三．GPS時鐘系統(tǒng)在綜自變電站中的接入與應(yīng)用

　　現(xiàn)行的GPS時鐘系統(tǒng)支持硬對時（脈沖節(jié)點PPS、PPM、PPH）、軟對時（串口報文）、編碼對時（IRIG-B、DCF77）和網(wǎng)絡(luò)NTP對時，滿足國內(nèi)外不同設(shè)備的對時接口要求，變電站內(nèi)微機保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波器、自動化系統(tǒng)站控層設(shè)備等均可接入GPS時鐘同步系統(tǒng)。GPS對時接口一般有：RS232串口輸出、RS485串口輸出，非調(diào)制IRIG-B輸出信號，分脈沖1PPM輸出信號，秒脈沖1PPS輸出信號等。綜自變電站中往往有許多不同的新老裝置需要接收時鐘同步信號，其接口類型繁多，在實際的工程應(yīng)用中往往是幾種對時方式結(jié)合在一起使用的，這樣就需要增加硬接點或網(wǎng)絡(luò)對時來統(tǒng)一時間。比如變電站自動化系統(tǒng)中有很多設(shè)備不支持B碼對時，則多采用串行口對時和1PPM脈沖對時相結(jié)合的對時方式，串行口對時將智能設(shè)備的時間基準(zhǔn)精確到毫秒級，而1PPM每整分鐘發(fā)一個脈沖作用于智能裝置的時鐘清零線,從而實現(xiàn)時鐘的精確同步。具有B碼對時功能的智能裝置，原則上是不能再接受串行通信報文對時的，否則會出現(xiàn)時間跳變，而比較先進(jìn)的智能裝置會在通信程序里增加一個判據(jù)，當(dāng)B碼對時功能發(fā)生故障時才接受串行口的對時報文進(jìn)行對時。

　　變電站的時鐘同步系統(tǒng)由主時鐘、時間信號傳輸通道、時間信號用戶設(shè)備接口（擴展裝置）組成。主時鐘一般設(shè)在變電站的控制中心，包括標(biāo)準(zhǔn)機箱、接收模塊、接收天線、電源模塊、時間信號輸出模塊等，對變電站設(shè)備和間隔層IED設(shè)備（包括智能電能表等）按要求實現(xiàn)GPS對時，并具有時鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。

　　結(jié)合實際的運行經(jīng)驗和實際情況，以110kV中星站的綜自改造為例。在變電站保護(hù)室和高壓室各安裝一面GPS時間同步系統(tǒng)屏，配置一臺標(biāo)準(zhǔn)同步鐘本體，主時鐘完成GPS衛(wèi)星信號的接收、處理，及向信號擴展裝置提供標(biāo)準(zhǔn)同步時間信號（RS422電平方式IRIG-B）；并且每臺主時鐘具有內(nèi)部守時功能。各標(biāo)準(zhǔn)同步鐘本體應(yīng)能接收兩路IRIG-B（DC）時碼時間信息功能。主時鐘內(nèi)部的時鐘當(dāng)接收到外部時間基準(zhǔn)信號時，被外部時間基準(zhǔn)信號同步，當(dāng)接收不到外部時間基準(zhǔn)信號恢復(fù)時，保持一定的走時準(zhǔn)確度，直到外部時間基準(zhǔn)信號恢復(fù)時自動切換到正常工作狀態(tài)。綜自改造的中星變電站是采用以太網(wǎng)方式組網(wǎng)，存在有些廠家的舊設(shè)備只存在RS232串口或RS485接口。新安裝的主變線路測控裝置、#1主變保護(hù)、#2主變保護(hù)及10kV高壓室的所有線路保護(hù)等都有B碼的接口，采用了422B碼對時，選用了RVVP兩芯的屏蔽通訊電纜，1為+，2為—，依次將各裝置接入GPS同步時鐘裝置的B碼輸出標(biāo)號段。110kV故障錄波器沒有B碼接口，空接點接入分脈沖和秒脈沖，實現(xiàn)硬接點對時。兩臺遠(yuǎn)動主機的RS232串口分別接入GPS時間同步系統(tǒng)對時，#3主變壓器保護(hù)及110kV線路保護(hù)裝置為老型號，無法實現(xiàn)B碼對時，和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺也只能通過遠(yuǎn)動主機實現(xiàn)綜自網(wǎng)絡(luò)對時。

　　在500kV博羅站，如圖1所示，500kV繼保小室和220kV繼保小室內(nèi)各設(shè)1套主時鐘，負(fù)責(zé)本小室二次設(shè)備的對時，包括軟對時、硬對時（1PPS、1PPM、差分信號）、編碼對時（IRIG－B、DCF77）。保護(hù)小室主時鐘的時間信號接收單元除了接收本小室的GPS時間信號外，還接收另一小室的GPS時間信號作為備用的標(biāo)準(zhǔn)時間源輸人（通過光纖以IRIG－B時碼方式輸入），兩臺主時鐘之間能夠互為備用,當(dāng)一個小室的時間信號接受單元出現(xiàn)問題時（例如跟蹤不到衛(wèi)星、天線受損等），自動切換到另一小室GPS上，獲取標(biāo)準(zhǔn)時間信號，保證本小室對時信號正常輸出。另外，在主控室設(shè)一套擴展時鐘，主時鐘和時間擴展裝置之間通過光纖連接，時間信號接收單元分別從兩臺主時鐘獲取時間信號，互為備用，自動切換，完成對本室設(shè)備的對時，擴展裝置接受主時鐘提供的時間信息，經(jīng)過擴展向其它裝置提供多路輸出接口。

　　為保證GPS時鐘系統(tǒng)的功能、精度和效率，應(yīng)做好日常的保養(yǎng)和維護(hù)工作，應(yīng)定時對GPS對時系統(tǒng)各個部件進(jìn)行檢查，首先應(yīng)檢查裝置顯示面板上的天線信號是否正常，再檢查顯示面板上鎖定的衛(wèi)星數(shù)量（一般應(yīng)大于3），以上兩項正常后再用顯示面板上所顯示的時間與各個對時設(shè)備上所顯示或打印的時間進(jìn)行比對，以確認(rèn)對時系統(tǒng)內(nèi)所有參與對時的設(shè)備的對時單元工作正常，定時對系統(tǒng)內(nèi)的各個部件進(jìn)行巡檢以保證整個系統(tǒng)的可靠性。

　　在GPS屏內(nèi)還應(yīng)加裝監(jiān)視裝置,運行狀態(tài)的告警接點輸出，包括電源消失告警、IRIG-B信號消失告警以及本裝置自檢異常告警以便及時反應(yīng)GPS運行情況。正常工作時，電源指示應(yīng)該正常，“1PPS”脈沖指示燈每秒閃爍一次，當(dāng)發(fā)出“IRIG-B信號消失告警”表示本機未正確收到IRIG-B的輸入信號，應(yīng)做進(jìn)一步檢查。

　　四．結(jié)束語

　　GPS時鐘系統(tǒng)在綜自改造站中和新建站中廣泛應(yīng)用，它不但能有效地減少檢修和運行人員的工作量，還使我們變電站內(nèi)大多數(shù)的運行設(shè)備有了統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的時間基準(zhǔn)，方便對運行中出現(xiàn)的各種事件的分析和追溯，提高了電力系統(tǒng)的自動化水平，為我局向更高管理層次邁進(jìn)提供強有力的技術(shù)保障。