CN218771415U - 一种线路保护测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线路保护测控装置，包含顺次相连的数据采集模组、主控模组、硬件加解密模组和无线通讯模组；所述数据采集模组用于采集数据并发送至主控模组所述主控模组将接收到的数据发送至硬件加解密模组，并发送预置的本地地址和接收地址至无线通讯模组；所述硬件加解密模组对所述主控模组的输出数据进行加密，并将加密数据发送至无线通讯模组；所述无线通讯模组将接收到的加密数据、本地地址和接收地址组包后形成整包数据发送到基站，由基站基于接收地址发送整包数据到预设的基站。本实用新型可实现现有的线路保护测控装置功能，能够通过无线通讯实现与其他线路保护测控装置进行数据交换，并且采用加密功能确保数据私密性，具有广阔的应用市场。

Description

一种线路保护测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种线路保护测控装置，属于配电网继电保护技术领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展，电网结构日趋复杂，用户对电网输电的可靠性、稳定性提出了更高的要求。早期电网保护装置配置简单，切除故障主要靠整定延时来实现级差跳闸，这种保护跳闸方式影响了供电质量，是近几年配电网主要解决的问题之一。

为解决上面的问题，线路保护之间的通讯得到了大力发展，现阶段主要是靠光纤通讯来实现电网中各保护装置的通讯联络，这在现阶段配电网得到广泛应用。但是这种通讯方式其成本较高，需要在原有配电网线路上增加一条光纤通道，工期较长，且在城市的配电网中的应用受到了限制，于是无线通讯方式成为了一种解决方案。

现有的无线方案是在现有装置基础上，增加一台无线通讯装置，此装置主要负责把本地线路装置的交流量、开关量以及线路保护动作状态通过无线网络发送到对端，并且也接收对端的网络数据。但是这些数据基本是没有进行加密就往外发送，无线通讯装置的发送数据没有私密性，不利于电网的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，供了一种线路保护测控装置，能够通过无线通讯方式与其他线路保护测控装置进行数据交换，实现线路保护装置之间的配合，且对通讯数据进行了加密，从而确保数据私密性。

为了实现上述目标，本实用新型是用如下的技术方案实现的：

本实用新型提供了一种线路保护测控装置，包含：顺次相连的数据采集模组、主控模组、硬件加解密模组和无线通讯模组；

所述数据采集模组用于采集数据并发送至主控模组；

所述主控模组将接收到的数据发送至硬件加解密模组，并发送预置的本地地址和接收地址至无线通讯模组；

所述硬件加解密模组对所述主控模组的输出数据进行加密，并将加密数据发送至无线通讯模组；

所述无线通讯模组将接收到的加密数据、本地地址和接收地址组包后形成整包数据发送到基站，由基站基于所述接收地址发送整包数据到预设的基站。

作为本实用新型的进一步限定，所述数据采集模组包括：多个电压互感器，用于采集母线三相电压和线路抽取电压；以及多个电流互感器，用于采集线路三相保护用电流、外接零序电流和线路三相测量用电流。

作为本实用新型的进一步限定，所述数据采集模组还包括：A/D模组，所述A/D模组的输入端分别与各电流互感器和电压互感器的输出端相连，其输出端与所述主控模组相连，用以把所述电压互感器和所述电流互感器采集到的电压和电流转换为数字信号，并将数字信号送达到所述主控模组。

作为本实用新型的进一步限定，所述线路保护测控装置还包括：通讯模组，所述主控模组通过所述通讯模组实现与变电站监控系统通讯。

作为本实用新型的进一步限定，所述线路保护测控装置还包括：人机对话模组，所述主控模组通过所述人机对话模组实现人与装置之间的交流。

作为本实用新型的进一步限定，所述线路保护测控装置还包括：开入开出模组，所述主控模组通过所述开入开出模组执行装置的开入开出功能。

作为本实用新型的进一步限定，当信号接收中断时，所述主控模组通过所述开入开出模组发现装置告警信号节点，并点亮所述人机对话模组上的通讯异常灯。

作为本实用新型的进一步限定，所述线路保护测控装置还包括：对时模组，所述主控模组通过所述对时模组实现装置的对时功能。

作为本实用新型的进一步限定，所述无线通讯模组按照接收地址接收无线数据包，并将无线数据包中的加密数据发送至硬件加解密模组，由所述硬件加解密模组进行解密，并将解密数据发送给主控模组。

