建立GPS時鐘同步系統(tǒng)的必要性

建設(shè)全網(wǎng)統(tǒng)一的時間同步網(wǎng) , 固然是解決全電網(wǎng)時間同步問題的好方法。但就能否精確補(bǔ)償時間信號傳輸時延、如何利用通道資源、如何建設(shè)高可靠性高時間精度的時間同步網(wǎng)及其投資代價等方面的綜合性問題 , 目前仍處于 探討階段。

結(jié)合我國電網(wǎng)現(xiàn)狀 , 首先建設(shè)好電網(wǎng)每個基本單元的電廠 / 變電站內(nèi)時間同步系統(tǒng) , 即時間同步子系統(tǒng)是迫切需要解決的 , 這不但對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行極其重要 , 而且也為將來建設(shè)全網(wǎng)的時間同步網(wǎng)打下良好的基礎(chǔ)。

GPS時鐘同步系統(tǒng)方案

1．系統(tǒng)配置

1 ） 一個發(fā)電廠或一個變電站，配置一套時間同步系統(tǒng)，一套時間同步系統(tǒng)可由一面或多面時鐘裝置屏組成。

2 ） 變電站，按每幢建筑（保護(hù)小室或控制室）配置一面時鐘裝置屏。

3 ） 發(fā)電廠，按每臺發(fā)電機(jī)組配置一面時鐘裝置屏，升壓站系統(tǒng)按變電站原則配置，另外針對輸煤 PLC 、除灰 PLC 、化水 PLC 、脫硫 PLC 等需要對時信號特別少的小室可選擇從主時鐘屏通過光纖直接接收對時信號的方式。

4 ） 一套時間同步系統(tǒng)可配置一臺主時鐘或兩臺主時鐘（冗余方式）。大型發(fā)電廠及 500kV 變電站應(yīng)采用兩臺主時鐘，兩臺主時鐘以冗余熱備模式工作，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2．GPS時鐘同步系統(tǒng)的性能

1 ） 主時鐘 ( 一級時鐘 ) 接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星信號或接收外部 IRIG-B （ DC ）時間基準(zhǔn)信號，并向信號擴(kuò)展箱 ( 從時鐘、二級時鐘 ) 提供 IRIG-B （ DC ）時間基準(zhǔn)信號。

2 ） 時間同步系統(tǒng)各時鐘屏內(nèi)根據(jù)需要可配置一臺或多臺信號擴(kuò)展箱，信號擴(kuò)展箱提供多路脈沖信號（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接點、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIG-B信號（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信號（有源、無源）、時間報文（RS232、RS422/485、光）、NTP網(wǎng)絡(luò)時間信號，可以滿足電廠 / 變電站內(nèi) 不同設(shè)備的對時接口要求。 信號擴(kuò)展箱的數(shù)量及輸出信號接口類型根據(jù)各小室內(nèi)對時設(shè)備的情況而定。

3 ） 主時鐘的時間信號接收單元能接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星發(fā)送的協(xié)調(diào)世界時（ UTC ）信號作為外部時間基準(zhǔn)信號。正常情況下，主時鐘的時間信號接收單元獨立接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星發(fā)送的時間基準(zhǔn)信號。當(dāng)某一主時鐘的時間信號接收單元發(fā)生故障時，該主時鐘能自動切換到另一臺主時鐘的時間信號接收單元接收到的時間基準(zhǔn)信號，實現(xiàn)時間基準(zhǔn)信號互為備用。當(dāng)主時鐘的時間信號接收單元恢復(fù)正常后，該主時鐘自動切換回正常工作狀態(tài)，切換時間小于 0.5 秒，切換時主時鐘輸出的時間同步信號不會出錯。

4 ） 主時鐘可輸出一路特殊的供主時鐘間互聯(lián)的 IRIG-B （ DC ）碼信號，該信號作為互聯(lián)主時鐘的“后備”外部時間基準(zhǔn)，當(dāng)主時鐘的“主”外部時間基準(zhǔn)故障時，該信號停止輸出。消除當(dāng)主時鐘互聯(lián)時“主”外部時間基準(zhǔn)發(fā)生故障所引起的工作狀態(tài)不確定性。

5 ） 信號擴(kuò)展箱的時間基準(zhǔn)信號輸入包括兩路 IRIG-B （ DC ）輸入。當(dāng)裝置只接一路 IRIG-B （ DC ）輸入時，該路輸入可以是“ B 碼輸入 1 ” ，也可以是“ B 碼輸入 2 ” 。裝置接入兩路 IRIG-B （ DC ）輸入時，以“ B 碼輸入 1 ” 作為該裝置的“主”外部時間基準(zhǔn)，“ B 碼輸入 2 ” 作為“后備”外部時間基準(zhǔn)，當(dāng)“ B 碼輸入 1 ” 異常時，裝置自動切換到“ B 碼輸入 2 ” 接收“后備”外部時間基準(zhǔn)信號，當(dāng)“ B 碼輸入 1 ” 恢復(fù)正常時，裝置自動切換回正常工作狀態(tài)， 切換時間小于 0.5 秒，切換時裝置輸出的時間同步信號不會出錯。

6 ） 時鐘裝置具有內(nèi)部守時功能。當(dāng)接收到外部時間基準(zhǔn)信號時，被外部時間基準(zhǔn)信號同步；當(dāng)接收不到外部時間基準(zhǔn)信號時，切換到內(nèi)部守時， 使主時鐘或信號擴(kuò)展箱輸出的時間同步信號仍能保持一定的準(zhǔn)確度。當(dāng)外部時間基準(zhǔn)信號接收恢復(fù)時，自動切換到正常狀態(tài)工作，切換時間小于 0.5 秒，切換時時鐘輸出的時間同步信號不會出錯。

7 ） 時鐘裝置 的外部時間基準(zhǔn)（ B 碼輸入）具有時延補(bǔ)償功能， 能夠補(bǔ)償外部時間基準(zhǔn)信號（ IRIG-B ）的傳輸延時，從而保證了時間基準(zhǔn)信號的精度。

8 ） 時鐘裝置的所有輸出信號均經(jīng)隔離輸出，抗*力強(qiáng)，且 各路輸出在電氣上均相互隔離。

9 ） 時鐘裝置的某一路輸出信號允許短路 5 分鐘以上，不會造成對該輸出回路的*性損壞。

10 ） 時鐘裝置的某一路輸出信號短路，不會影響其它輸出信號。

11 ） 時鐘裝置具有自復(fù)位能力，在因干擾造成裝置 CPU 瞬間故障時，能自動恢復(fù)正常工作。

12 ） 時鐘 裝置采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計，支持板卡熱插拔，配置靈活， 維護(hù)方便。

13 ） 時鐘裝置具有工作狀態(tài)指示、告警顯示和告警信號輸出功能。告警信號的電接口類型為繼電器空接點，接點耐壓 >250V DC 。

4 ．GPS時鐘同步系統(tǒng)的組成

時間同步系統(tǒng)通常由主時鐘、若干從時鐘、時間信號傳輸介質(zhì)組成。根據(jù)時間同步系統(tǒng)的配置方式，時間同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有多種形式

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