[发明专利]一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置及其应用方法

权利要求书

1.一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置，包括：两个纵联差动保护单元、一个外部授时系统和一个5G通信单元，所述纵联差动保护单元包括：开关，其特征在于，所述纵联差动保护单元还包括：采样装置、保护装置、对时装置和CPE装置；

所述采样装置与所述保护装置通信连接，所述保护装置与所述CPE装置无线通信连接，两个所述纵联差动保护单元的所述CPE装置之间通过5G通信单元通信连接，所述开关与所述采样装置连接，所述对时装置与所述保护装置通信连接，所述外部授时系统与所述对时装置通信连接；

所述采样装置用于实时采集线路电流和电压数据；

所述保护装置用于接收所述采样装置采集的所述线路电流和电压数据，将所述线路电流和电压数据传输给所述CPE装置，并用于接收所述CPE装置互传后的所述线路电流和电压数据，实时监测差流值和差动允许信号；

所述CPE装置用于接收所述线路电流和电压数据，并将所述线路电流和电压数据进行互传；

所述对时装置用于通过所述外部授时系统进行时钟同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的纵联差动保护装置，其特征在于，所述外部授时系统包括两个天线和一个同步卫星。

3.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的纵联差动保护装置，其特征在于，所述5G通信单元包括两个5G基站和一个核心网。

4.一种基于权利要求1-3中任意一项所述的基于5G通信的纵联电流差动保护装置的应用方法，其特征在于，所述应用方法包括以下步骤：

步骤一：通信改造升级，将原来的光纤通信技术替换为5G无线通信技术；

步骤二：对所述纵联电流差动保护装置进行现场调试与运营，调试完成后启动所述纵联电流差动保护装置；

步骤三：所述对时装置通过外部授时系统进行时钟同步，所述采样装置实时采集线路电流和电压数据，将采集到的所述线路电流和电压数据传输给所述保护装置；

步骤四：所述保护装置接收到所述线路电流和电压数据，再将所述线路电流数据和电压数据传输给所述CPE装置；

步骤五：所述CPE装置接收到所述线路电流和电压数据，所述CPE装置之间再进行所述线路电流和电压数据的互传；

步骤六：所述CPE装置接收到互传后的所述线路电流和电压数据，将所述线路电流和电压数据传输给所述保护装置；

步骤七：所述保护装置接收到互传后的所述线路电流和电压数据后，所述保护装置实时监测差流值和差动允许信号；

步骤八：所述保护装置监测到所述差流值大于定值和所述差动允许信号时，所述保护装置差动保护动作，所述开关跳闸，同时所述保护装置生成动作日志和预报警信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于5G通信的纵联电流差动保护方法，其特征在于，所述步骤一还包括通信安全设计，所述通信安全设计使用三层安全防护配置，包括：

第一层安全防护：在所述CPE装置中使用IP、MAC地址绑定，拒绝无关设备接入与访问；

第二层安全防护：在所述纵联电流差动保护装置中的5G基站到核心网的通道上搭建电力专用私密传输通道；

第三层安全防护：利用防火墙进行IP地址和端口过滤。

6.根据权利要求4所述的一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置的应用方法，其特征在于，所述步骤三还包括误动作控制，所述误动作控制包括同步故障造成的所述误动作控制和所述线路电流和电压数据的采样值误码造成的所述误动作控制。

7.根据权利要求6所述的一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置的应用方法，其特征在于，所述同步故障造成的所述误动作控制，根据差动保护动作时间,执行差动保护闭锁。

8.根据权利要求7所述的一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置的应用方法，所述差动保护时间计算公式为：

t＝t0+Tb+t1+Tdly+t2

其中，t0为故障发生到保护整组启动时间，Tb为差动数据缓存时间，t1为收到采样数据到计算出差动条件的时间，Tdly为通道延迟的时间，t2为收到两侧允许信号到保护动作的时间。