电厂时间同步系统科汇GPS8000简介分解

1、变电站时间同步系统科汇GPS8000简介1、功能随着电网自动化水平的提高，电力系统对统一时钟的要求愈来愈迫切。有了统一时钟，即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，就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。1.1、时间同步系统配置的GPS卫星同步时钟提供了各种时间同步信号用于实现变电站内计算机监控系统、保护装置及故障录波器等设备的时钟统一。1.2、GPS卫星同步时钟的时间信号接收单元能接收外部时间基准信号，根据用户要求，可采用单主时钟接收或双主时钟共同接收并互为备份。并采用双重化配

2、置，实现基准信号互为备用。正常情况下，两台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，该主时钟能自动接收另一台正常工作的主时钟的时间信号接收单元接收到的时间基准信号。1.3、GPS卫星同步时钟的时间信号接收单元接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号，能同时跟踪视场内内的12颗GPS卫星，并自动选择最佳星座进行定位、定时。1.4、主时钟内部的时钟，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，保持一定的走时准确度，使主时钟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

3、切换到正常状态工作，切换时间小于0.5S，切换时主时钟输出的时间同步信号不会出错。1.5、信号扩展装置的时间信号输入包括两路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。信号扩展装置接收不到RIG-B（RS422）时码输入时，切换到内部守时，保持一定的走时准确度，使信号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

4、号接收恢复时，自动切换到接收RIG-B（RS422）时码输入状态，切换时间应小于0.5s。切换时信号扩展装置输出的时间同步信号不会出错,时间报文不会有错码，脉冲码不会多发或少发。1.6、具有时间信号扩展功能，可满足用户不同要求方便地扩展时间信号的输出数量。1.7、GPS卫星同步时钟既可以报文方式对时，也可以脉冲方式硬对时；报文方式对时可提供多种通信规约。1.8、输出的时间信号可满足秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)、IRIG-B（DC）时码、IRIG-B（AC）、DCF77以及串行口等方式。1.9、主时钟及信号扩展装置所有类型的时间信号输出时，各路输出在电气上均相互隔离。1.10、

5、具有工作状态指示、告警显示和告警信号输出功能。主时钟面板上有下列工作状态指示：1）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。2）外部时间基准信号时间信号锁定指示：指示本机当前外部时间基准信号来源，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另一主时钟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。3）输入信号监视：监视本机外接信号是否正常，如果“GPS信

6、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，此时请检查GPS天线安装是否正常，如果“IRIG-B信号异常”指示灯亮，则说明本机未正确接收到另一主时钟IRIG-B卫星信号，请检查装置后面连线是否正确。主时钟及信号扩展装置具有下列告警信号和接点输出：1）时钟具有下列告警信号显示： a）电源中断：如果装置电源中断，本接点闭合； b）GPS信号消失：如果装置未接收到GPS天线发送过来的同步时间信号，或GPS信号未同步，约一分钟后，本接点闭合； c）IRIG-B消失：如果装置未正确接收到另一主时钟发送过来的IRIG-B时间信号基准，约一分钟后，本接点闭合； d）装置异常：装置自检异常时本

7、接点闭合。2） 告警信号的电接口类型为继电器空接点，接点耐压>250V DC。3.11 具有时间设置和显示功能，显示年、月、日、时、分、秒。3.12 具有统计安全运行天数的功能，安全运行天数可人工预置或清除。3.13 采用交直流两路电源供电，具有交直流自动切换的功能，任何一路电源消失，时钟仍保持正常工作。2、主要用途1)为电网自动化装置如故障录波器、事件计录仪、微机继电保护及安全自动装置、远动及微机监控系统等提供时间标记。2)用于频率监视的标准时钟，即调度上通过工频钟与标准时间的差异来比较系统频率误差积累情况。3)用于相位测量的同步时钟，采用T-GPS-B1来同步采样脉冲，同步误差很小，

