时间同步对时在变电站综合自动化系统中的应用
GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站中的应用
GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站中的应用姬志民;宋博;任焕龙;王堑;姬广素【摘要】针对变电站各设备的时钟时间不能统一的问题,在介绍GPS卫星时钟同步系统组成和对时方式的基础上,分析GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站自动化设备中的应用情况,并提出应用中的注意事项.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2011(030)006【总页数】3页(P12-14)【关键词】GPS卫星时钟同步;变电站;标准时间;事故分析【作者】姬志民;宋博;任焕龙;王堑;姬广素【作者单位】河北华电石家庄热电有限公司,石家庄 050041;河北华电石家庄热电有限公司,石家庄 050041;河北华电石家庄热电有限公司,石家庄 050041;河北华电石家庄热电有限公司,石家庄 050041;河北华电石家庄热电有限公司,石家庄050041【正文语种】中文【中图分类】TM76这些年来，随着自动化技术的不断发展，电厂、变电站的电力自动化水平有很大提高，自动化系统中SCADA系统(或计算机监控系统简称NCS系统)、微型计算机保护装置、微型计算机故障录波装置以及各类保护信息子站得到了广泛的应用，而这些自动化装置之间的配合工作需要有一个精确的时钟。
当电力系统发生故障及事故时，既可实现全网各系统在统一时间基准下的运行监视和控制以及对应事故的故障分析，也可以通过各种保护装置、断路器分合的先后顺序按照标准时间来分析事故的原因及发展过程。
随着各地区智能电网的逐步建立，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。
1 变电站时钟存在的问题由于变电站采用不同厂家的NCS系统、线路微机保护装置、故障录波器、电能自动计费系统、同步相量测量装置(PMU)等，因此变电站时间同步的方式均存在问题，具体表现在以下几方面。
a.各设备生产商采用各自的时钟，各时钟在对时准确度上都有一定的差异，使全厂各设备不能在一个时间基准上进行数据分析，给事故的正确分析及判断带来很大困难。
电力系统时间同步技术应用
2 现代主要授时技术
2.2.网络授时技术
NTP/SNTP网络时间协议/简单网络时间协议
NTP由RFC1305 定义的时间同步协议 NTP 基于UDP 报文传输，端口号为123 可以采用单播、组播或广播方式发送协议报文 SNTP由RFC1769文档定义 NTP 和SNTP 的数据包格式是一样的，计算客户时间、 时间偏差以及包往返时延的算法也一样，具有互操作 性
电力系统时间同步技术应用
目录
1 2 3 4 5 6 时间同步绪论 现代主要授时技术 电力系统常见时间同步信号及接口 时间同步检测技术 时间同步系统在电力系统中的应用 公司产品简介
1 时间同步绪论
1.1时间同步的基础
时间与频率 ◆时间有两个含义： “时刻”：即某个事件何时发生； “时间间隔”：即某个时间相对于某一时刻持续了 多久。 ◆频率的定义：周期信号在单位时间（1s）内的变 化次数（周期数）。如果在一定时间间隔T内周期 信号重复变化了N次，则频率可表达为：f＝N/T ◆时间与频率的关系：可以互相转换。
网络时间报文
１、NTP/SNTP １、 NTP/SNTP 网络时间协议 网络时间协议/ /简单网络时间协议 软件时标，对时精度较低，只能到毫秒级。对被授时装置没有特殊要求。 ２、PTP ２、 PTP 精密时间协议 精密时间协议(IEEE (IEEE 1588) 硬件时标，对时精度达到亚微秒级，但需要时钟和被授时装置硬件上都支 持硬件时标功能。
同步 信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定 关系，即在相对应的有效瞬间以同一平均速率出现 时间同步 通过一定的比对手段使两个时钟时刻保持一致 时间同步分类 相对时间同步，是指某个系统内的时钟所进行 的时间同步 绝对时间同步，是指除了完成本系统内的时间 同步外，还要与国家标准时间和国际标准时间UTC 相同步
变电站自动化系统GPS对时原因及原理分析
２ ． ２ 站端 监控 系 统 对 时 方 式
站端监控系 统电脑在接收 远动装置 （ 子站） 对时命令后 ， 通
过Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ／ ４ ２ ２ ／ ４ ８ ５ 、 Ｌ Ｏ Ｎ 或 以 太 网方 式 ， 逐 一 连 接 到 各 个 智 能
设备来实现 时间 同步 。但这种 同步方式也存在 缺点Fra bibliotek， 首先是 串
１ ． ２ 装 置 守 时 能 力 不 一 致
３ ． ２ ＧＰ Ｓ装 置 的 输 出对 时 方式
各种 保护装 置 、 测控 单元 、 录波装 置等智 能设备 上都装有 内部 时 钟 ， 但 由于 设 备 质 量 的 差 异 ， 在 对 时 精 度 上 存 在 一 定 的
３ ． ２ ． １ 同 步 脉 冲 输 出方 式
３ ． １ ＧＰＳ装 置 原 理
１ 变 电站 智 能 设 备 需 要 时 间 同 步 的 原 因 分 析
１ ． １ 统 一 时 间 基 准 分 析 数 据
Ｇ Ｐ Ｓ是 英文 Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ 全球定位 系统） 的 简 称， 利用 Ｇ Ｐ Ｓ定 位 卫 星 ， 在 全球 范 围内进行 实 时定位 、 导 航 的
口对 时 使 用 的 电缆 长 度 不 能 过 长 ， 其 次 监 控 服 务 器 的 反 应 速 度、 延 迟 都 直 接 影 响 对 时 精 度 。目前 ， 在 综 合 自动 化 变 电站 和 数 字 化 变 电站 中 ， 已不 使 用 该 种 对 时 方 式 。
２ ． ３ ＧＰ Ｓ 系 统 对 时 方 式
Ｓ对 时系统 每秒发送一 次信 号 ， 并且不 间断地 发送 自 统 一时间基准 ， 可 以对 变 电 站 进 行 有 效 的运 行 监 控 和 事 故 系 统。ＧＰ 其 中， 发送 的时间信 息包含 年 、 月、 分析 。 对于故障录波而 言， 如果两端录波数据 的时间基准统一 ， 身 的星历参 数和时 间信 息 ，
电力系统时间同步监测技术及应用
电力系统时间同步监测技术及应用电力系统时间同步装置主要为电力提供准确、标准的时间，同时通过接口为智能化各系统提供标准的时间源。
电力系统时间同步及监测技术规范，适用于时间同步装置的研制、设计以及各级电力调度机构、发电厂、变电站的建设和运行。
一．范围：本标准指出电力系统时间同步装置的基本组成、配置及组网的一般原则，规定电力系统时间同步及检测的术语、定义、技术要求，一级装置运行要求。
二、时间同步技术要求：1.时间同步装置的基本组成时间同步装置主要由接收单元、时钟单元、输出单元和检测单元组成2.时间同步装置功能要求（1）应具备本地日志保存功能，且存储不少于200条，日志内容应正确记录A所要求的事件（2）状态信息宜采用DL/T860标准建模，管理信息定义参见附录B管理信息的定义（3）应具备运行、告警、故障等指示灯（4）装置应支持多时钟源选择判据机制（5）装置应具备闰秒、闰日的处理功能，能接受上级时源给出的闰秒预告信号，并正确执行和输出（6）装置应具备时间同步检测功能，装置应使用独立的板卡实现该功能。
