智能变电站时钟同步系统的三种对时方案

智能变电站中，时钟同步系统常见的对时方式有1PPS秒脉冲,1PPM分脉冲，1PPH时脉冲，IRIG-B码DC/AC交直流对时，TOD对时，串口485对时，空接点对时，NTP/SNTP对时，IEEE1588对时和串口RS232C对时。

变电站时钟同步系统示意图

IRIG-B码、TOD、串口、空接点和脉冲对时在电力控制系统中应用多年，可用于全站所有设备的对时，单是每一钟对时信号均需要单独对时网络。一般均采用双绞线来传输对时信号，一般差分信号再1000米以内。

IEEE1588对时要求设备以太网芯片硬件能够支持1588协议，也就是每台需要对时的设备都要安装PTP从时钟模块才可以工作，研发难度较大，生产成本较高。因此我公司为各自动化集成商提供了各种IEEE1588时钟卡，包括ptp主从时钟模块，叶生产IEEE1588整机设备。

NTP/SNIP对时主要采用客户机/服务器C/S模式，对网络交换机也没有特殊要求，只要有操作系统的计算机均可以进行网络校时，在智能变电站中一般用于后台计算机系统和远动机的对时。

方案一：电站控制设备对时采用NTP/SNTP网络校时方式，间隔层设备（户内布置）对时采用IRIG-B直流码方式，过程层设备（户外布置）对时采用IRIG-B直流码方式。

该方案建议选用SYN4505型标准时钟同步系统，该系统具有SNTP输出，IRIG-B码等信号输出，站控层对时采用NTP/SNTP协议的网络对时方式，间隔层对时输入采用IRIG-B码电信号对时方式，控制系统现场需敷设双绞线电缆对间隔层保护装置、测控装置等设备点对点予以对时，过程层对时输入采用光信号和电信号的对时方式，变电站现场需敷设多条电缆光缆和对过程层合并单元、智能终端设备点对点予以对时。

方案二：变电站自动化控制设备对时采用NTP/SNTP局域网校时方式，间隔层设备（户内布置）对时采用IRIG-B方式，过程层设备（户外布置）对时采用IEEE1588网络对时方式。

该方案建议采用SYN4505A型时钟同步系统，该设备输出NTP/SNTP信号和PTP对时信号，IRIG-B码对时信号。站控层对时采用网络对时方式，间隔层对时输入采用电信号对时方式，变电站现场需敷设IRIG-B码信号双绞线电缆对间隔层保护装置、测控装置等设备点对点予以对时，过程层对时输入采用IEEE1588网络对时方式，该方案利用专用IEEE1588网交换机即可实现，只需将时间同步系统PTP网络信号通过光缆接入过程层中心交换机，通过交换机对过程层设备授时，该方案对过程层交换机要求较高，但对时精度高，并节约了与过程层点对点的光缆及敷设施工。

方案三：自动化控制设备对时采用IEEE1588精密网络对时方式，户内间隔层设备对时采用IEEE1588网络对时方式，户外过程层设备对时采用IEEE1588网络对时方式。

该方案建议采用SYN2401型PTP时钟，该设备输出IEEE1588v2网络对时信号，可以扩展到多路输出，支持几百台ptp从时钟设备，是一款理想的ptp主时钟设备。站控层对时采用IEEE1588网络对时方式，间隔层、过程层对时输入采用IEEE1588网络对时方式，该IEEE1588对时方案利用过程层GOOSE网交换机即可实现，只需将时钟同步系统输出的IEEE1588网络信号通过光缆接入过程层中心交换机，通过PTP交换机对间隔层、过程层设备分别授时。

该方案对过程层的PTP交换机要求较高，并且要求间隔层保护装置、测控装置等设备具备接收IEEE1588网络校时的功能，但1588对时精度较高，只需要铺设光缆或者普通网线，甚至可以使用原有的数据通信网络，因此可以节约间隔层设备点对点的电缆及敷设施工和与过程层点对点的光缆及敷设施工，由此可见，PTP网络校时是以后变电站时钟同步系统的发展方向。

以上是三种常用的时钟同步系统对时方案，显然第三种方案实施比较容易，但是成本较高，对其他对时设备的要求也较高，是未来时钟同步系统的发展方向。希望以上分析能够为变电站时钟同步系统设计提供一些参考。