8、可以保证相位测量的准确性。4)用于故障测距，特别为研制双端行波测距的装置创造了条件。5)用于继电保护试验，检验线路纵联保护（高频相差保护装置）。3、装置特点 采用插卡式结构，输出接口的数量和种类可通过增加相应的插卡来添加接口。共可插8块输出接口卡。带失电异常报警、失步报警输出。 空接点输出卡每块可输出12路接点，每路接点时脉冲、分脉冲、秒脉冲、30分脉冲、10分脉冲、30秒脉冲、10秒脉冲、事件等可根据需要设置； 串口输出卡（串口信息的RS232和RS422输出，IRIG_B的RS232电平和RS422电平输出，可根据需要设置），每块可输出4路RS232口，4路RS422485口，可根据需要设

9、置； IRIG_B调制输出卡（即AC输出）每块可输出12路，幅度可调。 TTL输出卡（IRIG_B的直流偏直输出、时分秒等各种脉冲的TTL输出，可根据需要设置），每块卡可输出12路； 差分输出卡（IRIG_B的422差分输出、时分秒等各种脉冲的422差分输出，可根据需要设置），每块卡可输出6路。 NET板通过RJ-45口输出一路NTP网络时间协议信号。 可根据用户需要设计特定的输出卡。4、技术特点1)时间精度高，达纳秒级。2)信号接收可靠性高，不受电站地域条件的限制。可编程设定秒、分、时钟同步脉冲输出，并可经串行口输出时间信息，可方便地由各种自动化装置选用。3)IRIG-B正弦调制输出和IRI

10、G-B直流偏置输出。4)装置的所有信号输出均经隔离输出，抗干扰能力强。5)装置具有多种串行信息输出与交互方式，以满足用户不同的信号利用要求。6)多种输出接口，可根据用户需要设计特定的输出接口。7)架装式结构，“2U、19”标准机箱,安装使用方便。8)按键设置,输出设置灵活。5、技术参数数据表序号名 称卖方提供值说 明1GPS型号T-GPS2GPS功耗<30W3电磁兼容性III4主时钟内部时间保持单元有5主时钟及扩展装置内部的时钟准确度优于1×10-86切换时间无缝7串行接口RS232/RS4858GPS主机柜重量50kg9GPS主机柜尺寸800mm×600mm

11、5;2260mm10GPS扩展柜重量50kg11GPS扩展柜尺寸800mm×600mm×2260mm12捕获时间装置冷起动时小于20min，装置热起动时小于2min13天线长度30m120m可选6、技术数据表序号项目提供值备注1时间同步系统主时钟1.1型号T-GPSB11.2生产厂/产地山东科汇电力自动化有限公司/淄博1.3对时口型式空接点脉冲、IRIG-B（调制AC码）、IRIG-B（RS422）、RS232串口1.4对时口数量8个IRIG-B（422）、8个RS232串口、8个RS485串口、12个空接点脉冲、8路差分脉冲、双IRIG-B码时间基准备份功能、脉冲输出信号

12、可编程、带告警接点、带内部守时功能、采用德国威图机箱。1.5是否配内部守时功能模块及守时精度是1.6与扩展时钟的连接方式光纤/电缆连接1.7外形尺寸2U、19英寸2时间同步系统扩展时钟2.1型号T-GPSF52.2生产厂/产地山东科汇电力自动化有限公司2.3对时口型式空接点脉冲、RS232串口、IRIG-B（422）2.4对时口数量24路脉冲，36路1R1G-B码（差分）2.5是否配内部守时功能模块及守时精度否2.6外形尺寸2U、19英寸3工作环境温度-5 +45 湿度<95%4工作电源 90260VAC,频率43-67Hz 5GPS接受器5.1接受频率157542MHZ5.2接受灵敏度

13、捕获-130dBm，跟踪-130dBm5.3同时可跟踪卫星数量8-125.4扑捉时间装置冷起动时小于20min，装置热起动时小于2min6功耗15W7平均无故障间隔时间(MTBF)50000小时8输出时间与协调世界时时间同步精确度<1us9时间同步信号电接口9.1IRIG-B(AC)调制信号接口载波频率1kHz输出阻抗600欧姆，变压器隔离输出。同步准确度9us9.2IRIG-B(DC)直流偏离信号接口准时上升沿的时间准确度1us9.31PPS脉冲能够信号准时沿：上升沿，上升时间上升沿，上升时间50ns；上升沿的时间准确度1us脉冲宽度200ms9.41PPM脉冲能够信号准时沿：上升沿，

