建立電廠 / 變電站時間同步係統的必要性

建設全網統一的時間同步網 , 固然是解決全電網時間同步問題的好方法。但就能否精確補償時間信號傳輸時延、如何利用通道資源
、如何建設高可靠性高時間精度的時間同步網及其投資代價等方麵的綜合性問題 , 目前仍處於 探討階段。

結合我國電網現狀 , 首先建設好電網每個基本單元的電廠 / 變電站內時間同步係統 , 即時間同步子係統是迫切需要解決的 , 這不但對提高電力係統穩定運行極其重要 , 而且也為將來建設全網的時間同步網打下良好的基礎。

電廠 / 變電站時間同步係統方案

1 ．係統組屏

1 ） 係統獨立組屏。

2 ） 屏櫃內安裝接線端子排，時鍾裝置的輸出信號通過接線端子排與外部信號電纜連接。

3 ） 時鍾裝置的輸出到接線端子排的連接導線采用 0.5mm 2 ～ 1mm 2 的多股軟線。

2 ．係統配置

1 ） 一個發電廠或一個變電站，配置一套時間同步係統，一套時間同步係統可由一麵或多麵時鍾裝置屏組成。

2 ） 變電站，按每幢建築（保護小室或控製室）配置一麵時鍾裝置屏。

3 ） 發電廠，按每台發電機組配置一麵時鍾裝置屏，升壓站係統按變電站原則配置
，另外針對輸煤 PLC 、除灰 PLC 、化水 PLC 、脫硫 PLC 等需要對時信號特別少的小室可選擇從主時鍾屏通過光纖直接接收對時信號的方式。

4 ） 一套時間同步係統可配置一台主時鍾或兩台主時鍾（冗餘方式）。大型發電廠及 500kV 變電站應采用兩台主時鍾，兩台主時鍾以冗餘熱備模式工作

，提高了係統的可靠性。

3 ．時間同步係統的性能

1 ） 主時鍾 ( 一級時鍾 ) 接收 GPS/ 北鬥衛星信號或接收外部 IRIG-B （ DC ）時間基準信號，並向信號擴展箱 ( 從時鍾、二級時鍾 ) 提供 IRIG-B （ DC ）時間基準信號。

2 ） 時間同步係統各時鍾屏內根據需要可配置一台或多台信號擴展箱，信號擴展箱提供多路 脈衝信號（1PPS、1PPM
、1PPH、事件

，空接點
、差分
、TTL、24V/110V/220V有源
、光）
、IRIG-B信號（TTL、422、232、AC
、光）
、DCF77信號（有源
、無源）、時間報文（RS232、RS422/485、光）、NTP網絡時間信號
，可以滿足 電廠 / 變電站內 不同設備的對時接口要求。 信號擴展箱的數量及輸出信號接口類型根據各小室內對時設備的情況而定。

3 ） 主時鍾的時間信號接收單元能接收 GPS/ 北鬥衛星發送的協調世界時（ UTC ）信號作為外部時間基準信號。正常情況下
，主時鍾的時間信號接收單元獨立接收 GPS/ 北bei鬥dou衛wei星xing發fa送song的de時shi間jian基ji準zhun信xin號hao。當dang某mou一yi主zhu時shi鍾zhong的de時shi間jian信xin號hao接jie收shou單dan元yuan發fa生sheng故gu障zhang時shi，該gai主zhu時shi鍾zhong能neng自zi動dong切qie換huan到dao另ling一yi台tai主zhu時shi鍾zhong的de時shi間jian信xin號hao接jie收shou單dan元yuan接jie收shou到dao的de時shi間jian基ji準zhun信xin號hao，實shi現xian時shi間jian基ji準zhun信xin號hao互hu為wei備bei用yong。當dang主zhu時shi鍾zhong的de時shi間jian信xin號hao接jie收shou單dan元yuan恢hui複fu正zheng常chang後hou，該gai主zhu時shi鍾zhong自zi動dong切qie換huan回hui正zheng常chang工gong作zuo狀zhuang態tai，切qie換huan時shi間jian小xiao於yu 0.5 秒
，切換時主時鍾輸出的時間同步信號不會出錯。

