電廠時間同步系統(tǒng)科匯GPS8000簡介分解

1、變電站時間同步系統(tǒng)科匯GPS8000簡介1、功能隨著電網(wǎng)自動化水平的提高，電力系統(tǒng)對統(tǒng)一時鐘的要求愈來愈迫切。有了統(tǒng)一時鐘，即可實現(xiàn)全站各系統(tǒng)在GPS時間基準(zhǔn)下的運行監(jiān)控和事故后的故障分析，就可以通過各開關(guān)動作、調(diào)整的先后順序及準(zhǔn)確時間來分析事故的原因及過程。統(tǒng)一時鐘是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行水平的一個重要措施。1.1、時間同步系統(tǒng)配置的GPS衛(wèi)星同步時鐘提供了各種時間同步信號用于實現(xiàn)變電站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護裝置及故障錄波器等設(shè)備的時鐘統(tǒng)一。1.2、GPS衛(wèi)星同步時鐘的時間信號接收單元能接收外部時間基準(zhǔn)信號，根據(jù)用戶要求，可采用單主時鐘接收或雙主時鐘共同接收并互為備份。并采用雙重化配

2、置，實現(xiàn)基準(zhǔn)信號互為備用。正常情況下，兩臺主時鐘的時間信號接收單元獨立接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的時間基準(zhǔn)信號；當(dāng)某一主時鐘的時間信號接收單元發(fā)生故障時，該主時鐘能自動接收另一臺正常工作的主時鐘的時間信號接收單元接收到的時間基準(zhǔn)信號。1.3、GPS衛(wèi)星同步時鐘的時間信號接收單元接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的協(xié)調(diào)世界時（UTC）信號，能同時跟蹤視場內(nèi)內(nèi)的12顆GPS衛(wèi)星，并自動選擇最佳星座進行定位、定時。1.4、主時鐘內(nèi)部的時鐘，當(dāng)接收到外部時間基準(zhǔn)信號時，被外部時間基準(zhǔn)信號同步；當(dāng)接收不到外部時間基準(zhǔn)信號時，保持一定的走時準(zhǔn)確度，使主時鐘輸出的時間同步信號仍能保持一定的準(zhǔn)確度。當(dāng)外部時間基準(zhǔn)信號接收恢復(fù)時，自動

3、切換到正常狀態(tài)工作，切換時間小于0.5S，切換時主時鐘輸出的時間同步信號不會出錯。1.5、信號擴展裝置的時間信號輸入包括兩路IRIG-B（RS-422）輸入。當(dāng)信號擴展裝置只接一路IRIG-B（RS-422）輸入時，該路輸入可以是IRIG-B輸入1，也可以是IRIG-B輸入2。信號擴展裝置接入兩路IRIG-B（RS422）時碼輸入時，以IRIG-B（RS422）輸入1作為該擴展裝置的外部時間基準(zhǔn)，IRIG-B（DC）輸入2作為后備。信號擴展裝置接收不到RIG-B（RS422）時碼輸入時，切換到內(nèi)部守時，保持一定的走時準(zhǔn)確度，使信號擴展裝置輸出的時間同步信號仍能保持一定的準(zhǔn)確度。當(dāng)外部時間基準(zhǔn)信

4、號接收恢復(fù)時，自動切換到接收RIG-B（RS422）時碼輸入狀態(tài)，切換時間應(yīng)小于0.5s。切換時信號擴展裝置輸出的時間同步信號不會出錯,時間報文不會有錯碼，脈沖碼不會多發(fā)或少發(fā)。1.6、具有時間信號擴展功能，可滿足用戶不同要求方便地擴展時間信號的輸出數(shù)量。1.7、GPS衛(wèi)星同步時鐘既可以報文方式對時，也可以脈沖方式硬對時；報文方式對時可提供多種通信規(guī)約。1.8、輸出的時間信號可滿足秒(1PPS)、分(1PPM)、時(1PPH)、IRIG-B（DC）時碼、IRIG-B（AC）、DCF77以及串行口等方式。1.9、主時鐘及信號擴展裝置所有類型的時間信號輸出時，各路輸出在電氣上均相互隔離。1.10、

