級跳閘保護裝置；當發生故障時，本級防越級跳閘保護裝置向相鄰上級防越級跳閘保護裝置發送跳閘閉鎖信號，同時立刻跳開本級開關切除故障；當故障消失，本級防越級跳閘保護裝置收回上級閉鎖信號，實現防越級跳閘保護；

(4)通過5G終端CPE裝置，將井下全區防越級跳閘保護裝置的故障信息接入集中式防越級跳閘保護。

6.根據權利要求5所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護方法，其特征在于，所述分布式防越級跳閘主保護的閉鎖邏輯為：

當發生故障時，故障開關對應的本級防越級跳閘保護裝置向相鄰上級防越級保護裝置發送基于5G網絡通訊協議的R-GOOSE跳閘閉鎖信號，閉鎖上級保護動作；同時立刻跳開本級開關切除故障；

當故障消失時，本級防越級跳閘保護裝置收回上級閉鎖信號，實現防越級跳閘保護。

7.根據權利要求5所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護方法，其特征在于，所述自適應拓撲的邏輯為：最下級故障線路的保護裝置只向上級發送閉鎖信號，接收不到來自下級綜保的閉鎖信號，根據跳閘閉鎖報文傳輸方向能確定故障最下級開關位置；同時R-GOOSE報文中具備路由信息，記錄源地址和目的地址，根據源地址和目的地址尋到相鄰上級開關；在實際故障發生過程中，集中式防越級跳閘保護裝置通過接收和分析各防越級保護裝置發送和接收的防越級跳閘閉鎖信號，能夠迅速定位故障線路、判斷出最下級故障開關和相鄰上級開關位置。

8.根據權利要求5所述的基于井下5G通訊網絡的主從式防越級跳閘保護方法，其特征在于，采用集中式防越級后備保護時，集中式防越級后備保護裝置經設定閾值T_set延時，跳開最下級開關及相鄰上級開關；當故障線路最下級保護裝置和一次開關機構由于交流失電，不能立刻跳開故障開關，則根據后備防越級動作邏輯跳開最下級直流供電的故障線路開關，切除故障。