基于5G通信的有主式分布式母线保护装置的制作方法

本实用新型属于电力系统继电保护领域，涉及基于5g通信的有主式分布式母线保护装置。

背景技术：

从第一套微机继电保护的诞生至今，已有接近40年的历史，微机型继电保护的快速发展，促进了母线保护装置逐渐走向成熟并大量使用于各类型、各电压等级的变电站。

从母线保护装置几十年的使用情况来看，目前国内的母线保护装置基本都是集中式母线保护装置，安装于主控室屏柜内。母线保护装置作为一次母线系统的主保护设备，接入母线上所有连接间隔的信息，当任一间隔需要停电检修或母线改扩建时，都要对整套母线保护装置进行操作，极易影响其他间隔的正常运行。除此之外，集中式母线保护装置由于受到尺寸限制，资源有限，可接入间隔数量一般在出厂时即固定，当现场改扩建时难以扩展，如果在初期设计时没有充分考虑远期需求，可能造成更换装置及返工的风险。

技术实现要素：

针对现有技术方案的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于5g通信的有主式分布式母线保护装置，以解决现有技术方案中存在的检修不便的问题及改扩建的风险。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种有主式分布式母线保护装置，包括室外模块；所述室外模块包括电流型室外模块和电压型室外模块；所述电流型室外模块和电压型室外模块均包括ad处理芯片、信号处理单元、5g通信单元、开关量输出继电器和光电隔离输入；所述ad处理芯片和信号处理单元均与5g通信单元连接；所述开关量输出继电器和光电隔离输入均与信号处理单元连接；所述电流型室外模块的ad处理芯片上连接有电流互感器；所述压型室外模块的ad处理芯片上连接有电压互感器；所述开关量输出继电器、光电隔离输入、电流互感器和电压互感器用于接入一次母线系统。

进一步的，所述装置还包括室内模块和信号中转模块；所述室内模块通过信号中转模块和室外模块通信连接；所述室内模块包括相互连接的mcu和5g通信单元。

进一步的，所述mcu上设置有rj45接口、串口打印接口、rs485接口、光b码对时接口、电b码对时接口、显示屏转接口和usb接口。

进一步的，所述信号中转模块包括低功率小站接入模块。

进一步的，所述mcu连接有电源。

进一步的，所述5g通信单元连接有电源。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

本实用新型通过设置室外模块，室外模块具有数字转化功能，且结构紧凑，分散布置的特点能够与一次设备同体安装，可简化网络层次，进而节约智能变电站的接口转接设备、电缆、光缆投资成本，增强变电站运维效率，方便设备检修，提高变电站供电可靠性。

附图说明

图1为基于5g通信的有主式分布式母线保护安装布置图；

图2为电流型室外模块结构图；

图3为电压型室外模块结构图；

图4为室内模块结构图；

图5为室外模块和操作回路的连接示意图。

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，不能以此来限制本实用新型的保护范围。

5g通信技术作为新型的通信技术，用户峰值速率可达到数十gbps、端到端时延达到ms级、连接数密度可达到100万/km²，因此其高可靠低时延通信的特性足以成为未来智能变电站的主流通信方式。

一种基于5g通信的有主式分布式母线保护装置，用于简化网络层次，进而节约智能变电站的接口转接设备、电缆、光缆投资成本，增强变电站运维效率，提高变电站供电可靠性。

如图1所示，本装置主要包括室内模块、信号中转模块、室外模块。其中，室内部分模块负责保护逻辑处理及人机交互；信号中转模块负责室内模块与室外模块之间的信号加强及中转；室外模块负责模拟量、开关量采集以及跳闸出口，室外模块与一次设备同体安装。

如图2、图3、图5所示，室外模块包括电流型室外模块和电压型室外模块；电流型室外模块包括3个电流互感器，1个ad处理芯片，2组开关量输出继电器，6组光电隔离输入，1个信号处理单元，1个5g通信单元和1个电源；电压型室外模块包括3个电压互感器，1个ad处理芯片，2组开关量输出继电器，6组光电隔离输入，1个信号处理单元，1个5g通信单元和1个电源。

ad处理芯片和信号处理单元均与5g通信单元连接；开关量输出继电器和光电隔离输入均与信号处理单元连接；电流型室外模块的ad处理芯片上连接有电流互感器；电压型室外模块的ad处理芯片上连接有电压互感器；开关量输出继电器、光电隔离输入、电流互感器和电压互感器用于接入一次母线，开关量输出继电器连接于断路器的操作回路的跳闸输入，用于发送跳闸命令，光电隔离输入连接于操作回路的辅助触点，采集断路器开关位置和隔离刀闸位置。电流互感器和电压互感器用于采集一次母线的电流电压信息，ad处理芯片用于将采集的电流电压信息转换为数字信号，并通过5g通信单元输出，电源用于给5g通信单元供电。

如图4所示，室内模块包括1个mcu，1个5g通信单元，1个电源，3个rj45接口，1个串口打印接口，2组rs485接口，1组光b码对时接口，1组电b码对时接口，1个显示屏转接口和2个usb接口。

信号中转模块由使用mimo（multiple-inputmultiple-output）技术的低功率小站接入模块（smallcell）组成。

母线上接入的每个间隔配置1个电流型室外模块，每段母线配置1个电压型室外模块。

各室外模块分别采集模拟量信息及开关量信息，通过信号中转模块将采集到的信息发送到室内模块。室内模块根据给室外模块的采集信息，完成逻辑运算，并将跳闸命令通过信号中转模块发送给各室外模块，由室外模块跳开开关。室内模块同时具备人机交互功能，可通过显示屏转接口和usb接口实现对装置各个模块的操作、装置运行状态的展示功能。室内模块作为整套母线保护装置的主机，即所述有主式母线保护。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，包括室外模块；所述室外模块包括电流型室外模块和电压型室外模块；所述电流型室外模块和电压型室外模块均包括ad处理芯片、信号处理单元、5g通信单元、开关量输出继电器和光电隔离输入；所述ad处理芯片和信号处理单元均与5g通信单元连接；所述开关量输出继电器和光电隔离输入均与信号处理单元连接；所述电流型室外模块的ad处理芯片上连接有电流互感器；所述压型室外模块的ad处理芯片上连接有电压互感器；所述开关量输出继电器、光电隔离输入、电流互感器和电压互感器用于接入一次母线系统。

2.根据权利要求1所述的一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，所述装置还包括室内模块和信号中转模块；所述室内模块通过信号中转模块和室外模块通信连接；所述室内模块包括相互连接的mcu和5g通信单元。

3.根据权利要求2所述的一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，所述mcu上设置有rj45接口、串口打印接口、rs485接口、光b码对时接口、电b码对时接口、显示屏转接口和usb接口。

4.根据权利要求2所述的一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，

所述信号中转模块包括低功率小站接入模块。

5.根据权利要求2所述的一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，

所述mcu连接有电源。

6.根据权利要求1所述的一种有主式分布式母线保护装置，其特征在于，所述5g通信单元连接有电源。

技术总结
本实用新型一种基于5G通信的有主式分布式母线保护装置，装置结构包括室外模块、信号中转模块、室内模块；其中，每个模块均包含一个5G通信单元。通过对不同模块的组合，可以实现基于5G通信的有主式分布式母线保护功能，且就地模块具有数字转化，结构紧凑，分散布置的特点能够与一次设备同体安装，可简化网络层次，进而节约变电站的接口转接设备、电缆、光缆投资成本。

技术研发人员：王永旭;薛明军;陈琦;唐治国;吴路明;陈宏岩
受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2020.11.03