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解讀電力系統中的GPS衛星同步時鐘系統

隨著電力系統的快速發展,變電站中的各類系統 ：計算機監控系統、水情測報系統、視頻監控系統 狀態監測系統 生產信息管理系統等，各類裝置：繼電保護裝置、故障錄波裝置、PMU裝置、事件順序記錄SOE功能越來越強大，需要采集、記錄的數據量越來越大。如果數據采集、事件記錄的時間自己自足，那么時間順序錯位將不可避免，將會對數據分析，故障分析造成極大的困難，GPS衛星同步時鐘系統的組建，可提供準確、安全、可靠的全廠時鐘源提供統一的時間基準。

衛星同步時鐘系統的時間需接收地球軌道衛星的授時，目前國內主要使用的是中國北斗衛星導航系統和美國GPS全球衛星導航系統

北斗衛星導航系統是中國自主建設、獨立運行的衛星導航系統為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航、授時服務的國家重要空間基礎設施為首選配置 。

一般主流的衛星時間同步系統由兩臺主時鐘、多臺從時鐘、信號傳輸介質組成可以同時接受北斗衛星導航系統及GPS全球定位系統用于被授時設備及系統對時。

 

BG2000衛星同步時鐘系統結構

 

BG2000衛星同步時鐘的衛星系統為GPS/北斗雙模式接收，該衛星雙模接收系統既能夠同時接收北斗/GPS雙星系統，也能夠單獨分別接收GPS或者北斗衛星系統。基于最可靠方式，本時鐘系統采用了雙星模式。雙模式同時接收國產北斗衛星系統和美國GPS全球定位系統衛星，使得參與同步定位的衛星數量大幅增加，并且搜星速度快，同步定位精度比單獨GPS方式更高，時鐘精度更精準。

 

GPS時鐘對時方式

由于電廠、變電站大多采用不同廠家的微機自動化設備，因此各個設備的對時方式也各不相同。主要有：

（1）脈沖對時方式：

脈沖對時方式多使用空接點接入方式（見第4頁），有

秒脈沖（PPS）--GPS時鐘1秒鐘對設備對時一次

分脈沖（PPM）--GPS時鐘1分鐘對設備對時一次

時脈沖（PPH）--GPS時鐘1小時對設備對時一次

常用的為分脈沖對時方式。

（2）串行口對時方式

被對時設備（如微機故障錄波及監控設備等）通過GPS時鐘的串行口，接收時鐘信息，來矯正其自身的時鐘。串行口對時方式分為RS232（用于近距離）和RS422/485（用于遠距離）兩種。使用該方式時應注意調整GPS時鐘的波特率，使之與被對時設備的波特率相同。

（3）IRIG-B時鐘碼對時方式

IRIG-B是專為時鐘傳輸而制定的時鐘碼標準。每秒鐘輸出一幀含有秒、分、時、當前日期及年份的時鐘信息。其對時較為精確。

IRIG-B又可分為解調制的電平方式和調制方式兩類。

解調致的電平方式中按照應用情況可分為：TTL電平、232電平、422電平等幾種。

調制方式有1KHz正弦調制方式。

（4）NTP網絡對時

Network Time Protocol（NTP）是用來使計算機時間同步化的一種協議，它可以使計算機對其服務器或時鐘源（如石英鐘，GPS等等）做同步化，提供高精準度的時間校正（LAN上與標準間差小于1毫秒，WAN上幾十毫秒），且可采用加密確認的方式來防止惡毒的協議攻擊。

RJ45網絡接口提供NTP(網絡時間規約)對時功能，IP地址可設置。

GPS衛星同步時鐘安裝

（1）天線的安裝

天線的安裝很重要

衛星時鐘配有一條30或50米長的天線。天線通過BG2000衛星時鐘后面板的天線端子供電和接收信號。天線設計成易于安裝的形式，有源天線頭被密封在直徑約90mm高約50mm的塑料體內。

一般安裝在屋頂或比較開闊的地方，這樣才能保證收到有效的衛星信號，接收天線的安裝位置和天氣的影響較大，如果天線的安裝位置不佳或有遮擋時，會造成一些時間段GPS時間精度有一定誤差甚至不定位無法對時。

（2）衛星時鐘的安裝

衛星時鐘為2U 19英寸架裝式結構,易于安裝于標準機柜內。安裝時，應先從附件帶內取出安裝耳和螺釘，固定于衛星時鐘前面兩側，從機柜的前面將衛星時鐘插入，然后用螺釘固定。應盡量安裝在靠近使用時鐘信號的裝置處；在多個裝置使用時鐘信號時，裝置的安裝位置選擇原則應盡量減少電纜線的長度。

后面板的接線應注意與端子的對應，以免誤接，造成不能對時；

 

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