3.时间同步装置性能要求时间同步装置的环境条件、电源性能、绝缘性能、耐湿热性能、机械性能、电磁兼容性能4.时间同步输出信号时间同步输出信号有脉冲信号、IRIG-B、串行扣时间报文、网络时间报文等。
5.守时精度预热时间不应超过两小时，在守时12小时状态下的时间准确度应优于1μs/h6.多时钟源选择判据主时钟多源选择旨在根据外部独立时源的信号状态及钟差从外部独立时源中选择出最为准确可靠的时钟源，参与判断的典型时源包括本地时钟、北斗时源、GPS时源、地面有线、热备信号。
多时钟源选择流程示意图。
7.时间源切换8.闰秒处理闰秒装置显示时间应与内部时间一致。
如果闰秒发生时，装置该常响应闰秒，且不该发生时间跳变等异常行为。
闰秒处理方式如下：(1）正闰秒处理方┄>57s->58s->59s->60s->00s->01s->02s>┄(2）负闰秒处理方式┄>57s->58s->00s->01s->02s->┄(3）闰秒处理应在北京时间1月1日7时59分、7月1日7时59分两个时间内完成调成。
浅谈变电站GPS时钟同步系统
两个波 段发 射三 种伪 随机 码 ： Ｃ ／ Ａ码 （ 粗 钟通过 输出接 口模 块将时钟信号送至站 内不 同 的测控 、保护 、录波 、Ｐ ＭＵ等各类二次设备 。 Ｐ码 （ 精码）和 Ｙ码 （ 加密的 Ｐ码 ）。
、
是否 正 常 。
在 检测 ＧＰ Ｓ装 置 的输 出时，需先 用万 用 表直 流电压 档来测试各个端子信号输 出电平 。
为便 于 今后对 光 纤通 道进 行 维护 ，光缆 应按进终端盒 的顺序起从 左到右标记 ，尾纤 的 标记顺序也应从左 到右排 列 ，当光缆熔接完成
Ｐ ｓ 全球定位系统
Ｇ Ｐ Ｓ 系统 简 介
以某 ５ ０ ０ ｋ Ｖ变 电站 为例 ，该 站采 用南 汇
生产 的 ＮＨ 一 ９ ０ ０ ０型时 间 同步系 统 ，实 现 与全
文， 实时地 计算 出测站 的三维位 置 ， 甚至三 维 速度和时间。 ２ ． ２ Ｇ Ｐ Ｓ 在 电力 系统 中的应用 目前 ＧＰ Ｓ主要用 校验时钟 ，如全 网的继 电保护装置 、故 障录 波装置 、其他 自动装置及 调度 自动 化系 统都 留有 ＧＰ Ｓ接 口，这些 接 口 和 Ｇ Ｐ Ｓ信 号接 收机 连接 ，装 置 内部 有 自动校
电力电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
浅谈 变电站 Ｇ Ｐ Ｓ时钟 同步 系统
文／ 夏 建勋 张伟 张项
的传播时间 ， 解译 出 ＧＰ Ｓ卫星所发送的导航 电 随 着 电 网规 模 的 日益 扩 大， 建 立一 套统 一 的 时钟 同步 系统对 全 网所有设备 进行对 时意义重 大。 本 文介 绍 了 Ｇ Ｐ Ｓ时钟 同 步 系统及 其 在 电 力 系统 中的应 用情 况 ，并 对Ｇ Ｐ Ｓ系统 安 装 及 维 护 过 程 中 的 些 注 意 事 宜进 行 了 阐 述 。
解析NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用
２ ０ １ ４ Ｎ Ｔ Ｐ在电力自 动化设备时钟同步中的应用
谢 宝 云
（ 国网福建安溪县供 电有限公司 ， 福建 安 溪 ３ ６ ２ ４ ０ ０ ）
摘 要： 随着时代的发展和社会经济的进 步， 我 国电力事业发展 迅速 ， 电网的规模和 自动化程度越来越 高， 但是故障发生的频率 也 在 不断 的升 高。而各 类 时 间记 录装 置 可 以有 效 的分 析 电力 系统 故 障 中各 个 电力 自动 化 设备 动 作 ， 需要 引起 人 们 的重视 。文章 简要 分析 了Ｎ Ｔ Ｐ 在 电力 自动化设备 时钟 同步 中的应用， 希望可以提供 一些有价值的参考意见 。 关 键词 ： Ｎ Ｔ Ｐ ； 电力 自 动化 ； 时钟 同步 Ｎ Ｔ Ｐ是一种 网络时问协议 ， 可以使计算机 的时间同步化 ， 通 过 层 之 间只 有 采 用 了局 域 网的 方式 ，方 可 以 在 变 电站 自动 化 中运 用 对计算机 的时钟源同步化 ，可以对 时间校正的精准度 大幅度 的提 ＮＴＰ。 高。 在现代的电力 自动化系统设备 中， 通过调查发现 ， 很多电网事故 首先 ，需要将相应 的客户端设备配置于带有 Ｇ Ｐ Ｓ时钟的 Ｎ Ｔ Ｐ 的发生 ， 都离不开时间记录的准确性。 另外 ， 要想分析各种电力系统 服务器 ， 保证客户端设备可以运行 于标准 的系统平 台中， 比如 ｗ ｉ ｎ — 故障 ， 就需要较高的时间分辨率 ， 那么为了达到较高 的分辨率要求 ， ｄ ｏ ｗ ｓ 、 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 等平台， 网络时间协议都可以得到实现。 如果系统平台不 在 电力 自动 化设 备 中通 常 采 用 的方 法 是 站 内 全球 定 位 系统 对 时 的 是标 准的 ， 那 么客 户 端 的 网络 时 间 协议 功 能 就需 要 厂 家来 实 现 。在 方法 ， 也有其他的方法 ， 但是 这些方法都会 出现 问题 ， 针对这种情 变 电站 自动化 的设备 中，可 以在每一座变电站里都设 置一 台 Ｎ Ｔ Ｐ 况， 就 可 以采 用 网络 时 问协 议 的方 法 ， 它 比较 简单 和 经济 。 服 务器 ， 将Ｇ Ｐ Ｓ作 为标 准 时 间 ， 只 有这 样 ， 方 可 以达 到 网络 时 间协 议 １ 网络 时间 协议 的概述 所要求的性能指标。 可 以使变 电站内部的其他 自动化设备或者其他 具备 了一个标准时钟 和 Ｎ Ｔ Ｐ服务器 ，就可以利用 网络时间协 计算机 同步于这个带有 Ｇ Ｐ Ｓ 作参考时钟 的 Ｎ Ｔ Ｐ服务器。要想让 网 议 来对 时 。从 Ｕ Ｔ Ｃ上 ， Ｎ Ｔ Ｐ可 以对 标 准 时 间 进行 获 取 ， 可 以从 因特 络 时 间协 议 更 加 的 可靠 ，那 么 就 可 以 同 时设 置 两 三 台这 种 装 置 的 网上来获得 Ｕ Ｔ Ｃ的时间来源 ， 也可以从卫星 、 天文台等方面获取时 Ｎ Ｔ Ｐ服 务器 。那 么 ，在这 种情 况 下 ， Ｎ Ｔ Ｐ同步 的那 台 Ｎ Ｔ Ｐ服 务器 就 间来源， 这样 Ｎ Ｔ Ｐ拥有 的时间源就非常的可靠 和准确 ， 通常在参考 会是有着最好性能和最高时间同步精准度的那 台。 如果变电站计算 时 钟方 面 ，选用 的是 Ｇ Ｐ Ｓ时钟 。一般 情 况 下 ，将 客 户朋 艮 务 器 作 为 机是 标 准 的系 统平 台 ， 那 么 在这 个 系统 平 台 中应 用 网络 时 间协 议 最 Ｎ Ｔ Ｐ服 务 器 的结 构 ，提 供 分 层 服 务 。客 户 对 Ｎ Ｔ Ｐ服 务 器 进 行 对 时 重要 的就 是 系 统 的后 台程 序 。 这个 后 台程 序 的优 势 就是 可 以在 客 户 时， 利用 的是 Ｎ Ｔ Ｐ ， 具体方法是利用标准时钟来对 Ｎ Ｔ Ｐ对时 ， 然后通 和服 务器 中同 时运 用 。 过特定 的渠道， 用被对时的设备和 Ｎ Ｔ Ｐ服务器对时 ， 要严格控制标 目前 ， 一般将 Ｒ Ｔ Ｏ Ｓ系统运用于变电站 自动化设 备中 ， 它可 以 准 时钟 和被 对 时设 备 的误 差 。 在 确 定或 者 指定 的时 间 内及 时响 应 同步 或异 步 的 时间 。 通过 相 关 的 Ｎ Ｔ Ｐ的实 现 方 式 ：一 般 情 况 ，可 以 采 用 三 种方 式来 同 步 实现 研 究 表 明 ， Ｒ Ｔ Ｏ Ｓ系统 中的 Ｏ Ｎ ｘ系统 已经 可 以达 到 网 络 时间 协议 的 Ｎ Ｔ Ｐ ， 分别 是 无 线 时钟 、 时 间服 务器 和 局域 网 。如果 采 用 无线 时 钟方 实 现 。