电力系统综合对时系统
沙角A电厂一期220kV系统对时系统升级改造
沙角A电厂一期220kV系统对时系统升级改造针对沙角A电厂一期220kV系统未设立专门的对时系统，且现有对时装置运行存在缺陷和安全隐患，为提高和完善对时的可靠性和准确性，本次改造在一期网控继保室内增设一套同步时钟屏为网控继保和自动化设备提供对时。
由于所涉及到的设备多为运行中的一类设备，故改造采用重新铺设电缆的方式，原对时电缆做好绝缘措施后退入电缆槽内。
新增同步时钟屏基于我国自主的北斗卫星导航系统，采用北斗、GPS双系统互为备用设计，提供多种对时接口，授时精度优于30ns，为站内保护及自动化设备提供时钟同步功能。
标签：对时；同步时钟屏；保护及自动化设备1 改造原因及优势沙角A电厂一期220kV系统保护及自动化设备原对时信号由同步相量采集及处理装置、220kV #4故障录波柜及沙角C电厂沙东甲线故障录波柜的对时系统提供。
其中，同步相量采集及处理装置的对时系统由于设备老化以及运行年限的问题，运行存在较大的安全隐患。
而220kV #4故障录波柜仅提供“分、秒、时”对时方式，对时方式相对单一。
此外，沙东甲线故障录波柜为沙角C电厂的设备范围，设备的日常维护和检修可能不能及时反馈，具有一定的隐藏风险。
新增同步时钟屏基于我国自主的北斗卫星导航系统，采用北斗GPS双系统互为备用设计，完善的北斗和GPS卫星信号监测，自动或手动选择卫星信号，自动跟踪北斗和GPS卫星信号，提供互为备份的授时服务。
同步时钟屏提供IRIG-B（DC）码、1PPS、1PPM、1PPH、串口RS232/485等对时接口，输出高精度1PPS、1PPM、1PPH信号，授时精度优于30ns。
同步时钟屏配置两个主时钟及一个时间同步信号扩展装置（即扩展时钟）用于实现厂站内计算机监控系统、保护装置及故障录波器等设备的时间同步，能提供满足这些设备所需的时间同步信号。
2 现场设备异动情况此次升级改造主要设备异动如下：2.1 新增电源开关新增的同步时钟屏采用双电源供电，使用直流220V±20%电源。
电力系统综合对时系统
电力系统综合对时系统简介电力系统对时是保证电力行业正常运行的重要环节之一。
在电力系统中，精准的时间同步是确保电力设备协同运行以及电网互联互通的前提。
为了解决电力系统时间同步问题，现代电力系统使用电力系统综合对时系统。
电力系统综合对时系统的定义电力系统综合对时系统是指将多个时钟信号进行统一处理，达到精准对时和同步的系统。
该系统采用GPS、北斗导航卫星、本地时钟等进行多路同步，通过对这些信号进行数据融合处理，可以让整个电力系统中的设备拥有精确的同步时间。
电力系统综合对时系统的功能电力系统综合对时系统具有以下功能：1.精准对时：通过多路信号进行同步，实现全局时间同步准确至微秒级别。
2.数据融合：将多路信号进行数据融合处理，提高时间同步精度。
3.非依赖网络：该系统具有独立的网络系统，不依赖外部网络进行通讯和同步。
4.自主时间纠正：该系统能够自主进行时间纠正，确保时间同步的准确性。
电力系统综合对时系统的应用电力系统综合对时系统应用于以下领域：1.电力调度：保证调度中心和各个变电站的时间同步精度，确保设备同步协调运行。
2.负荷控制：通过精准的时间同步和数据融合，实现对电网的快速响应和有效控制。
3.告警监控：实现告警与记录同步，确保对电力事件的及时响应与处理。
电力系统综合对时系统的优势相比传统的时钟同步技术，电力系统综合对时系统具有以下优势：1.精度高：通过多种信号的数据融合处理，确保时间同步精度达到微秒级别。
2.可靠性高：该系统具有自主时间纠正功能，能够自主处理时间误差，保证时间同步的准确性。
3.可扩展性强：该系统具有完备的硬件和软件支持体系，可以根据实际情况进行扩展和升级。
4.应用范围广：电力系统综合对时系统能够应用于电力系统的多个领域，应用范围广泛。
电力系统综合对时系统的应用，让电力设备之间的时间同步变得更加精准，在确保电力运行的安全和稳定性方面具有重要作用。
随着电力系统的不断升级和现代化，电力系统综合对时系统的使用将变得越来越广泛。
同步时钟系统在山西电力系统的综合应用
同步时钟系统在山西电力系统的综合应用_科技情报开发与经济杂志社作者：刘海龙来自（山西省电力勘测设计院，山西太原，０３０００１）文章编号：１００５－６０３３（２００５）０３－0230-03 收稿日期：２００５－１０－０９摘要：论证了电力系统建设时间同步网的必要性，提出网同步才是真正的同步，并结合山西电力已建的数字同步网及数据通信网，提出了利用山西电网已建的同步时钟系统实现全省各变电站时间同步的初步解决方案。
关键词：时间同步；网同步；ＩＰ网；综合应用中图分类号：TM76 文献标识码：Ａ近年来，随着电网运行水平的提高，大部分变电站采用综合自动化方案，远方集中控制、操作，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能。
采用变电站自动化技术是变电站计算机应用的方向，也是电网发展的趋势。
由于自动化系统（设备）内部的实时时钟的工作建立在脉冲计数的原理上，因而，自动化系统实时时钟的时间同步要求是变电站自动化系统的最基本要求。
