在电力系统中gps时钟装置的重要性

在电力系统中gps时钟装置的重要性

　　随着电网自动化水平的提高，电力系统对系统统一时钟的要求愈来愈迫切，特别是各种保护和故障录波装置尤其需要。由于有了统一时钟，可以通过各开关的动作先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。因此，国家在1999年10月新发布的《微机母线保护装置通用技术条件》及《220KV-500KV电力系统故障动态记录装置检测要求》中，都明确要求采用外部GPS时钟装置进行对时。

　　目前安装在电力系统各厂站的微机保护和其它自动装置，其采样多是在各自晶振控制下自由进行的，彼此之间不存在同步。要实现同步，首先需要解决的问题是使各个厂站的采样时钟同步运行，同时这种同步必须是远距离的、准确的和高度可靠的.利用gps时钟装置，对所属范围各厂站的保护系统、故障录波系统进行统一的随时的时钟校对，该文章对电网自动化水平的提高，特别是对事故分析、故障测距、稳定判断与控制技术的发展有重要的意义.

　　现在变电站大多采用不同厂家的自动化及微机保护设备，各设备采用各自独立的时钟，而各个时钟都有较大的偏差，这样在故障分析中，失去了时间基准，无法分析各开关动作的先后顺序，给故障分析带来了困难。具有自适应功能的继电保护系统应具有监控、录波和定位功能。而要实现以上功能，就需要在自适应继电保护系统内装设一个高精度的统一时钟.此时钟应使相隔遥远的两个或多个自适应继电保护系统之间的电气角度的误差在1度以内，对于50HZ的电力系统而言，这两个或多个自适应继电保护时钟的误差应在55uS以内。现在能有效满足此要求的**方法是采用GPS作为各个自适应继电保护系统的统一时钟。其误差可达IOUs以内.

1、GPS的发展

  GPS 卫星已发展至 Block II 型式的定位卫星， 由 Rockwell International 制造，在轨道上重量约 1,900 磅，太阳能接收板长度约 17 呎，于 1994 年完成第 24 颗卫星的发射。因此目前太空中有 24 颗 GPS 卫星可供定位运用，绕行地球一周需 12 恒星时，每日可绕行地球 2 周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。

2、GPS系统的构成

  GPS系统包括三大部分:空间部分-GPS卫星星座;地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。

3、GPS市场及其在电力系统中的应用

　　随着GPS的发展，人们越来越意识到它作用的重大及应用领域的广泛和巨大的发展潜力.GPS发展到今天已成为一个产业，GPS将像汽车、无线电通信一样形成产业化。美国己成立GPS产业协会，GPS的广泛应用给美国带来了巨大的经济效益.根据有关资料表明，1997年GPS工业大约为25亿美元，2000年将达到85亿美元，到了2005年，GPS市场将达100-120亿美元。日本在1994的车载导航也有12万套，1995年为47万套，1996年为70万套。我国目前也有一些单位生产车载GPS系统。为发展我国的GPS产业.武汉已成立中国GPS工程技术研究中心。正是由于它的优异性能引起各行各业的兴趣，也正如专家所预言的那样，GPS将改变许多行业的经营方式，它是继计算机革命之后的又一场革命。

　　我公司自主研发生产的gps时钟装置（SYN4505）现已广泛的应用到了电力行业，此款gps时钟装置一款多功能时钟设备，内装高精度恒温晶振0CXO，接收北斗二代/GPS/GLONASS卫星信号和IRIG-B码信号，优先选择卫星信号，使用外部定时信号对本机进行时间同步，产生交直流IRIG-B码信号、时、分、秒脉冲信号、NTP网络授时，串行口时间信息和1PPS（秒信号）同步脉冲信号，是电力系统建立时间尺度、实现时间统一同步的实用电子仪器。

gps时钟装置部分功能特点：

1）外参考输入信号包括一路卫星信号，两路IRIG-B(DC)信号；

2）卫星选择功能：具有六种选择，分别为GPS北斗混合授时，GPS&GLONASS混合授时，北斗GLONASS混合授时，单GPS授时，单北斗授时，单GLONASS授时，满足客户对卫星信号的各种授时需求；

3）工作模式：包括自动模式，手动模式，守时模式等三种模式，其中自动模式表示优先选择卫星信号，然后选择IRIG-B信号；手动模式表示由用户手动选择外部参考；守时模式表示不接收外部参考，使用设备内部振荡器进行守时；

4）系统设置功能：用户通过按键对波特率、时区，延迟等进行设置；

5）输出IRIG-B交直流信号，输出5路RS232C串口，输出5路1PPS，5路1PPM；

6）1路NTP网络授时功能；

7）干接点报警功能：具有5个报警功能，分别为故障报警，卫星报警，IRIG-B(1)报警，IRIG-B(2)报警，失步报警；

8）时钟装置机箱经防磁处理，抗干扰能力强；

9）北斗GPS接收天线重点考虑了稳定性设计、抗干扰设计，信号接收可靠性高，不受电厂/变电站地域条件和环境的限制；

10）     采用高精度GPS及北斗授时模块，时钟同步精度可达30nS；

11）     完全保证数据安全性，可全设置同一个网段或者不同网段，支持多种流行的时间发布协议；

12）     整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定；

13）     多种授时接口输出，可自由组合，*多可同时输出120组授时接口。

14）     自动保存各种配置状态，完全满足各种客户需求。

近年来，GPS的应用领域出现了一些值得注意的变化。其一，从军用产品为主转变为以军民两用乃至以民用为主的产品。据报道，美国GPS军用产品本和民用产品的销盘比例为1:20。其二，从少数部门应用，快速进入了广泛应用，而且渗透到大众日常生活中。其三，GPS的应用迅速成为国民经济发展的新的增长点。其四，GPS产品由于其**IC集成电路的成熟以及其接收机OEM板*低价格可达10美元或者10美元以下，将不断出现手持式、卡片式等产品，更可以嵌入方式灵活地与其它消费品集成在一起，达到一种完美的集成产品.

随着电力系统规模的不断扩大，系统结构也日趋复杂，电力系统的各种自动化装置对高精度时间同步的要求越来越高，从而使得基于GPS全球定位系统的同步时钟的开发具有重要意义。在传统的电力系统时间装置不能充分满足系统要求的情况下，现代微电子技术和卫星技术的迅速发展，为高精度的gps时钟装置的应用奠定了坚实的基础。

我公司专业致力于GPS/北斗授时产品的研发和应用，在多年来的专业积累基础上，充分发挥自身在授时产品领域的技术优势和应用经验，依托相关的科研院所，结合美国GPS全球定位系统、中国北斗星系统、B码基准解码接收技术、智能驯服恒温晶体振荡器（或原子钟）守时技术，自主开发的具有国内**水平的授时产品，该产品是专业用于各行业统一时间基准的授时系统，全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。