在 变 电站 自动 化 装 置 中 ， 为 了延 长 对 时 的间 隔 ， 在 客 户 端 方 式， 通过串口， 将一个无线时钟连接到服务器系统， 当前时间是利用 面 ， 可 以选 用 具 有 较 高精 度 的 晶体 振 荡器 ， 这 样就 可 以有 效 的提 高 Ｇ Ｐ Ｓ的卫星发射信号确定 的； 采用时间服务器的方式 ， 则是利用 网 时间同步的精准度。 络 中的 Ｎ Ｔ Ｐ时间服务器来同步 网络 中的系统 时间。局域网内的同 ４ 结束 语 步 则是 以时 间源 来 进行 同步 时间 ， 时 间 源可 以从局 域 网 中选择 一 个 众 所周 知 ， 各 类 时 间记 录 装置 在 电 力系 统 运 行 中 占据 着 十分 重 节 点 的 时钟来 实 现 。 要的位置 ， 可 以 有效 的记 录 自动 化设 备 的事 件 顺 序 ， 分 析 各 种 电力 Ｎ Ｔ Ｐ的工作原理 ： 在时间网络协议中 ， 参考时钟层为最高层 ， 时 系统 故 障 。通 过上 文 的叙 述 我们 可 以发 现 ， 将Ｎ Ｔ Ｐ对 时应 用 于变 电 间 服务 层 分别 是 下 面 的一二 三 层 ， 上 层服 务 器 的 客户 就 是 下层 的时 站 自动 化 系统 中 ， 是 可行 的 ， 具有 较 大 的优 势 。 它可 以有 效 的 简化 系 间 服务 器 ， 下层 的对 时可 以要求 与 上 层进 行 ， 由此 可见 ， 参 考 时钟 可 统结 构 ， 如果 在 服 务器 和 客 户端 之 间应 用 的交 换机 如 果 有着 较 好 的 以 进行 分层 服 务 。 客户 端将 自己当前 的 时 间和对 时 的请 求 融合 在 数 延 时 性能 ， 就可 以有效 的提 高对 时 性 能 。本 文 简要 概 述 了 网络 时 间 据包 中 ， 然 后发 送 给 服务 器 ， 服 务器 接 收 到 之后 ， 就 会 在 接 收到 的数 协议 ， 然后分析了 Ｎ Ｔ Ｐ在 电力 自动 化 设 备 时钟 同步 中的 应 用 ， 希 望 据包中写入接收时间 ，然后客户端就可以依据接收到的返 回数据 可以提供一些有价值的参考意见 。 包， 对传输时间计算。一般情况下 ， 这种过程需要持续几次 ， 这样得 参 考文 献 出来 的统计 数 据 才足 够 的准 确 ， 之 后 方可 以进 行对 时 。也 可 以采用 ［ １ ］ 胡 巨， 高新 华 ． Ｓ Ｎ Ｔ Ｐ对 时方 式在 数 字化 变 电站 中应 用『 Ｊ １ ． 电 力 自动 广播方式或者点对点的方式来进行 Ｎ Ｔ Ｐ的对时 ，要想达到要求的 化设 备 ， ２ ０ ０ ９ 。 ２ （ ３ ） ： １ ２ ３ — １ ２ ５ ． 精确度 ， 一般需要几分钟的时间。为了对 Ｎ Ｔ Ｐ初始调解时间进行缩 ｆ ２ 】 张鹏 ， 王少 荣 ， 程 时 杰． 电 网状 态监 测 系统 Ｇ Ｐ Ｓ同步 时钟 的稳 定 性 Ｊ １ ． 继 电器 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ （ ２ ３） ： ８ ７ — ８ ９ ． 短， 当时间误差达到了一定 的限度 ， 就需要作步调整； 如果 比时间误 研 究『 差较低 ， 那 么就 需要 进 行 慢调 整 。同步 的 效果 会 在 很 大程 度 上 受 到 『 ３ １ 侯重远 ， 江 汉红 ， 刘 亮． 面 向 交换 式 电力 监 测 网的 Ｎ Ｔ Ｐ同 步精度 提 网络 延 时 以及 网络 环境 的影 响 ， 因此 就 需 要保 证 局 域 网 中 的路 由器 高方 法 『 Ｊ １ ． 电力 自动化 设备 ， ２ ０ １ ３ ， ２ （ １ ） ： ３ ２ — ３ ３ ． 不 会 过量 。 【 ４ ］ 黄 小耘． Ｎ Ｔ Ｐ在 电 力 自动 化设 备 时钟 同 步 中的应 用探 讨 ［ Ｊ 】 ． 电力 系 ２采 用 Ｎ Ｔ Ｐ进行 时钟 同步 的 优势 分析 统 自动化 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ （ １ ５ ） ： ２ １ — ２ ３ ． 通 过上 文 的叙 说 我 们可 以得 知 ， 在 电力 自动 化 设 备 中 ， 对 于时 ［ ５ ］ 申荣 荣 ． 解析 Ｎ Ｔ Ｐ在 电 力 自动 化 设 备 时钟 同 步 中 的应 用 ． 大科 钟 同步 的分 辨率 有 着非 常 高 的要 求 ， 目前 ， 在 对 时方 面 ， 应 用 比较 普 技 ， ２ ０ １ ２ ， ２ （ ２ ４ ） ： ２ １ — ２ ４ ． 遍 的是 主站 向远 动 设备 软对 时 的方 式 ， 采用 这 种 方式 有 着 很 大 的一 作者 简 介 ： 谢 宝云 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 女， 本科 ， 福 建泉 州人 ， 汉族 ， 研 究方 个弊端就是只有很低的分辨率和精准度 。通常情况下 ， 利用主站 向 向： Ｎ Ｔ Ｐ在 电力 自动 化设 备 时钟 同步 中的 应 用 。 远 动 设 备 进 行软 对 时 的方 式 ，都 有 着 较 大 的 时 问误 差 ，往 往 会 在 １ ０ ０ ｍ ｓ 以上 ， 那么 只 有很 小 的几率 可 以实 现较 高 的分 辨率 。如 果 采 用站内 Ｇ Ｐ Ｓ时钟 向站 内设 备 对视 的方式 ， 时间 的精 准 度虽 然 可 以达 到要求 ， 但是采用这样 的对时方式 ， 需要标 准时钟和被对时设备之 间只有很短的距离 ， 并且这种对视方式需要��
智能变电站时间同步系统
智能变电站时间同步系统摘要随着智能电网的全面发展，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化，网络智能接点的正常工作和作用的发挥，离不开统一的时间基准。
【关键词】时间同步智能变电站时间同步系统为我国电网各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等提供统一的时间基准，以满足各种系统和设备对时间同步的要求，?_保实时数据采集时间一致性，提高线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性，从而提高电网事故分析和稳定控制水平，提高电网运行效率和可靠性。
1 时间的基本概念时间是物理学的一个基本参量，也是物资存在的基本形式之一，是所谓空间坐标的第四维。
时间表示物资运行的连续性和事件发生的次序和久暂。
与长度、质量、温度等其他物理量相比，时间最大的特点是不可能保存恒定不变。
“时间”包含了间隔和时刻两个概念。
前者描述物资运动的久暂；后者描述物资运动在某一瞬间对应于绝对时间坐标的读数，也就是描述物资运动在某一瞬间到时间坐标原点之间的距离。
2 时钟配置方案及特点智能变电站宜采用主备式时间同步系统，由两台主时钟、多台从时钟、信号传输介质组成，为被授时设备、系统对时。
主时钟采用双重花配置，支持北斗二代系统和GPS标准授时信号，优先采用北斗二代系统，主时钟对从时钟授时，从时钟为被授时设备、系统授时。
时间同步景点和授时精度满足站内所以设备的对时精度要求。
站控层设备宜采用SNIP对时方式，间隔层和过程层设备采用直流IRIG-B码对时方式，条件具备时也可以采用IEEE1588网络对时。
在智能变电站中，时间装置的技术特点及主要指标如下：（1）多时钟信号源输入无缝切换功能。
具备信号输入仲裁机制，在信号切换时IPPS输出稳定在0.2 us以内。
（2）异常输入信息防误功能。
在外界输入信号收到干扰时，仍然能准确输出时间信息。
（3）高精度授时、授时性能。
时间同步准确度优于1us，秒脉冲抖动小于0.1us，授时性能优于1us/h。
（4）从时钟延时补偿功能。
变电站综合自动化系统的运行管理、维护与调试