目前山西电网已经建立了同步时钟系统，并预留了同步时间接口，为全省的通信设备提供同步信号（频率），如果能够利用该系统为全网提供时间同步信号，将会大大提高全网的可靠性，并带来一定的经济效益。
１电网实现时间同步的必要性随着时代的进步，电力系统的不断发展，人们对电网的稳定、安全、高效提出了更高的要求。
而作为电网基本单位的变电站、发电厂和调度所内部均有众多的计算机监控系统、保护装置、故障录波器、故障信息管理系统、安全自动装置、远动ＲＴＵ、ＤＣＳ系统及能量计费系统等自动化设备，其中大部分设备的运行变量可谓瞬息万变，对时间精度要求很高，如果设备之间没有同步到高精度的时间基准，大家各自为政，就不能保证实时系统等重要信息的准确性。
另外，各管理监控装置对时间同步的精度要求应与所连接的自动化装置保持同一水平，以便于故障的分析、定位，鉴定不同专业设备的责任。
时间同步对时在变电站综合自动化系统中的应用
时间同步对时在变电站综合自动化系统中的应用摘要：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。
浅谈对时系统在综合自动化变电站中的工程应用 杨成江
浅谈对时系统在综合自动化变电站中的工程应用杨成江摘要：通过综合自动化变电站500kV福泉变对时工程介绍，了解变电站综合自动化系统常见的对时方式，更好地掌握检测装置对时的简易方法，提高变电站二次系统设备精准对时能力，满足电力系统二次设备正常运行的工程需要。
关键词：综合自动化变电站；二次设备装置；对时方式；对时检测方法500kV福泉变为贵州中部一个电源中枢点，它是在原220kV变电站基础上扩建而成的综合自动化变电站，北京四方继保自动化股份有限公司作为二次设备集成商，后台监控系统是采用北京四方CSC2000系统，2001年07月建成正式加入电网运行。
该站所含电压等级众多（包括500kV、220kV、110kV、35kV、10kV、380V等电压等级）、二次设备繁杂，从而造成站内的对时功能复杂化。
这里从对时方式及其检测方法两方面，浅谈其对时系统在实际工程中的具体应用。
1、对时方式500kV福泉变利用美国GPS定位系统为时间基准的对时装置（该站对时装置为北京波形电力公司BSS-3型装置），自动选择最佳星座进行定位、授时，经过设备的硬件及软件处理转换为北京时间输出，时间误差小于1μs，完全满足现有电力系统精确对时的需要。
现场对时网络见图-1，图中I级网络对时网与站控层网络同为一个网络，为便于清晰的看出对时网络数据流，以独立于站控层网络的红线条形式画出来：图-1500kV福泉变设备的对时方式是典型的变电站时钟系统两级对时方式。
对时装置与远动机之间的对时数据流（年、月、日、时、分、秒时间信息）交互通过RS232串行口实现，远动机以网络报文形式对地址为AC的测控装置进行授时，该测控装置再将对时网络报文在站控层网络上传输（习惯称“软对时方式”），完成二次设备的I级对时；各继保小室二次设备的准确时间（毫秒及以下）则由各小室子时钟装置同步脉冲信号或IRIG-B时间码方式（习惯简称“硬对时方式”）精确定时，即II级对时。
GPS 对时系统在电力自动化系统中的应用
GPS 对时系统在电力自动化系统中的应用摘要：时间的准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(如故障录波装置、继电保护装置、微机监控系统等)采用统一的时间基准，当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
时间的准确和统一是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
关键词：时钟同步、 IRIG-B、自动化系统时间的准确和统一是变电站电气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(如故障录波装置、继电保护装置、微机监控系统等)采用统一的时钟源，当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合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。
1、 GPS时钟同步系统的简介及工作原理GPS时钟同步系统利用RS232接口接收GPS卫星传来的信号，然后经主CPU中央处理单元的规约转换、当地时间转换成满足各种要求的接口标（RS232/RS422/RS485等）和时间编码输出（IRIG_B 码，ASCII 码等）。
GPS时钟同步系统一般由GPS卫星信号接收部分、CPU部分、输出或扩展部分、电源部分、人机交互模块部分组成。
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，需要授时的变电站自动化系统间隔层设备，原则采用IRIG-B码(DC)方式实现对时。
电力时间同步系统介绍.
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
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
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!
