CN211880174U - 一种基于5g无线通信的自适应差动保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，包括两个变电站和多个开闭所，其特征在于：以任意一个所述变电站的智能断路器为起点，且另一个所述变电站的智能断路器为终点，中间连续设有多个开闭所；两个所述变电站内通过三层交换机与后台控制系统连接；每个所述开闭所内以多台间隔保护单元以总线型组网和一台综合控制单元通信，每个所述开闭所内的综合控制单元依次通过5G通信连接后，两端分别与变电站通过5G网络通讯连接，形成5G无线通信闭环。本实用新型解决了差动保护受限于光纤约束的问题，使得差动保护在线路保护应用成熟可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力控制管理技术领域，特别涉及是一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置。
背景技术
当前主流方案采用集中式配电自动化方案，其通信系统主要传输数据业务，包括终端上传主站(上行方向)的遥测、遥信信息采集业务以及主站下发终端(下行方向)的常规总召、线路故障定位(定线、定段)隔离、恢复时的遥控命令，上行流量大、下行流量小，主站为地市集中部署。
馈线自动化系统主要分为集中智能型和分布智能型。集中智能型馈线自动化系统将安装在各个开关的智能终端采集的数据传输到主站，由主站进行故障区域定位并向相应开关的智能终端下达故障处理命令。集中型对主站通讯和处理策略依赖性高，并且对故障区域智能判断、分析、故障定位，非故障区域恢复都比较慢。而分布智能型馈线自动化系统不需要主站而依靠智能开关设备相互配合就能达到故障隔离和健全区域恢复供电。
但电力可靠供电要求的逐步提升，要求高可靠性供电区域能够实现电力不间断持续供电，将事故隔离时间缩短至毫秒级，实现区域不停电服务，则对集中式配电自动化中的主站集中处理能力和时延等提出了更加严峻的挑战，因此智能分布式馈线装置将原来主站的处理逻辑分布式下沉到智能配电化终端，通过各终端间的对等通信，实现智能判断、分析、故障定位、故障隔离以及非故障区域供电恢复等操作，从而实现故障处理过程的全自动进行，最大可能地减少故障停电时间和范围，使配网故障处理时间从分钟级提高到毫秒级，由于目前的网络传输的限制，难以实现上述传输速度，故而基于5G传输网络协议下的智能分布式馈线装置的整体设计。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，包括两个变电站和多个开闭所，以任意一个所述变电站的智能断路器为起点，且另一个所述变电站的智能断路器为终点，中间连续设有多个开闭所；两个所述变电站内通过三层交换机与后台控制系统连接；
所述后台控制系统还包括与所述三层交换机相通信连接的前置机和时间服务器，所述前置机与正反隔离装置相连接，所述正反隔离装置与历史服务器相连接；所述时间服务器外接卫星定位监控器；
每个所述开闭所内以多台间隔保护单元以总线型组网和一台综合控制单元通信，每个所述开闭所内的综合控制单元依次通过5G通信连接后，两端分别与变电站通过5G网络通讯连接，形成5G无线通信闭环；
每个所述开闭所内的间隔保护单元与相邻下一个开闭所内的隔保护单元依次跳纤连接，使得所有的间隔保护单元进行有线组网。
优选地，所述综合控制单元之间以5G无线通信相互通信。
优选地，所述后台控制系统设置在一个城市的中心位置的主站内。
优选地，两个所述开闭所相距较远时，通信方式采用定向5G通信。
优选地，所述开闭所与相邻的开闭所和/或变电站建立GOOSE协议通信。
优选地，所述变电站的输出端的断路器与各环网柜开关间隔之间，通过B码对时交换机实现GOOSE/SV数据交互和时间同步。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G网络快100倍。
(2)(2)较低的网络延迟(更快的响应时间)，低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。基于5G通信的配电网差动保护和传统光差保护有同样高标准的通信要求，5G通信可以做到误码率低，收发终端双向终端延时相等。
(3)10kV线路接线方式为双环网结构，变电站出线断路器保护设置0.3s延时，如在其中的一个站点内设置母线联络开关，可将两个环网联系起来。采用5G差动分布式自动化系统，不需要后台主站进行逻辑判断，配电终端就地快速判断并切除故障，隔离故障点，无需变电站跳闸；故障切除后通过智能分布式自愈功能，快速恢复非故障区域的供电，减少停电区域和时间，提高供电可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的网络通信整体示意图。
图2为本实用新型的开闭所内的信息交互示意图。
图3为本实用新型的相邻装置之间的组播示意图。
图4为本实施例提供的#1开闭所与#2开闭所之间的故障定位图。
图5为本实施例提供的#1开闭所与#2开闭所之间的故障隔离图。
图6为本实施例提供#1开闭所与#2开闭所之间的非故障区域恢复供电图。
图7为本实施例提供的#2开闭所的故障定位图。
图8为本实施例提供#2开闭所的故障隔离图。
图9为本实施例提供#2开闭所的非故障区域恢复供电图。
图10为本实施例提供开闭所的分支出线线路发生故障时定位图。
图11为本实施例提供开闭所的分支出线线路发生故障隔离图。