• (6)在变电站综合自动化装置使用的交流电压、交流电流、开关输入、 开关输出回路作业时，以及在变电站综合自动化装置内部作业时，应 停用装置。
• (9)带插件的芯片需可靠安装，防止接触不良引起插件工作不正常， 如程序芯片EPROM及部分存储器。
• (10)断开直流电源后才允许插、拔插件。 • (11)芯片的插、拔应注意方向。 • (12)如元件损坏等原因需使用烙铁时，应使用内热式带接地线的烙铁。 • (13)打印机在通电情况下，不能强行转动走纸旋钮。
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单元一 变电站综合自动化系统的运行管 理与使用维护
• (1)现场运行人员应定期对变电站综合自动化装置进行采样值检查和 时钟校对，检查周期不得超过一个月。
• (2)自动化装置在运行中需要改变已固化好的成套保护定值时，或由 现场运行人员按规定的方法改变定位时，不必停用装置，但应立即打 印出新的定位清单，并与主管调度核对定值。
• (7)若无特殊说明，所有通信系统之间的连线及弱信号远传(温度、湿 度、烟雾报警、直流传感器等)均要求采用双芯或多芯屏蔽电缆，以 免影响测量的精度、系统数据的正常传输以及控制命令的正常下发。
• (8)替换硬件或检查运行硬件故障时，要求: • ①必须对相应线路采取有效的安全措施。
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清册等设计资料。 • ②商家或制造厂提供的装置技术说明书或使用说明书，包括装置的硬
件说明、调试大纲、运行维护注意事项、用户手册、故障检测手册等 以及装置插件原理图、背板端子图、背板布线图。 • ③新安装检验报告和验收报告。 • ④保护装置定位和程序通知单。
电厂变电站GPS时钟同步系统
电厂/变电站GPS时钟同步系统方案建议书烟台赤龙电子高科有限公司目录一、系统概述 (2)二、对时方式和NTP协议简介 (3)三、电厂/变电站时间同步系统设计方案 (5)四、系统特点 (9)五、系统设备规格型号及介绍 (10)六、设备工作条件及技术指标 (17)七、典型应用 (20)八、相关检测 (21)九、公司简介 (22)第一部分系统概述一、建设时钟同步系统的重要性随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切，有了统一精确的时间，既可实现全厂（站）各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
二、时钟同步系统的优越性电厂（站）的时钟同步是一件十分重要的基础工作，现在电厂（站）大多采用不同厂家的计算机监控系统、DCS分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、电液调速系统DEH、SCADA系统及各种输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC等，以前的时间同步大多是各设备提供商采用各自独立的时钟，而各时钟因产品质量的差异，在对时精度上都有一定的偏差，从而使全厂各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析与比较，给事后正确的故障分析判断带来很大隐患。
如今，人们已经充分意识到时间统一的重要性。
但是，统一时钟并不是单纯地并用GPS 时钟设备。
目前，人们普遍采用一台小型GPS接收机，提供多个RS232端口，用串口电缆逐一连接到各个计算机，实现时间同步。
但事实上，这种同步方式的缺点是，使用的电缆长度不能过长；服务器的反应速度、客户机的延迟都直接影响对时精度。
而且各电厂（站）往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，如RS-232/422/485串行口、脉冲、IRIG-B码、DCF77格式接口等；装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到GPS 装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是电厂中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台GPS装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。
变电站综合自动化系统介绍
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1、基本概念
遥信：指对状态信息的远程监视。 遥测：指运用通信技术传输所测变量之值。 遥控：指具有两个确定状态的运行设备进行的远程操作。
遥调：指对具有不少于两个设定值的运行设备进行的远程操作。 遥脉：指运用通信技术对远方的运行设备的脉冲量(如电能量)进行远程累计。 遥视：指运用通信技术对远方的运行设备状态进行远程监视。
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4、主要功能
调节控制指对电压、无功的控制目标值等进行设定后，系统自动按要求的方式对 电压－无功进行联合调节。 其中包括自动投切无功补偿设备和调节主变压器分接头位置。 电压－无功自动控制要充分考虑运行方式的需要和各种闭锁条件。
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4、主要功能
报警处理：报警处理分两种方式，一种是事故报警，另一种是预告报警。 前者包括保护动作信号和非操作引起的断路器跳闸信号。 后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限／复限、计算机站控系统的 各个部件、间隔层单元的状态异常、趋势报警等。
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2、结构模式
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2、结构模式
分层分布式：分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即 变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即变电站层、通信层 和间隔层。 这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，形式较多。目前国内应用较多 的分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点,由于采用了集 中式组屏,非常有利于系统的设计、安装与维护管理。 主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔 所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完 成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或 特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地 减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好 的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备 制造厂家完成。
电力系统时间同步装置的应用电力系统时间同步装置对现代化的电网 ...
