(高清版)GB∕T 37911.2-2019 电力系统北斗卫星授时应用接口 第2部分：检测规范

ICS33.200M50中华人民共和国国家标准电力系统北斗卫星授时应用接口2019-08-30发布2020-03-01实施国家市场监督管理总局前言 引言 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 5.2北斗卫星授时时间同步装置组成 5.3北斗卫星授时应用接口组成 6检测要求 7测试方法 7.5电源适应性试验 7.6绝缘性能试验 7.7机械性能试验 7.8电磁兼容性试验 ⅠGB/T37911《电力系统北斗卫星授时应用接口》分为以下2个部分：本部分为GB/T37911的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口。本部分起草单位：中国电力科学研究院、国家电力调度通信中心、国网电力科学研究院、华北电力设计工程有限公司、中国电子技术标准化研究院、北京四方继保自动化股份有限公司、郑州威科姆科技股份有限公司、武汉中元华电科技股份有限公司、中国南方电网超高压输电公司、山东科汇电力自动化股份有限公司、许昌开普电器检测技术有限公司、国电南瑞科技股份有限公司。本部分主要起草人：陆天健、南贵林、施玉祥、张道农、陈倩、胡炯、杨玉清、邓志刚、刘琳、王俊永、Ⅱ编制GB/T37911《电力系统北斗卫星授时应用接口》的目的是规范北斗卫星导航系统作为一种标准时间源在我国电力系统中的应用，明确电力系统对北斗卫星授时应用接口的技术要求和检测方法，加强电力系统多时间源管理，满足电力系统对时间同步的需求，提高电力系统安全稳定控制和事故分析的水平，适应我国电力系统发展的需要。电力系统北斗卫星授时应用接口GB/T37911的本部分规定了电力系统北斗卫星授时应用接口及北斗卫星授时时间同步装置的组成、检测要求、测试方法等。本部分适用于电力系统北斗卫星授时应用接口及北斗卫星授时时间同步装置的检测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2887—2011计算机场地通用规范GB/T9361—2011计算机场地安全要求GB/T13729—2002远动终端设备GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3—2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4—2018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5—2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.6—2017电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.9—2011电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB/T17626.10—2017电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T17626.12—2013电磁兼容试验和测量技术振铃波抗扰度试验GB/T17626.29—2006电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验GB/T19391—2003全球定位系统(GPS)术语及定义GB/T26866—2011电力系统的时间同步系统检测规范GB/T37911.1—2019电力系统北斗卫星授时应用接口第1部分：技术规范DL/T1100.1—2018电力系统的时间同步系统第1部分：技术规范3术语和定义GB/T19391—2003和DL/T1100.1—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了方便使用，以下重复列出了GB/T19391—2003和DL/T1100.1—2018中的一些术语和定义。3.1协调世界时以世界时作为时间初始基准，以原子时作为时间单元(s)基础的标准时间。[GB/T19391—2003,定义5.3]123.2北京时间中国的标准时间。本部分中的标准时间，除特殊注明者外，均为北京时间。[DL/T1100.1—2018,定义3.4]3.3时间基准信号由与国际时频基准或国家时频基准建立溯源关系的连续运转的原子钟组所产生和保持的时间信号。3.4无线时间基准信号以无线通信方式传播的时间基准信号。