16
解决方案
模式二
17
解决方案
模式三
组网特点
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，两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态；AB网核 心交换机作为外部时钟失效后的备用PTP主钟；
共享网络资源授时，站控层PTP与MMS共享网络资源，间隔层 、过程层PTP与GOOSE,SMV共享网络资源；组网与数字化变电站的 网络结构一致，没有额外的连接线；对PTP输出的时间跳变进行 严格控制，不得超过100ns;保障时钟设备在故障退出网络运行后 重新进入网络参与对时的平滑接入; 现阶段，这种以太网网络精确时间同步技术在数字化变电站 的IED设备的支持度高，检测机构也有针对性检测，没有强制要 求但设有委托性测试，也有相关的检测标准正在制定，推动该项 技术的成熟和安全应用。
电力系统综合对时系统
－电力系统综合对时系统方案建议书工程公司年月日目录.概述. －对时方式介绍. －系统方案.样本介绍.引用标准. －运行条件. －技术参数. －输出接口配置. －结构. 采用－的优点.工程实例.概述随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对统一时钟的要求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在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的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。
统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
因此，原国家电力公司在年月发布的《微机母线保护装置通用技术条件》()及部颁标准《～电力系统故障动态记录装置检测要求》（）中，都明确要求采用外部时钟对电站装置进行校时。
现在电站大多采用不同厂家的自动化装置、微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、计算机监控系统、系统、及输煤、除灰、脱硫等控制装置。
各种装置大多数采用各自独立的时钟，而各时钟都有一定的偏差，全站各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析；各种对时装置同时存在不利于现场运行维护。
若各系统实施统一对时方案，可实现全站各系统在时间基准下的运行监控和事故后的故障分析。
而且各电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，装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是电站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装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。
为了解决这一问题，科汇公司根据客户的需求并结合自身的工程经验，开发出了－电力系统综合对时系统。
. －对时方式介绍－电力系统综合对时系统为电厂内各种自动化装置或系统对时，给保护、录波、监控、热工控制、能量计费等装置提供以下对时方式：脉冲同步信号装置的同步脉冲常用空接点方式输入。
常用的脉冲信号有：每秒钟发一次脉冲每分钟发一次脉冲每小时发一次脉冲用途：对国产微机保护、故障录波器、雷电定位系统、行波测距系统对时。
电力系统综合对时系统
T－GPS8000电力系统综合对时系统方案建议XX工程公司年月日1.概述 (2)2. T－GPS8000对时方式介绍................................................................... .. (2)3. T－GPS8000系统方案................................................................... . (4)4.样本介绍 (6)5.引用标准 (12)6. T－GPS8000运行条件................................................................... (13)7. T－GPS8000技术参数................................................................... (13)8. T－GPS8000输出接口配置................................................................... (16)9. T－GPS8000结构................................................................... . (17)10. 采用T－GPS8000的优点................................................................... . (18)11.工程实例 (18)1.概述随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对统一时钟的要求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在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的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。