电力系统时间同步装置的应用电力系统时间同步装置对现代化的电网的安全稳定运行可以说起着保驾护航的作用，本文将对电力系统时间同步重要性、电力自动化系统、电网时间同步装置的组成及相应的gps时间同步装置等进行简单介绍。
一、电力系统时间同步装置的重要性为了保证电力系统的安全稳定运行，引入了大量参数测量装置的同时给电网监控系统的实时监控检测带来了难度，某种程度上造成电力系统可靠性无法保证、监控测量数据不准确等。
造成这样的混乱局面是由于测量装置或设备正常工作时是以各自的内部时钟为准，没有统一的时间基准，其内部时钟工作原理是建立在脉冲计数上，自身就存在一定的时间误差，因此电力系统实现时间同步迫在眉睫。
电力系统安全稳定运行离不开各种自动控制设备,因此为自动控制设备提供参考时间的时间同步装置得到广泛应用,而且由早期分散独立的GPS对时装置发展到目前的冗余配置的全站统一对时系统,更先进的还有局部区域组成时间同步网。
电网时间的偏差,对电力系统内的相位比较、故障记录、事件顺序排查等工作造成严重威胁。
二、电力自动化系统介绍变电站自动化系统是应用控制技术、信息处理技术和通信技术，利用计算机软件和硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。
变电站自动化系统以计算机和网络技术为依托，面向变电站通盘设计，用分散、分层、分布式结构实现面向对象的设计思想，是确保电网安全、优质、经济的发供电，提高电网运行管理和电能质量水平的重要手段。
随着计算机通信技术的不断发展，变电站综合自动化技术也得到迅速发展，有许多新概念、新原理设计的变电站自动化系统投入运行，特别是电力时钟同步系统的大面积使用，成为我国电力工业技术进步的重要标志，也是电网发展的趋势三、电网时间同步装置的组成一般电网时间同步装置的组成有多种方式，常见的时间同步装置授时方式是由一台主时钟及信号传输介质组成。
根据具体功能需求和技术参数要求，主时钟设置为接收上一级有线时间信息，或者直接接收外参考无线基准信号。
IEC61850在智能变电站二次设备对时状态在线监测系统中的应用
IEC61850在智能变电站二次设备对时状态在线监测系统中的应用摘要：针对智能变电站二次设备时间同步状态的现状，本文提出了基于IEC61850规约的智能变电站二次设备时间同步状态在线监测方案及具体的实施过程。
根据提出的方案，本文还介绍了同步监测系统的设计方法，具体包括同步监测装置和监视后台的结构、原理及具体功能。
关键词：IEC 61850；二次设备；在线监测引言随着数字化技术在国内各个变电站中的快速推广，IEC 61850标准已经作为一项重要的技术被应用[1]。
IEC 61850标准是未来全球变电站通信的统一标准，近几年来已经得到普遍的认可和关注，被越来越多的新建和改造站点作为变电站站内规约所采用[2]。
目前变电站中都配置有时钟同步系统来保证事件时标的正确性。
站内二次设备都具备向变电站站内时钟设备对时的能力，其对时方式主要包括：串口脉冲、IRIG-B码、IEEE 1588（精密时间协议）和SNTP（简单网络时间协议）[3]。
但是二次设备的对时状态、精度、品质还没有有效的监测手段，只能人工的逐一检查设备的对时状态，但人工的方式无法保证对时精度，可能对故障的事后分析和故障定位造成困难。
智能变电站全站采用IEC 61850标准，过程层的数据以GOOSE报文形式通过交换机网络传输。
本文根据智能变电站的通讯特性，提出了变电站二次设备对时状态在线监测系统，利用模拟开关量变位发送GOOSE报文的周期性上报二次设备的本地时标[4]。
本方案无需增加额外的物理接线和网络设备，仅需在变电站中部署监测装置，而且二次设备无需增加额外的逻辑功能，通过修改配置实现发送对时专用GOOSE报文。
二次设备对时状态监测方案1.网络结构如图1所示，在变电站内部署监测设备，接受与二次设备同源的时钟设备授时，并且以GOOSE订阅者身份接入GOOSE交换机，接收二次设备作为发布者周期性发送的对时状态监测专用GOOSE报文[5]。
监测装置根据接收到GOOSE报文的时间Ts和报文中携带的时标信息Td，并且考虑到组包与发包延迟Ks和网络延迟Kn等影响因素，可计算出二次设备的对时时差△t：△t = Ts - Td - Ks - Kn （1）监测装置将监测数据（时标信息及时差数据）上送给监视平台，由监视平台显示二次设备的对时状态和对时精度。
智能变电站时间同步与时间同步监测集成装置的研制及应用
第41卷第2期2021年2月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.41No.2 Feb.2021智能变电站时间同步与时间同步监测集成装置的研制及应用陈志刚1，熊慕文1，刘东超1，赵晓东1，咸光全1，张道农2（1.南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京211102；2.华北电力设计院工程有限公司，北京100120）摘要：针对目前智能变电站对全站时间同步系统以及二次设备缺乏在线监测的现状，研制了一种时间同步与时间同步监测集成装置。
按照集成装置功能子模块详细介绍了硬件、软件算法，以及装置模型的构成和装置配置文件的生成流程，同时研究了由集成装置与主站端软件系统构成的智能变电站时间同步监测系统的应用。
所研制的集成装置已在实际工程中得到了应用。
关键词：智能变电站；时间同步；监测；网络时间协议；面向通用对象的变电站事件中图分类号：TM73文献标志码：A DOI：10.16081/j.epae.2020110200引言随着我国电网的高速发展和站内自动化设备的大规模应用，诸多自动控制以时间作为触发条件，电力系统生产、控制业务对时间同步精度的要求愈来愈高。
电力系统时间同步的准确性是保障电网运行控制及故障分析的重要基础，是提高电网事故分析和稳定控制水平的根本保证［1］。
时间同步在智能变电站中的作用日趋重要，时间同步的准确度以及稳定性直接影响保护设备的正常工作。
智能变电站保护和控制设备需要采集多个交流量信息，这些信息都需要严格同步以实现相应功能。
因此智能变电站过程层数字化后，各种差动保护（如不出站的母线差动保护、主变差动保护，出站的线路差动保护）、距离保护与功率测量、合并单元、相量测量单元（PMU）、故障录波器等二次设备对采样同步提出了更新、更高的要求［2-3］。
目前智能变电站对时间同步系统的同步状态及对时精度尚缺乏必要的检测措施及手段，一般采用离线检测的方式来判别时间同步设备和被授时设备是否满足时间同步性能的要求，该方式无法长时间监测时间同步系统的性能，不能满足智能变电站对时间同步系统精度要求的日益增长。
电网时间同步系统的应用
求 和配置标准 ，现有 的时间同步系统配置不尽相
同 ，传 输方 式各 异 ，运行 情 况也不 够稳 定 ，部 分时