5、具有工作狀態(tài)指示、告警顯示和告警信號輸出功能。主時鐘面板上有下列工作狀態(tài)指示：1）本機狀態(tài)指示：含“電源指示”、“1PPS”脈沖指示燈，裝置接通電源時，“電源指示”燈亮，正常運行時“1PPS”脈沖指示燈。2）外部時間基準(zhǔn)信號時間信號鎖定指示：指示本機當(dāng)前外部時間基準(zhǔn)信號來源，包括“GPS衛(wèi)星”、“IRIG-B”兩個指示燈。如果“GPS衛(wèi)星”指示燈亮，說明本機當(dāng)前是接收GPS衛(wèi)星信號來獲取時間信息，如果“IRIG-B”指示燈亮，說明本機當(dāng)前是接收另一主時鐘IRIG-B信號來獲取時間信息，如果兩個燈都不亮，則本機是靠內(nèi)部時鐘來維持時間信息。3）輸入信號監(jiān)視：監(jiān)視本機外接信號是否正常，如果“GPS信

6、號異?！敝甘緹袅?，則說明本機未接收到同步后的GPS衛(wèi)星信號，此時請檢查GPS天線安裝是否正常，如果“IRIG-B信號異?！敝甘緹袅?，則說明本機未正確接收到另一主時鐘IRIG-B衛(wèi)星信號，請檢查裝置后面連線是否正確。主時鐘及信號擴展裝置具有下列告警信號和接點輸出：1）時鐘具有下列告警信號顯示： a）電源中斷：如果裝置電源中斷，本接點閉合； b）GPS信號消失：如果裝置未接收到GPS天線發(fā)送過來的同步時間信號，或GPS信號未同步，約一分鐘后，本接點閉合； c）IRIG-B消失：如果裝置未正確接收到另一主時鐘發(fā)送過來的IRIG-B時間信號基準(zhǔn)，約一分鐘后，本接點閉合； d）裝置異常：裝置自檢異常時本

7、接點閉合。2） 告警信號的電接口類型為繼電器空接點，接點耐壓>250V DC。3.11 具有時間設(shè)置和顯示功能，顯示年、月、日、時、分、秒。3.12 具有統(tǒng)計安全運行天數(shù)的功能，安全運行天數(shù)可人工預(yù)置或清除。3.13 采用交直流兩路電源供電，具有交直流自動切換的功能，任何一路電源消失，時鐘仍保持正常工作。2、主要用途1)為電網(wǎng)自動化裝置如故障錄波器、事件計錄儀、微機繼電保護及安全自動裝置、遠動及微機監(jiān)控系統(tǒng)等提供時間標(biāo)記。2)用于頻率監(jiān)視的標(biāo)準(zhǔn)時鐘，即調(diào)度上通過工頻鐘與標(biāo)準(zhǔn)時間的差異來比較系統(tǒng)頻率誤差積累情況。3)用于相位測量的同步時鐘，采用T-GPS-B1來同步采樣脈沖，同步誤差很小，

8、可以保證相位測量的準(zhǔn)確性。4)用于故障測距，特別為研制雙端行波測距的裝置創(chuàng)造了條件。5)用于繼電保護試驗，檢驗線路縱聯(lián)保護（高頻相差保護裝置）。3、裝置特點 采用插卡式結(jié)構(gòu)，輸出接口的數(shù)量和種類可通過增加相應(yīng)的插卡來添加接口。共可插8塊輸出接口卡。帶失電異常報警、失步報警輸出。 空接點輸出卡每塊可輸出12路接點，每路接點時脈沖、分脈沖、秒脈沖、30分脈沖、10分脈沖、30秒脈沖、10秒脈沖、事件等可根據(jù)需要設(shè)置； 串口輸出卡（串口信息的RS232和RS422輸出，IRIG_B的RS232電平和RS422電平輸出，可根據(jù)需要設(shè)置），每塊可輸出4路RS232口，4路RS422485口，可根據(jù)需要設(shè)

9、置； IRIG_B調(diào)制輸出卡（即AC輸出）每塊可輸出12路，幅度可調(diào)。 TTL輸出卡（IRIG_B的直流偏直輸出、時分秒等各種脈沖的TTL輸出，可根據(jù)需要設(shè)置），每塊卡可輸出12路； 差分輸出卡（IRIG_B的422差分輸出、時分秒等各種脈沖的422差分輸出，可根據(jù)需要設(shè)置），每塊卡可輸出6路。 NET板通過RJ-45口輸出一路NTP網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議信號。 可根據(jù)用戶需要設(shè)計特定的輸出卡。4、技術(shù)特點1)時間精度高，達納秒級。2)信號接收可靠性高，不受電站地域條件的限制?？删幊淘O(shè)定秒、分、時鐘同步脈沖輸出，并可經(jīng)串行口輸出時間信息，可方便地由各種自動化裝置選用。3)IRIG-B正弦調(diào)制輸出和IRI