[DL/T1100.1—2018,定义3.7]3.5时间报文包含时间信息和报头、报尾等标志的信息串。[DL/T1100.1—2018,定义3.14]3.6秒脉冲一种时间基准信号，每秒一个脉冲。[DL/T1100.1—2018,定义3.15]3.7分脉冲一种时间基准信号，每分一个脉冲。[DL/T1100.1—2018,定义3.16]时脉冲一种时间基准信号，每小时一个脉冲。[DL/T1100.1—2018,定义3.17]3.9时间准确度时钟装置输出的时间与标准时间（如北京时间）的一致性程度。[DL/T1100.1—2018,定义3.18]码一种串行时间交换码。[DL/T1100.1—2018,定义3.20]时间同步装置时间同步装置又称时钟装置，包括主时钟和从时钟。[DL/T1100.1—2018,定义3.11]3时间同步系统能接收外部时间基准信号，并按照要求的时间准确度向外输出时间信号的系统。注：时间同步系统通常由主时钟、若干从时钟、时间信号传输介质组成。[DL/T1100.1—2018,定义3.9]4缩略语下列缩略语适用于本文件。交流北斗卫星导航系统(直流全球卫星定位系统(晶体管-晶体管逻辑(北斗卫星导航系统是电力系统时间同步系统的时间源之一，时间同步功能通过北斗卫星授时时间同步装置实现，北斗卫星授时时间同步装置的组成及应用接口示意图见图1所示。北斗卫星授时时间同步装置接收北斗卫星无线时间基准信号，输出相应的时间信号，由接收单元（又称授时终端）、时钟单元和输出单元组成。北斗授时应用接口包括接收单元的天线射频接口、北斗卫星授时时间同步装置内部接收单元与时钟单元的交互接口、北斗卫星授时时间同步装置与被授时系统和设备的输出接口。注：时钟单元与输出单元接口为时间同步装置内部通信接口，本部分不涉及。图1北斗卫星授时时间同步装置及应用接口示意图5.2北斗卫星授时时间同步装置组成接收单元分为两类，北斗单系统接收单元或北斗/GPS双系统接收单元。北斗单系统接收单元接收北斗卫星无线时间基准信号；北斗/GPS双系统接收单元接收北斗卫星无线时间基准信号和GPS卫星无线时间基准信号。接收单元由射频前端、基带处理和定时处理三部分组成。接收单元接收北斗授时基准信号或北斗/GPS授时基准信号，提供时间信号有效性标志、输出位置信息、时间信息、卫星信息、状态信息和1PPS信号等，其中1PPS由专用物理通道输出，位置信息、时间信息、卫星信息和状态信息由串行通道输出。4接收单元应具备接收和处理来自时钟单元的参数设置和控制信息功能。时钟单元对接收单元输出的时间信息、卫星信息、状态信息和1PPS信号进行处理，由内置频标生成本地时间基准。时钟单元接收到有效的时间信号后，进入跟踪锁定状态，利用接收时间信号同步本地时钟，保持输出时间与接收时间一致，并补偿传输延时。时钟单元接收到的时间信号失效时，进入守时保持状态，依靠内置频标保持时间输出准确度。接收时间信号恢复正常后，时钟单元自动结束守时状态，并由接收时间信号牵引进入跟踪锁定状态。在牵引过程中，时钟单元仍能输出正确的时间同步信号和时间信息。时钟单元可根据时间准确度的要求选用相应的内置频标器件，如温度补偿石英晶体振荡器、恒温控制晶体振荡器或原子频标等。输出单元输出时间同步信号、时间信息、状态信号和告警信号。5.3北斗卫星授时应用接口组成输入接口是指接收单元的射频输入接口。接收单元通过输入接口与卫星接收天线相连，接收北斗卫星信号或北斗/GPS卫星信号。交互接口指接收单元与时钟单元之间的接口，包括：a)接收单元输出同步脉冲信号给时钟单元的专用接口；b)接收单元与时钟单元之间指令、信息交互的全双工串行通信接口。输出接口是指输出单元与被授时设备之间的接口，输出时间同步信号、时间信息、状态信息等。6检测要求在无特殊说明的条件下，所有试验项目均在以下试验用标准大气条件下进行：环境温度相对湿度大气压力型式试验和出厂检验场地安全要求应符合GB/T9361—2011中B级的规定，接地电阻应符合GB/T2887—2011中4.8要求。现场检验时，装置的使用地点应无剧烈振动源，具有防雨、防静电等安全防护措施。5测试设备应通过检定校准，符合准确度要求，并在有效期内。用于给时间同步测试仪提供时间基准信号，要求如下：a)通过检定机构校准，经量值传递并标定时间准确度；b)标准时间源相对UTC时间的时间准确度应优于被测装置标称的时间准确度的四分之一，并具有1PPS输出。6.2.3时间同步测试仪用于测量被测试装置输出的各种类型时间同步信号的时间准确度和时间同步信息的正确性，要求如下：a)应具备测试以下类型（但不限于）时间同步信号功能：—脉冲信号(1PPS、1PPM、1PPH、可编程脉冲等—IRIG-B信号；—串行通信口对时信号；—网络对时信号。