[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

说明书

本发明公开了一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置及其应用方法，涉及配电网继电保护技术领域。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、采样装置、保护装置、对时装置和CPE装置，运用5G通信技术实现保护通信业务的随需接入和灵活组网，采用CPE装置实现了数据的无线传输，通过外部授时系统，解决了5G通信中存在的演示不稳定的问题，利用各装置之间对等通信交互，实现了数十毫秒故障区段定位、百毫秒的非故障区域自愈恢复，减少了停电范围和时间。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护技术领域，特别涉及一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置及其应用方法。

背景技术

配电网由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施组成，属于电力系统的核心部分。由于配电网线路复杂、各类元器件众多，易受内外界因素的干扰而发生故障进而导致电力系统不稳定运行。继电保护作为保障配电网安全稳定运行的重要手段之一，通过对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号或直接将故障部分进行隔离、切除。输电线路纵联保护作为重要的继电保护方式，将输电线两端的保护装置纵向联系起来，将各端的信息传送到对端进行比较判别，以确定故障是在区内还是保护区外，实现被保护线路故障有选择性地无时限切除。

近年来，随着光纤通信技术的发展，光纤纵联保护逐渐替代了传统电流纵联差动保护，该方式以可靠稳定的光纤传输通道保证了线路电流幅值、相位的可靠传输，成为了当前主流的纵联保护方式。随着配电网络不断延伸扩容、拓扑结构日趋复杂，过流保护在复杂配电网中出现的配合困难、选择性差、快速性弱等问题日益严重，由定值适应性差而导致保护越级动作风险现象十分突出，对配电网继电保护提出了更高要求。光纤纵联保护因采用有线通信方式存在布线困难、组网复杂、维护成本高的问题，难以满足复杂配电网日益增长的继电保护需求。因此有必要针对配电网继电保护需求改善配电网的继电保护能力，本发明提出基于5G通信的配网电流差动保护方法，针对性解决目前过流保护的不足和光纤通信方式存在的铺设、组网困难及成本过高的问题。

目前，通过5G网络对时的纵联差动保护系统是采用人机交互模块来进行界面操作和参数设置，以及通过第一打时标模块和第二打时标模块硬件打时标的报文进行时钟同步，如文献1：专利《基于5G网络对时的纵联差动保护测试装置及其应用方法》(CN112202520A，李辉)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的目前过流保护中存在配合困难、选择性差、快速性弱和光纤通信方式存在的铺设、组网困难及成本过高的不足，提供一种基于5G通信的纵联电流差动保护装置及其应用方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

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、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通信单元无线通信连接，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。