14、上升时间上升沿，上升时间150ns上升沿的时间准确度3us脉冲宽度200ms9.51PPH脉冲能够信号准时沿：上升沿，上升时间上升沿，上升时间1us上升沿的时间准确度3us脉冲宽度200ms9.5时间报文接口标准接口RS-232电气特性符号GB/T6107-2000（ITU-T建议V.28）；接口RS-422电气特性符号GB-11014-90（CCITT建议V.11）；接口RS-485电气特性符号EIA/485（CCITT建议V.28）。串口通信速率300BPS、600BPS 、1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS、19200 BPS可选报文发送时间ASCII码，时分

15、秒日月年串行数据通道接口RS-232/RS4859.6NTP网络接口标准的10/100BaseT以太网RJ45接口网络协议·NTP v2, v3 & v4 (RFC1119& 1305)·NTP broadcast mode7、主要原理4.1 GPS信号接收器: 该接收器是一专用集成电路模块，用于接收GPS卫星信号，输出时间精度为1微秒的1PPS脉冲，并通过RS232串行口输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置（经纬度）等信息。4.2 同步脉冲发生电路：通过前面板编程输出秒（1PPS，即1Pulse Per Second）、分钟（1PPM，即1Pulse

16、 Per Minute）、小时（1PPH，即1Pulse Per Hour）等可控制的同步脉冲信号。脉冲可以是光电隔离的有源TTL电平或者是静态空接点形式输出。4.3 中心处理单元：对整个系统进行监控。通过前面板LED显示和键盘接口，进行人机交互，同时控制对外输出端口的状态。4.4 RS-232/422/485接口：输出可设定的当地时间、日期、位置等信息，波特率可选择。4.5 IRIG-B接口：输出IRIG-B正弦调制信号及直流偏置信号。8、技术参数1、GPS接收器1.1 接收频率：1575.42MHz。1.2 接收灵敏度：捕获-130dBm，跟踪-130dBm1.3 同时跟踪：正常状态下可同

17、时跟踪812颗GPS卫星； 装置冷起动时不小于4颗卫星； 装置热起动时不小于1颗卫星。1.4 捕获时间：装置冷起动时小于20min，装置热起动时小于2min。2.内部的时钟准确度优于1*10-8。3.平均无故障间隔时间(MTBF)50000小时，主时钟平均维修时间（MTTR）一般不大于30分，使用寿命不少于15年。正常使用条件下无须维护。4.架装式设备，高度2U宽度19”标准机箱,具体外形尺寸见图3-1所示：5.电源交流输入电源： AC220V ±20% 频率50Hz± 1Hz 直流输入电源：DC110V±20%6.功耗：15W。7.具有内部备用电源。电池寿命&g

18、t;25000小时。8.输出时间与协调世界时（UTC）时间同步准确度：1us9.时间同步信号电接口9.1 静态空接点（光隔离）输出：允许外接电压：250V；9.2 秒脉冲输出提供24V有源秒脉冲对时方式。9.3 串行数据通道接口RS-232/RS485 接口RS-232电气特性符号GB/T6107-2000（ITU-T建议V.28）；接口RS-422电气特性符号GB-11014-90（CCITT建议V.11）； 接口RS-485电气特性符号EIA/485（CCITT建议V.28）。9.4 IRIG-B（AC）调制信号接口 载波频率：1kHz； 信号幅值峰-峰值：高：10V可调，低：符合3：1调

19、制比要求；输出阻抗：600欧姆，变压器隔离输出。9.5 IRIG-B（DC）直流偏置信号接口准时上升沿的时间准确度1us9.6 时标脉冲输出1） 1PPS脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间1ns；上升沿的时间准确度1us；脉冲宽度： 200ms。2） 1PPM脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间150ns；上升沿的时间准确度3us；脉冲宽度： 200ms.3） 1PPH脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间1us；上升沿的时间准确度3us；脉冲宽度： 200ms.9.7 串口通信速率： 1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS可选。9.8 天线馈线长度60米。9、运行条件1. 电源要

