1、TGPS8000 電力系統綜合對時系統議書XX 工程公司年月日目錄1概述2. T GPS8000對時方式介紹3. T GPS8000系統方案4. 樣本介紹5.引用標準12131316176. T GPS8000運行條件7. T GPS8000技術參數8. T GPS8000輸出接口配置9. T GPS8000結構10. 采用T GPS8000的優點1811. 工程實例.181. 概述隨著電廠、變電站自動化水平的提高，電力系統對統一時鐘的要求愈來愈迫切，有了統 一時鐘，既可實現全站各系統在 GPS時間基準下的運行監控和事故后的故障分析，也可以通 過各開關動作的先后順序來分析事故的原因及發展過程。

2、統一時鐘是保證電力系統安全運行，提高運行水平的一個重要措施。因此，原國家電力公司在1999年10月發布的微機母線保護裝置通用技術條件(DL/T670-1999)及部頒標準220KV500KV電力系統故障動態記錄裝 置檢測要求(DL/T663-1999 )中，都明確要求采用外部GPS時鐘對電站裝置進行校時。現在電站大多采用不同廠家的自動化裝置、微機保護裝置、故障錄波裝置、電能量計費 系統、計算機監控系統、DCS系統、及輸煤、除灰、脫硫等控制裝置。各種裝置大多數采用 各自獨立的時鐘，而各時鐘都有一定的偏差，全站各系統不能在統一時間基準的基礎上進行 數據分析；各種對時裝置同時存在不利于現場運行維護。

3、若各系統實施統一GPS對時方案,可實現全站各系統在GPS時間基準下的運行監控和事故后的故障分析。而且各電站往往有不 同的裝置需要接收時鐘同步信號，其接口類型繁多，裝置的數量也不等，所以在實際應用中常感到 GPS 裝置的某些類型接口數量不夠或缺少某種類型的接口， 其結果就是電站中有些裝 置不能實現時鐘同步，或者需要再增加一臺甚至數臺GPS 裝置，而這往往受到資金不足或沒有安裝位置等限制。為了解決這一問題，科匯公司根據客戶的需求并結合自身的工程經驗，開發出了 T GPS8000 電力系統綜合對時系統。2. TGPS8000 對時方式介紹T GPS8000 電力系統綜合對時系統為電廠內各種自動化裝置

4、或系統對時，給保護、錄 波、監控、熱工控制、能量計費等裝置提供以下對時方式：2.1 脈沖同步信號裝置的同步脈沖常用空接點方式輸入。常用的脈沖信號有：1PPS - 每秒鐘發一次脈沖1PPM - 每分鐘發一次脈沖1PPH - 每小時發一次脈沖 用途：對國產微機保護、故障錄波器、雷電定位系統、行波測距系統對時。2.2 串行口對時方式 裝置通過串行口讀取同步時鐘每秒一次的串行輸出的時間信息對時,串行口又分為 RS232接口和RS422接口方式。用途：對變電站綜合自動化、電能量記費系統、輸煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脫硫PLC、控制室時間顯示器對時。2.3 IRIG B 方式對時IRIG-B為IR

5、IG委員會的B標準，是專為時鐘的傳輸制定的時鐘碼。 國外進口裝置對時常使 用該信號輸入方式。每秒輸出一幀按秒、分、時、日期的順序排列的時間信息。IRIG-B 信號有直流偏置（TTL）電平、1KHz正弦調制信號、RS422電平方式、RS232電平方式四種形式。用途：給某些進口保護或故障錄波器對時。如GE公司的保護、ABB公司的保護、HATHAWAY 的故障錄波器、 ALSTOM 公司的保護、惠安公司的自動化裝置、萊姆公司的BEN5000 故障錄波器、 SEL 公司的保護、西門子設備等。有了以上對時接口方式，可以將電站內的所有具有對時功能的裝置對時，達到統一時鐘 的目的。3. TGPS8000 系

6、統方案T GPS8000 般由兩臺主時鐘（T-GPS-B1）及不同數量的B碼、報文擴展裝置（T-GPS-F3） 和脈沖擴展裝置 （T-GPS-F4） 構成，根據電廠 /電站的實際情況并結合科匯電氣公司的工程經 驗，我們提出如下的 T GPS8000 具體構成方案。在電廠、變電站主控制室及機組監控室， 500KV、 220KV 繼電保護小室分別安裝一面 GPS 時間同步系統屏（見附件）。兩臺主時鐘完成GPS衛星信號的接收、處理，及向信號擴展裝置提供標準同步時間信號（RS422 電平方式 IRIG-B）；每臺主時鐘同時具有接收另一臺主時鐘所送處的IRIG-B時間信息的功能，達到兩臺主時鐘之間能夠互