统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
电力系统自动化GPS精确对时的解决措施
电力系统自动化GPS精确对时的解决措施摘要：在电力系统以及自动化统一对时的问题上，提出了在一个变电站内共享一台GPS，经过GPS同时产生IRIG -B码，再进行微机保护并用RS -422/485对一切自动化装置同时对时，GPS资源共享，该计划的特点是对时准确。
关键词：电力系统自动化；微机保护；GPS对时；IRIG -B码引言：80年代之后，建立了各级电网调度自动化且大批应用了在电力系统上的微机保护，在要求上对电力网对时间统一越来越迫切。
在精确统一的时间基准的前提下，可以在发生操作和故障，或发生连续故障是在短功夫内的情形之下，对微机保护的动作行为、故障类型、故障原因、故障发生发展过程的能更加方便的分析。
对两端录波数据都有同一时间基准特别是对故障录波，是可以对两端录波数据利用并对其进行故障测距的，采样数据是都有同一的时间标签的对于在线路保护分相差动保护原理的应用上，通道同时调整是不需要的。
此外，精准统一的时间基准在现代电网的负荷管理中区域稳定管控也是需要的。
所以，提高电网自动化和安全运转需要电力网时间的精准和统一的。
我国电力系统在时间统一方面是做过许多工作的，但是种种原因的限制，这一问题就一直没有解决。
因此，为了满足电力系统对时间统一的要求急切需要寻找新的办法。
一、分析时钟偏差的原因1.1 GPS能提供精确的时间精准到1毫秒是各微机装置产生的事件信息标识的要求，因此时间分辨率位1毫秒是电力自动化系统对事件信息的要求，而对微秒不做任何要求。
在用于WAMAP系统的IEEE C37.118通信协议，时间表示上是采用的是时间因子的方式，送到毫秒就是几乎一切电力自动化系统通信协议的基本要求，要分析到微妙只需要在必要时通过主站就行了。
GPS的输出误差的情况是不会引起目前存在的微机装置时钟偏差的，因为GPS中的PPM、PPS、IRIG-B的同步时钟输出精度是纳秒级的（不到0.1微秒），与电力系统自动化对时间分析对精度相比要求是很高的的。
GPS对时器（GPS对时仪）为电力信息化系统助力
GPS对时器（GPS对时仪）为电力信息化系统助力GPS对时器（GPS对时仪）为电力信息化系统助力GPS对时器（GPS对时仪）为电力信息化系统助力安徽京准电子科技官微——ahjzsz摘要：集控站时钟同步是影响电力系统运行稳定性和可靠性的重要因素之一。
本文首先详细介绍了利用GPS时钟实现集控站全网部时钟同步的原理和过程，继而分析了目前某供电公司所辖集控站时钟同步系统的不足，最后提出了一种改进方案。
该方案中GPS时钟冗余互备，极大的提高了时钟同步系统的准确性。
1 、电力系统时钟同步系统概述电力系统时钟同步系统是利用全球定位系统GPS时钟对电厂、变电站的计算机监控系统、测控装置、线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统等进行统一对时，实现整个电厂、变电站的时钟完全统一。
全网时钟不同步会造成一些较为特殊的故障，如数据和信息丢失、SOE事件信息逻辑混乱、某些工作站死机甚至系统瘫痪[1]。
因此，时钟同步是影响电力系统运行稳定性和可靠性的重要因素之一。
1.1 GPS对时GPS是美国于1993年全面建成并运行的新一代卫星导航、定位和对时系统。
如图1所示，GPS系统由地面控制部分（监控主站），空间部分（GPS卫星），用户部分（接收机）组成。
GPS对时是利用GPS卫星搭载的高精度原子钟，产生基准信号和时间标准，提供覆盖全球的时间服务，其授时精度高达20亿分之一秒。
电力系统主要是利用GPS精确对时的特点。
GPS接收器在任意时刻能同时接收其视野范围内4-8颗卫星信号，其内部硬件电路和处理软件对接收到的信号进行解码和处理，从中提取并输出两种时间信号：（1）时间间隔为1s 的脉冲信号PPS，其脉冲前沿与国际标准时间（格林威治时间）的同步误差不超过1μs；（2）经串行口输出的与PPS脉冲前沿对应的国际标准时间和日期代码。
若以PPS信号作为标准时钟源去同步电网内运行的各个时钟，则能保证各厂站时钟的高精确度同步运行[2]。
1.2 时钟同步原理现代电力系统安装了各种自动化设备，如测控装置，RTU，故障录波器，微机保护装置，分时电能表等，这些自动化设备内部都有实时时钟。
几种常见的火电厂DCS系统时钟对时方式介绍
几种常见的火电厂DCS系统时钟对时方式介绍【【摘要】全厂统一的时钟有利于分析事故、查找原因、明晰事故发生过程。
本文介绍几种常见的DCS系统与外部GPS时间同步系统之间的对时接口方式。
【关键词】GPS；分散控制系统；对时0 引言随着电力技术的发展，大容量、高参数的发电机组相继建成，对发电厂自动化系统稳定性的要求也就越来越高。
现行规范要求，对发电厂、变电站、调度所需配置时钟同步对时系统，要求卫星同步时钟对时系统能够覆盖所有需要对时的设备，达到全厂时间基准的统一。
在系统发生故障或事故时，设备记录的动作时序能够做到统一、准确，从而为事故原因的分析提供技术支持。
1 GPS对时方式介绍目前电力系统中普遍采用GPS时间同步系统来作为时间基准。
该系统应用全球定位系统（GPS）技术，接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号作为外部时间基准，输出时间精度为150ns的1PPS（即1 Pluse Per Second）脉冲，并输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置（经纬度）信息。
