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解讀電力系統(tǒng)中的GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,變電站中的各類系統(tǒng) ：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、水情測報(bào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)等，各類裝置：繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置、PMU裝置、事件順序記錄SOE功能越來越強(qiáng)大，需要采集、記錄的數(shù)據(jù)量越來越大。如果數(shù)據(jù)采集、事件記錄的時(shí)間自己自足，那么時(shí)間順序錯(cuò)位將不可避免，將會(huì)對數(shù)據(jù)分析，故障分析造成極大的困難，GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)的組建，可提供準(zhǔn)確、安全、可靠的全廠時(shí)鐘源提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。

衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)間需接收地球軌道衛(wèi)星的授時(shí)，目前國內(nèi)主要使用的是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和美國GPS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施為首選配置 。

一般主流的衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)由兩臺主時(shí)鐘、多臺從時(shí)鐘、信號傳輸介質(zhì)組成可以同時(shí)接受北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及GPS全球定位系統(tǒng)用于被授時(shí)設(shè)備及系統(tǒng)對時(shí)。

 

BG2000衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

BG2000衛(wèi)星同步時(shí)鐘的衛(wèi)星系統(tǒng)為GPS/北斗雙模式接收，該衛(wèi)星雙模接收系統(tǒng)既能夠同時(shí)接收北斗/GPS雙星系統(tǒng)，也能夠單獨(dú)分別接收GPS或者北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。基于最可靠方式，本時(shí)鐘系統(tǒng)采用了雙星模式。雙模式同時(shí)接收國產(chǎn)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)和美國GPS全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星，使得參與同步定位的衛(wèi)星數(shù)量大幅增加，并且搜星速度快，同步定位精度比單獨(dú)GPS方式更高，時(shí)鐘精度更精準(zhǔn)。

 

GPS時(shí)鐘對時(shí)方式

由于電廠、變電站大多采用不同廠家的微機(jī)自動(dòng)化設(shè)備，因此各個(gè)設(shè)備的對時(shí)方式也各不相同。主要有：

（1）脈沖對時(shí)方式：

脈沖對時(shí)方式多使用空接點(diǎn)接入方式（見第4頁），有

秒脈沖（PPS）--GPS時(shí)鐘1秒鐘對設(shè)備對時(shí)一次

分脈沖（PPM）--GPS時(shí)鐘1分鐘對設(shè)備對時(shí)一次

時(shí)脈沖（PPH）--GPS時(shí)鐘1小時(shí)對設(shè)備對時(shí)一次

常用的為分脈沖對時(shí)方式。

（2）串行口對時(shí)方式

被對時(shí)設(shè)備（如微機(jī)故障錄波及監(jiān)控設(shè)備等）通過GPS時(shí)鐘的串行口，接收時(shí)鐘信息，來矯正其自身的時(shí)鐘。串行口對時(shí)方式分為RS232（用于近距離）和RS422/485（用于遠(yuǎn)距離）兩種。使用該方式時(shí)應(yīng)注意調(diào)整GPS時(shí)鐘的波特率，使之與被對時(shí)設(shè)備的波特率相同。

（3）IRIG-B時(shí)鐘碼對時(shí)方式

IRIG-B是專為時(shí)鐘傳輸而制定的時(shí)鐘碼標(biāo)準(zhǔn)。每秒鐘輸出一幀含有秒、分、時(shí)、當(dāng)前日期及年份的時(shí)鐘信息。其對時(shí)較為精確。

IRIG-B又可分為解調(diào)制的電平方式和調(diào)制方式兩類。

解調(diào)致的電平方式中按照應(yīng)用情況可分為：TTL電平、232電平、422電平等幾種。

調(diào)制方式有1KHz正弦調(diào)制方式。

（4）NTP網(wǎng)絡(luò)對時(shí)

Network Time Protocol（NTP）是用來使計(jì)算機(jī)時(shí)間同步化的一種協(xié)議，它可以使計(jì)算機(jī)對其服務(wù)器或時(shí)鐘源（如石英鐘，GPS等等）做同步化，提供高精準(zhǔn)度的時(shí)間校正（LAN上與標(biāo)準(zhǔn)間差小于1毫秒，WAN上幾十毫秒），且可采用加密確認(rèn)的方式來防止惡毒的協(xié)議攻擊。

RJ45網(wǎng)絡(luò)接口提供NTP(網(wǎng)絡(luò)時(shí)間規(guī)約)對時(shí)功能，IP地址可設(shè)置。

GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘安裝

（1）天線的安裝

天線的安裝很重要

衛(wèi)星時(shí)鐘配有一條30或50米長的天線。天線通過BG2000衛(wèi)星時(shí)鐘后面板的天線端子供電和接收信號。天線設(shè)計(jì)成易于安裝的形式，有源天線頭被密封在直徑約90mm高約50mm的塑料體內(nèi)。

一般安裝在屋頂或比較開闊的地方，這樣才能保證收到有效的衛(wèi)星信號，接收天線的安裝位置和天氣的影響較大，如果天線的安裝位置不佳或有遮擋時(shí)，會(huì)造成一些時(shí)間段GPS時(shí)間精度有一定誤差甚至不定位無法對時(shí)。

（2）衛(wèi)星時(shí)鐘的安裝

衛(wèi)星時(shí)鐘為2U 19英寸架裝式結(jié)構(gòu),易于安裝于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)。安裝時(shí)，應(yīng)先從附件帶內(nèi)取出安裝耳和螺釘，固定于衛(wèi)星時(shí)鐘前面兩側(cè)，從機(jī)柜的前面將衛(wèi)星時(shí)鐘插入，然后用螺釘固定。應(yīng)盡量安裝在靠近使用時(shí)鐘信號的裝置處；在多個(gè)裝置使用時(shí)鐘信號時(shí)，裝置的安裝位置選擇原則應(yīng)盡量減少電纜線的長度。

后面板的接線應(yīng)注意與端子的對應(yīng)，以免誤接，造成不能對時(shí)；

 

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