电力时间同步系统介绍.
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时间同步设备
行业应用
电力
频率基准
世界时
军事 通信 行业授时接口
同步技术
历书时
时间基准
铁路 民航 广电
原子时
气象 金融
协调世界时
物联网 地震预报
搬运钟、长波、卫星、地面链路。。。。。
3
绪论
时间同步基础
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 频率与时间密切相关，（在数学上）通常称其为时间的倒数，这反 映了频率的含义来自于对周期事件（即在一定的时间间隔内重复出现的 事件）的测量这个事实。
世界协 调时 UTC
与世界时原点一致
绪论
频率基准
主要分类
石英钟 温补晶振，恒温晶振，压控晶振 原子钟 铯原子钟、氢原子钟、铷原子钟 原子钟精度：铯 > 氢 > 铷 光钟 新一代原子钟。分为原子光钟和离子光钟，2010年美 国铝离子光钟，精度可达37亿年误差不到1秒
7
解决方案
电力时间同步系统的演进
5
绪论
时间基准
时间基 准
世界时 UT 历书时
时间原点
以本初子午线的平子夜起算 的平太阳时 时间参考点为1900年1月1 日0时整。 1958年1月1日0时0分0秒 UT的瞬间。
时间尺度（1秒）
平太阳日的1/86400
使用情况
准确度约为10－7 先被历书时代替 目前被原子时代替 准确度达1×10－9 被原子时代替
光缆
11
解决方案
数 字 变 电 站 结 构
站控层：自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系
统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警 及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操 作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等 相关功能
间隔层：继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主
普 通 厂 站 时 间 同 步 系 统
必要
卫单 星应 单用 钟系 统
数 字 化 厂 站 时 间 同 步 系 统
重要
全 省 广 域 时 间 频 率 同 步 网
全 国 广 域 时 间 频 率 同 步 网
异常重要
不同的 需求对 应不同 的解决 方案
来自百度文库需要
2013年1月24日，国家电网因时间错误造成国调中心和四川省调相关 系统和设备故障，使四川二滩电站和瀑布沟电厂发电机组异常关机。 2013年4月15日，国家电网公司国调中心发布2013年82号文件，要求 加强对时间的运行管理。高精度时间同步对电力系统已经异常重要!
主时钟 CT-TSS2000 （GPS+北斗） 时间信号扩展装置 CT-KZ001 光输出
防雷器 防雷器
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
B码
直流220V 交流220V 交流220V 接地
光接收
直流220V 交流220V 交流220V 接地
光接收
直流220V 交流220V 交流220V 接地
4
绪论
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
脉冲 串口
IRIG-B码 网络
时间信号扩展装置
时间信号扩展屏
脉冲
时间信号扩展装置
GPS
主时钟2
时间信号扩展装置 时间信号扩展装置
串口
IRIG-B码
光输出 光缆
光接收
光接收
网络
光缆 IRIG-B（DC）码
10
四川西昌500kV变电站拓扑图
主变继电室 四川西昌500kV变电站系统拓扑图
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
智能变电站 时间同步系统
成都可为科技发展有限公司
1
目录
1、绪论 2、现代授时技术5、解决方案
2.1 模式一（站控层NTP、间隔层/过程层IRIG-B） 2.2 模式二（站控层NTP、间隔层/过程层PTP，间隔层IRIG-B） 2.3 模式三 （三网合一，全站PTP）
3、技术发展方向
2
绪论
时间系统
回归年长度的 1/31556925.9747
原子时 TAI
铯 -133 原子基态的两个超 当前的时间基本计量 精细能级间在零磁场下跃 系统 迁辐射9192631770周所持 1000万年仅误差1秒 续的时间 ； 国际原子时TAI和世界时 UT1的结合，UTC(t)TAI(t)=N秒（N为整数）， UTC(t)-UT1(t)<0.9秒 以闰秒方式修正UT1 与TAI之间的差值， 闰秒时间规定：6月30 或12月31日的最后一 分钟为61秒或59秒 6
8
解决方案
电力系统时间应用
调度技术支撑平台 OPEN3000、D5000 WARMS、EMS/GIS 计费系统…
变电厂站 二次设备 或系统
保护装置、测控装置 故障录波、雷电定位 行波测距、监控系统…
通信系统
SDH设备,远动
9
解决方案
常规变电站时间同步系统组成
主时钟屏 北斗 主时钟1
B码 B码
时间信号扩展屏
B码
GPS 北斗GPS北斗
主控继电室
时间同步系统 主时钟机柜 主时钟 CT-TSS2000
（GPS+北斗+铷原子授时）
光电转换器
直流220V 交流220V 交流220V 接地
防雷器 防雷器
220kV继电室
IRIG-B（DC）码
500kV继电室
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
B码
IED等二次设备
过程层：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感
器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装 置
12
解决方案
智能变电站时间同步网典型组网模式
模式一 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时 典型应用：陕西延安750KV智能变电站； 模式二 配置一套北斗/GPS双卫星时间同步系统； 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层 设备同时接收IRIG_B码； 典型应用：吉林长春南500KV智能变电站 模式三 配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网 双网双备，同时具备两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态 典型应用：辽宁何家变220KV智能变电站
行业应用
电力
频率基准
