变电站GPS对时方案

.变电站GPS对时方案作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 120 更新时间：2008-9-26 14:15:24 摘要：对时要求是变电站自动化系统的最基本要求。电力系统的各种自动化设备(如故障录波器、微机保护装置、RTU微机监控系统)根据GPS（全球卫星定位系统）提供的精确时钟同步信号，统一发电厂、变电站、调度所的时间基准，可以在电力系统发生故障后，为分析故障的情况及断路器动作的先后顺序提供有力的证据。关键词：GPS；变电站；对时方案中图分类号：TM761文献标志码：B文章编号：1003-0867(2007)03-0025-02110 kV枢纽变电站和220 kV变电站要求系统具有GPS对时功能，要求对变电站设备和间隔层IED设备(包括智能电能表等)均实现GPS对时，并具有时钟同步网络传输校正措施。110 kV终端站、35 kV变电站不要求GPS对时功能，但要求具有一定精度的站内系统对时功能。GPS时钟同步信号可以覆盖全球，全天候24 h向用户提供高质量的位置、速度及时钟信息。该系统具有实用性强、准确性高的特点。利用GPS，电力自动化装置可以精确的控制广域测量系统，分析故障录波的信息。采用GPS技术，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。1 GPS时钟对时方式发电厂、变电站的自动化设备的对时方式，主要有脉冲对时、串行对时、IRIG-B时钟码对时。1.1 脉冲对时方式脉冲对时方式多采用空接点接入方式，它可以分为：秒脉冲(PPS)GPS时钟1 s对设备对时1次；分脉冲(PPM)GPS时钟1 min对设备对时1次；时脉冲(PPH)GPS时钟1 h对设备对时1次。1.2 串行口对时方式被对时设备(故障录波装置、微机保护装置)通过GPS时钟的串行口，接收时钟信息，来矫正自身的时钟。对时协议有RS232协议、RS422/485协议等。1.3 IRIG-B时钟码对时方式IRIG-B是专为时钟传输而制订的时钟码标准。每秒钟输出一帧含有时间、日期和年份的时钟信息。这种对时比较精确。2 变电站GPS对时方案设计设计变电站GPS对时方案，要满足变电站中多小室对时（包括秒脉冲、分脉冲以及IRIG-B对时）的要求，能够传输串口对时信号，减少对时扩展模块的使用，实现GPS对时信号冗余功能。具体方案的设计，就是让装置配置一块电源插件，以及最多5块对时扩展插件，可以选配一块对时切换模块，来适应GPS对时信号主设备的需要。相应的插件包括电源插件和5种对时扩展插件，扩展插件可以进行自由组合。电源插件包括电源以及光纤输入转差分或空接点输出等两部分，该插件上的空接点信号，仅提供给对时扩展插件，不用作装置对时，每个空接点可以与15块对时扩展插件相连接。对时扩展插件由以下5种插件组成：光纤扩展插件，支持两路空接点或差分输入，8路光纤输出，光纤输出每一路均可通过跳线选择与某一路空接点或差分输入同步；空接点对时扩展插件可以把一路空接点输入转成14路空接点输出，空接点信号能够承受220V直流电压，满足部分变电站需要强电对时的要求；差分信号扩展插件能够将输入的两路差分信号（可以是秒脉冲或-信号等），扩展成8路差分信号；-直流码扩展插件能够输入一路-直流码，输出6路-直流码；-交流码扩展插件能够输入一路-交流码，输出6路-交流码。3 设计方案的应用实例3.1 主控室单GPS扩展方案配置一块电源插件，并根据需要配置一块或多块光纤扩展插件，以及空接点对时扩展插件。光纤扩展插件将GPS装置送来的秒脉冲、分脉冲、IRIG-B或串行对时报文信号，转成8路光纤信号送至各小室，对于每个小室均需要以上4种对时信号的厂站。另外，可根据需要，配置多块空接点对时扩展插件，用于主控室装置的空接点对时，应用示意图如图1所示。3.2 主控室冗余GPS扩展方案配置一块电源插件，一块对时切换插件，并根据需要配置14块光纤扩展插件或空接点对时扩展插件，对时切换插件将输入的两路GPS对时信号（包括秒脉冲、分脉冲、IRIG-B以及串行对时报文信号），根据信号状态进行切换后，输出一组GPS对时信号，再由光纤扩展插件转换成光纤对时信号送至小室，或者由空接点对时扩展插件，将空接点信号扩展成多路空接点信号，供主控室装置的空接点对时。应用示意图如图2所示。3.3 小室单GPS扩展方案配置一块电源插件和多块空接点对时扩展插件，电源插件将主控室送来的光纤对时信号转换成电信号，由空接点对时扩展插件，将电源插件转出的空接点信号，进行空接点信号扩展，供间隔层装置对时用，还可以配置差分信号对时扩展模块，以提高差分对时信号的驱动能力。应用示意图如图3所示。3.4 小室冗余GPS扩展方案该方案主要用于部分要求小室安装GPS对时装置，并能实现与主控室或其他小室GPS对时装置冗余功能的厂站。配置一块电源插件，一块对时切换插件，以及一块或多块空接点扩展插件或差分扩展插件。应用示意如图4所示。4 结束语介绍了变电站GPS应用和GPS的对时方式，并提出了几种对时方案。实践结果表明，这些方案，硬件设计是可行的，软件设计也易于实现，在变电站自动化系统中具有潜在和良好的应用前景。参考文献1 熊志昂等。GP