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衛(wèi)星同步時鐘在電力系統(tǒng)變電站中的應(yīng)用

前言：

變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)主要應(yīng)用于電網(wǎng)，變電站，調(diào)度中心，自動化，電廠等對時間精度有要求的系統(tǒng)中，主要針對各個系統(tǒng)調(diào)控有序運行的時間觸發(fā)性問題，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，既可實現(xiàn)全站各系統(tǒng)在統(tǒng)一時間基準(zhǔn)下的運行監(jiān)控和事故后故障分析，也可以通過各保護動作、開關(guān)分合的先后順序及準(zhǔn)確時間來分析事故的原因及過程。隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜、裝機容量的提高和電網(wǎng)的擴大，提供標(biāo)準(zhǔn)時間的時鐘基準(zhǔn)成為電廠、變電站乃至整個電力系統(tǒng)的迫切需要，時鐘的統(tǒng)一是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行水平的一個重要措施，是變電站自動化系統(tǒng)的最基本要求之一。

 

1、變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)的選擇

 

變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)的選擇，應(yīng)該考慮應(yīng)用環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)備的相互調(diào)控問題，還要考慮整個系統(tǒng)中時鐘的配置性問題，其對變電站時鐘系統(tǒng)的授時依據(jù)有著基礎(chǔ)的參考性。

變電站由于系統(tǒng)的龐大性和整體環(huán)境的復(fù)雜性，變電站時鐘系統(tǒng)在配置中有著完整的時間同步規(guī)范，并隨著變電站系統(tǒng)設(shè)備的不同更新，時間同步規(guī)范也隨之進(jìn)行修改增補。

 

2、變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)參數(shù)

 

GPS/BG2000衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)、本地時鐘系統(tǒng)以及由這3種時鐘系統(tǒng)組合信號變換的輔助光電子系統(tǒng)組成。接收GPS（全球定位系統(tǒng)）、北斗衛(wèi)星信號、CDMA信號和遠(yuǎn)地傳送來的NTP時間信號以及IRIG-B碼信號獲得時間信息，可根據(jù)客戶不同需求，選擇相應(yīng)的功能的板卡，同步產(chǎn)生IRIG-B碼信號、秒脈沖、分脈沖、串口時間信息信號、網(wǎng)絡(luò)授時接口及報警信息，系統(tǒng)對各種配置信息進(jìn)行自動保存，是建立時間尺度、實現(xiàn)時間統(tǒng)一同步的實用型電子儀器。

本地守時系統(tǒng)精度為10-8，高為10-9。在GPS、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)正常的情況下，本地時鐘系統(tǒng)被衛(wèi)星所同步。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)連接故障時，時鐘主機自動切換到本地時鐘，仍舊能夠提供高精度時鐘輸出。

在電力行業(yè)應(yīng)用中，我們主要以GPS/BG2000型作為變電站時鐘系統(tǒng)的主時鐘，該衛(wèi)星雙模接收系統(tǒng)既能夠同時接收北斗/GPS雙星系統(tǒng)，也能夠單獨分別接收GPS或者北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。基于最可靠方式，本時鐘系統(tǒng)采用了雙星模式。雙模式同時接收國產(chǎn)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和美國GPS全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星，使得參與同步定位的衛(wèi)星數(shù)量大幅增加，并且搜星速度快，同步定位精度比單獨GPS方式更高，時鐘精度更精準(zhǔn)。

 

3、變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)應(yīng)用

 

變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)受系統(tǒng)及整個大環(huán)境的影響，分為多個階段進(jìn)行設(shè)備的配置及擴展。

我們以變電站原料站基地項目為主進(jìn)行說明，原料站主要用于電廠內(nèi)操作中心，數(shù)據(jù)中心，預(yù)留車間三環(huán)網(wǎng)絡(luò)的時間同步，用于兩套同樣配置的GPS/BD2000型衛(wèi)星同步時鐘放置在操作中心，連接三個系統(tǒng)的核心交換機設(shè)備，實現(xiàn)第一階段運行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時間同步問題。

 