作为本实用新型的进一步限定，所述无线通讯模组为5G无线通讯模组。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型通过线路保护测控装置必需的数据采集模组、主控模组、硬件加解密模组和无线通讯模组相结合，实现了线路保护测控装置通过无线网络与其它线路保护测控装置进行了数据交换，以及多台线路保护装置保护功能的配合，并且不影响变电站现有保护功能配置，且对通讯数据进行了加密，从而确保数据私密性，具有广阔的应用市场。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例提供的线路保护测控装置的硬件组成示意图；

图2是本实用新型一种实施例提供的线路保护测控装置应用于5G无线通讯的拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，一种线路保护测控装置，包括顺次相连的数据采集模组、主控模组、硬件加解密模组和无线通讯模组；所述数据采集模组用于采集数据并发送至主控模组；所述主控模组将接收到的数据发送至硬件加解密模组，并发送预置的本地地址和接收地址至无线通讯模组；所述硬件加解密模组对所述主控模组的输出数据进行加密，并将加密数据发送至无线通讯模组；所述无线通讯模组将接收到的加密数据、本地地址和接收地址组包后形成整包数据发送到基站，由基站基于所述接收地址发送整包数据到预设的基站。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图1所示，所述数据采集模组包括：多个电压互感器（Potential transformer，PT）、多个电流互感器（Current transformer，CT）和A/D模组，各电压互感器用于采集母线三相电压和线路抽取电压；各电流互感器用于采集线路三相保护用电流、外接零序电流和线路三相测量用电流。所述A/D模组的输入端分别与各电流互感器和电压互感器的输出端相连，其输出端与所述主控模组相连，用以把所述电压互感器和所述电流互感器采集到的电压和电流转换为数字信号，并将数字信号送达到所述主控模组。

所述线路保护测控装置还包括：通讯模组，其与所述主控模组相连，所述主控模组通过所述通讯模组实现与变电站监控系统通讯。

所述线路保护测控装置还包括：人机对话模组，其与所述主控模组相连，所述主控模组通过所述人机对话模组实现人与装置之间的交流。

所述线路保护测控装置还包括：开入开出模组，其与所述主控模组相连，所述主控模组通过所述开入开出模组执行装置的开入开出功能。

所述线路保护测控装置还包括：对时模组，其与所述主控模组相连，所述主控模组通过所述对时模组实现装置的对时功能。

所述无线通讯模组按照接收地址接收无线数据包，并将无线数据包中的加密数据发送至硬件加解密模组，由所述硬件加解密模组进行解密，并将解密数据发送给主控模组。

所述无线通讯模组可选择5G无线通讯模组，相应地，所述基站为5G基站。在本实用新型的其他实施例中，所述无线通讯模组可选择4G无线通讯模组或其他类型的无线通讯模组，相应地，所述基站为与无线通讯模组可配合使用的基站。

下面结合一种具体实施方式对本实用新型中的线路保护测控装置进行详细描述。

如图1所示，本实施方式中的线路保护测控装置包括7个电流互感器、4个电压互感器、A/D模组、主控模组、通讯模组、人机对话模组、硬件加解密模组、5G无线通讯模组、开入开出模组和对时模组；所述电流互感器用于采集线路三相电流和外接零序电流和线路三相测量用电流；所述电压互感器用于采集母线三相电压和线路抽取电压；所述线路保护测控装置通过5G网络实现无线通讯。

所述A/D模组把采集的电压和电流转换为数字信号。

所述主控模组为必选部件，其主要负责对交流信号的采集、保护逻辑的判断和执行装置的开入开出功能。具体地，所述主控模组与通讯模组相连，通过通讯模组实现与变电站监控系统通讯；所述主控模组与人机对话模组相连，通过人机对话模组实现人与装置之间的交流。所述主控模组与对时模组相连，通过对时模组实现装置的对时功能。

所述硬件加解密模组主要负责把主控模组的数据进行加密，并送到5G无线通讯模组；所述硬件加解密模组还负责接收5G无线通讯模组发送的数据，并进行解密工作，把解密数据发送给主控模组。

所述5G无线通讯模组包含5G天线。所述主控模块可以设置本装置的本地地址和需要接收数据的线路保护测控装置的接收地址，5G无线通讯模组负责与5G基站进行无线通讯，其传输数据为加密数据。当5G无线通道接收中断时，主控模组通过开入开出模组发现装置告警信号节点并点亮人机对话模组上的5G通讯异常灯。