ns,测量准确度应优于被测装置标称的时间准确度的四分之一。可测量两路输入脉冲信号上升沿之间的时间差，要求如下：ns,测量精度应优于被测装置标称的时间准确度的四分之一；路；带宽采样率6.2.5卫星信号模拟器应具备模拟北斗/GPS卫星等发送射频信号（无线、有线）功能，要求如下：a)具有射频信号输出接口；b)模拟器输出信号参数：满足测试要求的其他测试设备及仪器。67测试方法北斗卫星授时时间同步装置测试原理示意图见图2,可选用三种测试模式之一。卫星模拟器无线输出方式试验时，应在屏蔽暗室环境下进行。b）模拟器有线连接测试模式c）模拟器无线输出暗室测试模式图2北斗卫星授时时间同步装置测试原理示意图按照GB/T37911.1—2019中6.1.1的要求，按天线和接收单元的产品规范规定的方法进行测试，或者由生产厂家提供授时终端测试报告进行评审。测试或评估项目包括卫星接收天线的接收频率、天线增益、驻波比、噪声系数、输入阻抗、接口形式、天线供电、馈线长度等技术指标，以及接收单元的卫星信号接收频率、接收灵敏度、通道数、定时不确定度、启动时间等技术指标。7按照图2采用无线接收卫星信号或卫星信号模拟器模拟有线信号、无线信号，在输出接口测试通道数、定时不确定度、启动时间等技术指标。按照GB/T37911.1—2019中6.1.2的要求，采用时间同步测试仪或示波器在装置输出接口测试1PPS的时间准确度、串行通信接口和1PPS之间的同步精度，电源适应性的电源波动影响（由7.5中完成需要时断开与时钟单元的连接，用时间同步测试仪或示波器连接接收单元的交互接口见图3。在运行状态下测试并分析串口通信协议的正确性，读取并确定接收单元的位置信息、时间信息、卫星信息、状态、配置信息的正确性，测试原理见图3所示。b）模拟器有线连接测试模式c）模拟器无线输出暗室测试模式图3北斗卫星授时时间同步装置接收单元测试原理示意图按照GB/T37911.1—2019中6.1.3的要求，按照图2连接测试设备，在装置接收北斗或北斗/GPS双系统无线时间基准信号并稳定工作的条件下，按GB/T26866—2011规定的测试方法，对装置输出的脉冲信号、IRIG-B码、串行通信接口、串口通信时间报文、网络时间同步接口进行功能、性能测试。测试内容如下：8脉冲信号电气输出接口或光纤接口测试，采用时间同步测试仪或示波器等设备，按照脉冲信号的形式，测量输出同步脉冲信号的跳变沿及脉宽，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3.1的要求为合格。码用时间同步测试仪或示波器等设备，测量输出IRIG-B(DC)码、IRIG-B(AC)码的码元信号，满串行通信接口检查串行通信接口的配置与定义，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3.3的要求为合格。用时间同步测试仪接收串口报文数据，分析报文的正确性，并测量串口报文的起始发送时刻与标准时间源之间的时差，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3.4的要求为合格。用时间同步测试仪，接收网络时间报文数据，测试与标准时间源之间的时差并分析报文，满足按照GB/T37911.1—2019中6.2的要求，按照图2将测试设备连接被测时间同步装置的对应端口，对装置输出的电源状态指示、时钟同步信号输出指示、北京时间指示进行功能正确性判断测试。测试方法如下：信号输出功能用时间同步测试仪检查装置是否能正确输出脉冲信号、IRIG-B码、串行时间报文和网络时间报文。输出功能用时间同步测试仪或示波器检查装置是否能够正确输出用于检测的1PPS信号(TTL电平）。守时功能按照GB/T26866—2011中4.2.4的方法，测量装置的守时精度验证守时功能，检查守时精度，满足GB/T37911.1—2019中6.2的要求为合格。复位功能对装置进行复位操作，复位过程中用时间同步测试仪或示波器检查装置是否有输出；复位完成后，用时间同步测试仪或示波器检查装置输出信号的正确性。电源状态指示通过开关电源，观察并确认装置上电源状态指示的正确性。f)时钟同步信号输出指示通过观察与测试，确认装置上同步输出指示及外部授时源指示、当前时间基准信号指示的正确性。北京时间指示通过观察与测试，确认装置显示的年、月、日、时、分、秒的正确性，用时间同步测试仪测出与标准时间源之间的时差及分析报文的正确性。电源中断告警将告警输出接点接到万用表输入端，将万用表设置为电阻挡，通过模拟电源中断过程，测试装置电源中断输出指示的正确性。