[發明專利]一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 202111283421.6
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114039328A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 孫世賢;曹剛;汪曉帆;許繼;曾仕倫;周艷;陳軍;王利平;王茗禾;易偉;熊偉;楊雪;劉壵宏
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司眉山供電公司;國網四川省電力公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H3/26;H02J13/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 馮精恒

1.一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置，包括：兩個縱聯差動保護單元、一個外部授時系統和一個5G通信單元，所述縱聯差動保護單元包括：開關，其特征在于，所述縱聯差動保護單元還包括：采樣裝置、保護裝置、對時裝置和CPE裝置；

所述采樣裝置與所述保護裝置通信連接，所述保護裝置與所述CPE裝置無線通信連接，兩個所述縱聯差動保護單元的所述CPE裝置之間通過5G通信單元通信連接，所述開關與所述采樣裝置連接，所述對時裝置與所述保護裝置通信連接，所述外部授時系統與所述對時裝置通信連接；

所述采樣裝置用于實時采集線路電流和電壓數據；

所述保護裝置用于接收所述采樣裝置采集的所述線路電流和電壓數據，將所述線路電流和電壓數據傳輸給所述CPE裝置，并用于接收所述CPE裝置互傳后的所述線路電流和電壓數據，實時監測差流值和差動允許信號；

所述CPE裝置用于接收所述線路電流和電壓數據，并將所述線路電流和電壓數據進行互傳；

所述對時裝置用于通過所述外部授時系統進行時鐘同步。

2.根據權利要求1所述的一種基于5G通信的縱聯差動保護裝置，其特征在于，所述外部授時系統包括兩個天線和一個同步衛星。

3.根據權利要求1所述的一種基于5G通信的縱聯差動保護裝置，其特征在于，所述5G通信單元包括兩個5G基站和一個核心網。

4.一種基于權利要求1-3中任意一項所述的基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置的應用方法，其特征在于，所述應用方法包括以下步驟：

步驟一：通信改造升級，將原來的光纖通信技術替換為5G無線通信技術；

步驟二：對所述縱聯電流差動保護裝置進行現場調試與運營，調試完成后啟動所述縱聯電流差動保護裝置；

步驟三：所述對時裝置通過外部授時系統進行時鐘同步，所述采樣裝置實時采集線路電流和電壓數據，將采集到的所述線路電流和電壓數據傳輸給所述保護裝置；

步驟四：所述保護裝置接收到所述線路電流和電壓數據，再將所述線路電流數據和電壓數據傳輸給所述CPE裝置；

步驟五：所述CPE裝置接收到所述線路電流和電壓數據，所述CPE裝置之間再進行所述線路電流和電壓數據的互傳；

步驟六：所述CPE裝置接收到互傳后的所述線路電流和電壓數據，將所述線路電流和電壓數據傳輸給所述保護裝置；

步驟七：所述保護裝置接收到互傳后的所述線路電流和電壓數據后，所述保護裝置實時監測差流值和差動允許信號；

步驟八：所述保護裝置監測到所述差流值大于定值和所述差動允許信號時，所述保護裝置差動保護動作，所述開關跳閘，同時所述保護裝置生成動作日志和預報警信息。

5.根據權利要求4所述的一種基于5G通信的縱聯電流差動保護方法，其特征在于，所述步驟一還包括通信安全設計，所述通信安全設計使用三層安全防護配置，包括：

第一層安全防護：在所述CPE裝置中使用IP、MAC地址綁定，拒絕無關設備接入與訪問；

第二層安全防護：在所述縱聯電流差動保護裝置中的5G基站到核心網的通道上搭建電力專用私密傳輸通道；

第三層安全防護：利用防火墻進行IP地址和端口過濾。

6.根據權利要求4所述的一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置的應用方法，其特征在于，所述步驟三還包括誤動作控制，所述誤動作控制包括同步故障造成的所述誤動作控制和所述線路電流和電壓數據的采樣值誤碼造成的所述誤動作控制。

7.根據權利要求6所述的一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置的應用方法，其特征在于，所述同步故障造成的所述誤動作控制，根據差動保護動作時間,執行差動保護閉鎖。

8.根據權利要求7所述的一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置的應用方法，所述差動保護時間計算公式為：

t＝t0+Tb+t1+Tdly+t2

其中，t0為故障發生到保護整組啟動時間，Tb為差動數據緩存時間，t1為收到采樣數據到計算出差動條件的時間，Tdly為通道延遲的時間，t2為收到兩側允許信號到保護動作的時間。