GPS时钟系统在综自变电站中的接入与应用

      近几年来，随着变电站自动化水平的提高，在综自变电站中计算机监控系统、微机保护装置、微机故障录波装置以及各类数据管理机得到了广泛的应用，而这些自动装置的配合工作需要有一个统一的时间。当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。随着电网的日益复杂、装机容量的提高和电网的扩大，提供标准时间的时钟基准成为电厂、变电站乃至整个电力系统的迫切需要，时钟的统一是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施，是综自变电站自动化系统的zui基本要求之一。
       现行的GPS时钟系统支持硬对时（脉冲节点PPS、PPM、PPH）、软对时（串口报文）、编码对时（IRIG-B、DCF77）和网络NTP对时，满足国内外不同设备的对时接口要求，变电站内微机保护装置、测控装置、故障录波器、自动化系统站控层设备等均可接入GPS时钟同步系统。GPS对时接口一般有：RS232串口输出、RS485串口输出，非调制IRIG-B输出信号，分脉冲1PPM输出信号，秒脉冲1PPS输出信号等。综自变电站中往往有许多不同的新老装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，在实际的工程应用中往往是几种对时方式结合在一起使用的，这样就需要增加硬接点或网络对时来统一时间。比如变电站自动化系统中有很多设备不支持B码对时，则多采用串行口对时和1PPM脉冲对时相结合的对时方式，串行口对时将智能设备的时间基准到毫秒级，而1PPM每整分钟发一个脉冲作用于智能装置的时钟清零线，从而实现时钟的同步。具有B码对时功能的智能装置，原则上是不能再接受串行通信报文对时的，否则会出现时间跳变，而比较*的智能装置会在通信程序里增加一个判据，当B码对时功能发生故障时才接受串行口的对时报文进行对时。
 　  变电站的时钟同步系统由主时钟、时间信号传输通道、时间信号用户设备接口（扩展装置）组成。主时钟一般设在变电站的控制中心，包括标准机箱、接收模块、接收天线、电源模块、时间信号输出模块等，对变电站设备和间隔层IED设备（包括智能电能表等）按要求实现GPS对时，并具有时钟同步网络传输校正措施。
 　  结合实际的运行经验和实际情况，以110kV中星站的综自改造为例。在变电站保护室和高压室各安装一面GPS时间同步系统屏，配置一台标准同步钟本体，主时钟完成GPS卫星信号的接收、处理，及向信号扩展装置提供标准同步时间信号（RS422电平方式IRIG-B）；并且每台主时钟具有内部守时功能。各标准同步钟本体应能接收两路IRIG-B（DC）时码时间信息功能。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恢复时，保持一定的走时准确度，直到外部时间基准信号恢复时自动切换到正常工作状态。综自改造的中星变电站是采用以太网方式组网，存在有些厂家的旧设备只存在RS232串口或RS485接口。新安装的主变线路测控装置、#1主变保护、#2主变保护及10kV高压室的所有线路保护等都有B码的接口，采用了422B码对时，选用了RVVP两芯的屏蔽通讯电缆，1为+，2为—，依次将各装置接入GPS同步时钟装置的B码输出标号段。110kV故障录波器没有B码接口，空接点接入分脉冲和秒脉冲，实现硬接点对时。两台远动主机的RS232串口分别接入GPS时间同步系统对时，#3主变压器保护及110kV线路保护装置为老型号，无法实现B码对时，和当地监控后台也只能通过远动主机实现综自网络对时。