本装置使用过程为：

将本实用新型中提供的线路保护测控装置应用于10~66kV电压等级的配电网系统中，其中本装置就近安装于线路开关柜处，如图2所示。本实用新型中的线路保护测控装置的电流互感器、电压互感器采集线路保护电流、外接零序电流、测量用电流、线路的母线电压和线路抽取电压，并将采集到的电压、电流变为A/D模组能够识别的模拟信号，A/D模组将模拟信号转换为数字信号，然后送到主控模组。

主控模组接收A/D模组的信号，实现线路保护的测控功能、三段式过流保护和三相重合闸功能等基本功能。由于本实用新型中的线路保护测控装置还设有5G无线通讯模组，其能够接收到其他线路保护测控装置的数据，这些数据可用于与本线路保护测控的数据能够共同实现5G无线差动保护功能。主控模组把本实用新型中的线路保护测控装置的电流、差动启动状态和CT断线等状态组织成一个数据包，数据包每隔5ms发送一帧给硬件加解密模组，由硬件加解密模组自带的加密功能对主控模组发送过来的数据包进行加密，并且把加密好的数据包发送给5G无线通讯模组。

在主控模组中设置本地地址和接收地址。主控模组把设置好的本地地址和接收地址发送给5G无线通讯模组，5G无线通讯模组按照设置的本地地址、接收地址和要发送的加密数据进行UDP协议组包发送到5G基站，由5G基站连接的5G网络发送到要用此数据的5G基站。在图2中，M侧装置的5G数据通过5G基站和5G网络发送到了N侧装置上。

5G无线通讯模组按照接收地址接收5G数据，并且按照UDP协议包5G数据包中的加密数据发送到硬件加解密模组，由硬件加解密模组自带的解密功能进行解密，并把解密数据传输给主控模组。

主控模组接收到对侧线路保护测控装置的数据，并与本侧线路保护测控装置的数据共同完成5G差动功能。

本实用新型具有安装及接线简单、不影响现有的变电站保护功能配置等优点，适用于已投入使用且未配置5G无线差动功能线路保护测控装置的改造，具有广阔的应用市场。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种线路保护测控装置，其特征在于，包含：顺次相连的数据采集模组、主控模组、硬件加解密模组和无线通讯模组；

所述数据采集模组用于采集数据并发送至主控模组；

所述主控模组将接收到的数据发送至硬件加解密模组，并发送预置的本地地址和接收地址至无线通讯模组；

所述硬件加解密模组对所述主控模组的输出数据进行加密，并将加密数据发送至无线通讯模组；

所述无线通讯模组将接收到的加密数据、本地地址和接收地址组包后形成整包数据发送到基站，由基站基于所述接收地址发送整包数据到预设的基站。

2.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述数据采集模组包括：多个电压互感器，用于采集母线三相电压和线路抽取电压；以及多个电流互感器，用于采集线路三相保护用电流、外接零序电流和线路三相测量用电流。

3.根据权利要求2所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述数据采集模组还包括：A/D模组，所述A/D模组的输入端分别与各电流互感器和电压互感器的输出端相连，其输出端与所述主控模组相连，用以把所述电压互感器和所述电流互感器采集到的电压和电流转换为数字信号，并将数字信号送达到所述主控模组。

4.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述线路保护测控装置还包括：通讯模组，所述主控模组通过所述通讯模组实现与变电站监控系统通讯。

5.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述线路保护测控装置还包括：人机对话模组，所述主控模组通过所述人机对话模组实现人与装置之间的交流。

6.根据权利要求5所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述线路保护测控装置还包括：开入开出模组，所述主控模组通过所述开入开出模组执行装置的开入开出功能。

7.根据权利要求6所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，当信号接收中断时，所述主控模组通过所述开入开出模组发现线路保护测控装置告警信号节点，并点亮所述人机对话模组上的通讯异常灯。

8.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述线路保护测控装置还包括：对时模组，所述主控模组通过所述对时模组实现装置的对时功能。

9.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述无线通讯模组按照接收地址接收无线数据包，并将无线数据包中的加密数据发送至硬件加解密模组，由所述硬件加解密模组进行解密，并将解密数据发送给主控模组。

10.根据权利要求1所述的一种线路保护测控装置，其特征在于，所述无线通讯模组为5G无线通讯模组。

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