10、G-B直流偏置輸出。4)裝置的所有信號輸出均經(jīng)隔離輸出，抗干擾能力強。5)裝置具有多種串行信息輸出與交互方式，以滿足用戶不同的信號利用要求。6)多種輸出接口，可根據(jù)用戶需要設(shè)計特定的輸出接口。7)架裝式結(jié)構(gòu)，“2U、19”標(biāo)準(zhǔn)機箱,安裝使用方便。8)按鍵設(shè)置,輸出設(shè)置靈活。5、技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表序號名 稱賣方提供值說 明1GPS型號T-GPS2GPS功耗<30W3電磁兼容性III4主時鐘內(nèi)部時間保持單元有5主時鐘及擴展裝置內(nèi)部的時鐘準(zhǔn)確度優(yōu)于1×10-86切換時間無縫7串行接口RS232/RS4858GPS主機柜重量50kg9GPS主機柜尺寸800mm×600mm

11、5;2260mm10GPS擴展柜重量50kg11GPS擴展柜尺寸800mm×600mm×2260mm12捕獲時間裝置冷起動時小于20min，裝置熱起動時小于2min13天線長度30m120m可選6、技術(shù)數(shù)據(jù)表序號項目提供值備注1時間同步系統(tǒng)主時鐘1.1型號T-GPSB11.2生產(chǎn)廠/產(chǎn)地山東科匯電力自動化有限公司/淄博1.3對時口型式空接點脈沖、IRIG-B（調(diào)制AC碼）、IRIG-B（RS422）、RS232串口1.4對時口數(shù)量8個IRIG-B（422）、8個RS232串口、8個RS485串口、12個空接點脈沖、8路差分脈沖、雙IRIG-B碼時間基準(zhǔn)備份功能、脈沖輸出信號

12、可編程、帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能、采用德國威圖機箱。1.5是否配內(nèi)部守時功能模塊及守時精度是1.6與擴展時鐘的連接方式光纖/電纜連接1.7外形尺寸2U、19英寸2時間同步系統(tǒng)擴展時鐘2.1型號T-GPSF52.2生產(chǎn)廠/產(chǎn)地山東科匯電力自動化有限公司2.3對時口型式空接點脈沖、RS232串口、IRIG-B（422）2.4對時口數(shù)量24路脈沖，36路1R1G-B碼（差分）2.5是否配內(nèi)部守時功能模塊及守時精度否2.6外形尺寸2U、19英寸3工作環(huán)境溫度-5 +45 濕度<95%4工作電源 90260VAC,頻率43-67Hz 5GPS接受器5.1接受頻率157542MHZ5.2接受靈敏度

13、捕獲-130dBm，跟蹤-130dBm5.3同時可跟蹤衛(wèi)星數(shù)量8-125.4撲捉時間裝置冷起動時小于20min，裝置熱起動時小于2min6功耗15W7平均無故障間隔時間(MTBF)50000小時8輸出時間與協(xié)調(diào)世界時時間同步精確度<1us9時間同步信號電接口9.1IRIG-B(AC)調(diào)制信號接口載波頻率1kHz輸出阻抗600歐姆，變壓器隔離輸出。同步準(zhǔn)確度9us9.2IRIG-B(DC)直流偏離信號接口準(zhǔn)時上升沿的時間準(zhǔn)確度1us9.31PPS脈沖能夠信號準(zhǔn)時沿：上升沿，上升時間上升沿，上升時間50ns；上升沿的時間準(zhǔn)確度1us脈沖寬度200ms9.41PPM脈沖能夠信號準(zhǔn)時沿：上升沿，

14、上升時間上升沿，上升時間150ns上升沿的時間準(zhǔn)確度3us脈沖寬度200ms9.51PPH脈沖能夠信號準(zhǔn)時沿：上升沿，上升時間上升沿，上升時間1us上升沿的時間準(zhǔn)確度3us脈沖寬度200ms9.5時間報文接口標(biāo)準(zhǔn)接口RS-232電氣特性符號GB/T6107-2000（ITU-T建議V.28）；接口RS-422電氣特性符號GB-11014-90（CCITT建議V.11）；接口RS-485電氣特性符號EIA/485（CCITT建議V.28）。串口通信速率300BPS、600BPS 、1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS、19200 BPS可選報文發(fā)送時間ASCII碼，時分

