CN216252164U - 一种5g通信配网线路差动保护模块 - Google Patents
一种5g通信配网线路差动保护模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，包括用于接收无线信号的天线单元、无线模块以及用于数据处理的数据处理模块；其中，天线单元经无线模块连接数据处理模块，由其接收到的信号经无线模块处理后传输至数据处理模块；天线单元为5G天线阵列，无线模块为5G模块。本实用新型的5G通信配网线路差动保护模块采用匹配5G天线和5G模块的5G通信技术，具有高带宽、低时延及安全可靠的特点，为配网分布式差动保护提供了新的实现方式；实现了配网线路多装置之间的无线数据交互，减少光缆敷设、降低投资成本，实现了故障区间的快速定位与隔离，将故障隔离时间由从数分钟缩短至几十毫秒，最大程度压减故障停电范围和时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网安全技术领域，尤其涉及一种5G通信配网线路差动保护模块。
背景技术
配网自动化是电力系统现代化的必然趋势，也是国家能源局未来重点关注的行动计划之一(国家能源局下发《配电网建设改造行动计划(2015～2020年)》)。如图1所示，在电力行业中RTU、DTU、FTU、TTU等设备是配网自动化系统中的开关监控装置，适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程，完成环网柜、柱上开关的监视和保护以及通信等自动化功能，配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电，在电力行业有着广泛的应用。这些设备的内部设计上非常相似，其对电源的要求更是如此。以FTU为例，馈线终端装置简称FTU，具有遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。FTU可以与远方的配电子站通信，将配电设备的运行数据发送到配电子站，还可以接受配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。
随着电网规模不断扩大，电网智能化水平不断提升，以及更多的分布式能源上网，大大的影响了配电网运行的稳定性。目前，电网35KV以下配电网络，车载点多、面广、新能源接入不稳定的问题。在传统的配电网保护配置方式下，线路某处如果发生故障，将造成上级变电站内的该线路总开关跳闸，整条线路都会停电。依靠老式的配电自动化技术隔离故障区域，恢复非故障区域供电，整个过程往往持续数分钟，影响用户用电感受。采用新的分布式差动保护能够实现故障区间的快速定位与隔离，但差动保护要求保护装置之间能实时快速通信，之前只有光纤能够满足这种高要求，但是采用光纤通信敷设不仅成本高、难度大，还具有一定限制性，无法精准运用差动保护技术，线路故障隔离存在盲点，且无法满足日益增多的接入需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述缺陷，提供一种5G通信配网线路差动保护模块，该装置可以实现配网线路多装置之间的无线数据交互，实现故障区间的快速定位与隔离。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种5G通信配网线路差动保护模块，包括用于接收无线信号的天线单元、无线模块以及用于数据处理的数据处理模块；其中，所述天线单元经所述无线模块连接所述数据处理模块，由其接收到的信号经所述无线模块处理后传输至所述数据处理模块；所述天线单元为5G天线阵列，所述无线模块为5G模块。
进一步地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，所述数据处理模块包括与所述无线模块连接的逻辑处理单元。
进一步优选地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，还包括与所述逻辑处理单元连接的接口单元。
进一步优选地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，还包括与所述逻辑处理单元连接本地通信LAN口。
进一步优选地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，还包括与所述逻辑处理单元连接的电源管理单元。
进一步较为优选地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，还包括提供工作电压的供电单元，所述供电单元为插针式供电单元。
进一步优选地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，还包括与所述逻辑处理单元连接的嵌入式面板。
进一步地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，所述逻辑处理单元采用MTK762X处理器。
进一步地，在所述的5G通信配网线路差动保护模块上，所述5G模块采用华为MH5000模组。
本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本实用新型提供的5G通信配网线路差动保护模块，采用匹配5G天线和5G模块的5G通信技术，具有高带宽、低时延及安全可靠的特点，为配网分布式差动保护提供了新的实现方式；结合5G SA技术，装备了5G配网线路差动保护装置以后，利用5G通道代替光纤通道和5G特性，精确运用差动保护技术隔离故障点；该装置实现了配网线路多装置之间的无线数据交互，减少光缆敷设、降低投资成本，实现了故障区间的快速定位与隔离，将故障隔离时间由从数分钟缩短至几十毫秒，最大程度压减故障停电范围和时间。
