数字化变电站中的对时系统

二、数字化变电站时钟同步系统
3、时钟同步系统方案
时钟源 + 主时钟 + 时钟信号传输通道 + 时钟信号接口
二、数字化变电站时钟同步系统
3、时钟同步系统方案
时钟源 1、卫星时钟
➢ GPS ➢ 北斗
南网要求必须有一台为北斗 国网要求优先采用北斗
二、数字化变电站时钟同步系统
3、时钟同步系统方案
➢ GPS卫星授时系统
数字化变电站采用分布式采集，由合并单元输出的数字采样信号中必 须含有时间信息。各合并单元输出的电压、电流信号必须严格同步， 否则将直接影响保护动作的正确性，甚至在失去同步时要退出相应的 保护。
因此，时钟同步是全数字化保护系统中的关键环节
二、数字化变电站时钟同步系统
2、数字化变电站对时钟同步的要求
IEC61850中虽然目前对时间同步报文没有直接的要求，但对时间同步报文所 实现的时间精度--时间性能类(time performance class)却有具体的规定
一、几个时间术语
国际原子钟(TAI)
原子时间计量标准在1967年正式取代了天文学的秒长的定义新秒长规定 为：位于海平面上的铯Cs133原子基态的两个超精细能级间在零磁场中跃 迁振荡9 192 631 770个周期所持续的时间为一个原子时秒，我们称之为 国际原子时（TAI），其稳定度可以达到10-14以上。另外规定原子时起点 在1958年1月1日0时（UT），即在这一瞬间，原子时和世界时重合。
一、几个时间术语
闰秒
UTC在秒长上使用原子时秒，但是在时刻上，需要通过人工干预，使其尽 量靠近世界时。这就需要对UTC进行“闰秒操作”，即每当UTC与世界时 UT1时刻之差超过接近或超过0.9秒时，在当年的6月底或12月底的UTC时 刻上增加一秒或减少一秒。
UTC=TAI+34s
二、变电站时钟同步系统
GPS 是英文Global Positioning System的简称，而其中文简称为“球位系”。 GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定
位系统 。GPS的空间部分是由21颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的
上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有 3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都 可观测到4 颗以上的卫星。
二、数字化变电站时钟同步系统
3、时钟同步系统方案
➢ 北斗卫星授时系统
中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止 轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系 统）。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务。授权服务是向 授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。 中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全
球。 ➢ 北斗卫星授时精度为50纳秒
二、数字化变电站时钟同步系统
3、时钟同步系统方案
2、驻留时钟 ➢ 恒温晶振：和卫星失去同步后，24小时精度<30E-9 ➢ 原子钟：在和卫星同步后，使原子钟的频率强制同步于卫星时
数字化变电站中的对时系统
李宝伟 2010-3-5
目录
一、几个时间术语 二、数字化变电站时钟同步系统 三、网络对时协议
一、几个时间术语
➢ 世界时 ➢ 国际原子钟 ➢ 协调世界时 ➢ 闰秒
一、几个时间术语
世界时(GMT)
以平子夜作为0时开始的格林威治（英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所 在地，它又是世界上地理经度的起始点）平太阳时，就称为世界时。世界 时与恒星时有严格的转换关系，人们是通过在世界各地利用天文望远镜观 测恒星后平均得到世界时的，其精度只能达到10-9。由于地极移动和地球 自转的不均匀性，最初得到的世界时，也是不均匀的，我们将其记为UT0； 人们对UT0 加上极移改正，得到的结果记为UT1；再加上地球自转速率季 节性变化的经验改正就得到UT2。
一、几个时间术语
协调世界时(UTC)
相对于以地球自转为基础的世界时来说，原子时是均匀的计量系统，这对 于测量时间间隔非常重要。但世界时时刻反映了地球在空间的位置，并对 应于春夏秋冬、白天黑夜的周期，是我们熟悉且在日常生活中必不可少的 时间。为兼顾这两种需要，引入了协调世界时（UTC）系统。UTC在本质 上还是一种原子时，因为它的秒长规定要和原子时秒长相等，只是在时刻 上，通过人工干预，尽量靠近世界时。
二、数字化变电站时钟同步系统
2、数字化变电站Leabharlann Baidu时钟同步的要求
南网数字化变电站同步对时要求
➢站内应设置两套冗余主时钟，可采用GPS或北斗卫星作为标准时钟源， 其中一台必须为北斗卫星时钟系统，主要输出信号（包括IRIG-B（DC） 或秒脉冲）的时间准确度应优于1μs，时间保持单元的时钟准确度应优于 7×10-8 （1分钟4.2μs）。 ➢站控层设备应采用SNTP对时方式，间隔层设备可采用SNTP、IRIG-B （DC）或脉冲对时。 ➢间隔层设备的对时误差应不大于1ms。智能终端应采用IRIG-B（DC）或 脉冲对时，对时误差应不大于1ms。过程层合并单元同步精度应不低于 1μs。 ➢可根据需要采用IEEE1588协议进行同步对时。
二、数字化变电站时钟同步系统
2、数字化变电站对时钟同步的要求
国网智能变电站同步对时要求
➢应建立统一的同步对时系统。全站应采用基于卫星时钟(优先使用北斗) 与地面时钟互备方式获取精确时间； ➢地面时钟系统应支持通信光传输设备提供的时钟信号； ➢用于数据采用的同步脉冲源应全站唯一，可采用不同接口方式将同步脉 冲传递到相应装置； ➢同步脉冲源应同步与正确的精确时间秒脉冲，应不受错误的秒脉冲的影 响； ➢支持网络、IRIG-B等同步对时方式；
1、时钟同步的意义 2、时钟同步的要求 3、时钟同步系统方案 4、时钟同步系统结构 5、时钟同步在数字化变电站中的应用
二、数字化变电站时钟同步系统
1、数字化变电站时钟同步的意义
1、通过变电站时钟同步，可为系统故障分析和处理提供准确的时间依据； 2、时钟同步是提供电网综合自动化水平的必要技术手段； 3、电子式互感器的应用，时钟同步是保证同步采样的基础.