图12为本实施例提供的该装置工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了如图1-3所示的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，包括两个变电站和多个开闭所，以任意一个所述变电站的智能断路器为起点，且另一个所述变电站的智能断路器为终点，中间连续设有多个开闭所；两个所述变电站内通过三层交换机与后台控制系统连接；
所述后台控制系统还包括与所述三层交换机相通信连接的前置机和时间服务器，所述前置机与正反隔离装置相连接，所述正反隔离装置与历史服务器相连接；所述时间服务器外接卫星定位监控器；
每个所述开闭所内以多台间隔保护单元以总线型组网和一台综合控制单元通信，每个所述开闭所内的综合控制单元依次通过5G通信连接后，两端分别与变电站通过5G网络通讯连接，形成5G无线通信闭环；
每个所述开闭所内的间隔保护单元与相邻下一个开闭所内的隔保护单元依次跳纤连接，使得所有的间隔保护单元进行有线组网。
所述综合控制单元之间以5G无线通信相互通信。
所述后台控制系统设置在一个城市的中心位置的主站内。
两个所述开闭所相距较远时，通信方式采用定向5G通信。
所述开闭所与相邻的开闭所和/或变电站建立GOOSE协议通信。
所述变电站的输出端的断路器与各环网柜开关间隔之间，通过B码对时交换机实现 GOOSE/SV数据交互和时间同步。
本实用新型工作原理：
该装置线路自愈功能是先将电源信息转发每个有效的电源点开关周期向下游发送电源有效的信息，主干开关依次传递该信息。
再进行联络信息转发：处于分闸状态的开关收到来自某侧的电源有效信息后，立即向对侧发送联络信息。主干开关依次转发该信息，并保存来自两侧的联络信息。
最后恢复信息转发：当线路发生故障，故障点下游开关隔离成功后，判断启用哪个联络开关进行自愈。并将包括最优联络开关的恢复信息往待恢复区域方向转发，当符合要求的联络开关收到该恢复信息后，合闸完成负荷转供。
具体地说：
如图4-6所示，当区域内某一段线路发生一处故障时(#1开闭所与#2开闭所之间)，线路差动保护动作，线路两端开关同时跳闸。开关分闸后，故障区域隔离成功，系统启动智能分布式自愈功能，联络开关(#5开闭所的开环点)判断符合充电序列后，自动合闸并恢复非故障区域供电。
如图7-9所示，当开闭所的母线发生故障时(#2开闭所)，分布式FA动作，母线的所有开关跳闸快速将故障隔离后，系统启动智能分布式自愈功能，联络开关(#5开闭所的开环点)判断符合充电序列后，自动合闸并恢复非故障区域供电。
如图10-11所示，如图所示，当开闭所的分支出线线路发生故障时(如#2开闭所)，过流/速断保护动作跳闸，就地切除故障。
如图12所示，该装置的工作步骤是故障信号上报至故障定位，故障区域开关跳闸成功后扩大化处理周边的断开保护，判定是否继续供电，若否，恢复供电，若是，相邻失电开关待恢复区域定位，联络开关触发，确认相邻失电开关待恢复区域，确认恢复供电。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，包括两个变电站和多个开闭所，其特征在于：以任意一个所述变电站的智能断路器为起点，且另一个所述变电站的智能断路器为终点，中间连续设有多个开闭所；两个所述变电站内通过三层交换机与后台控制系统连接；
所述后台控制系统还包括与所述三层交换机相通信连接的前置机和时间服务器，所述前置机与正反隔离装置相连接，所述正反隔离装置与历史服务器相连接；所述时间服务器外接卫星定位监控器；
每个所述开闭所内以多台间隔保护单元以总线型组网和一台综合控制单元通信，每个所述开闭所内的综合控制单元依次通过5G通信连接后，两端分别与变电站通过5G网络通讯连接，形成5G无线通信闭环；
每个所述开闭所内的间隔保护单元与相邻下一个开闭所内的隔保护单元依次跳纤连接，使得所有的间隔保护单元进行有线组网。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，其特征在于：所述综合控制单元之间以5G无线通信相互通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，其特征在于：所述后台控制系统设置在一个城市的中心位置的主站内。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，其特征在于：两个所述开闭所相距较远时，通信方式采用定向5G通信。
5.根据权利要求1所述的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，其特征在于：所述开闭所与相邻的开闭所和/或变电站建立GOOSE协议通信。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G无线通信的自适应差动保护装置，其特征在于：所述变电站的输出端的断路器与各环网柜开关间隔之间，通过B码对时交换机实现GOOSE/SV数据交互和时间同步。
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|---|---|---|---|---|
| CN113013851A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-22 | 上海施耐德电气电力自动化有限公司 | 一种分布式智能配电自动化系统 |
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- 2020-04-28 CN CN202020666881.1U patent/CN211880174U/zh active Active
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