1.1 常见的时钟同步信号类型有以下几类：1）脉冲信号：秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）；2）串口报文信号：报文内容包含年、月、日、时、分、秒，报文格式多为ASCII或BCD码；3）编码信号：如IRIG-B时码（DC/AC）等；4）网络对时信号：多采用NTP（Network Time Protocol）协议。
1.2 常见的时钟同步信号输出接口类型有：RS-485、RS-232、TTL、空接点、AC调制、光口、RJ-45等。
信号输出接口类型与时钟信号类型间的对照关系，如表1所示：表11.3 常见的时钟同步信号传输通道信号传输通道应保证GPS时间同步系统发出的时间，在传输到电厂设备时能满足设备对时间信号质量的要求。
1）同轴电缆：用于高质量的传输TTL电平接口，如脉冲信号、IRIG-B（DC）码TTL信号等，传输距离<10m；2）屏蔽控制电缆：用于RS-232接口时，传输距离<15m；用于RS-485接口时，传输距离宜控制在150m；3）音频通信电缆：用于传输IRIG-B（AC）信号，传输距离<1000m；4）光纤：用于远距离传输各种时间信号；5）网线：用于传输网络对时信号，传输距离宜控制在100m内。
大连南部电网变电站统一时钟系统的实现方法
大连南部电网220kV变电站统一时钟的实现方法大连开发区以南地区截至2007年底共有220kV变电站9座，除2座新建变电站外,其他7座220kV变电站均未实现全站GPS统一对时,虽然部分变电站的部分装置自带GPS时钟,但对时效果并不理想。
随着大连南部电网的增容与接线复杂化，为了电网安全稳定运行和准确的电力系统故障分析，急需变电站具有高精度的时钟提供全站统一的精确的时间。
考虑到电压等级和资金预算等因素，我们班组通过对变电站进行分类，确定了3种变电站统一时钟的实现方式：1. 对于站内没有标准对时系统近期又没有改造计划的3座变电站，增加1台GPS 装置，该装置通过RS232串口给变电站的2台主控机对时，由主控机下发对时报文给各个测控装置和监控后台对时，同时该GPS通过RS485串口给各个保护装置及故障录波、直流装置对时，使全站时间统一。
采用此种方法是考虑到资金预算，在变电站内不想增加硬节点对时信号电缆及扩展单元，而且有些老的测控装置不支持硬节点对时。
通过改造，上述3座变电站能实现误差在10mS以内的全站统一对时，具体实现方法如图1.图1.单时钟串口对时2. 对于列入2008年度改造计划的变电站，我们班组结合变电站监控系统改造工程完成了4座变电站的GPS全站统一时间。
变电站安装2台GPS装置，互为主备关系，具有时钟扩展单元，能够满足变电站内大量设备的对时需求。
2台GPS设备与测控装置均接入监控系统的交换机，带有年月日时分秒信息的时间串口信号通过网络对时报文传递到各个需要授时的设备，同时通过时钟扩展单元输出1PPS秒脉冲，用此电平信号的上升沿对其他设备进行控制或触发，再结合从网络来的网络对时报文解析，就能获得精确到1mS的时钟信息。
这种方法各个被授时设备需要接收两种信号，秒脉冲的电平信号和串口的UTC信号，具体实现方法如图2.图2.双时钟网络加硬节点对时3. 对于2008年新建的220kV变电站，我们建议设计院采用两种不同的时钟构成主备关系，从而提高对时的安全性。
电力系统综合对时系统(精编文档).doc
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统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
因此，原国家电力公司在1999年10月发布的《微机母线保护装置通用技术条件》(DL/T670-1999)及部颁标准《220KV～500KV电力系统故障动态记录装置检测要求》（DL/T663-1999）中，都明确要求采用外部GPS时钟对电站装置进行校时。
现在电站大多采用不同厂家的自动化装置、微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、计算机监控系统、DCS系统、及输煤、除灰、脱硫等控制装置。
各种装置大多数采用各自独立的时钟，而各时钟都有一定的偏差，全站各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析；各种对时装置同时存在不利于现场运行维护。
若各系统实施统一GPS对时方案，可实现全站各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析。
而且各电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，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，其结果就是电站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。
几种常见的火电厂DCS系统时钟对时方式介绍
Science &Technology Vision 科技视界作者简介:王景超(1980—),男,中国能源建设集团广东省电力设计研究院,工程师,从事火电厂热工自动化系统设计。
0引言随着电力技术的发展,大容量、高参数的发电机组相继建成,对发电厂自动化系统稳定性的要求也就越来越高。
现行规范要求,对发电厂、变电站、调度所需配置时钟同步对时系统,要求卫星同步时钟对时系统能够覆盖所有需要对时的设备,达到全厂时间基准的统一。
在系统发生故障或事故时,设备记录的动作时序能够做到统一、准确,从而为事故原因的分析提供技术支持。
1GPS 对时方式介绍目前电力系统中普遍采用GPS 时间同步系统来作为时间基准。
该系统应用全球定位系统(GPS)技术,接收GPS 卫星发送的协调世界时(UTC)信号作为外部时间基准,输出时间精度为150ns 的1PPS(即1Pluse Per Second)脉冲,并输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置(经纬度)信息。
