詳析變電站北斗GPS時間同步系統(一)
【關鍵詞】北斗GPS時間同步系統,安裝維護
1引言
隨著電廠、變電站自動化水平的提高,各種以計算機技術和通信技術為基礎的自動化裝置廣泛應用,如調度自動化系統、廣域相量測量系統、繼電保護及故障信息管理系統、事件順序記錄裝置、變電站自動化系統、發電廠監控系統、微機繼電保護裝置、故障錄波裝置、安全自動裝置、雷電定位系統、電網預決策分析系統等。其運行實行分層控制,設備的運行往往要靠數百公里外的調度員指揮;電網運行瞬息萬變,發生事故后更要及時處理,這些都需要有統一的時間基準。有了統一精確的時間,既可實現全廠(站)各系統在GPS(北斗)時間基準下的運行監控,也可以通過事故后各開關動作、調整的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。統一精確的時間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,在電網內的電廠、變電站及調度中心等建立專用的時間同步系統是十分必要和迫切的。本文介紹了北斗GPS時間同步系統及其在電力系統中的應用情況,并對北斗GPS時間同步系統安裝及維護過程中的一些注意事宜進行了闡述。
2 GPS全球定位系統
2.1 GPS系統簡介
GPS是美國新一代衛星導航系統,可全天候連續實時向用戶提供高精確度的位置、速度和時何信息,GPS系統包括空間、地面控制及用戶設備三部分。
空間部分即衛星星座,每秒鐘通過L1、L2兩波段發射三種偽隨機碼:C/A碼(粗碼)、P碼(精碼)和Y碼(加密的P碼)。 C/A碼一次定位精度25m,多次定位精度8m,定時精度100ns,全世界都可以無償使用:P碼一次定位精度l0m,多次定位精度可以達到厘米級,定時精度10ns,只能美國及盟國軍事和授權的民用部門使用。
地面控制部分即地面監控系統,每顆GPS衛星所播發的星歷,是由地面監控系統提供的。地面監控系統另一重要作用是保持各顆衛星處于同一時間標準一GPS時間系統,這就需要地面站監測各顆衛星的時間求出鐘差,然后由地面注入站發給衛星,衛星再由導航電文發給用戶設備。
用戶設備部分即GPS信號接收機,其任務是:能夠捕獲到按一定衛畐高度截止角所選擇的待測衛星的信號,并跟蹤這些衛星的運行,對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理,以便測量出GPS信號從衛星到接收機天線的傳播時間,解譯出GPS衛星所發送的導航電文,實時地計算出測站的三維位置,甚至三維速度和時間。
2.2 北斗衛星導航系統
北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗系統)是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。
北斗系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
——空間段。北斗系統空間段由若干地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星三種軌道衛星組成混合導航星座。
——地面段。北斗系統地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站。
——用戶段。北斗系統用戶段包括北斗兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎產品,以及終端產品、應用系統與應用服務等。
2.3 北斗GPS時間同步系統在電力系統中的應用
2.3.1 將時間顯示給運行人員觀察或作人工記錄的時間顯示屏。
2.3.2 記錄與時間有關的信息的裝置(系統):如故障錄波器、事件順序記錄裝置、RTU遠動裝置、計算機監控(監測)系統、電網預決策分析系統、各級調度SCADA/EMS系統、電力系統實時動態監測系統(WAMS)、電能量計費系統、水調自動化系統、電廠機組控制系統、電力市場交易系統、配電網自動化系統、負荷控制和用電管理系統、通信網監控系統、電廠和調度生產信息管理系統、電力企業信息管理系統(MIS)、調度錄音電話等。
2.3.3 有必要記錄其動作時間的控制裝置(系統):如微機保護裝置、變電站監控系統的后臺系統、電網安全自動裝置等。
2.3.4 工作原理建立在時間同步基礎上的裝置(系統):如雷電定位系統、同步相量測量裝置(PMU)、線路故障行波測距裝置等。
2.3.5 要求在同一時刻記錄其采集數據的系統:如保護信息管理機、電網頻率按秒考核系統等。
2.3.6 用于繼電保護試驗,檢驗線路縱聯保護(高頻相差保護裝置)。
2.3.7 大型局域網的時間同步。
2.3.8 其它要求時間統一的裝置(系統)。
原創作者:上海銳呈電氣有限公司