15、秒日月年串行數(shù)據(jù)通道接口RS-232/RS4859.6NTP網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的10/100BaseT以太網(wǎng)RJ45接口網(wǎng)絡(luò)協(xié)議·NTP v2, v3 & v4 (RFC1119& 1305)·NTP broadcast mode7、主要原理4.1 GPS信號接收器: 該接收器是一專用集成電路模塊，用于接收GPS衛(wèi)星信號，輸出時間精度為1微秒的1PPS脈沖，并通過RS232串行口輸出國際標(biāo)準(zhǔn)時間、日期和接收器所處地理位置（經(jīng)緯度）等信息。4.2 同步脈沖發(fā)生電路：通過前面板編程輸出秒（1PPS，即1Pulse Per Second）、分鐘（1PPM，即1Pulse

16、 Per Minute）、小時（1PPH，即1Pulse Per Hour）等可控制的同步脈沖信號。脈沖可以是光電隔離的有源TTL電平或者是靜態(tài)空接點形式輸出。4.3 中心處理單元：對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控。通過前面板LED顯示和鍵盤接口，進行人機交互，同時控制對外輸出端口的狀態(tài)。4.4 RS-232/422/485接口：輸出可設(shè)定的當(dāng)?shù)貢r間、日期、位置等信息，波特率可選擇。4.5 IRIG-B接口：輸出IRIG-B正弦調(diào)制信號及直流偏置信號。8、技術(shù)參數(shù)1、GPS接收器1.1 接收頻率：1575.42MHz。1.2 接收靈敏度：捕獲-130dBm，跟蹤-130dBm1.3 同時跟蹤：正常狀態(tài)下可同

17、時跟蹤812顆GPS衛(wèi)星； 裝置冷起動時不小于4顆衛(wèi)星； 裝置熱起動時不小于1顆衛(wèi)星。1.4 捕獲時間：裝置冷起動時小于20min，裝置熱起動時小于2min。2.內(nèi)部的時鐘準(zhǔn)確度優(yōu)于1*10-8。3.平均無故障間隔時間(MTBF)50000小時，主時鐘平均維修時間（MTTR）一般不大于30分，使用壽命不少于15年。正常使用條件下無須維護。4.架裝式設(shè)備，高度2U寬度19”標(biāo)準(zhǔn)機箱,具體外形尺寸見圖3-1所示：5.電源交流輸入電源： AC220V ±20% 頻率50Hz± 1Hz 直流輸入電源：DC110V±20%6.功耗：15W。7.具有內(nèi)部備用電源。電池壽命&g

18、t;25000小時。8.輸出時間與協(xié)調(diào)世界時（UTC）時間同步準(zhǔn)確度：1us9.時間同步信號電接口9.1 靜態(tài)空接點（光隔離）輸出：允許外接電壓：250V；9.2 秒脈沖輸出提供24V有源秒脈沖對時方式。9.3 串行數(shù)據(jù)通道接口RS-232/RS485 接口RS-232電氣特性符號GB/T6107-2000（ITU-T建議V.28）；接口RS-422電氣特性符號GB-11014-90（CCITT建議V.11）； 接口RS-485電氣特性符號EIA/485（CCITT建議V.28）。9.4 IRIG-B（AC）調(diào)制信號接口 載波頻率：1kHz； 信號幅值峰-峰值：高：10V可調(diào)，低：符合3：1調(diào)

19、制比要求；輸出阻抗：600歐姆，變壓器隔離輸出。9.5 IRIG-B（DC）直流偏置信號接口準(zhǔn)時上升沿的時間準(zhǔn)確度1us9.6 時標(biāo)脈沖輸出1） 1PPS脈沖信號準(zhǔn)時沿：上升沿，上升時間1ns；上升沿的時間準(zhǔn)確度1us；脈沖寬度： 200ms。2） 1PPM脈沖信號準(zhǔn)時沿：上升沿，上升時間150ns；上升沿的時間準(zhǔn)確度3us；脈沖寬度： 200ms.3） 1PPH脈沖信號準(zhǔn)時沿：上升沿，上升時間1us；上升沿的時間準(zhǔn)確度3us；脈沖寬度： 200ms.9.7 串口通信速率： 1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS可選。9.8 天線饋線長度60米。9、運行條件1. 電源要