4 ） 主時鍾可輸出一路特殊的供主時鍾間互聯的 IRIG-B （ DC ）碼信號
，該信號作為互聯主時鍾的“後備”外部時間基準，當主時鍾的“主”外部時間基準故障時，該信號停止輸出。消除當主時鍾互聯時“主”外部時間基準發生故障所引起的工作狀態不確定性。

5 ） 信號擴展箱的時間基準信號輸入包括兩路 IRIG-B （ DC ）輸入。當裝置隻接一路 IRIG-B （ DC ）輸入時
，該路輸入可以是“ B 碼輸入 1 ”

，也可以是“ B 碼輸入 2 ” 。裝置接入兩路 IRIG-B （ DC ）輸入時，以“ B 碼輸入 1 ” 作為該裝置的“主”外部時間基準，“ B 碼輸入 2 ” 作為“後備”外部時間基準，當“ B 碼輸入 1 ” 異常時，裝置自動切換到“ B 碼輸入 2 ” 接收“後備”外部時間基準信號
，當“ B 碼輸入 1 ” 恢複正常時，裝置自動切換回正常工作狀態， 切換時間小於 0.5 秒，切換時裝置輸出的時間同步信號不會出錯。

6 ） 時鍾裝置具有內部守時功能。當接收到外部時間基準信號時，被外部時間基準信號同步；當接收不到外部時間基準信號時
， 切換到內部守時， 使(shi)主(zhu)時(shi)鍾(zhong)或(huo)信(xin)號(hao)擴(kuo)展(zhan)箱(xiang)輸(shu)出(chu)的(de)時(shi)間(jian)同(tong)步(bu)信(xin)號(hao)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)準(zhun)確(que)度(du)。當(dang)外(wai)部(bu)時(shi)間(jian)基(ji)準(zhun)信(xin)號(hao)接(jie)收(shou)恢(hui)複(fu)時(shi)，自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)到(dao)正(zheng)常(chang)狀(zhuang)態(tai)工(gong)作(zuo)，切(qie)換(huan)時(shi)間(jian)小(xiao)於(yu) 0.5 秒，切換時時鍾輸出的時間同步信號不會出錯。

7 ） 時鍾裝置 的外部時間基準（ B 碼輸入）具有時延補償功能
， 能夠補償外部時間基準信號（ IRIG-B ）的傳輸延時
，從而保證了時間基準信號的精度。

8 ） 時鍾裝置的 所有輸出信號均經隔離輸出，抗幹擾能力強
，且 各路輸出在電氣上均相互隔離。

9 ） 時鍾裝置的某一路輸出信號允許短路 5 分鍾以上，不會造成對該輸出回路的永久性損壞。

10 ） 時鍾裝置的某一路輸出信號短路
，不會影響其它輸出信號。

11 ） 時鍾裝置具 有自複位能力，在因幹擾造成裝置 CPU 瞬間故障時，能自動恢複正常工作。

12 ） 時鍾 裝置采用 全模塊化即插即用結構設計，支持板卡熱插拔
，配置靈活， 維護方便。

13 ） 時鍾裝置具有工作狀態指示、告警顯示和告警信號輸出功能。告警信號的電接口類型為繼電器空接點
，接點耐壓 >250V DC 。

14 ） 時鍾裝置具有時間顯示功能
，可顯示年
、月、日、時

、分、秒。

15 ） 每台 時鍾裝置 都提供一路TTL脈衝信號（可編程輸出1PPS、1PPM
、1PPH

、事件）
，供時鍾的準確度指標測試。

16 ） 時間同步係統可采用 雙電源冗餘供電 ，任何一路電源消失，係統仍能保持正常工作。 有兩種實現方式：a)時鍾屏采用時間繼電器和接觸開關組成電源切換電路。b)時鍾裝置采用雙電源冗餘供電，電源供電自適應。

4 ．時間同步係統的組成

時間同步係統通常由主時鍾、若幹從時鍾、時間信號傳輸介質組成。根據時間同步係統的配置方式，時間同步係統的結構有多種形式，主要分為三種： 基本式
、主從式、主備式。

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