20、求GPS同步时钟装置采用两路直流供电，并可手动切换或自动切换。电源：直流220V±20%。功耗：小于30 W。2.电气条件1)电源: 直流190260V；交流190260V，47Hz63Hz；直流110V。 2)功耗: 不大于 35W3.工作环境工作温度： -10+550C贮存温度: -40+55湿度： 5%95%（不结露）。所有设备均放置在无屏蔽、无防静电措施的机房内。4.电磁兼容性在变电站继电器室的电磁场的环境下能正常工作，符合“GB/T13926-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性”中有关规定的要求，并达到级及以上标准。5.GPS主时钟及时间同步信号扩展装置输出接口要

21、求GPS主时钟及时间同步信号扩展装置至少应可提供下述几种时钟同步信号：1PPS秒脉冲（空接点输出）1PPS秒脉冲（TTL）1PPM分脉冲（空接点输出）1PPM分脉冲（TTL）IRIG-B（DC）时码（RS-422）IRIG-B（DC）时码（TTL）IRIG-B（AC）时码时间日期报文串口（RS-232）时间日期报文串口（RS-485）NTP（SNTP）网络对时协议10、性能指标 1)获得数据时间： - 瞬时断电后重开机， 20秒。 - 位置未变，重开机， 45秒。- 位置和时间变化重开机， 90秒。- 本地第一次开机， 90秒。 2)位置精度：±0.1 3)时间精度：1s（TTL有源

22、脉冲输出） 4)空接点输出口特性： - 空接点C、E间外接电压：VCE< 30V，可配为220V - 空接点C、E间允许电流：ICE< 50mA，可配为100mA - 时间精度：<3s 方案一（法国）序 号名 称配 置备 注1继保室GPS主时钟屏，屏内安装2台GPS主时钟、2台时间同步信号扩展装置，具有下列时间同步信号输出： 1面屏柜一面 LEDI Network同步网专用时钟 2台每台主时钟具有8路IRIG-B（DC）输出、一个RJ45网络对时接口（I/O），带告警接点、带内部守时功能、输入具有时延补偿功能，断电后两小时持续供电扩展装置T-GPS-F5 1台32个空接点脉冲

23、输出,16个有源分脉冲输出, 16个有源秒脉冲（24V）输出,4个RS-232串口,双IRIG-B码时间基准备份功能,脉冲输出信号可编程、带告警接点、带内部守时功能扩展装置T-GPS-F5 1台16个空接点脉冲输出,8个IRIG-B（DC），8个IRIG-B（RS-422），8个RS-485串口,4个RS-232串口,双IRIG-B码时间基准备份功能,脉冲输出信号可编程、带告警接点、带内部守时功能1.1脉冲（1PPS或1PPM）接点个1.2IRIG-B(DC、RS-422)个1.3RS-485串口个1.4RS-232串口个2发电机层GPS时间同步信号扩展装置屏，屏内安装时间同步信号扩展装置2台

24、，具有下列时间同步信号输出：1面屏柜一面扩展装置T-GPS-F5 1台48个空接点脉冲输出,8个RS-485串口,4个RS-232串口,双IRIG-B码时间基准备份功能、脉冲输出信号可编程、带告警接点、带内部守时功能扩展装置T-GPS-F5 1台8个IRIG-B（DC），8个IRIG-B（RS-422），4个RS-232串口,双IRIG-B码时间基准备份功能、脉冲输出信号可编程、带告警接点、带内部守时功能2.1脉冲（1PPS或1PPM）接点个2.2IRIG-B(DC、RS-422)个2.3RS-485串口个2.4RS-232串口个350米天线、天线馈线、天线支架2套4光缆（包括尾纤、光纤熔接盒、法兰盘等附件）待定继保室和发电机层GPS设备连接。5光电转发器4 方案二（国产）序 号名 称配 置备 注1继保室GP