[发明专利]基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护方法和系统

权利要求书

1.一种基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护系统，其特征在于，包括分布式防越级跳闸保护装置、集中式防越级跳闸保护装置、矿用隔爆兼本安5G基站和CPE装置；所述分布式防越级跳闸保护装置和集中式防越级跳闸保护装置分别与井下的矿用隔爆兼本安5G基站连接；所述分布式防越级跳闸保护装置为多级防越级跳闸保护装置，下级防越级跳闸保护装置通过5G无线通讯系统对上级防越级保护装置发送跳闸闭锁信号；

所述5G无线通讯系统通过5G终端CPE装置进行无线通讯。

2.根据权利要求1所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护系统，其特征在于，所述分布式防越级跳闸保护装置和集中式防越级跳闸保护装置分别对上级防越级跳闸保护装置发送的防越级跳闸闭锁信号均为R-GOOSE格式，将在局域网内信息交换的GOOSE报文转换为具有路由功能的R-GOOSE格式，所述R-GOOSE格式报文中包含源地址、目的地址。

3.根据权利要求1所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护系统，其特征在于，还包括网络拓扑结构，所述网络拓扑结构包括主网络结构和从网络结构；所述主网络结构为分布式拓扑结构，本级的防越级跳闸保护装置与相邻上下级防越级跳闸保护装置通过5G终端CPE装置进行通讯；从网络结构为集中式拓扑机构，各级保护装置均与集中式防越级跳闸保护装置进行通讯，实时传输各级保护装置接收和发送的R-GOOSE报文。

4.根据权利要求1所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护系统，其特征在于，所述CPE装置为可拔插式的板卡，内嵌到防越级跳闸保护装置中。

5.一种基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护方法，其特征在于，包括分布式防越级跳闸主保护和集中式防越级跳闸后备保护；当故障线路的防越级跳闸主保护不能跳开故障开关，集中式防越级跳闸后备保护通过分析井下全域防越级跳闸网络的R-GOOSE报文，通过自适应拓扑筛选出故障线路，定位故障位置，经设定阈值T_set延时，跳开故障开关及相邻上级开关；实现步骤如下：

(1)将井下全区的防越级跳闸保护装置通过5G终端CPE接入井下矿用隔爆兼本安5G基站，实现装置之间的5G无线通讯；

(2)将防越级跳闸闭锁信号通过R-GOOSE报文的格式在装置实现传递，将在局域网内信息交换的GOOSE报文转换为具有路由功能的R-GOOSE格式，适配井下5G通讯；

(3)在每级线路和分段开关侧，配置防越级跳闸保护装置；当发生故障时，本级防越级跳闸保护装置向相邻上级防越级跳闸保护装置发送跳闸闭锁信号，同时立刻跳开本级开关切除故障；当故障消失，本级防越级跳闸保护装置收回上级闭锁信号，实现防越级跳闸保护；

(4)通过5G终端CPE装置，将井下全区防越级跳闸保护装置的故障信息接入集中式防越级跳闸保护。

6.根据权利要求5所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护方法，其特征在于，所述分布式防越级跳闸主保护的闭锁逻辑为：

当发生故障时，故障开关对应的本级防越级跳闸保护装置向相邻上级防越级保护装置发送基于5G网络通讯协议的R-GOOSE跳闸闭锁信号，闭锁上级保护动作；同时立刻跳开本级开关切除故障；

当故障消失时，本级防越级跳闸保护装置收回上级闭锁信号，实现防越级跳闸保护。

7.根据权利要求5所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护方法，其特征在于，所述自适应拓扑的逻辑为：最下级故障线路的保护装置只向上级发送闭锁信号，接收不到来自下级综保的闭锁信号，根据跳闸闭锁报文传输方向能确定故障最下级开关位置；同时R-GOOSE报文中具备路由信息，记录源地址和目的地址，根据源地址和目的地址寻到相邻上级开关；在实际故障发生过程中，集中式防越级跳闸保护装置通过接收和分析各防越级保护装置发送和接收的防越级跳闸闭锁信号，能够迅速定位故障线路、判断出最下级故障开关和相邻上级开关位置。

8.根据权利要求5所述的基于井下5G通讯网络的主从式防越级跳闸保护方法，其特征在于，采用集中式防越级后备保护时，集中式防越级后备保护装置经设定阈值T_set延时，跳开最下级开关及相邻上级开关；当故障线路最下级保护装置和一次开关机构由于交流失电，不能立刻跳开故障开关，则根据后备防越级动作逻辑跳开最下级直流供电的故障线路开关，切除故障。