电厂gps时钟校时系统实现时间同步校准原理

随着电厂自动化系统或设备的逐年增加，电厂内的实时时钟必须实现时间同步，否则无法分享故障先后，无法实时控制自动化系统正常工作，因此电厂gps时钟校时系统就应运而生，根据各自动化系统的不同要求输出不同的时间同步信号，实现整个电厂的时间同步。

1、电厂时间同步校准的意义

电网是一个整体，作为电网的一个节点的发电厂，必须要与电网的时间同步，对于提高电能质量和电网调度操作，特别是复杂事故的分析都具有十分重要的意义。

事件记忆需要将故障前后电气量的记录时间用微秒级来记录，能够详细记录保护动作的次序和开关量动作的先后。如果没有精确的时间计量，将会造成故障录波信息失去时间参照的时效性，电能量计费系统在计算某一时间段电量时出现差值等问题出现。

随着设备技术改造步伐的加快，新投入的自动化系统或设备逐年增加，其中重要系统或设备有：故障录波器、机组监控系统、中控室时钟显示、MIS系统、电量集中抄表系统、线路微机保护、安全自动装置等等。这些系统或设备正常工作时是以各自的内部时钟为准，而内部的实时时钟的工作是建立在脉冲计数的原理上，自身存在一定的时间误差，没有一个统一的时间基准。在机组或电气系统发生故障后，在时间上无法满足分析故障的先后，各自为政。因此，在发电厂的系统或设备内部的实时时钟中必须实现时间同步，这样才能充分发挥时间的功效。

2、时间同步校准原理

时间同步就是把若干个时钟的时间和频率设置为相同的时间和频率的方法。时钟同步网的基本功能是准确地将基准站时间信息向同步网的各节点传递，从而调整网中各系统和设备的时间，以建立并保持同步。

时间同步校时系统采用GPS（全球卫星定位系统）卫星发送的时间信号和IRIG-B时间码作为外部时间基准信号，正常情况下，利用屏内主时钟和全球卫星同步时钟各自独立接收GPS卫星发送的时间基准信号，其中电厂gps时钟做为后备时钟使用，当主时钟GPS信号失效时，则主时钟自动切换到由后备主时钟SYN4505A型时钟同步系统提供的IRIG-B时间码作为外部时间基准信号，当后备主时钟全球卫星同步时钟的GPS信号也失效时，即外部IRIG-B时间码也失效时，则主时钟自动切换到自身时钟源（高稳定铷原子振荡器）进行时间保持。

信号输出扩展箱采用西安同步电子科技有限公司提供的SYN1401型扩展时钟，通过接收上级主时钟送来的两路IRIG-B时间码来作为外部时间基准信号，且其自身带有高稳定恒温晶体振荡器作为其自身时钟源。

当两路外部基准时间信号IRIG-B正常时，优先选用主时钟IRIG-B时间码作为基准，另一路作为备份。当该路IRIG-B时间码失效时自动切换到另一路IRIG-B时间码作为基准，当两路IRIG-B时间码均失效时，则信号输出扩展箱自动切换到（切换间隔时间小于0.5秒，同时能够保持时间信号输出不出错）自身时钟源（高稳定恒温晶体振荡器）进行时间保持。时间信号通过扩展箱内部电路处理可输出多路时间同步信号：IRIG-B时间码、脉冲信号（1PPS、1PPM、1PPH）、RS232/RS485串口时间信息等提供给不同的设备对时时使用。

3、电厂gps时钟校时方式的选择

电厂gps时钟对自动、保护装置进行校时有三种方式。串行通信接口方式（软对时）；脉冲中断方式（硬对时）；串行通信接口和脉冲中断相结合方式（软对时和硬对时相结合）。

(1)在串行通信方式中，数据是按照一定的波特率逐位传输的，因此，总线传输也将有延时，该延时量与波特率以及传输的数据量均有关。通过同步时钟系统内部处理单元给时间信息一个修正值来保证校时的精度。

(2)脉冲中断校时：即同步时钟每隔一定的时间间隔输出一个高精度的同步脉冲，装置在接收到同步脉冲后进行校时，消除内部时钟的走时误差。此方式中，导线传输、光耦隔离以及中断响应和处理程序都会产生延时，整个延时时间约几十微秒。即使不进行修正，精度也可满足时间误差要求在毫秒级装置的要求。

(3)串行通信接口和脉冲中断相结合的校时方式：即将串行通信方式发送的时间信息和高精度同步脉冲同时接入到一个自动化对时装置中，自动化装置通过接收时间信息来保证年、月、日、时、分、秒时间的正确，接收脉冲来修正毫秒，保证装置时间的正确。该对时方式可靠性高、抗干扰能力强。

4、校时系统信号接口类型

4.1故障录波器

故障录波器是被纳入全厂统一的时间同步系统，将一级主时钟时间同步信号（两路IRIG-B（DC）码）接到BSH扩展设备上，再将1PPS时间同步信号接到保护装置。

4.2保护装置

全厂保护装置的授时时间同步信号都是空接点型1PPS信号和串行通信RS-485接口信号相结合的方式，其1PPS时间同步信号的接入与故障录波器的1PPS接入一样，其串行通信RS-485接口信号接入装置的相应对时串行通信接口中。

4.3办公自动化系统

MIS是一个局域网，网络上接有许多工作站，分布于全厂各个部门。为了实现MIS系统各工作站的时间同步，要将时间同步信号接到每一台工作站是不可能的，实际上也没有必要。可以利用网络的时间同步功能，**一级主时钟为时间服务器（分配一个IP地址即可）。

接下去就是要使工作站的时间同步，在WINDOWS2000以上版本的操作系统中无需安装任何第三方软件，只需修改系统注册表中关于系统对时的相应选项，利用Microsoft网络的NETTIME命令，在工作站每一次启动时从网络的时间服务器取得时间，或每隔一定时间执行一次，以网络的时间服务器时间校正自己的时间。该对时方法可以达到1-10ms的准确度。

4.4机组监控系统

发电厂监控系统也是采用NTP对时实现对发电厂局域网上设备的监控。但要进行安全隔离。

4.5集中抄表系统

集中抄表系统与MIS系统、发电厂监控系统一样采用NTP对时。

4.6中控室时钟显示

中控室里装设一只数显钟，采用RS-422接口，按照接收的时间报文内容，显示年、月、日、星期、时、分、秒信息时间。

5、电厂gps时钟价格

一般电厂gps时钟都不太贵，一般在5000-60000之间，内置gps北斗双模接收机，输出NTP、sntp网络授时信号，脉冲信号，IRIG-B码信号等，满足基本的电厂时间同步要求。如果要提高电厂gps时钟质量，那就要选择双电源，内置高精度铷钟，输出ptp等高精度授时信号，那价格就会超过10万以上，因此选择电厂gps时钟的时候要根据实际需要来选择，合适的才是最好的。

6、电厂gps时钟厂家

西安同步电子科技有限公司生产电厂gps时钟和扩展时钟，已经为几十家电厂实现时间同步，每套校时系统都是经过严格的ISO9001质量体系要求生产测试，保证每套设备都是优质可靠的。欢迎各界朋友来我公司参观指导工作，关于时间同步校准方面的问题都可以随意探讨。