卫星同步时钟在电力系统变电站中的应用

前言：

变电站卫星同步时钟系统主要应用于电网，变电站，调度中心，自动化，电厂等对时间精度有要求的系统中，主要针对各个系统调控有序运行的时间触发性问题，当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。随着电网的日益复杂、装机容量的提高和电网的扩大，提供标准时间的时钟基准成为电厂、变电站乃至整个电力系统的迫切需要，时钟的统一是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施，是变电站自动化系统的最基本要求之一。

1、变电站卫星同步时钟系统的选择

变电站卫星同步时钟系统的选择，应该考虑应用环境的系统设备的相互调控问题，还要考虑整个系统中时钟的配置性问题，其对变电站时钟系统的授时依据有着基础的参考性。

变电站由于系统的庞大性和整体环境的复杂性，变电站时钟系统在配置中有着完整的时间同步规范，并随着变电站系统设备的不同更新，时间同步规范也随之进行修改增补。

2、变电站卫星同步时钟系统参数

GPS/BG2000卫星同步时钟系统由北斗卫星时钟系统、GPS卫星时钟系统、本地时钟系统以及由这3种时钟系统组合信号变换的辅助光电子系统组成。接收GPS（全球定位系统）、北斗卫星信号、CDMA信号和远地传送来的NTP时间信号以及IRIG-B码信号获得时间信息，可根据客户不同需求，选择相应的功能的板卡，同步产生IRIG-B码信号、秒脉冲、分脉冲、串口时间信息信号、网络授时接口及报警信息，系统对各种配置信息进行自动保存，是建立时间尺度、实现时间统一同步的实用型电子仪器。

本地守时系统精度为10-8，高为10-9。在GPS、北斗卫星系统正常的情况下，本地时钟系统被卫星所同步。当卫星系统连接故障时，时钟主机自动切换到本地时钟，仍旧能够提供高精度时钟输出。

在电力行业应用中，我们主要以GPS/BG2000型作为变电站时钟系统的主时钟，该卫星双模接收系统既能够同时接收北斗/GPS双星系统，也能够单独分别接收GPS或者北斗卫星系统。基于最可靠方式，本时钟系统采用了双星模式。双模式同时接收国产北斗卫星系统和美国GPS全球定位系统卫星，使得参与同步定位的卫星数量大幅增加，并且搜星速度快，同步定位精度比单独GPS方式更高，时钟精度更精准。

3、变电站卫星同步时钟系统应用

变电站卫星同步时钟系统受系统及整个大环境的影响，分为多个阶段进行设备的配置及扩展。

我们以变电站原料站基地项目为主进行说明，原料站主要用于电厂内操作中心，数据中心，预留车间三环网络的时间同步，用于两套同样配置的GPS/BD2000型卫星同步时钟放置在操作中心，连接三个系统的核心交换机设备，实现第一阶段运行网络设备的时间同步问题。

设备在前期配置过程中，需要在楼顶或空旷的地方安装北斗GPS双模天线，便于更好的接收卫星信号。系统包括2台时钟主机，实现双主机热备用。一台时钟主机故障时，不影响系统运行。

分机包括本地守时时钟系统和能够接受2台上位主时钟的光同步时钟信号。当1台主时钟故障时，分机会自动切换到备用主时钟。当2台主时钟均未连接时，分机保持高精度自身时钟运行。

变电站时钟系统输出的时钟同步信号应包括脉冲信号，IRIG-B(DC/AC)码，RS485串口时间报文，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，日志信息存储，查询等功能；

4） 多种对时规约，可由用户要求指定，支持硬对时（PPS、PPM、PPH）、软对时（串口报文）、编码对时（IRIG-B、DCF77）和网络NTP对时，可以满足国内外不同设备的对时接口要求。

5） 多时间源可供选择，除采用GPS系统外，还可选用我国的北斗星系统，可靠性更高。

6） 整个时钟系统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。

4、变电站卫星同步时钟系统的说明

变电站时钟系统设备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。且后期扩展设备的配置，在项目应用中，一般建议与第一阶段时钟系统配置相同，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。

山东正瑞生产的变电站卫星时钟同步系统，多时钟之间传递的信息传输采用适用于变电站的授时方式，通常IRIG-B码比较常用，且与间隔层，过程层设备时间信息传输采用IRIG-B(DC)码较多，与站控层设备之间的信息传输采用NTP/SNTP方式较多。

结语：

由于电厂、变电站大多采用不同厂家的微机自动化设备，因此各个设备的对时方式也各不相同。需要根据变电站的系统调控性分期投运，同时需要对直接主控设备、拥有IRIG-B码接口的设备、串口直接连接的工控机、需要单独进行设置的插卡式卡槽机进行时间同步设置等一些新的配置要求。

山东正瑞电子有限公司二十年专业从事同步时钟,卫星同步时钟,网络时间服务器,北斗时钟,GPS时钟等系统产品的研发、设计和生产，在国内同行业独具优势凭借着质量过硬的产品，稳定的运行，我司卫星同步时钟已广泛应用在国防、智慧交通、智慧医疗、智慧教育、电力系统等各个领域，并得到了用户对正瑞品牌产品的一致好评！关于更多时间同步的问题，可及时咨询我公司业务人员！

审核编辑：汤梓红