附图说明
图1为现有配网自动化系统中开关监控装置的框架原理图；
图2为本实用新型一种5G通信配网线路差动保护模块的框架原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
在一些实施例中，如图2所示，提供了一种5G通信配网线路差动保护模块，包括用于接收无线信号的天线单元、无线模块以及用于数据处理的数据处理模块，其中，所述天线单元经所述无线模块连接所述数据处理模块，所述天线单元为5G天线阵列，所述无线模块为5G模块。该模块可以实现配网线路多装置之间的无线数据交互，减少光缆敷设、降低投资成本，实现故障区间的快速定位与隔离，将故障隔离时间由从数分钟缩短至几十毫秒，最大程度压减故障停电范围和时间。
本实施例提供的5G通信配网线路差动保护模块，其主要技术方案是通过匹配5G天线和5G模块的5G通信技术，由5G天线接收到的信号经所述5G模块处理后传输至所述数据处理模块，通过利用5G网络的低时延高可靠等关键技术，并且基于5G的网络切片、边缘计算、灵活回传以及低时延等技术，对配网差动保护业务进行研究，并设计了一套能够应用于配网差动保护场景下的方案，使信息流无须回传到5G核心网，在网络的边缘就能完成信息的交互与传输，满足配网差动保护对端到端通信通道10-20ms的时延要求。在实际测试中，时延稳定在13ms；具备取代光纤通信进行配网差动保护装置之间实时通信的能力。
在本实施例中，如图2所示，所述数据处理模块包括与所述无线模块连接的逻辑处理单元，所述逻辑处理单元作为设备的CPU，用于数据采集、交互、逻辑处理、信号控制和输出等。
在本实施例中，如图2所示，所述的5G通信配网线路差动保护模块还包括与所述逻辑处理单元连接的接口单元，作为嵌入式设备，用于连接开关监控单元进行数据交互，对主机的数据进行采集和处理。开关监控单元为RTU、DTU、FTU和/或TTU设备。
在本实施例中，如图2所示，所述的5G通信配网线路差动保护模块还包括与所述逻辑处理单元连接本地通信LAN口，用于外接设备调试板卡和临时上网使用的本地通信LAN口，提供对外的LAN口。
在本实施例中，如图2所示，所述的5G通信配网线路差动保护模块还包括与所述逻辑处理单元连接的电源管理单元和提供工作电压的供电单元，电源管理单元(PMU)用于给所述逻辑处理单元供电。所述供电单元为插针式供电单元。
在本实施例中，如图2所示，所述的5G通信配网线路差动保护模块还包括与所述逻辑处理单元连接的嵌入式面板，所述嵌入式面板结合嵌入式主机的外形和结构，用于将该差动保护模块固定于嵌入式主机，以和设备整机融合成一个整体。
在本实施例中，所述逻辑处理单元采用MTK762X处理器。所述5G模块采用华为MH5000模组。
该5G通信配网线路差动保护模块，通过采用匹配5G天线和5G模块的5G通信技术，具有高带宽、低时延及安全可靠的特点，为配网分布式差动保护提供了新的实现方式；结合5G SA技术，装备了5G配网线路差动保护装置以后，利用5G通道代替光纤通道和5G特性，精确运用差动保护技术隔离故障点；该装置实现了配网线路多装置之间的无线数据交互，减少光缆敷设、降低投资成本，实现了故障区间的快速定位与隔离，将故障隔离时间由从数分钟缩短至几十毫秒，最大程度压减故障停电范围和时间。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (9)
1.一种5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，包括用于接收无线信号的天线单元、无线模块以及用于数据处理的数据处理模块；其中，所述天线单元经所述无线模块连接所述数据处理模块，由其接收到的信号经所述无线模块处理后传输至所述数据处理模块；所述天线单元为5G天线阵列，所述无线模块为5G模块。
2.根据权利要求1所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，所述数据处理模块包括与所述无线模块连接的逻辑处理单元。
3.根据权利要求2所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，还包括与所述逻辑处理单元连接的接口单元。
4.根据权利要求2所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，还包括与所述逻辑处理单元连接本地通信LAN口。
5.根据权利要求2所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，还包括与所述逻辑处理单元连接的电源管理单元。
6.根据权利要求5所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，还包括提供工作电压的供电单元，所述供电单元为插针式供电单元。
7.根据权利要求2所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，还包括与所述逻辑处理单元连接的嵌入式面板。
8.根据权利要求2所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，所述逻辑处理单元采用MTK762X处理器。
9.根据权利要求1所述的5G通信配网线路差动保护模块，其特征在于，所述5G模块采用华为MH5000模组。
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2021
- 2021-08-26 CN CN202122029942.0U patent/CN216252164U/zh active Active
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