7、為備用；每臺主時鐘具有內部守時功能。擴展裝置接受主時鐘提供的時間信息，經過擴展向其它裝置提供多路輸出接口。主時鐘和時間擴展裝置之間通過光纖連接。T-GPS8000系統屏配置的GPS衛星同步時鐘提供各種時間同步信號用于實現電站內計算 機監控系統、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動 RTU 及各級 能量管理系統、用電負荷管理系統、通信網監控系統、電能量記費系統、電網頻率按秒考核 系統、功角測量裝置、線路故障行波測距裝置、雷電定位裝置、調度錄音電話、各類信息管 理系統MIS、DCS系統、及各種輸煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脫硫PLC等的時間同步，使 電廠內各設備具有統一

8、的時間基準。主時鐘的時間信號接收單元能接收 GPS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，主時鐘的時間信號接收單元獨立接收 GPS 衛星發送的時間基準信 號；當某一主時鐘的時間信號接收單元發生故障時，該主時鐘能自動切換到另一臺主時鐘的 時間信號接收單元接收到的時間基準信號， 實現時間基準信號互為備用， 切換時間小于 0.5 秒， 切換時主時鐘輸出的時間同步信號不會出錯。信號擴展裝置的時間基準信號輸入包括兩路 IRIG-B (RS-422 )輸入。當信號擴展裝置只 接一路IRIG-B (RS-422 )輸入時，該路輸入可以是IRIG-B輸入1，也可以是IRIG-B

9、輸入2。信號擴展裝置接入兩路IRIG-B (RS422 )時碼輸入時，以IRIG-B ( RS422 )輸入1作為該 擴展裝置的外部時間基準，IRIG-B (DC)輸入2作為后備。主時鐘及擴展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，保持一定的走時準確度，使 主時鐘或擴展裝置輸出的時間同步信號仍能保持一定的準確度。當外部時間基準信號接收恢 復時，自動切換到正常狀態工作，切換時間小于 0.5S ，切換時時鐘輸出的時間同步信號不會 出錯。輸出的時間同步信號可滿足秒 ( 1 PPS) 、分( 1 PPM) 、時( 1 P

10、PH) 、I R I G- B 、空接點、 D CF77 以及串口等方式。主時鐘及信號擴展裝置所有時間同步信號輸出時，各路輸出在電氣上均相互隔離。主時鐘及信號擴展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 。具有時間顯示功能，運行狀態下顯示時、分、秒。可采用兩路直流電源供電，任何一路電源消失，主時鐘及信號擴展裝置仍保持正常工作。T-GPS8000 可以根據用戶需要方便地擴展時間信號輸出量，而且不會影響整個系統的正 常工作。4. 樣本介紹在T GPS8000中，包含不同數量的主時鐘(T-GPS-B1)、B碼/報文擴展裝置

11、(T-GPS-F3)和脈沖擴展裝置（T-GPS-F4），下面分別介紹這三種單元4.1 主時鐘 T-GPS-B1用途及特點：主時鐘T-GPS-B1（以下簡稱T-GPS-B1）主要用來接收GPS （全球定位系統）衛星信號或 接收IRIG-B（ RS422 ）時間基準信號，并向信號擴展裝置提供時間基準信號。T-GPS-B1具有TTL脈沖電平測試口和內部守時功能。如果 GPS信號不足時，可以使用外接IRIG-B信號來獲 得時間信息，如果這兩種信息都不正確，本裝置通過內部時鐘來輸出時間信號。裝置的輸出節點：8路脈沖輸出節點，可以將輸出節點分組設置為秒脈沖（1PPS）、分脈沖（1PPM ）、時脈沖（1PP

12、H）；4路RS232串行口，串行信息的波特率可以通過前面板上的按鍵調整；IRIG-B碼輸出，4路正弦調制的IRIG-B和8路RS422電平的IRIG-B.監視本機運行狀態的告警接點輸出，包括電源消失告警、GPS信號消失告警、IRIG-B信號消失告警以及本裝置自檢異常告警。裝置的結構:1）裝置的前面板O<30 i 虧P1巳些耳矗鼻J319*牛KA*O O O Oa tpi ji韁o ； r帖園關耳當# a 0悅嗚鼻c出怕w號畀冒OO圖1 T-GPS-B1前面板示意圖本機運行時前面板上的數碼管顯示當前時間或狀態，按鍵可以對輸出進行設置。主時鐘前面板上有下列工作狀態指示:本機狀態指示：含“電源

