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Xi'an Synchronization of Electronic Technology Co., Ltd.

GPS同步時鐘在電力系統的應用

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Issuing time:2018-12-07 09:43Author:小安Source:西安同步原創

本文介紹了GPS 同步時鐘的基本結構,分析了GPS 同步時鐘在電力系統應用的重要性,以及GPS同步時鐘在電力應用上線需滿足的功能和對于推動電力系統時間同步技術的發展具有重要的意義。

1GPS同步時鐘在電力系統應用的重要性

由于電網的各種自動化裝置是電力系統安全穩定運行的重要保證,電系統中的微機保護和其它自動裝置的測量采樣均是在各自時鐘控制下工作的,經過長時間運行,其時鐘累計誤差不容忽視。如果不對電力系統各種裝置的時鐘進行統一校正,電力系統各種裝置的時間失去同步,從而影響各自動化裝置的正常工作,給電力系統安全穩定運行帶來危害。

為確保電力系統時間同步,通常用某個標準時間信號對電力系統各失步時鐘進行對時。全球衛星定位系統北斗GPS同步時鐘的建立,成功地解決了電力系統的時間同步問題。

電力系統的各廠站通過GPS 同步時鐘接收GPS 信號作為時間校對基準,便可實現其系統時間的高精度同步。GPS 同步時鐘不僅成功地解決了電力系統的時間誤差問題,且由于其高對時精度,為實現線路故障行波測距、廣域相量測量系統、新型差動保護等新功能創造了條件。

2GPS同步時鐘的應用功能

GPS 同步時鐘的主要功能是接收GPS 衛星的高精度同步時間信息,并以此為電力系統各種自動化裝置的時鐘對時,保證電力系統的時間同步。在全球衛星時鐘同步技術初期,傳統的GPS 同步時鐘主要由GPS 信號接收單元、中心處理單元CPU、同步脈沖發生電路、LED 顯示及輸出信號擴展調理單元構成,其組成的硬件系統在技術未成熟期成功的解決了電力系統時鐘同步的問題。

隨著全球衛星時鐘同步技術的逐漸成熟,GPS同步時鐘系統應用于電力不再需要單獨的配置GPS 信號接收單元、中心處理單元CPU、同步脈沖發生電路、LED 顯示及輸出信號擴展調理單元等裝置,而是在其系統中配置一套GPS同步時鐘系統,如SYN4505A型時鐘同步系統現在應用于電力時鐘系統,一套設備輕松的解決的傳統同步時鐘系統中的復雜配置問題。

SYN4505A型時鐘同步系統具有衛星信號接收單元的功能,其主要功能是負責接收來自同步時鐘天線的信號,并對其進行變換和處理,計算出北斗GPS 信號從衛星到接收天線的傳播延時,解譯出北斗GPS衛星所發送的導航電文,實時計算出測站的三維位置、三維速度和時間信息,輸出與國際標準時間UTC 保持高度同步的秒脈沖選通信號1PPS,并通過RS- 232/485 等串行接口輸出與1PPS脈沖前沿相對應的UTC 標準時間、日期及接收器所處方位等信息。

SYN4505A型時鐘同步系統具有中心處理單元的作用,接收并處理來自北斗GPS 接收器的1PPSRS232 信息。通常將1PPS 脈沖接入中斷,當有中斷產生時(即1PPS 上升沿到來時),單片機開始從串口讀取RS232 信息,從中提出時間信息并進行一定的處理。

SYN4505型時鐘同步系統具有信號擴展調理單元的作用,其最早的信號擴展單元是由信號擴展單元和電平調理單元組成,單片機通常只有一個RS- 232 接口,無法滿足電力系統多種信號類型、多個輸出接口的通信要求。

經集成優化就的信號擴展單元可從總線擴展出多個輸出接口,經不同的時間協議調理可得到用戶需要的1PPM1PPHRS- 232 IRIG- B 等多種信號輸出接口,更好的滿足電力系統多樣化的對時需求,并且可以做到一機多用,即一臺同步時鐘可以為多個電力系統自動化裝置對時。

3、北斗GPS 同步時鐘在電力系統中的應用

在電力系統中,為了分析電力系統故障的起因和發展過程,要求廠站內安裝的故障錄波器、事件記錄儀、微機繼電保護及安全自動裝置、遠動及微機監控系統均在同步的時鐘下工作,電網調度自動化也要求主站端與遠方終端的時間同步。

隨著電力系統規模的不斷擴大和自動化水平的不斷提高,電力系統的時間同步顯得更為重要,它是保障電力系統安全、穩定運行的一個重要措施。北斗GPS 同步時鐘以其對時的精確、快速、可靠等優點,可為電站和線路走廊的設計、施工提供幫助。

電力時鐘同步系統授時圖.png

SYN4505A型時鐘同步系統作為電力系統的主要應用設備,可用于電力系統的實時狀態監測,進而對電力系統進行分析與控制;可用于故障順序記錄、故障錄波、故障定位、相量測量、勵磁調速等;可用于電力系統的失步保護、線路電流差動保護、繼電保護裝置的同步精確定時;還可用于電網的綜合自動化以及配電網絡的管理和組織現場檢修等。

北斗GPS 同步時鐘在電力系統中的應用場合主要有在雙端行波故障測距中的應用高壓線路的準確故障測距是從技術上保證電網安全、穩定和經濟運行的重要措施之一,具有巨大的社會和經濟效益。

高壓和超高壓輸電線路往往暴露于不同的環境并分布在廣大的地理區域,其穿越地區地形復雜,氣候條件多變,惡劣的環境往往容易導致故障的發生,一旦發生故障,巡線工作艱苦、困難,需要花費大量的人力、物力和時間。如果能快速、準確的對故障進行定位,就可以使線路維護人員直接找到故障點并檢修,從而大大減輕巡線負擔,節省了人力、物力資源,并且快速恢復送電、

4、小結

GPS同步時鐘技術應用于電力系統中,不僅大大提高了電力系統的自動化程度,為我國大電網安全穩定運行提供保障,而且使電力系統管理上更具人性化、公正化、信息化。同時對瞬時故障而造成的線路設備隱患,并及早采取防范措施,提高電力系統運行的可靠性,減少因停電而造成的綜合損失。