电力系统时间同步装置

目前，国内电网中采用的时间同步装置主要有 GPS时间同步装置和授时服务两种。GPS是美国（NASA）的全球定位系统，通过对卫星和地面接收设备发送脉冲信号，计算出信号到达各个时刻的时间差，从而实现高精度时间同步。它由美国国家海洋和大气管理局（NOAA）控制，其时钟精度在15纳秒以内。授时服务是指通过给各个发电厂、变电站、线路、用户等提供主时钟服务，并对它们进行精确时间同步，来实现整个电力系统时间的统一。

授时服务主要有两种方式：一种是向电力系统各元件授时，另一种是向用户授时。

一般情况下，变电站内所有用户都设置一块主时钟，由变电站值班员负责统一管理。当一个用户对多个变电站提出时间同步要求时，由主时钟统一调度。通常情况下，变电站内的所有设备都同时发送时间信号（如秒脉冲、周波等）给各用户，而不使用主时钟发送时间信号。这样在变电站内各用户的主时钟之间就存在一种时间同步关系。

一、工作原理

GPS授时和授时服务装置是时间同步装置的两种方式。它可以从 GPS卫星上获取高精度的时钟信号，并将此信号转换成时间信号，再通过通信通道或时钟单元对各变电站进行时间同步。采用 GPS授时和授时服务的电网具有以下特点：
1、实时性： GPS授时和授时服务装置与时钟单元一起组成了完整的电网时间源，系统将运行状态数据采集到授时单元，实现了电力系统运行的实时监视和控制；
2、稳定性：时钟源是基于 GPS授时和授时服务的电网，由于主时钟和其他时钟源同步，因此具有较高的稳定性；
3、可靠性：主时钟的性能直接决定了整个系统的运行质量，可靠性要求极高；
4、经济性：主时钟与其他时钟源相比价格较低。

二、产品特点

1. GPS卫星授时：高精度、低功耗、全数字式时钟，可实现2m的高精度授时；
2. GPS实时授时：具有10ns高精度授时功能；
3.网络授时：支持以太网和RS485两种网络，支持多台网络服务器的时钟同步；
4.时钟频率调节功能：具有频率微调功能，可根据用户的要求进行频率调节；
5.时间同步输出功能：可输出秒脉冲、周波、时码等多种时间信息，并可通过串口扩展输出时间信息；
6.时间同步触发功能：具备完善的故障自检和手动分合测试功能，以及时钟校正功能；
7.时钟故障诊断功能：具备完整的时钟故障诊断机制，并可以通过串口扩展提供相关数据。
8.保护系统时钟功能：系统主时钟和备用主时钟采用不同频率工作，确保系统的正常运行。

三、举例说明

某省级电网公司下属的两个县局各设置一套主时钟，该主时钟由一台 GPS授时接收机、一台 NTP授时接收机、一台主时钟校时单元及两套秒脉冲输出单元组成。该网县局在其变电站、线路、用户等处均安装了 GPS时钟同步装置，其中：该县局 GPS时钟同步装置在两个县局各配置一套，在该网县局的所有变电站、线路和用户处也安装了 GPS时钟同步装置。在该两个县局之间，采用主对分方式进行授时。主对分方式是指由一个用户通过 NTP授时网向另一个用户发送主时钟授时网秒脉冲。两个县局之间的授时方式，需要先将该两个县局的主时钟同时校验，然后由主对分方式来对秒脉冲进行授时。两套秒脉冲输出单元的时间间隔为：主对分方式是1 ms，主对时单元是1 ms，主对时单元的输出时间间隔为1s。