1.1常见的时钟同步信号类型有以下几类:1)脉冲信号:秒脉冲(1PPS)、分脉冲(1PPM)、时脉冲(1PPH);2)串口报文信号:报文内容包含年、月、日、时、分、秒,报文格式多为ASCII 或BCD 码;3)编码信号:如IRIG-B 时码(DC/AC)等;4)网络对时信号:多采用NTP(Network Time Protocol)协议。
1.2常见的时钟同步信号输出接口类型有:RS-485、RS-232、TTL、空接点、AC 调制、光口、RJ-45等。
信号输出接口类型与时钟信号类型间的对照关系,如表1所示:1.3常见的时钟同步信号传输通道信号传输通道应保证GPS 时间同步系统发出的时间,在传输到电厂设备时能满足设备对时间信号质量的要求。
1)同轴电缆:用于高质量的传输TTL 电平接口,如脉冲信号、IRIG-B(DC)码TTL 信号等,传输距离<10m;2)屏蔽控制电缆:用于RS-232接口时,传输距离<15m;用于RS-485接口时,传输距离宜控制在150m;3)音频通信电缆:用于传输IRIG-B(AC)信号,传输距离<1000m;4)光纤:用于远距离传输各种时间信号;5)网线:用于传输网络对时信号,传输距离宜控制在100m 内。
电力系统综合对时系统
电力系统综合对时系统电力系统综合对时系统是一种用于电力系统中各种设备之间同步时间的系统，它起到关键的作用，可帮助电力系统的各个部分实现高度可靠，精确和高效的运行。
本文将详细介绍电力系统综合对时系统的作用、组成和优势。
一、作用电力系统综合对时系统主要的作用是为电网中的各种设备提供精准时间信息，确保各个设备之间的同步操作。
电力系统中出现的各种问题，例如电压滞留，阻尼震荡，因间接采样不均匀导致的电流留时差误差等，都会影响电力系统的稳定运行。
如果各种设备在执行任务时，节奏不同步，就会引发电流间隔，精度降低，甚至导致设备损坏或者系统崩溃等问题。
正因为电力系统综合对时系统的出现，它能够在高性能的操作中减少这些问题的发生，提高系统效率。
二、组成电力系统综合对时系统由时钟服务器和终端设备两部分组成。
1.时钟服务器：时钟服务器主要负责提供高精度的时间信息，并通过网络向各个设备同步。
时钟服务器通过不断地变化，来稳定化系统时间。
其主要组成部分有振荡器、控制器、数据转换器等。
2.终端设备：终端设备主要包括时钟终端和对时装置。
时钟终端是各个业务系统设备的同步点，它从时钟服务器接收时间信息，将同步的时间信号输出给业务设备，并确保同步的正确性。
对时装置通过测量时钟终端和局控时钟之间的时差（局控时钟是位于发电厂、变电站、配电所控制室的时钟），以校准时间误差。
三、优势1.提高运行效率：电力系统综合对时系统能够提高各个部分之间的精准同步，降低误差，从而提高电力系统运行效率。
2.保障电网安全：电力系统善于对各种电力设备进行准确管理和控制，保证其运行安全和稳定，从而避免出现一些意外事故。
3.节省成本：相比于传统的单个时钟装置而言，电力系统综合对时系统通常带有多个输出信号，可以同时为多个设备提供时间信息，并且不需要频繁更换备件。
4.可靠性高：电力系统综合对时系统采用先进的技术和多重备份，使其具有高度可靠性。
当一台设备出现故障时，系统能够在短时间内自动切换故障单元，并为运营提供更高的安全性和可靠性。
电力系统自动化GPS精确对时的解决方案
电力系统自动化G PS 精确对时的解决方案李瑞生,张克元,冯秋芳(许昌继电器研究所,河南 许昌 461000)【摘要】 针对电力系统及自动化统一对时,提出了一个变电站内共享一台G PS ,利用G PS 同步产生IRIG -B 码,通过RS -422/485对所有微机保护及自动化装置统一对时,该方案具有G PS 资源共享,对时准确等特点。
【关键词】 微机保护; G PS; IRIG -B 码; 对时; 电力系统自动化1 引言 进入80年代后,随着微机保护在电力系统中的大量应用,尤其是各级电网调度自动化的相继建立,电力网对时间统一的要求越来越迫切。
因为精确统一的时间基准,可以在发生故障和操作,特别是短时间内发生连续故障的情况下,方便地分析研究各微机保护的动作行为、故障原因、故障类型、故障发生发展过程。
这对于事故分析保证电力系统安全运行有着重要意义。
尤其对于故障录波,两端录波数据具有同一时间基准,可以利用两端录波数据进行故障测距,对于采用分相差动保护原理的线路保护,采样数据具有同一的时间标签,不需要通道同步调整。
此外,现代电网的负荷管理,区域稳定控制也需要精确统一的时间基准。
由此可见,电力网时间的精确和统一是提高电网自动化和安全运行的需要。
我国电力系统在时间统一方面做过许多工作,但是由于种种原因的限制,没有很好解决这一问题。
因此迫切需要寻找新的方法满足电力系统对时间统一的要求。
传统的对时方案,目前大多数自动化系统是通过安装在调度端G PS 对调度端实现对时,而后通过调度端利用通信信道向各厂站进行对时。
厂站再通过现场总线C ANBUS 、Lonw orks 、RS422、RS232等向各保护、自动化装置、测控单元对时,而在各保护、自动化装置、测控单元上装内部时钟,其误差远大于秒级,难以保证系统对时精度的要求,即使在各厂站安装一个G PS 实现对厂站的对时,从主站到前置单元还有较大的对时误差(µ1s ),而每个前置单元各自安装G PS 对时系统则成本太高,难以接受,因此解决厂站各保护、自动化装置、测控单元的统一对时是解决自动化精确对时的关键。
