時(shí)鐘同步系統(tǒng)，GPS同步系統(tǒng)、GPS時(shí)鐘系統(tǒng)
聯(lián)系人：權(quán)莉，趙中莉
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建立時(shí)鐘同步系統(tǒng)的必要性
建設(shè)全網(wǎng)統(tǒng)一的時(shí)間同步網(wǎng) , 固然是解決全電網(wǎng)時(shí)間同步問題的好方法。但就能否**補(bǔ)償時(shí)間信號(hào)傳輸時(shí)延、如何利用通道資源、如何建設(shè)高可靠性高時(shí)間精度的時(shí)間同步網(wǎng)及其投資代價(jià)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(gè)基本單元的電廠 / 變電站內(nèi)時(shí)間同步系統(tǒng) , 即時(shí)間同步子系統(tǒng)是迫切需要解決的 , 這不但對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行極其重要 , 而且也為將來建設(shè)全網(wǎng)的時(shí)間同步網(wǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
時(shí)鐘同步系統(tǒng)方案
1．系統(tǒng)配置
1 ） 一個(gè)發(fā)電廠或一個(gè)變電站，配置一套時(shí)間同步系統(tǒng)，一套時(shí)間同步系統(tǒng)可由一面或多面時(shí)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(shí)鐘裝置屏。
3 ） 發(fā)電廠，按每臺(tái)發(fā)電機(jī)組配置一面時(shí)鐘裝置屏，升壓站系統(tǒng)按變電站原則配置，另外針對(duì)輸煤 PLC 、除灰 PLC 、化水 PLC 、脫硫 PLC 等需要對(duì)時(shí)信號(hào)特別少的小室可選擇從主時(shí)鐘屏通過光纖直接接收對(duì)時(shí)信號(hào)的方式。
4 ） 一套時(shí)間同步系統(tǒng)可配置一臺(tái)主時(shí)鐘或兩臺(tái)主時(shí)鐘（冗余方式）。大型發(fā)電廠及 500kV 變電站應(yīng)采用兩臺(tái)主時(shí)鐘，兩臺(tái)主時(shí)鐘以冗余熱備模式工作，提高了系統(tǒng)的可靠性。
2．時(shí)鐘同步系統(tǒng)的性能
1 ） 主時(shí)鐘 ( **時(shí)鐘 ) 接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星信號(hào)或接收外部 IRIG-B （ DC ）時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，并向信號(hào)擴(kuò)展箱 ( 從時(shí)鐘、二級(jí)時(shí)鐘 ) 提供 IRIG-B （ DC ）時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。
2 ） 時(shí)間同步系統(tǒng)各時(shí)鐘屏內(nèi)根據(jù)需要可配置一臺(tái)或多臺(tái)信號(hào)擴(kuò)展箱，信號(hào)擴(kuò)展箱提供多路脈沖信號(hào)（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接點(diǎn)、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIG-B信號(hào)（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信號(hào)（有源、無源）、時(shí)間報(bào)文（RS232、RS422/485、光）、NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間信號(hào)，可以滿足電廠 / 變電站內(nèi) 不同設(shè)備的對(duì)時(shí)接口要求。 信號(hào)擴(kuò)展箱的數(shù)量及輸出信號(hào)接口類型根據(jù)各小室內(nèi)對(duì)時(shí)設(shè)備的情況而定。
3 ） 主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)接收單元能接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星發(fā)送的協(xié)調(diào)世界時(shí)（ UTC ）信號(hào)作為外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。正常情況下，主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)接收單元獨(dú)立接收 GPS/ 北斗衛(wèi)星發(fā)送的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng)某一主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)接收單元發(fā)生故障時(shí)，該主時(shí)鐘能自動(dòng)切換到另一臺(tái)主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)接收單元接收到的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)互為備用。當(dāng)主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)接收單元恢復(fù)正常后，該主時(shí)鐘自動(dòng)切換回正常工作狀態(tài)，切換時(shí)間小于 0.5 秒，切換時(shí)主時(shí)鐘輸出的時(shí)間同步信號(hào)不會(huì)出錯(cuò)。
