具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1-图4描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

本发明是一种基于5G网络通信的配电网保护及自愈系统，适用于配电网环网线路的基于5G网络通信的配电网保护系统，其主要由保护终端构成。

如图2所示，图2是本发明保护终端、备自投终端分布及联络通信示意图。是配电网环网线路的典型设计拓扑图。

本发明保护及自愈系统包括：保护终端和分段备自投终端。所述保护终端为差动保护终端。

具体是由9台保护终端构成：其中一个备自投终端10，其余为保护终端。

本发明由环网单元的环网进线第一终端11与第二终端12、第五终端21与第六终端22分别构成线路差动保护，两者之间分别通过5G网络通信连接。

第二终端12与第六终端22分别与相邻环网单元的终端A112与终端B122构成联络线线路差动保护，两者之间分别通过5G网络通信；

备自投终端10、第二终端12、第三终端13与第四终端14分别构成母线保护，四者之间分别通过光纤互联。

备自投终端10、第六终端22、第七终端23与第八终端24分别构成母线保护，四者之间分别通过光纤互联。

当环网电缆故障时，环网单元的故障保护终端跳开对应的断路器进行故障隔离，并发送启动备用投切信号。备自投终端接收到所在环网单元的故障保护终端发送的启动备用投切信号后，确认故障母线没有供电电压，故障已经隔离，待切换母线供电电压正常，并且备用投切设备充电完毕，则延时设定时段后控制所在环网单元的合分断路器动作，完成母线转供电。

如图3所示，图3是本发明基于5G通信的差动保护终端通信示意图。在保护终端配置基于地址的网络路由，由CPE接入5G网络，在基站附近下沉核心网中部署CPE路由，实现DTU网络的互通。

环网单元进出线均配置差动保护终端，具有差动保护功能，配网主干线故障时，差动保护终端动作快速出口切除故障；间隔保护终端经基于5G的无线通信网络与相邻间隔保护终端交换相过流启动状态、零序过流启动状态、单相接地选线启动状态、相过流正方向状态、零序过流正方向状态、接地选线正方向状态进行环网故障判别、开关站母线故障判别、馈出线故障判别。

所述配网主干线包括环网单元之间联络线。

所述环网故障判别包括：

1)本线路为进出线；

2)两侧至少一个间隔启动；

2)两侧所有启动间隔均不为故障反方向。

所述开关站母线故障判别包括：

1)至少一个间隔启动；

2)所有启动间隔均不为故障正方向。

各保护终端采集本侧电压、电流以及开关位置等状态量，通过5G网络接收各侧线路电流、电压等采样数据，使用内部同步时钟或GPS外部时钟，对区域内CPE以及保护终端进行同步；各间隔保护终端以绝对统一的采样起始时刻，对本间隔进行就地采样打时标，并统一采样序号后，以将GOOSE和SV封装成UDP报文格式通过CPE发送至5G通信网络；各间隔保护终端自5G通信网络接收带有采样序号的其他间隔采样数据，采用序号对齐的方式同步各侧数据，进行差动计算。

对于以光纤方式通信的保护终端，以绝对统一的采样起始时刻，对本间隔进行就地采样打时标，并统一采样序号后，分别以GOOSE和SV报文格式通过光纤传送至其他相邻间隔；各保护终端自接收带有采样序号的其他间隔采样数据，采用序号对齐的方式同步各侧数据，进行差动计算。

实施例2

本发明又提供了一种实施例，是一种基于5G网络通信的配电网保护及自愈系统，适用于配电网环网线路。

当环网电缆故障时，环网单元的故障保护终端跳开保护安装处断路器进行故障隔离，并发送启动备用投切信号给下一级分段备自投终端；当环网单元母线故障时，故障母线的进线故障保护终端跳开故障母线的进线断路器并联跳同母出线断路器进行故障隔离，同时联跳下一级环网单元进线断路器，下一级环网单元进线断路器发送启动备用投切信号给该级分段备自投终端；分段备自投终端接收到所在环网单元的故障保护终端发送的启动备用投切信号后，确认进线跳开且故障母线没有供电电压，待切换母线供电电压正常，并且备用投切设备充电完毕，则延时设定时段后控制所在环网单元的合分段断路器动作，完成母线转供电。

如图1所示，图1是本发明双环网供电方式示意图，是配电网环网线路的典型设计拓扑图。

当环网电缆故障时，由下一级进线跳闸信号启动快速备自投，配置在进线上有选择性配电网保护如差动保护、动态自适应保护T1段动作信号以硬开入或者GOOSE方式传递给本地分段备自投。

以第二环网单元为例，就地备自投充电完成后，当Ⅰ母终端A112断路器所在线路启备投开入动作，判别Ⅰ母三线无压且Ⅱ母任一线有压，确认终端A112断路器跳开后，经“分段合闸延时”合分段断路器；当Ⅰ母终端B122断路器所在线路启备投开入动作，判别Ⅱ母三线无压且Ⅰ母任一线有压，确认终端B122断路器跳开后，经“分段合闸延时”合分段断路器。如图4所示，图4是本发明备自投逻辑示意图。

各个环网单元备自投合闸时间无需考虑级差配合，适应多级配网或者地铁大分区环网供电线路转供电。

就地备自投功能配置在每个环网单元母联处，由上一级联跳进线启动就地母联备自投。

（1）环网电缆故障。

故障发生在第一终端11断路器、第二终端12断路器之间的A点，故障定位由配置在第一终端11断路器的动态适应保护完成跳开第一终端11断路器，并联跳第二终端12断路器，完成故障隔离，启动第三环网单元就地备自投，确认第二终端12断路器已跳开、左侧母线失压、右侧母线有压，完成第三环网单元左侧母线转供电。

（2）母线故障。

当母线故障时，故障发生在第一环网单元第二终端12断路器所在母线D点，故障定位由配置在第三终端13断路器处的动态适应保护完成跳开第三终端13断路器，联跳第一终端11断路器，并联跳第二终端12断路器，完成故障隔离，启动第三环网单元就地备自投，确认第二终端12断路器已跳开、左侧母线失压、右侧母线有压，完成第三环网单元左侧母线转供电。

综上所述，本发明提供一种适用于配电网环网线路的基于5G网络通信的配电网保护及自愈系统，将5G通信技术和电流差动保护理念融合应用于配电网环网单元当中，解决配电网保护级差配合困难，传统差动保护依赖专用光纤通道、光纤通讯工程实施成本高、周期长等难题。当环网电缆故障时，环网单元的故障保护终端跳开对应的断路器进行故障隔离，并发送启动备用投切信号。分段备自投终端接收到所在环网单元的故障保护终端发送的启动备用投切信号后，确认故障母线没有供电电压，故障已经隔离，待切换母线供电电压正常，并且备用投切设备充电完毕，则延时设定时段后控制所在环网单元的合分断路器动作，完成母线转供电，实现供电快速切换，适应多级配网或者地铁大分区环网供电线路转供电。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语 “连接”、“固定”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。