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T－GPS8000电力系统综合对时系统方案建议书XX工程公司年月日目录1.概述 (2)2. T－GPS8000对时方式介绍 (2)3. T－GPS8000系统方案 (4)4.样本介绍 (6)5.引用标准 (12)6. T－GPS8000运行条件 (13)7. T－GPS8000技术参数 (13)8. T－GPS8000输出接口配置 (16)9. T－GPS8000结构 (17)10. 采用T－GPS8000的优点 (18)11.工程实例 (18)1.概述随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对统一时钟的要求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在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的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。
统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
因此，原国家电力公司在1999年10月发布的《微机母线保护装置通用技术条件》(DL/T670-1999)及部颁标准《220KV～500KV电力系统故障动态记录装置检测要求》（DL/T663-1999）中，都明确要求采用外部GPS时钟对电站装置进行校时。
现在电站大多采用不同厂家的自动化装置、微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、计算机监控系统、DCS系统、及输煤、除灰、脱硫等控制装置。
各种装置大多数采用各自独立的时钟，而各时钟都有一定的偏差，全站各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析；各种对时装置同时存在不利于现场运行维护。
若各系统实施统一GPS对时方案，可实现全站各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析。
而且各电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，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，其结果就是电站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。
为了解决这一问题，科汇公司根据客户的需求并结合自身的工程经验，开发出了T－GPS8000电力系统综合对时系统。
2. T－GPS8000对时方式介绍T－GPS8000电力系统综合对时系统为电厂内各种自动化装置或系统对时，给保护、录波、监控、热工控制、能量计费等装置提供以下对时方式：2.1 脉冲同步信号装置的同步脉冲常用空接点方式输入。
常用的脉冲信号有：1PPS ---每秒钟发一次脉冲1PPM ---每分钟发一次脉冲1PPH ---每小时发一次脉冲用途：对国产微机保护、故障录波器、雷电定位系统、行波测距系统对时。
2.2串行口对时方式装置通过串行口读取同步时钟每秒一次的串行输出的时间信息对时,串行口又分为RS232接口和RS422接口方式。
用途：对变电站综合自动化、电能量记费系统、输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC、控制室时间显示器对时。
2.3 IRIG—B方式对时IRIG-B为IRIG委员会的B标准，是专为时钟的传输制定的时钟码。
国外进口装置对时常使用该信号输入方式。
每秒输出一帧按秒、分、时、日期的顺序排列的时间信息。
IRIG-B信号有直流偏置(TTL)电平、1KHz正弦调制信号、RS422电平方式、RS232电平方式四种形式。
用途：给某些进口保护或故障录波器对时。
如GE公司的保护、ABB公司的保护、HATHAWAY的故障录波器、ALSTOM公司的保护、惠安公司的自动化装置、莱姆公司的BEN5000故障录波器、SEL公司的保护、西门子设备等。
有了以上对时接口方式，可以将电站内的所有具有对时功能的装置对时，达到统一时钟的目的。
3. T－GPS8000系统方案T－GPS8000一般由两台主时钟(T-GPS-B1)及不同数量的B码、报文扩展装置(T-GPS-F3)和脉冲扩展装置(T-GPS-F4)构成，根据电厂/电站的实际情况并结合科汇电气公司的工程经验，我们提出如下的T－GPS8000具体构成方案。
在电厂、变电站主控制室及机组监控室，500KV、220KV继电保护小室分别安装一面GPS 时间同步系统屏（见附件）。
两台主时钟完成GPS卫星信号的接收、处理，及向信号扩展装置提供标准同步时间信号（RS422电平方式IRIG-B）；每台主时钟同时具有接收另一台主时钟所送处的IRIG-B时间信息的功能，达到两台主时钟之间能够互为备用；每台主时钟具有内部守时功能。
扩展装置接受主时钟提供的时间信息，经过扩展向其它装置提供多路输出接口。
主时钟和时间扩展装置之间通过光纤连接。
T-GPS8000系统屏配置的GPS卫星同步时钟提供各种时间同步信号用于实现电站内计算机监控系统、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU及各级能量管理系统、用电负荷管理系统、通信网监控系统、电能量记费系统、电网频率按秒考核系统、功角测量装置、线路故障行波测距装置、雷电定位装置、调度录音电话、各类信息管理系统MIS、DCS系统、及各种输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC等的时间同步，使电厂内各设备具有统一的时间基准。
主时钟的时间信号接收单元能接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号作为外部时间基准信号。