系統(tǒng)圖如下所示：

 

設(shè)備在前期配置過程中，需要在樓頂或空曠的地方安裝北斗GPS雙模天線，便于更好的接收衛(wèi)星信號。系統(tǒng)包括2臺時鐘主機，實現(xiàn)雙主機熱備用。一臺時鐘主機故障時，不影響系統(tǒng)運行。

分機包括本地守時時鐘系統(tǒng)和能夠接受2臺上位主時鐘的光同步時鐘信號。當(dāng)1臺主時鐘故障時，分機會自動切換到備用主時鐘。當(dāng)2臺主時鐘均未連接時，分機保持高精度自身時鐘運行。

變電站時鐘系統(tǒng)輸出的時鐘同步信號應(yīng)包括脈沖信號，IRIG-B(DC/AC)碼，RS485串口時間報文，網(wǎng)絡(luò)時間報文等信號，且滿足以下功能：

1） 具有運行狀態(tài)指示，時間信息顯示，故障指示等功能；

2） 具有電源告警，故障告警功能；

3） 具有參數(shù)設(shè)置，日志信息存儲，查詢等功能；

4） 多種對時規(guī)約，可由用戶要求指定，支持硬對時（PPS、PPM、PPH）、軟對時（串口報文）、編碼對時（IRIG-B、DCF77）和網(wǎng)絡(luò)NTP對時，可以滿足國內(nèi)外不同設(shè)備的對時接口要求。   

5） 多時間源可供選擇，除采用GPS系統(tǒng)外，還可選用我國的北斗星系統(tǒng)，可靠性更高。

6） 整個時鐘系統(tǒng)采用統(tǒng)一的信息接口和數(shù)據(jù)模型，滿足站端時間同步狀態(tài)監(jiān)測要求；

7） 可選配同步監(jiān)測功能，可通過網(wǎng)絡(luò)時間報文交互或監(jiān)測IRIG-B(DC/AC)碼，秒脈沖等方式實現(xiàn)時間信號的監(jiān)測。

 

4、變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)的說明

 

變電站時鐘系統(tǒng)設(shè)備均采用模塊化配置設(shè)備，輸出信號功能及性能完全滿足電廠所需要被授時設(shè)備的要求。且后期擴展設(shè)備的配置，在項目應(yīng)用中，一般建議與第一階段時鐘系統(tǒng)配置相同，這是由于部分電廠在后期延展時，進(jìn)行區(qū)別與其他校時應(yīng)用或系統(tǒng)要求的不同可進(jìn)行更改。

山東正瑞生產(chǎn)的變電站衛(wèi)星時鐘同步系統(tǒng)，多時鐘之間傳遞的信息傳輸采用適用于變電站的授時方式，通常IRIG-B碼比較常用，且與間隔層，過程層設(shè)備時間信息傳輸采用IRIG-B(DC)碼較多，與站控層設(shè)備之間的信息傳輸采用NTP/SNTP方式較多。

 

結(jié)語：

由于電廠、變電站大多采用不同廠家的微機自動化設(shè)備，因此各個設(shè)備的對時方式也各不相同。需要根據(jù)變電站的系統(tǒng)調(diào)控性分期投運，同時需要對直接主控設(shè)備、擁有IRIG-B碼接口的設(shè)備、串口直接連接的工控機、需要單獨進(jìn)行設(shè)置的插卡式卡槽機進(jìn)行時間同步設(shè)置等一些新的配置要求。

山東正瑞電子有限公司二十年專業(yè)從事同步時鐘,衛(wèi)星同步時鐘,網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器,北斗時鐘,GPS時鐘等系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)，在國內(nèi)同行業(yè)獨具優(yōu)勢憑借著質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，穩(wěn)定的運行，我司衛(wèi)星同步時鐘已廣泛應(yīng)用在國防、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧教育、電力系統(tǒng)等各個領(lǐng)域，并得到了用戶對正瑞品牌產(chǎn)品的一致好評！關(guān)于更多時間同步的問題，可及時咨詢我公司業(yè)務(wù)人員！

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