20、求GPS同步時鐘裝置采用兩路直流供電，并可手動切換或自動切換。電源：直流220V±20%。功耗：小于30 W。2.電氣條件1)電源: 直流190260V；交流190260V，47Hz63Hz；直流110V。 2)功耗: 不大于 35W3.工作環(huán)境工作溫度： -10+550C貯存溫度: -40+55濕度： 5%95%（不結(jié)露）。所有設(shè)備均放置在無屏蔽、無防靜電措施的機房內(nèi)。4.電磁兼容性在變電站繼電器室的電磁場的環(huán)境下能正常工作，符合“GB/T13926-1992 工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性”中有關(guān)規(guī)定的要求，并達到級及以上標(biāo)準(zhǔn)。5.GPS主時鐘及時間同步信號擴展裝置輸出接口要

21、求GPS主時鐘及時間同步信號擴展裝置至少應(yīng)可提供下述幾種時鐘同步信號：1PPS秒脈沖（空接點輸出）1PPS秒脈沖（TTL）1PPM分脈沖（空接點輸出）1PPM分脈沖（TTL）IRIG-B（DC）時碼（RS-422）IRIG-B（DC）時碼（TTL）IRIG-B（AC）時碼時間日期報文串口（RS-232）時間日期報文串口（RS-485）NTP（SNTP）網(wǎng)絡(luò)對時協(xié)議10、性能指標(biāo) 1)獲得數(shù)據(jù)時間： - 瞬時斷電后重開機， 20秒。 - 位置未變，重開機， 45秒。- 位置和時間變化重開機， 90秒。- 本地第一次開機， 90秒。 2)位置精度：±0.1 3)時間精度：1s（TTL有源

22、脈沖輸出） 4)空接點輸出口特性： - 空接點C、E間外接電壓：VCE< 30V，可配為220V - 空接點C、E間允許電流：ICE< 50mA，可配為100mA - 時間精度：<3s 方案一（法國）序 號名 稱配 置備 注1繼保室GPS主時鐘屏，屏內(nèi)安裝2臺GPS主時鐘、2臺時間同步信號擴展裝置，具有下列時間同步信號輸出： 1面屏柜一面 LEDI Network同步網(wǎng)專用時鐘 2臺每臺主時鐘具有8路IRIG-B（DC）輸出、一個RJ45網(wǎng)絡(luò)對時接口（I/O），帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能、輸入具有時延補償功能，斷電后兩小時持續(xù)供電擴展裝置T-GPS-F5 1臺32個空接點脈沖

23、輸出,16個有源分脈沖輸出, 16個有源秒脈沖（24V）輸出,4個RS-232串口,雙IRIG-B碼時間基準(zhǔn)備份功能,脈沖輸出信號可編程、帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能擴展裝置T-GPS-F5 1臺16個空接點脈沖輸出,8個IRIG-B（DC），8個IRIG-B（RS-422），8個RS-485串口,4個RS-232串口,雙IRIG-B碼時間基準(zhǔn)備份功能,脈沖輸出信號可編程、帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能1.1脈沖（1PPS或1PPM）接點個1.2IRIG-B(DC、RS-422)個1.3RS-485串口個1.4RS-232串口個2發(fā)電機層GPS時間同步信號擴展裝置屏，屏內(nèi)安裝時間同步信號擴展裝置2臺

24、，具有下列時間同步信號輸出：1面屏柜一面擴展裝置T-GPS-F5 1臺48個空接點脈沖輸出,8個RS-485串口,4個RS-232串口,雙IRIG-B碼時間基準(zhǔn)備份功能、脈沖輸出信號可編程、帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能擴展裝置T-GPS-F5 1臺8個IRIG-B（DC），8個IRIG-B（RS-422），4個RS-232串口,雙IRIG-B碼時間基準(zhǔn)備份功能、脈沖輸出信號可編程、帶告警接點、帶內(nèi)部守時功能2.1脈沖（1PPS或1PPM）接點個2.2IRIG-B(DC、RS-422)個2.3RS-485串口個2.4RS-232串口個350米天線、天線饋線、天線支架2套4光纜（包括尾纖、光纖熔接盒、法蘭盤等附件）待定繼保室和發(fā)電機層GPS設(shè)備連接。5光電轉(zhuǎn)發(fā)器4 方案二（國產(chǎn)）序 號名 稱配 置備 注1繼保室GP