变电站时间同步系统解决方案

变电站时间同步系统，简称时间同步系统，本文主要基于对变电站时间系统设备技术规范的认知，与西安同步的电力时间同步装置系统相结合，加以论述说明。

一、变电站时间同步系统的应用原理

根据智能变电站时间同步系统及设备技术规范，电力时间同步系统在总体设计上应采用双主时钟配置方式，一般由两台主时钟，多台从时钟和信号传输介质组成，通过接收天线和有线的时间基准信号，实现时间同步信号的输出，基本架构图如下所示：

变电站时间同步系统架构图

如图，标准电力时间同步系统中设有2台主时钟，每台主时钟能接收北斗信号，GPS信号，有线时间基准信号，且两台主时钟互联的热备信号。同时配有若干台从时钟，从时钟能同时接收双主时钟的时间基准信号。

二、变电站时间同步系统的实施方案

1、主从时钟的选择

我公司在基于GB/T 33591-2017规范，时间同步系统在定义上需要能接收外部时间基准信号，并按照要求的时间准确度，向外输出时间同步信号和时间信息的系统。由此为标准，研发生产了完全满足基于变电站时间同步系统的时间同步装置，主要以SYN4505型标准同步时钟和SYN4505A型时钟同步系统，可同时作为主从时钟应用于电力时间同步系统中。

SYN4505A型时钟同步系统实物图

在电力行业应用中，我们主要以SYN4505A型作为时间同步系统的主时钟，可接收北斗/GPS卫星信号，满足与电力行业标准中提到的天基授时，且可选择卫星接收模式，如单北斗，单GPS，北斗GPS双模的三种模式，现在最常用的是选择以北斗信号为主参考，GPS信号为辅的天基授时模式。

同时，可接收至少2路外部有线基准时间信号，满足与电力行业标准中提到的地基授时。目前最常用的有线基准时间信号为IRIG-B(DC),PTP,NTP等外部时间标准信号。卫星和有线信号的两种时间源方式的结合，建立了一套安全有效准确的天地互备的时间同步系统。

2、电力时间同步系统的实施说明

根据电力行业标准，在电力时间同步系统中配置两台SYN4505A型时间同步系统，组成互为冗余的主时钟配置方式，且SYN4505A基于设计之初，考虑到延展性的问题，同时也可作为从时钟应用于电力时间同步系统中，系统应用图如下所示：

电力时间同步系统应用图

如图所示，主时钟接收北斗GPS卫星时间信号，同时接收不少于两种外部时间基准信号，并配置有内部时间基准，并按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息的装置。从时钟，工程师称为扩展时钟，能同时接收主时钟发送的两路时间同步信号，具有内部时间基准，并按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息。

我们看到的主从时钟，均采用模块化配置设备，输出信号功能及性能完全满足电厂所需要被授时设备的要求。且从时钟的配置，在项目应用中，一般建议与主时钟相同。在图上我们看到的从时钟基本选择的是SYN4505A型时钟同步系统，只有最下面站控层选择了SYN4505型标准同步时钟，这是由于部分电厂在后期延展时，进行区别与其他校时应用或系统要求的不同可进行更改。

本套电力时间同步系统，主时钟之间，主时钟与从时钟之间的信息传输采用IRIG-B(DC)码；与间隔层，过程层设备时间信息传输采用IRIG-B(DC)码；与站控层设备之间的信息传输采用NTP/SNTP。

3、时间同步装置的说明

电力时间同步系统整体系统的运行，依赖于时间同步装置，即单台SYN4505A型时间同步系统的内外有序运行，其主要由接收模块，时间处理模块和输出模块三部分组成，如下图所示：

时间同步装置的组成

其中本地时钟，是时间同步装置配置的内部时间基准，实现同步或守时的基准信号输出。系统在运行时，以本地时钟守时信号为基准，采取步进方式跟踪外部时间基准信号，同时输出时间信号应连续，无跳变。系统具有守时功能，当外部基准信号异常或丢失时，采用本地时钟守时输出，且输出时间信号应连续，无跳变。

时间同步装置输出的时间同步信号应包括脉冲信号，IRIG-B(DC/AC)码，串行口时间报文，网络时间报文等信号，且满足以下功能：

1）   具有运行状态指示，时间信息显示，故障指示等功能；

2）   具有电源告警，故障告警功能；

3）   具有参数设置，软件版本查询，日志信息存储，查询等功能；

4）   采用独立双电源供电方式；

5）   具有独立以太网信息通信接口，且任何网络运行工况流量冲击下，装置不会出现司机或重启，不影响授时稳定性。

6）   主时钟，从时钟采用统一的信息接口和数据模型，满足站端时间同步状态监测要求；

7）   可选配同步监测功能，可通过网络时间报文交互或监测IRIG-B(DC/AC)码，秒脉冲等方式实现时间信号的监测。

三、变电站时间同步系统小结

变电站时间同步系统是智能变电站的重要组成部分，是实现智能智能变电站设备测量、控制和保护的重要技术支撑，时钟同步是影响智能变电站的控制精度和性能的主要因素。

本文结合了GB/T 33591-2017规范对智能变电站对时钟同步系统的实际要求以及变电站实际业务应用的同步需求，并针对西安同步在电力同步时钟方面的产品设计，进行了延展性的说明。

通过上述说明，SYN4505A型时钟同步系统完全满足电力规范要求，并具有极强的延展性，从冗余组网、独立网络拓扑和分层对时等方面进行了智能变电站同步应用方案优化措施的设计，完全可以实现智能变电站网络时钟同步应用及优化的目的。

如需更多了解，可联系西安同步业务人员！