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40 　第 25 卷　第 2 期　　　　　　　　　　　　继电器　　　　　　　　　　　　1997 年 4 月　 GPS 卫星同步时钟在电力系统时钟统一的应用 ( ) 李　琪　许昌继电器研究所 461000 ( ) 李　楠　李　伟　中国水利水电科学院 100038 　　【摘要】本文对电力系统自动化装置时钟统一的要求与现状做了分析和阐述, 对于 GPS 在 时钟统一问题上的应用做了可行性研究。结合W GX 电网故障信息处理系统研制中时钟统一 的具体实现, 本文介绍了 GPS 信号用于电网微机保护装置时钟校准的应用设计, 目前这一应 用已开始投入现场运行, 效果良好, 正在引起电力运行部门越来越多的关注。 【关键词】电力系统　自动化装置　 　时钟统一　 GPS W GX 1　电力网的时钟统一 电力系统自动化装置的时钟统一是近年出现的一个需要解决的问题, 随着微机技术在电 力系统的推广应用, 以及我国电力系统管理和运行自动化程度的提高, 越来越多的各种微机保 护和微机自动化装置投入运行, 如微机线路保护、微机元件保护、微机故障录波装置等。这些装 置在电网出现故障或非正常运行时, 能自动控制保护元件的动作, 实时记录故障信息, 打印出 故障报告。故障信息之一是故障时刻, 它是基于各自动化装置的内部时间的, 通常是由硬件时 钟芯片产生时钟, 时钟回路校准主要通过振荡回路的元件调整、较难实现, 长时间的运行仍会 产生误差积累, 使装置时钟不够准确。通常, 本地故障分析尚不致于因装置时钟不准而产生很 大困难。但是随着集中管理的完善和加强, 各种微机保护及微机型自动化装置的投运和联网及 远方信息的传递的实现, 自动化程度较高的、集中大范围信息的全局综合故障分析应运而生。 当各地区各电站电厂中数量众多的自动化装置将故障信息传至调度中心进行故障分析时。装 置的时钟不统一便会给综合分析带来极大的困难。 为解决时钟统一的问题, 大多数现行方案是从外部在固定时间间隔加入一个对时信号, 将 装置内部时钟校至标准时间, 从而使装置内部时钟回路的校准只需保证在对时的时间间隔内, 装置时钟和标准时间的误差在允许的范围内。从电力系统的要求来看, 这个对时信号应满足以 ( ) ( ) 下的要求: 1 无地域局限, 即在任何地区可以获得同样的对时信号; 2 无时间局限, 即在每天 24 小时内任何时间可获得同样的对时信号; (3) 抗干扰性强, 即对时信号应不受各种电磁干扰 的影响; (4) 时间准确, 即故障分析要求各微机装置的时间信息精确在 1 以内。 m s 从这个要求出发, 最初的并且在许多地方仍在采用时钟信号源是广播电台在整时报发的 对时信号。接收广播报时信号的整点脉冲沿, 接入自动化装置以校准装置内部时钟。而在一些 偏远地区的变电站, 往往收不到效果好的广播信号, 通常信号严重漂移, 信噪比低, 或者每天只 能有很少的时间有广播信号。地方广播电台播出的整时信号往往和中央台不一致, 精确度不能 满足要求。且广播信号还可能受到变电站或发电厂的电磁信号的干扰。另外主控室的屏蔽效 果也常常使广播接收失效。因此, 要保证自动化装置每小时做一次时间校准常常不易做到。 鉴于广播信号对时的缺点, 人们开始考虑利用 GPS 信号作为标准时钟源的方案。尽管其 成本较高, 但 GPS 信号能满足以上提到的电力系统的要求, 因此GPS 信号对时的方案还是被 很多地方采纳。所谓 就是“导航卫星全球定位系统”的简称。 信号来自天空24颗 GPS