控和事故后 的故障分析 ，也可以通过各开关或装置
动作的先后顺序来分析事故 的原因及发展过程。所 以， 统一精确 的时间是保证 电力系统安全运行 ，提 高运行水平的一个重要措施 。
０ 引 言
随着 电力 系统 自动化水 平 的提 高 ，电力 系统 对 全 站 乃 至全 系 统 时 钟 时 间 基 准 的统 一 有 了 明 确 的
要求。
可靠 、高精度的时间同步系统在电力 自 动化系统中
占有重 要地 位 ，是 当代 电 网乃至未 来 智能 电 网运行
的一项 基本 要求 。
第 ２期（ 总第 １ ７ ９期 ）
２ ０ １Ｎ ｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｒ ． １ ７ ９ ）
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ３
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＥＩ Ｊ ＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ０Ｗ ＥＲ
电网时间 同步系统 的应用
任 玉佩 ，王 志利 ２ 张
（ １ ． 大 同供 电公 司 ， 山西 大 同
２ ． ４ 授 时 系统 自身守 时能 力
准 脉 冲后将 自身时钟 的分钟 或秒钟 计数 清 零 。该 对 时方 式对分 钟 或秒钟 的校时精 度 可达 毫秒 级 ，但无 法对年 、月 、日、时 、分等 日期 、时间数 值进行校正 。
授 时系统 的时钟 装置具 有 内部 守时 功能 ，当授
健 。
０ ３ ０ ０ ３ ２ ；
０ ３ ７ ０ ０ ８ ； ２ ． 山 西省 电 力公 司检 修 公 司 ， 山 西 太 原
３ ． 山西电力科 学研究院 ，山西 太原
GPS对时系统在变电站综合自动化系统中的应用_邹建华
（３）当 ＳＺ－ＤＵＡ ＧＰＳ１、ＳＺ－ＤＵＡ ＧＰＳ２ 正 常 工 作，ＳＺ－ＳＷ 双机切换器 Ａ 或 ＳＺ－ＳＷ 双 机 切 换 器 Ｂ 其 中 一 台 异 常 时 ，系 统 自动选择 ＳＺ－ＤＵＡ ＧＰＳ１通过正常工作的那台切换器输出。
（４）当 ＳＺ－ＤＵＡ ＧＰＳ１ 或 ＳＺ－ＤＵＡ ＧＰＳ２ 其 中 一 台 异 常， ＳＺ－ＳＷ 双机切换器 Ａ 或 ＳＺ－ＳＷ 双 机 切 换 器 Ｂ 其 中 一 台 也 异 常 时，系统自动选择正常工作的 ＧＰＳ通过正常工作的切换器输出。
机 电 信 息 ２０１４ 年 第 １８ 期 总 第 ４０８ 期 ５
电气工程与自动化 ◆Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ Ｚｉｄｏｎｇｈｕａ
２．１ 系 统 结 构 ＳＺ系列 ＧＰＳ系统结构如图１所示。
图 1 SZ 系列 GPS 系统结构图 ２．２ 工 作 原 理
ＳＺ－ＳＷ 双机切换器 Ａ、Ｂ 双机同时接收两台 ＧＰＳ同步时钟 送来的信号，机内 所 带 单 片 机 对 其 串 行 数 据 进 行 接 收 检 查 ，通 过对比选择一 台 较 好 的 ＧＰＳ 时 钟 信 号 经 数 据 选 择 电 路 输 出 。 上电复位时，切换器 Ａ 为主机，切换器 Ｂ 为备机：
0 引 言
当今，我国电网进入了大机组、超 高 压 输 电、高 度 自 动 控 制 的新时代。电网的运行情况瞬息 万 变，其 中 超 高 压 变 电 站 是 我 国目前主干电网的重要组成部 分，发 生 事 故 后 必 须 掌 握 实 时 信 息，以便能及时对 事 故 原 因、不 同 专 业 设 备 的 责 任 进 行 分 析 和 判断，从而及时 地 进 行 决 策 处 理 。 为 此，对 变 电 站 各 种 自 动 化 设备的时钟同步 要 求 极 为 严 格 。 全 球 卫 星 定 位 系 统 简 称 ＧＰＳ 系统，利用 ＧＰＳ系统，电力 自 动 化 设 备 可 以 精 确 地 控 制 广 域 测 量系统，分 析 故 障 录 波 的 信 息。 采 用 ＧＰＳ 技 术，可 以 实 现 站 内 甚至站间的准确 对 时，对 时 的 精 度 达 到 了 微 秒 级 要 求 ，目 前 已 经成为最佳的对时方案。变电站内需要对时的设备有计算机 监 控 系 统 、电 能 计 费 系 统 、故 障 录 波 器 、微 机 继 电 保 护 装 置 等 。
智能变电站时钟同步系统分析
智能变电站时钟同步系统分析摘要：时钟同步系统是智能变电站的重要组成部分，在故障监测、变电站运维方便发挥着重要作用。
本文运用文献法、调查法等对智能变电站时钟同步系统的作用、关键技术及运维要点等展开探究论述，提出几项观点建议，以供借鉴参考。
关键词：智能变电站；时钟同步系统；时钟同步技术时间同步系统为我国电网各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等提供统一的时间基准，以满足各种系统和时钟装置及时钟同步系统对时间同步的要求，确保数据采集时间的一致性【1】。
下面结合实际，对智能变电站时钟同步系统做具体分析。
1智能变电站时钟同步系统作用时钟同步技术是随着智能变电站发展与成熟起来的一项重要技术。
传统变电站不需要时钟同步技术，这是因为，在传统变电站中，二次侧通常采用电磁式互感器采集电流电压模拟量，再由电缆并行送入保护、测控等二次时钟装置及时钟同步系统，这样保护装置就能直接同步采集多路模拟量，故而变电站对时钟的同步性无过高要求。
但智能变电站与传统变电站不同，智能变电站中采用了许多传统变电站所没有的先进技术，如故障定位技术、事件顺序记录技术、故障录波技术、电网同步相量测量技术等，这些技术的运用，大大提高了电网运行的稳定性、安全性与可靠性，但也对电网的时钟同步提出了更高要求。
在智能变电站中，时钟同步技术与上述几种技术同等重要，只有时钟同步技术正常发挥作用，故障定位、故障录波等技术才能发挥作用。
可以说智能变电站的安全稳定运行离不开时钟同步技术【2】。
智能变电站以数字化变电站为基础，在站内二次侧采用数字报文进行信息的传递。
智能变电站内二次回路从信号采样到动作跳闸，其数据流经过以下几个环节：合并单元的同步采集信号由电子式互感器接收→合并单元接收到模拟量信号（模拟量信号经过采样、调理与转换处理）→多路同步采样值由合并单元接收→合并单元进行相位差补偿、内同步、打时标处理→合并单元按采样值报文格式将数据组帧发送给交换机网络→数据组帧经过交换机处理在网络中传播（按通信规约）→保护装置获得数据包对数据包进行处理（包括解包、数据分析）→保护装置将含有跳闸命令的GOOSE报文发送回交换机网络→GOOSE报文被智能终端获取并得到解析→智能终端按照解析到信息将相应开关跳开。
时间同步技术在智能变电站的应用
陆续 展开 。在这 些试 点 工 程 中 ， 过 对 一次 设 备 智 通