13、指示”、“ 1PPS ”脈沖指示燈，裝置接通電源時，“電源指示” 燈亮，正常運行時“ 1PPS ”脈沖指示燈閃爍。時間基準信號來源：指示本機當前時間基準信號來源，包括“ GPS衛星”、“ IRIG-B ” 兩個指示燈。如果“ GPS衛星”指示燈亮，說明本機當前是接收 GPS衛星信號來獲取時間信 息，如果“ IRIG-B ”指示燈亮，說明本機當前是接收IRIG-B信號來獲取時間信息，如果兩個 燈都不亮，則本機是靠內部時鐘來維持時間信息。輸入信號監視：監視本機接收時間信號是否正常，如果“ GPS信號異常”指示燈亮，則 說明本機未接收到同步后的GPS衛星信號，如果“ IRIG-B信號異常”指示燈亮，

14、則說明本機 未正確接收到IRIG-B衛星信號。2）裝置的后面板oaIH i 卜匕 W 1I k IQ-|j 園-1IR圖2 T-GPS-B1后面板示意圖3）T-GPS-B1配有一個易于安裝的天線。有源天線頭封裝在長約100mm直徑約30mm高的塑料圓盤內，天線的導引線是低損耗同軸電纜。天線長度可根據站內實際情況配置。4.2擴展裝置T-GPS-F3裝置的用途及特點擴展裝置T-GPS-F3（以下簡稱T-GPS-F3）提供多路B碼信號和多路串行口信號。 T-GPS-F3可以通過接收IRIG-B1或IRIG-B2以供本機工作，如果這兩路信號都不足時，本裝置 通過內部時鐘來輸出時間信號。輸出節點:有32

15、路IRIG-B碼輸出，格式可為正弦調制的IRIG-B、RS422電平調制的IRIG-B和直流偏置IRIG-B ;有4路RS232串行信息輸出，串行信息的波特率可以通過前面板上的按鍵調整;有監視本擴展裝置運行狀態的告警接點輸出,IRIG-B2信號消失告警以及本裝置自檢異常告警。包括電源消失告警、IRIG-B1信號消失告警、裝置的結構:1）裝置的前面板ro9 wr-t *。*134旺甲S:9 IBiA應i確尋 一 O I*上趙號亞心aiE-frES?圖3 T-GPS-F3前面板示意圖本機運行時前面板上的數碼管顯示當前時間或狀態，按鍵可以對輸出進行設置。前面板上有下列工作狀態指示：本機狀態指示：含“

16、電源指示”、“ 1PPS ”脈沖指示燈，裝置接通電源時，“電源指示” 燈亮，正常運行時“ 1PPS ”脈沖指示燈閃爍。時間基準信號來源：指示本機當前時間基準信號來源，包括IRIG-B1、IRIG-B2兩個指示燈。如果“ IRIG-B1 ”指示燈亮，說明本機當前是接收IRIG-B1信號來獲取時間信息，如果“IRIG-B2 ”指示燈亮，說明本機當前是接收IRIG-B2信號來獲取時間信息，如果兩個燈都不 亮，則本機是靠內部時鐘來維持時間信息。輸入信號監視：監視本機接收時間信號是否正常，如果“IRIG-B1異常”指示燈亮，則說明本機未接收到IRIG-B1信號，如果“ IRIG-B2異常”指示燈亮，則說

17、明本機未正確接收到 IRIG-B2 信號。2）裝置的后面板11111111 11119訐節1J11 11111I IIII£> 20血衛4畔尊即 口 4諂事V呼9護宅呷弓弓QM歸會嗥疇11 111 口 I- 丄丄丄| J L 1J 丨 1 丨1111I慮"fr3 U IT 工 W "ID II 11 II I* If IA 11F "It* "I "1»1 U 直T |HrJ'ijfc土_T'i曲J1. j±jLe L±JLk Lu討”士Si"V n kfcur"

18、iij±I申一 一質 FTl_ _用 f?L楓一 k=j JFC FV_jT FV 一甫楓一 一聞圖4 T-GPS-F3后面板示意圖4.3脈沖信號擴展裝置T-GPS-F4裝置的用途及特點:脈沖信號擴展裝置T-GPS-F4（以下簡稱T-GPS-F4）提供多路脈沖信號，可以滿足需要GPS 脈沖輸出接點較多的場合。T-GPS-F4可以通過接收IRIG-B1信號或IRIG-B2信號以供本機工 作，如果這兩路信號都不足時，本裝置通過內部時鐘來輸出時間信號。裝置的輸出節點64路脈沖輸出，可以通過前面板上的按鍵編程為秒脈沖（1PPS）、分脈沖（1PPM ）、時脈沖（1PPH）；4路RS232串行信

