gps时间同步系统在变电站的工作原理及配置方式

一、gps时间同步系统的必要性

在电力系统的应用方面,GPS时间同步系统一般是通过网络、RS232/RS485方式直接连接到前置机或远动装置的网络、串行口上,通过特定的TOD时间同步协议与之通讯。能使网络内其它时钟同步，通俗来说时间同步就是采取技术措施对网络内时钟实施高精度校准。调度自动化主站系统、厂站计算机监控系统通过协议与前置机或远动装置保持时间同步,而保护测控装置则是通过局域网协议或GPS时间同步系统的硬对时来保持时间同步。

随着自动化技术的发展,有必要为全电网提供统一的时间基准,以满足系统调度自动化系统、计算机监控系统和微机保护装置、安全自动装置、故障录波器等智能化设备对时间同步的要求,确保电力自动化装置正常运行，如果时间不同步，严重情况下有可能将造成电力自动化系统瘫痪，导致巨大的经济损失。

二、GPS时间同步系统的工作原理

在电力系统中,不是利用GPS的精确定位技术,而是利用其精确时间信息来选择GPS接收器的。这种接收器由主机、电源和天线组成。主机的核心部件是微型计算机和高准确度的晶体振荡器或者铷钟,还有相应的各种时间频率输出接口。GPS接收器在任意时刻都能同时接收其视野范围内的4～8颗卫星信号,通过对接收到的GPS卫星定时信号进行解码处理,从中提取并输出两种时间脉冲信号,一是秒脉冲1pps前沿与北京时间或者UTC的同步误差在1μs以内，一般有效值是30ns;二是经RS-232C/RS485/RS422串行口输出的TOD与1pps脉冲对应的UTC时间或者北京时间，包含时、分、秒,年、月、日、星期等时间信息。

GPS授时接收机提供的1pps信号是以秒为单位、精度为纳秒级别的国际标准信号,这种信号在全球任何地方都能可靠地收到,因此若以该信号为标准时钟源去同步电网中运行的时钟,就能保证各厂站时钟的高精度同步运行,这就真正解决了同一电网时间统一的难题。

图1 gps时间同步系统工作原理

图1给出了这种同步时钟的原理图,该同步时钟以GPS接收器为核心,借助于微处理器完成三个部分的功能:

1)将国际标准时间转换为当地时间予以显示,即年、月、日,时、分、秒;

2)向用户提供不同规格的同步脉冲信号,具体为:秒脉冲、分脉冲、时脉冲以及由分频器输出的不同频率的信号;

3)经过不同标准的串行口(如RS-232、RS-422/485)输出不同格式的时间代码。

三、时间同步系统的配置方式

3.1调度机构的配置方式

对于网省调而言,可以配置2台同步时钟本体互为备用,同步时钟本体应能接收两路IRIGB(DC)时码(RS-422)作为主时钟的外部时间基准,一旦其中一个同步时钟本体接收不到GPS卫星,那么可以通过IRIG-B(DC)时码(RS-422)接收另一台同步时钟本体发出的时间信号。调度机构需要实时监测电网频率,因此这2台同步时钟本体应包含电网频率测量。网省调时间同步系统的典型配置方式见图6。图6网省调时间同步系统配置方式对于地县调而言,配置1台同步时钟本体。一旦该同步时钟本体接收不到GPS卫星,则依靠装置本身的晶振走时来维持时间同步。

3.2变电站的配置方式

330kV及以上变电站中,采用2台GPS卫星同步时钟作为主时钟,实现双重化配置。配置2台同步时钟本体互为备用,同步时钟本体应能接收两路IRIG-B(DC)时码(RS-422)作为主时钟的外部时间基准。安装地点可根据现场情况选择如下方案:1)2台同步时钟本体均安装在主控室,独立组屏,各保护小室安装时钟扩展装置;2)1台同步时钟本体安装在主控室,另1台安装在保护小室,均分别组屏,各保护小室安装时钟扩展装置;3)在其中2个保护小室各安装1台同步时钟本体,均分别组屏,主控室、各保护小室安装时钟扩展装置。同步时钟本体和时钟扩展装置之间的信号由于比较远,可以通过光纤传输保证信号传输的可靠性,免受电磁干扰的影响。330kV及以上变电站时间同步系统的典型配置方式见图7。图7330kV及以上变电站典型布置110kV及以下变电站中,配置1台同步时钟本体,当接口数量不够时可通过增加时钟扩展装置来保证用户接口设备的需要。同步时钟本体和时钟扩展装置在面板上都有告警信号指示,告警接点可通过端子排接到计算机监控系统,提供时间同步系统的监视手段。

四、时间同步系统厂家及产品介绍

目前国内从事时间同步系统销售生产的厂家良莠不齐，有些商家少则一两个人，多则三五个人，更多的商家就只有销售没有技术，所销售的产品都是从其他厂家拿的货物，无从谈起售后，在此我公司-西安同步电子科技有限公司郑重承诺，我公司销售的所有产品均为我公司自行研发生产的，提供12个月-36个月免费质保，提供终身维护服务，我公司专业从事时间同步系统生成近10年，这点应该从我公司的公司名就可以看出来，是专业的从事各种“同步”的厂家。

我公司现推出的两款时间同步系统分别是SYN4505型标准同步时钟和SYN4505A型时钟同步系统，下面详细介绍一下：

SYN4505型标准同步时钟技术指标：

SYN4505A型时钟同步系统技术指标：

以上两款gps时间同步系统都是按照电力时钟系统的要求研发生产的，均已在很多电厂，变电站等长期稳定运行，并得到客户的一致认可，是电力系统必选的时间同步系统。