正常情况下，主时钟的时间信号接收单元独立接收GPS卫星发送的时间基准信号；当某一主时钟的时间信号接收单元发生故障时，该主时钟能自动切换到另一台主时钟的时间信号接收单元接收到的时间基准信号，实现时间基准信号互为备用，切换时间小于0.5秒，切换时主时钟输出的时间同步信号不会出错。
信号扩展装置的时间基准信号输入包括两路IRIG-B（RS-422）输入。
当信号扩展装置只接一路IRIG-B（RS-422）输入时，该路输入可以是IRIG-B输入1，也可以是IRIG-B输入2。
信号扩展装置接入两路IRIG-B（RS422）时码输入时，以IRIG-B（RS422）输入1作为该扩展装置的外部时间基准，IRIG-B（DC）输入2作为后备。
主时钟及扩展装置具有内部守时功能。
当接收到外部时间基准信号时，被外部时间基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，切换到内部守时，保持一定的走时准确度，使主时钟或扩展装置输出的时间同步信号仍能保持一定的准确度。
当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到正常状态工作，切换时间小于0.5S，切换时时钟输出的时间同步信号不会出错。
输出的时间同步信号可满足秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)、IRIG-B、空接点、DCF77以及串口等方式。
主时钟及信号扩展装置所有时间同步信号输出时，各路输出在电气上均相互隔离。
主时钟及信号扩展装置具有工作状态指示、告警显示和告警信号输出功能。
告警信号的电接口类型为继电器空接点，接点耐压>250V DC。
具有时间显示功能，运行状态下显示时、分、秒。
可采用两路直流电源供电，任何一路电源消失，主时钟及信号扩展装置仍保持正常工作。
T-GPS8000可以根据用户需要方便地扩展时间信号输出量，而且不会影响整个系统的正常工作。
4.样本介绍在T－GPS8000中，包含不同数量的主时钟(T-GPS-B1)、B码/报文扩展装置(T-GPS-F3)和脉冲扩展装置(T-GPS-F4)，下面分别介绍这三种单元。
4.1 主时钟T-GPS-B1用途及特点：主时钟T-GPS-B1(以下简称T-GPS-B1)主要用来接收GPS（全球定位系统）卫星信号或接收IRIG-B（RS422）时间基准信号，并向信号扩展装置提供时间基准信号。
T-GPS-B1具有TTL脉冲电平测试口和内部守时功能。
如果GPS信号不足时，可以使用外接IRIG-B信号来获得时间信息，如果这两种信息都不正确，本装置通过内部时钟来输出时间信号。
装置的输出节点：8路脉冲输出节点，可以将输出节点分组设置为秒脉冲(1PPS)、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）；4路RS232串行口，串行信息的波特率可以通过前面板上的按键调整；IRIG-B码输出，4路正弦调制的IRIG-B和8路RS422电平的IRIG-B.监视本机运行状态的告警接点输出，包括电源消失告警、GPS信号消失告警、IRIG-B信号消失告警以及本装置自检异常告警。
装置的结构：1）装置的前面板图1 T-GPS-B1前面板示意图本机运行时前面板上的数码管显示当前时间或状态，按键可以对输出进行设置。
主时钟前面板上有下列工作状态指示：本机状态指示：含“电源指示”、“1PPS”脉冲指示灯，装置接通电源时，“电源指示”灯亮，正常运行时“1PPS”脉冲指示灯闪烁。
时间基准信号来源：指示本机当前时间基准信号来源，包括“GPS卫星”、“IRIG-B”两个指示灯。
如果“GPS卫星”指示灯亮，说明本机当前是接收GPS卫星信号来获取时间信息，如果“IRIG-B”指示灯亮，说明本机当前是接收IRIG-B信号来获取时间信息，如果两个灯都不亮，则本机是靠内部时钟来维持时间信息。
输入信号监视：监视本机接收时间信号是否正常，如果“GPS信号异常”指示灯亮，则说明本机未接收到同步后的GPS卫星信号，如果“IRIG-B信号异常”指示灯亮，则说明本机未正确接收到IRIG-B卫星信号。
2）装置的后面板图2 T-GPS-B1后面板示意图3）T-GPS-B1配有一个易于安装的天线。
有源天线头封装在长约100mm直径约30mm高的塑料圆盘内，天线的导引线是低损耗同轴电缆。
天线长度可根据站内实际情况配置。
4.2扩展装置T-GPS-F3装置的用途及特点扩展装置T-GPS-F3(以下简称T-GPS-F3)提供多路B码信号和多路串行口信号。
T-GPS-F3可以通过接收IRIG-B1或IRIG-B2以供本机工作，如果这两路信号都不足时，本装置通过内部时钟来输出时间信号。
输出节点:有32路IRIG-B码输出，格式可为正弦调制的IRIG-B、RS422电平调制的IRIG-B和直流偏置IRIG-B；有4路RS232串行信息输出，串行信息的波特率可以通过前面板上的按键调整；有监视本扩展装置运行状态的告警接点输出，包括电源消失告警、IRIG-B1信号消失告警、IRIG-B2信号消失告警以及本装置自检异常告警。
装置的结构：1)装置的前面板图3 T-GPS-F3前面板示意图本机运行时前面板上的数码管显示当前时间或状态，按键可以对输出进行设置。
前面板上有下列工作状态指示：本机状态指示：含“电源指示”、“1PPS”脉冲指示灯，装置接通电源时，“电源指示”灯亮，正常运行时“1PPS”脉冲指示灯闪烁。
时间基准信号来源：指示本机当前时间基准信号来源，包括IRIG-B1、IRIG-B2两个指示灯。
如果“IRIG-B1”指示灯亮，说明本机当前是接收IRIG-B1信号来获取时间信息，如果“IRIG-B2”指示灯亮，说明本机当前是接收IRIG-B2信号来获取时间信息，如果两个灯都不亮，则本机是靠内部时钟来维持时间信息。