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衛(wèi)星同步時鐘在電力系統(tǒng)變電站中的應用
來源：正瑞電子
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發(fā)布日期：2023-08-04
前言：
變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)主要應用于電網(wǎng)，變電站，調度中心，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)調控有序運行的時間觸發(fā)性問題，當電力系統(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、開關分合的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。隨著電網(wǎng)的日益復雜、裝機容量的提高和電網(wǎng)的擴大，提供標準時間的時鐘基準成為電廠、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，應該考慮應用環(huán)境的系統(tǒng)設備的相互調控問題，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)有著基礎的參考性。
變電站由于系統(tǒng)的龐大性和整體環(huán)境的復雜性，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)設備的不同更新，時間同步規(guī)范也隨之進行修改增補。
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，選擇相應的功能的板卡，同步產生IRIG-B碼信號、秒脈沖、分脈沖、串口時間信息信號、網(wǎng)絡授時接口及報警信息，系統(tǒng)對各種配置信息進行自動保存，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。
3、變電站衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)應用
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，分為多個階段進行設備的配置及擴展。
我們以變電站原料站基地項目為主進行說明，原料站主要用于電廠內操作中心，數(shù)據(jù)中心，預留車間三環(huán)網(wǎng)絡的時間同步，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)的核心交換機設備，實現(xiàn)第一階段運行網(wǎng)絡設備的時間同步問題。
系統(tǒng)圖如下所示：
設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1臺主時鐘故障時，分機會自動切換到備用主時鐘。當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包括脈沖信號，IRIG-B(DC/AC)碼，RS485串口時間報文，網(wǎng)絡時間報文等信號，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NTP對時，可以滿足國內外不同設備的對時接口要求。
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)設備均采用模塊化配置設備，輸出信號功能及性能完全滿足電廠所需要被授時設備的要求。且后期擴展設備的配置，在項目應用中，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，進行區(qū)別與其他校時應用或系統(tǒng)要求的不同可進行更改。
山東正瑞生產的變電站衛(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，過程層設備時間信息傳輸采用IRIG-B(DC)碼較多，與站控層設備之間的信息傳輸采用NTP/SNTP方式較多。
結語：
由于電廠、變電站大多采用不同廠家的微機自動化設備，因此各個設備的對時方式也各不相同。需要根據(jù)變電站的系統(tǒng)調控性分期投運，同時需要對直接主控設備、擁有IRIG-B碼接口的設備、串口直接連接的工控機、需要單獨進行設置的插卡式卡槽機進行時間同步設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)絡時間服務器,北斗時鐘,GPS時鐘等系統(tǒng)產品的研發(fā)、設計和生產，在國內同行業(yè)獨具優(yōu)勢憑借著質量過硬的產品，穩(wěn)定的運行，我司衛(wèi)星同步時鐘已廣泛應用在國防、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧教育、電力系統(tǒng)等各個領域，并得到了用戶對正瑞品牌產品的一致好評！關于更多時間同步的問題，可及時咨詢我公司業(yè)務人員！
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