19、息輸出，串行信息的波特率可以通過前面板上的按鍵調整;IRIG-B1信號消失告警、監視本擴展裝置運行狀態的告警接點輸出，包括電源消失告警、IRIG-B2信號消失告警以及本裝置自檢異常告警。裝置的結構：裝置的前面板圖5 T-GPS-F4前面板示意圖本機運行時前面板上的數碼管顯示當前時間或狀態，按鍵可以對輸出進行設置。前面板上有下列工作狀態指示:本機狀態指示：含“電源指示”、“ 1PPS ”脈沖指示燈，裝置接通電源時，“電源指示” 燈亮，正常運行時“ 1PPS ”脈沖指示燈閃爍。時間基準信號來源：指示本機當前時間基準信號來源，包括IRIG-B 1、IRIG-B2兩個指示燈。如果“ IRIG-B1 ”

20、指示燈亮，說明本機當前是接收IRIG-B1信號來獲取時間信息，如果“IRIG-B2 ”指示燈亮，說明本機當前是接收IRIG-B2信號來獲取時間信息，如果兩個燈都不 亮，則本機是靠內部時鐘來維持時間信息。輸入信號監視：監視本機接收時間信號是否正常，如果“IRIG-B1異常”指示燈亮，則說明本機未接收到IRIG-B1信號，如果“ IRIG-B2異常”指示燈亮，則說明本機未正確接收到 IRIG-B2 信號。2）裝置的后面板IJIf11 u n 31 IJ Is LT l«4 昭 12 日科 £3 尸打 11 曲尸丸叫"隔衢 上士須書P卓 上戈上工衛 W JL辺* t進:

21、簪鄴 爭赳療 上塹:丄立耳理弭挪.m 占d 片瘠上丄P P 丄 *T.r T T 1卄 11 J il J if 乂宙由月 n ” “m a n u n£Al0*«MIE*§心富購幘確幘;石旌mmfatu-mus mO圖6 T-GPS-F4后面板示意圖5. 引用標準T-GPS8000的設計、制造、檢查、試驗及特性都遵照最新版本的下列標準和規定進行QB/HD01-2002 華東電網時間同步系統技術規范GJB2242-1994 時統裝置通用規范GJB2991-1997 B時間碼接口終端GB/T15527-1995船用全球定位系統（GPS ）接收通用技術條件GB1101

22、4-1990 平衡電壓數字接口電路的電氣特性GB/T6107-2000 使用串行二進制數據交換的數據終端裝置和數據電路終接裝置之間的接口GB/T14429-1993 遠動裝置和系統術語GB/T16435-1996 遠動裝置和系統接口GB/T17463-1998 遠動裝置和系統性能要求GB/T13926-1992 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性6. TGPS8000 運行條件6.1裝置環境條件工作溫度：-5+45 C貯存溫度：-40+50 C濕度： <95%6.2 電源交流供電：220V ± 20% 或 110V ± 20% 47Hz 63Hz直流供電：220V &

23、#177; 20% 或 110V ± 20%6.3 抗干擾在雷擊過電壓、一次回路操作、開關場故障、二次回路操作及其它強干擾作用下，裝置 不誤動作。裝置快速瞬變干擾試驗、高頻干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗、沖擊電壓試驗和絕緣試 驗應符合標準 GB/T13926-1992 （工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性）7. T GPS8000 技術參數GPS 接收器接收頻率：1575.42MHz接收靈敏度：捕獲-130dBm，跟蹤-130dBm同時跟蹤：正常狀態下可同時跟蹤 812顆GPS衛星裝置冷起動時不小于4顆衛星；裝置熱起動時不小于1顆衛星。捕獲時間：裝置冷起動時小于 20min，裝置熱起動

24、時小于2min內部的時鐘準確度優于7*10-8（4.2卩s/分鐘）功耗：w 15W平均無故障間隔時間（MTBF） >50000小時，主時鐘平均維修時間（MTTR ） 般不大于30分，使用壽命不少 于20年。正常使用條件下無須維護。尺寸標準的19英寸2U工業機箱。使用德國RITTAL進口機箱，具體外形尺寸如下圖所示:圖7裝置外形尺寸圖輸出時間與協調世界時（UTC ）時間同步準確度：w 1us時間同步信號電接口IRIG-B (AC)調制信號接口載波頻率： 1kHz ；信號幅值峰 -峰值：高： 3-12V 可調，低：符合 3：1 調制比要求；輸出阻抗： 600 歐姆，變壓器隔離輸出。同步準確度