能化 、 系统高 级应用 功 能等关 键技 术研 发攻关 ， 高 提
了一 次设备 智能化 水平 ，优化 了系统结 构设计 。可
接 被光纤 代替 ．保 护测控 设备 的电流 电压等 采样值
Ｏ 引言
目前 。智能 变 电站研究 及建设 工作 正在 我 国逐
步推 进 。按 照 国 网公 司统 一部 署 ， 一 批 ７个 智 能 第
输人 也 由模拟信 号转 变 为数字 信号输 入 ，这些 变化
对智 能变 电站 的时 钟 同步系统 提 出了严格 的要 求 。 由国 网公 司发 布 的智 能 变 电 站相 关技 术 规 范圜
Ｔｉ ｅＳ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｉｎ ａ ｄ ＩｓＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｉ ｍａ ｔＳ ｂ ｔ ｔ ｎ ｍ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ｔ ｐｉ ｔ ｎ Ｓ ｏ ｃ ｏ ｒ ｕ ｓａ ｉ ｏ
Ｓ ｏｇｃｕ ， Ｉ ｉ ＵＹ ｎ－ ｈｎ ＬＵＱ
（ａｇｉ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ ｅｅｒｈＩｓｔｔ Ｎ ｎ ｈｎ ３０ ６ Ｊ ｎｘ Ｐｏｉｃ， ｈｎ） Ｊ ｎｘ Ｅｅ ｒ ｏ ｅ ｓａｃ ｔｕｅ ａｃ ａｇ ３ ０ ９ ，ｉ ｇｉ ｒｖｎｅ Ｃ ｉａ ｉ ｃｉ Ｒ ｎｉ ， ａ
能 变 电 站 时 间 同步 技 术 需 求 进行 了剖 析 ， 绍 了智 能 变 电 站 时 间 同步 技 术 应 用 现状 ， 出了 今后 的发 展 方 向。 介 指
关 键 词 ： 能 变 电 站 ； 间 Ｇ Ｂ；Ｔ ； Ｒ 中图 分 类 号 ： Ｍ ３ Ｔ ７４ 文 献标 识 码 ： Ｂ
变 电站新建 及改造 试 点工程将 在 明年六 月前 全部 完 成 。第二 批 智能 变 电站 试 点 工程 的 ６ ７个项 目也 已
综合自动化技术在变电站系统中的运用
综合自动化技术在变电站系统中的运用摘要: 当前变电站自动化系统已成为变电站不可缺少的组成部分，它的广泛使用大大提高了变电站自动化水平，这不仅提高了变电站的可靠性，而且减少了变电站的运行成本，使变电站的技术水平和管理水平得到全面的提高。
标志着我国电网自动化水平上了一个新台阶。
关键词:变电站；自动化系统；1 变电站综合自动化系统发展历程我国变电站综合自动化系统的相关研究开始于20世纪80年代中期,到目前为止,其发展大致经历了三代。
第一代变电站综合自动化系统以RTU为基础,基于变送器及继电保护与自动装置等设备。
该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设RTU,以实现“四遥”功能。
有关重要信息(如保护信息等)通过硬接点送给RTU装置, RTU的控制输出一般经遥控执行柜发出控制命令。
该类系统的特点:系统功能不强、硬件设备重复、整体性能指标低、系统连接复杂、可靠性低,但其结构简单、成本低,特别适合于老变电站的改造。
第二代变电站综合自动化系统是以单片机为基础、按功能划分硬件结构的综合自动化系统。
20世纪80年代后期,随着以8051、8098 为代表的单片机技术的成熟,出现了大量的站内微机化功能装置,将这些微机化单元组合在一起,即形成了按功能分布的综合自动化系统:包括数据采集单元(模拟量、开关量、脉冲量)、监控主机(总控单元)、综合监控单元、微机保护单元,各单元大都由16位或32位单片机组成,各功能模块间采用串行通信方式实现数据通信,可以采用双绞线以RS485接口连接。
该类系统的特点:选用单片机负责数据采集,使工控机从大量单调的数据采集工作中解脱出来,去完成较复杂的任务调度、网络通信和数学计算等工作。
该类系统具有较强的在线功能,各种功能比较完善,且人机界面较好,但系统仍然比较复杂,连接电缆较多,系统可靠性不高。
第三代变电站综合自动化系统是以现场总线、局域网技术为基础的分散式综合自动化系统。
现场总线是20世纪90年代新兴起的一种先进工业控制技术,是应用于自动化系统现场设备和现场仪表互连的通信网络,随后局域网技术的发展为变电站综合自动化系统的结构向分散式发展创造了有利的条件。
IRIG-B码对时方式
IRIG-B码对时方式在继电保护装置中的应用时间：2011-07-18 14:24:17 来源：电子设计工程作者：石美传保定中力电力摘要：随着变电站自动化技术的发展，对变电站内时间的精确和统一提出了更高的要求。
本文提出了一种采用IRIG-B时间码来时时的方案。
在这种对时方案中，每个变电站只安装一个GPS接收装置，利用RS422／485总线传输IRIG-B码，保护装置对IRIG-B码解码器后，来设置自己的时间。
本文还详细介绍了IRIG-B码的概念和原理以及用CPLD实现IRIG-B码解码器的设计思想和实现方法。
IRIG-B码时时方式简化了回路设计，并且能够可靠地提供精确的时间信息，必将在电力系统中得到广泛的应用。
关键词：IRIG-B时间码；继电保护；对时；CPLD时间的精确和统一是变电站自动化系统的最基本要求。
只有电力系统中的各种自动化设备(如故障录波器、继电保护装置、RTU微机监控系统等)采用统一的时间基准，在发生事故时，才能根据故障录波数据，以及各开关、断路器动作的先后顺序和准确时间，对事故的原因、过程进行准确分析。
统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
全球定位系统(GPS)的出现为实现这些需求提供了可能。
基于GPS的对时方式有3种：1)脉冲对时方式；2)串行口对时方式；3)IRIG-B时间编码对时方式。
脉冲对时和串行口对时各有优缺点，前者精度高但是无法直接提供时间信息，而后者对时精度比较低。
IRIG-B码对时方式兼顾了两者的优点，是一种精度很高并且又含有绝对的精确时间信息的对时方式，采用IRIC-B码对时，就不再需要现场总线的通信报文对时，也不再需要GPS输出大量脉冲节点信号。
国家电网公司发布的技术规范中明确要求新投运的需要授时的变电站自动化系统间隔层设备，原则上应采用IRIG-B码(DC)方式实现对时。
1 继电保护装置对时方案一个变电站内配置一套时间同步系统，该时间同步系统可由一面或多面时钟装置屏组成。
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时间同步对时在变电站综合自动化系统中的应用
发表时间：2016-12-16T12:09:23.427Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：李云