9故障告警采用接点方式输出时，将告警输出接点连接到万用表输入端，将万用表设置为电阻挡，通过模拟装置故障，测试装置故障状态告警输出的正确性。北斗/GPS切换功能：将卫星信号模拟器设置为以下4种工作场景：1)北斗、GPS卫星信号正常；2)北斗卫星信号正常、GPS卫星信号异常；3)北斗卫星信号异常、GPS卫星信号正常；4)北斗、GPS卫星信号均异常。将时钟装置的接收单元设置为北斗/GPS双系统模式，在1)、2)、3)工作场景，时钟装置工作在跟踪锁定状态；在4)工作场景，时钟装置工作在守时保持状态。在工作场景切换过程中，用时间同步测试仪测量输出1PPS信号的准确度和输出时间信息的连续性，状态指示正确性，满足GB/T37911.1—2019中6.2的要求为合格。电网频率测量功能的测试方法按GB/T26866—2011中4.2.9的方法进行，测试结果满足DL/T1100.1—2018中7.7的要求为合格。按GB/T13729—2002中4.4的规定和方法，进行高温测试试验，按7.2.3的要求，测试装置输出时间信息正确性，输出时间信号的时间准确度，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3的要求为合格。按GB/T13729—2002中4.3的规定和方法，进行低温测试试验，按7.2.3的要求，测试装置输出时间信息正确性，输出时间信号的时间准确度，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3的要求为合格。按GB/T13729—2002中3.1.3的规定和方法进行贮存测试试验，按7.2.3的要求，测试装置输出时间信息正确性，输出时间信号的时间准确度，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3的要求为合格。7.5电源适应性试验按GB/T26866—2011中4.5.4的规定和方法进行电源影响试验，按7.2.3的要求，测试装置输出时间信息正确性，输出时间信号的时间准确度，满足GB/T37911.1—2019中6.1.3的要求为合格，并测试装置的电源功耗。7.6绝缘性能试验装置绝缘电阻试验项目及方法如下：a)额定绝缘电压小于60V时，绝缘电阻测试仪设置在250V挡；b)额定绝缘电压大于60V时，绝缘电阻测试仪设置在500V挡；d)分别测量导电回路对地的绝缘电阻、无电气连接的各导电回路间的绝缘电阻，应满足7.6.1中要求。介质强度试验项目及方法如下：按GB/T13729—2002中4.5的规定和方法进行，试验电压从零伏起，在5s内逐渐升到规定值并保持1min,随后迅速平滑地降到零伏，测试完毕断电后用接地线对被测装置进行安全放电；检查测试过程是否发生击穿和闪烁现象。试验后，按7.2.3的要求，测试装置输出时间信息正确性，输出时间信号的时间准确度，满足按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行恒定湿热试验，测试装置的绝缘电阻、外观，满足7.7机械性能试验振动试验如下：振动响应试验按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行振动响应试验，严酷等级为Ⅰ级；—检查装置紧固零件松动、机械损坏等现象，振动试验结束后按7.2.3的要求进行测试。振动耐久试验按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行振动耐久试验，严酷等级为Ⅰ级；—检查装置紧固零件松动、机械损坏等现象，振动试验结束后按7.2.3的要求进行测试。冲击试验如下：冲击响应试验按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行冲击响应试验，严酷等级为Ⅰ级；—检查装置紧固零件松动、机械损坏等现象，冲击试验结束后按7.2.3的要求进行测试。冲击耐久试验按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行冲击耐久试验；严酷等级为Ⅰ级；—检查装置紧固零件松动、机械损坏等现象，冲击试验结束后按7.2.3的要求进行测试。碰撞试验如下：按GB/T13729—2002中3.8的规定和方法进行碰撞试验；严酷等级为Ⅰ级；—检查装置紧固零件松动、机械损坏等现象，碰撞试验结束后按7.2.3的要求进行测试。7.8电磁兼容性试验对北斗卫星授时时间同步装置进行电磁兼容试验，检验电力系统北斗卫星授时应用接口，应满足电磁兼容性要求。在装置运行条件下进行电磁兼容性试验，试验项目及方法见表1。在抗电磁干扰测试过程中检验电磁干扰对装置的