25、：w 9usIRIG-B ( DC)直流偏置信號接口準時上升沿的時間準確度w 1us時標脈沖輸出1 ) 1PPS 脈沖信號準時沿：上升沿，上升時間w 50ns；上升沿的時間準確度w 1us;脈沖寬度： 200ms ，允許外接電壓： 250V 。2) 1PPM 脈沖信號準時沿：上升沿，上升時間w 150ns ;上升沿的時間準確度w 3us ;脈沖寬度： 200ms ，允許外接電壓： 250V 。3) 1PPH脈沖信號準時沿：上升沿，上升時間w 1us ;上升沿的時間準確度w 3us;脈沖寬度： 200ms ，允許外接電壓： 250V。時間報文信息格式：VS>VT> D D D D D

26、 D D D D D D D D D D vA>同楨時時分分秒秒日日月月年年年年校標步頭十個十個十個十個十個千百十個驗準 標位位位位位位位位位位位位位位字時志節結 束其中，S與秒脈沖（PPS ）的前沿對齊，裝置收到衛星信號則發送S，裝置失步就停發S。串 口通信速率：300BPS、600BPS、1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS、 19200 BPS 可選。報文發送時間方式：每秒輸出、每分輸出一次（幀）或應答方式輸出可選串行數據通道接口 RS-232/RS485接口 RS-232 電氣特性符號 GB/T6107-2000（ ITU-T建議 V.28）；接口 RS

27、-422 電氣特性符號 GB-11014-90 （ CCITT建議 V.11）；接口 RS-485電氣特性符號EIA/485 （ CCITT建議V.28 ）。8. T GPS8000輸出接口配置序號名稱型號配置1主時鐘T-GPS-B12個TTL脈沖、6個空接點脈沖、4個IRIG-B （調 制 AC 碼）、8 個 IRIG-B （ RS422 ）、4 個 RS232 串 口、IRIG-B碼時間基準備份功能、脈沖輸出信號可 編程、帶告警接點、帶內部守時功能、采用德國威 圖機箱2B碼、報文 擴展裝置T-GPS-F332個IRIG-B、4個RS232串口、12個空接點脈沖、 雙IRIG-B碼時間基準備

28、份功能、脈沖輸出信號可編 程、帶告警接點、帶內部守時功能、采用德國威圖 機箱B碼格式可根據電廠內具體情況合理配置3脈沖擴展裝置T-GPS-F464個空接點脈沖、4個RS232串口、雙IRIG-B碼時間基準備份功能、脈沖輸出信號可編程、帶告警接點、帶內部守時功能、米用德國威圖機箱9. T GPS8000 結構T GPS8000采用柜式全封閉結構，屏內接插件部分接觸良好。柜前后開門，前門用有機玻 璃單門，后門為雙開鋼門結構，密封的前后門帶鎖。門框帶有磁力密封條。屏體底部有可封 閉的電纜孔，可防灰塵、蟲及小動物。屏內端子采用阻燃型鳳凰端子；屏內預留足夠標準的插槽、面板和接線端子排，以滿足將來不同時間

29、信號輸出接口數量的擴 展要求；所有時間輸出信號全部接入柜內的端子排上。屏柜設有一接地母線，截面160 m m2屏體底面預留與地基槽鋼固定的結構件。屏體尺寸：800 X 600 X 2260 （寬X深X高）或用戶選定。屏體顏色：用戶選定。10. 采用T GPS8000的優點統一的時間基準：保證電廠內各個裝置具有統一的時間基準。T GPS8000主時鐘和信號擴展裝置都采用了冗余化配置，保證了 GPS同步系統的可靠性為電廠將來改造時GPS時間同步信號的擴展提供了方便，便于維護、管理。采用T GPS8000后，電廠內各個裝置有了統一時間基準，消除了各個裝置的時鐘偏差，為分析各開關的動作情況帶來了極大方便。11. 工程實例陜西渭南供電局330KV 渭南變 故障錄波器 8 臺分脈沖對時 保護設備 16 臺分脈沖對時自動化設備2個RS232 口對時山東日照供電局4個 220KV 變電站 故障錄波器 6 臺分脈沖對時 保護設備 18 臺分脈沖對時自動化設備6個RS422 口對時遼河油田 遼河變 500KV 深圳華力特公司保護設備 24臺 24個 IRIG-B 口對時徐州電業局