[导读] 伴随着我国经济的飞速发展，电力系统对时统一的要求越来越迫切。
（云南电力技术有限责任公司云南昆明 650000）
摘要：随着经济的发展与人们生活水平的提升，当前我国的用电量持续上升，而变电站也承担着越来越重的供电压力。
在变电站综合自动化系统中，时间同步已成为运行监视和故障分析必要手段，对变电站的安全运行有着特别重要的意义。
特别是随着数字化变电站的兴起，时间同步在变电站综自系统中的地位日益突出。
关键词：时间同步对时；变电站；综合自动化系统
伴随着我国经济的飞速发展，电力系统对时统一的要求越来越迫切。
变电站一旦出现故障，同一时间内，时间顺序记录会报出大量的报文，要确定事件的先后顺序，精准的找出故障源，这就对时间同步的精度和时间顺序记录的分辨率提出了更高的要求。
其中南网规程要求变电站主时钟时间同步应优于1μs，测控单元时间准确同步度优于1ms，时间顺序记录功能的分辨率不大于2ms。
在超高压变电站中，其系统主要包括了计算机监控系统、功角测量系统、测控系统、故障测距装置等，这些安装于不同位置的系统必须在同一时间基准中，那么就务必要求接收同一种时钟信号，因此，变电站自动化系统必须选用可靠的时间同步对时装置。
1 GPS对时装置
在变电站常用时间同步系统中，使用最为频繁的要数全球定位系统，为装置的统一时间做基准，它通过同时对太空24颗GPS卫星的跟踪，对最佳卫星定位、定时等都可通过自动选择，并且全部满足电力系统在时间同步方面的要求。
比如220kV的变电站，通常来说较为重要的变电站需要配置两台同步钟的本体运行，以装备相互切换的方式实现备用，而扩展的装置则可以输出入脉冲码、IRIG-B（DC时间码）等多种类型对时编码信号，在主控室中的对时系统将组成一面屏，如果形成变电站的分为多个小室，那么还可以用光纤连接主控室对时设备以及其他各个小室的对时设备。
扩展单元与主时钟、各种智能装置之间因为位置的不同需要使用到不同的介质，如果确定为同一屏柜需要采用电缆，而在多个小室变电站中的主时钟和扩展装置间使用光纤，那么连接对时各种智能装置通常会采用双绞线。
比如变电站比较常用的南京南瑞RCS-9785系列时间同步装置，它包含了主时钟、切换装置、扩展单元。
其中主时钟功能在于接收和处理卫星的各种信号，切换装置的功能在于主时钟接收信号过程中出现故障时，自动切换备用时钟继续执行接收处理卫星信号的工作，而扩展单元则是确保时间同步系统配置主时钟以及扩展装置能够实现变电站自动化时间同步[1]。
2 常用的对时技术
在变电站自动化系统中，对时技术发挥了非常重要的作用，既经济又可靠的优势为广大的电力系统技术人员提供了支持。
在最初应用时，对时技术很多都是采用软件对时的方式进行，在随后的使用过程中发现，系统的即时时间会受到通讯过程的影响导致时间出现偏差的情况，尤其是在通讯线路出现故障时，更无法保障时间的准确性。
伴随着自动化系统应用的逐步完善，硬件对时方式已大量运用，实现了智能设备在时间同步上的精准度。
2.1 脉冲对时技术
脉冲对时技术结构上有自身的特点，GPS装置利用脉冲扩展版同步扩展与放大，再进行隔离后输出，连接测控装置、保护装置以及第三方智能设备运用通讯电缆后，脉冲对时技术则通过有源和无源进行空间点输入，脉冲信号包括1PPS、1PPM。
脉冲对时技术的优势首先表现在秒脉冲信号上，在每秒钟都会发射一个同步脉冲，而在装置成功接收以后清毫秒，且在下一个秒脉冲开始以前装置以内部时钟为准保持自身的走时准确度[2]。
这个过程中，在整分的同时均会发出一个同步脉冲，很好地保证了秒与毫秒的准确度。
但脉冲对时技术也有一些缺点与劣势，比如设置时要敷设较多的对时电缆，且其装置时间的信息无法确定为具体的年、月、日、时等等，其准确性得不到保障。
2.2 串行通信接口方式
串行通信接口结构的特征表现为GPS以通信报文的方式发送时间至总控通信单元中，通过总控通信的总线与串行总线的操作，实现对时广播报文的时间信号至保护装置或第三方智能设备的过程，软件之间形成统一的对时，系统通常一分钟发一次对时报文。
这种通信接口方式的优势减少了专用硬件设备的使用，且也不需要单独敷设电缆的操作，有效降低成本。
但在通信过程中对时总线会经过较多的环节，对时的操作过程出现一些拖延，有可能会出现不同装置在时间上偏差1秒左右的情况。
2.3 B码对时方式
这是当前我国国内变电站较为常用的对时方式。
通过将同步信号与标准时间信息编成时间序列码，输出到对时的总线上，接收装置解析出时间信息，进而完成时间上的同步，在使用过程中编码时间信号有很多种格式（如表1），常用的信号介质为RS-422/485电平双绞线。
其优势表现在每一秒均可发送一帧时间报文，日期中涵盖了小时、分钟、秒等等，装置一旦收到时间报文与脉冲信号，就可以立即同步时间，B码对时在其中的使用，简化了对时回路的整体设计，同时使其准确性与可靠性有效提高，目前这种对码方式普遍受到我国国内用户的推崇。
但其存在一定的缺陷，必须在智能装置上行选择采用专用B码解析芯片才能进行操作[3]。
B码对时有其自身的特点，兼顾了软硬对时两种方式的优势，有着非常高的精度，在时间信息上确保了标准，且接口也更标准化，容易接入，简化了对时的环节。
由此也可以判断B码在当前变电站的测控与保护等智能设备使用中将得到更广泛的应用。
3时间同步对时在变电站综合自动化系统中应用的注意事项
在长期的变电站综合自动化系统时间同步的应用实践中发现，同步系统的调试与应用存在了一些很容易被工作人员忽略的问题，以下笔者对其进行总结归纳，以提供参考。
首先，正常情况下，GPS定位至少要接收4颗卫星信号，因此GPS天线需要安装在开阔的房顶，保证四周没有较高的建筑物遮挡。
其次，GPS天线如果安装在较高的屋顶位置，那么受到雷击的可能性更大，因此天线馈线外壳应可靠接地，GPS装置天线输入位置最好再安装信号防雷模块。
再者，GPS系统输出信号对时精度和相关传输介质长度相关，且伴随着介质长度加大，对时精度也会受到影响而下降，要尽量控制传输介质长度且留意最大的允许传输距离。
最后是强化电网运行过程中监控和巡视质量的工作，需要将GPS装置故障、失步告警等异常信号接收到计算机的监控系统中。
4结束语
综上所述，随着计算机技术以及网络通信技术的不断发展，为变电站综合自动化网络结构与性能的提升提供巨大的技术支持，也提供了更多问题解决方案的选择，而时钟对时同步系统则为变电站运行设备时间上的统一奠定了基础，一定程度上提高变电站自动化水平，也为整个电网的优化与发展提供了技术保障。
参考文献：
[1]黄睦奇.GPS时钟同步系统在变电站自动化系统中的应用[J].科技资讯，2014，11（35）：98-99.
[2]邹建华.GPS对时系统在变电站综合自动化系统中的应用[J].电气工程与自动化，2014，18（408）：5-7.
[3]李小叶，史恒超.变电站自动化系统GPS对时技术分析[J].企业技术开发，2015，34（09）：67-68.。