[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

本發明公開了一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置及其應用方法，涉及配電網繼電保護技術領域。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、采樣裝置、保護裝置、對時裝置和CPE裝置，運用5G通信技術實現保護通信業務的隨需接入和靈活組網，采用CPE裝置實現了數據的無線傳輸，通過外部授時系統，解決了5G通信中存在的演示不穩定的問題，利用各裝置之間對等通信交互，實現了數十毫秒故障區段定位、百毫秒的非故障區域自愈恢復，減少了停電范圍和時間。

技術領域

本發明涉及配電網繼電保護技術領域，特別涉及一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置及其應用方法。

背景技術

配電網由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器及一些附屬設施組成，屬于電力系統的核心部分。由于配電網線路復雜、各類元器件眾多，易受內外界因素的干擾而發生故障進而導致電力系統不穩定運行。繼電保護作為保障配電網安全穩定運行的重要手段之一，通過對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號或直接將故障部分進行隔離、切除。輸電線路縱聯保護作為重要的繼電保護方式，將輸電線兩端的保護裝置縱向聯系起來，將各端的信息傳送到對端進行比較判別，以確定故障是在區內還是保護區外，實現被保護線路故障有選擇性地無時限切除。

近年來，隨著光纖通信技術的發展，光纖縱聯保護逐漸替代了傳統電流縱聯差動保護，該方式以可靠穩定的光纖傳輸通道保證了線路電流幅值、相位的可靠傳輸，成為了當前主流的縱聯保護方式。隨著配電網絡不斷延伸擴容、拓撲結構日趨復雜，過流保護在復雜配電網中出現的配合困難、選擇性差、快速性弱等問題日益嚴重，由定值適應性差而導致保護越級動作風險現象十分突出，對配電網繼電保護提出了更高要求。光纖縱聯保護因采用有線通信方式存在布線困難、組網復雜、維護成本高的問題，難以滿足復雜配電網日益增長的繼電保護需求。因此有必要針對配電網繼電保護需求改善配電網的繼電保護能力，本發明提出基于5G通信的配網電流差動保護方法，針對性解決目前過流保護的不足和光纖通信方式存在的鋪設、組網困難及成本過高的問題。

目前，通過5G網絡對時的縱聯差動保護系統是采用人機交互模塊來進行界面操作和參數設置，以及通過第一打時標模塊和第二打時標模塊硬件打時標的報文進行時鐘同步，如文獻1：專利《基于5G網絡對時的縱聯差動保護測試裝置及其應用方法》(CN112202520A，李輝)。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的目前過流保護中存在配合困難、選擇性差、快速性弱和光纖通信方式存在的鋪設、組網困難及成本過高的不足，提供一種基于5G通信的縱聯電流差動保護裝置及其應用方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

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、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通信單元無線通信連接，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。