变电站GPS对时方案

1、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)03-0025-02 110 kV枢纽变电站和 2

2、20 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

3、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。 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 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。 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。

4、 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

5、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； - 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。 - 信号等），扩展成 8 路差分信号； 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

6、或 3 设计方案的应用实例 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。 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

7、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 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 3 所示 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 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 4 所示。 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 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