世界时
军事 通信 行业授时接口
同步技术
历书时
时间基准
铁路 民航 广电
原子时
气象 金融
协调世界时
物联网 地震预报
搬运钟、长波、卫星、地面链路。。。。。
3
绪论
时间同步基础
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 频率与时间密切相关，（在数学上）通常称其为时间的倒数，这反 映了频率的含义来自于对周期事件（即在一定的时间间隔内重复出现的 事件）的测量这个事实。
世界协 调时 UTC
与世界时原点一致
绪论
频率基准
主要分类
石英钟 温补晶振，恒温晶振，压控晶振 原子钟 铯原子钟、氢原子钟、铷原子钟 原子钟精度：铯 > 氢 > 铷 光钟 新一代原子钟。分为原子光钟和离子光钟，2010年美 国铝离子光钟，精度可达37亿年误差不到1秒
7
解决方案
电力时间同步系统的演进
5
绪论
时间基准
时间基 准
世界时 UT 历书时
时间原点
以本初子午线的平子夜起算 的平太阳时 时间参考点为1900年1月1 日0时整。 1958年1月1日0时0分0秒 UT的瞬间。
时间尺度（1秒）
平太阳日的1/86400
使用情况
准确度约为10－7 先被历书时代替 目前被原子时代替 准确度达1×10－9 被原子时代替
光缆
11
解决方案
数 字 变 电 站 结 构
站控层：自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系
统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警 及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操 作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等 相关功能
间隔层：继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主
普 通 厂 站 时 间 同 步 系 统
必要
卫单 星应 单用 钟系 统
数 字 化 厂 站 时 间 同 步 系 统
重要
全 省 广 域 时 间 频 率 同 步 网
全 国 广 域 时 间 频 率 同 步 网
异常重要
不同的 需求对 应不同 的解决 方案
来自百度文库需要
2013年1月24日，国家电网因时间错误造成国调中心和四川省调相关 系统和设备故障，使四川二滩电站和瀑布沟电厂发电机组异常关机。 2013年4月15日，国家电网公司国调中心发布2013年82号文件，要求 加强对时间的运行管理。高精度时间同步对电力系统已经异常重要!
主时钟 CT-TSS2000 （GPS+北斗） 时间信号扩展装置 CT-KZ001 光输出
防雷器 防雷器
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
B码
直流220V 交流220V 交流220V 接地
光接收
直流220V 交流220V 交流220V 接地
光接收
直流220V 交流220V 交流220V 接地
4
绪论
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
脉冲 串口
IRIG-B码 网络
时间信号扩展装置
时间信号扩展屏
脉冲
时间信号扩展装置
GPS
主时钟2
时间信号扩展装置 时间信号扩展装置
串口
IRIG-B码
光输出 光缆
光接收
光接收
网络
光缆 IRIG-B（DC）码
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四川西昌500kV变电站拓扑图
主变继电室 四川西昌500kV变电站系统拓扑图
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
智能变电站 时间同步系统
成都可为科技发展有限公司
1
目录
1、绪论 2、现代授时技术5、解决方案
2.1 模式一（站控层NTP、间隔层/过程层IRIG-B） 2.2 模式二（站控层NTP、间隔层/过程层PTP，间隔层IRIG-B） 2.3 模式三 （三网合一，全站PTP）
3、技术发展方向
2
绪论
时间系统
回归年长度的 1/31556925.9747
原子时 TAI
铯 -133 原子基态的两个超 当前的时间基本计量 精细能级间在零磁场下跃 系统 迁辐射9192631770周所持 1000万年仅误差1秒 续的时间 ； 国际原子时TAI和世界时 UT1的结合，UTC(t)TAI(t)=N秒（N为整数）， UTC(t)-UT1(t)<0.9秒 以闰秒方式修正UT1 与TAI之间的差值， 闰秒时间规定：6月30 或12月31日的最后一 分钟为61秒或59秒 6
8
解决方案
电力系统时间应用
调度技术支撑平台 OPEN3000、D5000 WARMS、EMS/GIS 计费系统…
变电厂站 二次设备 或系统
保护装置、测控装置 故障录波、雷电定位 行波测距、监控系统…
通信系统
SDH设备,远动
9
解决方案
常规变电站时间同步系统组成
主时钟屏 北斗 主时钟1
B码 B码
时间信号扩展屏
B码
GPS 北斗GPS北斗
主控继电室
时间同步系统 主时钟机柜 主时钟 CT-TSS2000
（GPS+北斗+铷原子授时）
光电转换器
直流220V 交流220V 交流220V 接地
防雷器 防雷器
220kV继电室
IRIG-B（DC）码
500kV继电室
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
B码
IED等二次设备
过程层：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感
器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装 置
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解决方案
智能变电站时间同步网典型组网模式
模式一 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时 典型应用：陕西延安750KV智能变电站； 模式二 配置一套北斗/GPS双卫星时间同步系统； 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层 设备同时接收IRIG_B码； 典型应用：吉林长春南500KV智能变电站 模式三 配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网 双网双备，同时具备两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态 典型应用：辽宁何家变220KV智能变电站