4 ） 主時(shí)鐘可輸出一路特殊的供主時(shí)鐘間互聯(lián)的 IRIG-B （ DC ）碼信號(hào)，該信號(hào)作為互聯(lián)主時(shí)鐘的“后備”外部時(shí)間基準(zhǔn)，當(dāng)主時(shí)鐘的“主”外部時(shí)間基準(zhǔn)故障時(shí)??該信號(hào)停止輸出。消除當(dāng)主時(shí)鐘互聯(lián)時(shí)“主”外部時(shí)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(hào)擴(kuò)展箱的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)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(shí)，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(shí)，以“ B 碼輸入 1 ” 作為該裝置的“主”外部時(shí)間基準(zhǔn)，“ B 碼輸入 2 ” 作為“后備”外部時(shí)間基準(zhǔn)，當(dāng)“ B 碼輸入 1 ” 異常時(shí)，裝置自動(dòng)切換到“ B 碼輸入 2 ” 接收“后備”外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)“ B 碼輸入 1 ” 恢復(fù)正常時(shí)，裝置自動(dòng)切換回正常工作狀態(tài)， 切換時(shí)間小于 0.5 秒，切換時(shí)裝置輸出的時(shí)間同步信號(hào)不會(huì)出錯(cuò)。
6 ） 時(shí)鐘裝置具有內(nèi)部守時(shí)功能。當(dāng)接收到外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，被外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)同步；當(dāng)接收不到外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，切換到內(nèi)部守時(shí)， 使主時(shí)鐘或信號(hào)擴(kuò)展箱輸出的時(shí)間同步信號(hào)仍能保持一定的準(zhǔn)確度。當(dāng)外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)接收恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)切換到正常狀態(tài)工作，切換時(shí)間小于 0.5 秒，切換時(shí)時(shí)鐘輸出的時(shí)間同步信號(hào)不會(huì)出錯(cuò)。
7 ） 時(shí)鐘裝置 的外部時(shí)間基準(zhǔn)（ B 碼輸入）具有時(shí)延補(bǔ)償功能， 能夠補(bǔ)償外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)（ IRIG-B ）的傳輸延時(shí)，從而保證了時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的精度。
8 ） 時(shí)鐘裝置的所有輸出信號(hào)均經(jīng)隔離輸出，抗干擾能力強(qiáng)，且 各路輸出在電氣上均相互隔離。
9 ） 時(shí)鐘裝置的某一路輸出信號(hào)允許短路 5 分鐘以上，不會(huì)造成對(duì)該輸出回路的長久性損壞。
10 ） 時(shí)鐘裝置的某一路輸出信號(hào)短路，不會(huì)影響其它輸出信號(hào)。
11 ） 時(shí)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(shí)，能自動(dòng)恢復(fù)正常工作。
12 ） 時(shí)鐘 裝置采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持板卡熱插拔，配置靈活， 維護(hù)方便。
13 ） 時(shí)鐘裝置具有工作狀態(tài)指示、告警顯示和告警信號(hào)輸出功能。告警信號(hào)的電接口類型為繼電器空接點(diǎn)，接點(diǎn)耐壓 >250V DC 。
14 ） 時(shí)鐘裝置具有時(shí)間顯示功能，可顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。
15 ） 每臺(tái) 時(shí)鐘裝置都提供一路TTL脈沖信號(hào)（可編程輸出1PPS、1PPM、1PPH、事件），供時(shí)鐘的準(zhǔn)確度指標(biāo)測(cè)試。
16 ） 時(shí)間同步系統(tǒng)可采用雙電源冗余供電 ，任何一路電源消失，系統(tǒng)仍能保持正常工作。 有兩種實(shí)現(xiàn)方式：a)時(shí)鐘屏采用時(shí)間繼電器和接觸開關(guān)組成電源切換電路。b)時(shí)鐘裝置采用雙電源冗余供電，電源供電自適應(yīng)。
4 ．時(shí)鐘同步系統(tǒng)的組成
時(shí)間同步系統(tǒng)通常由主時(shí)鐘、若干從時(shí)鐘、時(shí)間信號(hào)傳輸介質(zhì)組成。根據(jù)時(shí)間同步系統(tǒng)的配置方式，時(shí)間同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有多種形式
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