GPS同步时钟技术在电力系统中的应用分析.pdfVIP

店 秣 分析与探讨 GUANGXIDIANYE GPS同步时钟技术在电力系统中的应用分析 睦飞 (河南省三 门峡供电公司生产技术部；河南 三门峡 472000) 摘【 要】本文介绍了GPS同步时钟的基本结构，分析了GPS同步时钟技术在双端行波故障测距及事件顺序记录中的应用。 对于推动电力系统时间同步技术的发展具有重要的意义。 关【键词】GPS，同步时钟，电力系统 随着社会与经济的快速发展，用户对供电可靠性的要求 并对其进行变换和处理，计算出GPS信号从卫星到接收天线 在不断提高，对于电力系统的安全运行也提出了更高的要求， 的传播延时，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时计算出 而电网的各种 自动化装置是电力系统安全稳定运行的重要保 测站的三维位置 、三维速度和时间信息，输出与国际标准时间 证。由于电力系统中的微机保护和其它 自动装置的测量采样 UTC保持高度同步的秒脉冲选通信号 1PPS(1PPS为标准的 均是在各 自时钟控制下工作的，经过长时间运行，其时钟累计 1TL逻辑电平，它上升沿与UTC的秒脉冲上升沿保持高度同 误差不容忽视。如果不对 电力系统各种装置的时钟进行统一 步，误差为 1 s)，并通过 RS一2324／85等串行接13输出与 IPPS 校正，电力系统各种装置的时间失去同步，从而影响各 自动化 脉冲前沿相对应的UrIC标准时间、日期及接收器所处方位等 装置的正常工作，给电力系统安全稳定运行带来危害。为确保 信息。 电力系统时间同步，通常用某个标准时间信号对电力系统各 1．2 中心处理 单元 失步时钟进行对时。传统的对时方式有长波通信对时和短波 中心处理单元通常采用单片机。其作用是接收并处理来 通信对时，但由于其易受干扰和覆盖范围较小，无法在电力系 自GPS接收器的1PPS和RS一232信息。通常将 1PPS脉冲接 统内实现大范围、高精度的时间同步。全球卫星定位系统的建 入单片机的中断INTO，当INTO有中断产生时(即1PPS上升 立，成功地解决了电力系统的时间同步问题。电力系统的各厂 沿到来时)，单片机开始从串口读取 RS一232信息，从中提出时 站通过GPS同步时钟接收GPS信号作为时间校对基准 ，便可 间信息并进行一定的处理。 实现其系统时间的高精度同步。GPS同步时钟不仅成功地解 1．3 同步脉冲发生电路 决了电力系统SOE时间误差问题，且由于其有着高达 1 s的 同步脉冲发生 电路利用经CPU处理的粗糙 1PPM、1PPH 对时精度 ，为实现线路故障行波测距 、广域相量测量系统 、新 和未经 CPU处理的精确 1PPS，便可以得到精确的 1PPM、 型差动保护等新功能创造了条件。 1PPH信号，扩展了同步时钟的校时脉冲输出，使系统的同步 授时能够更加方便灵活。为了提高装置的可靠性，输出信号通 1 GPS同步时钟构成 GPS同步时钟的主要功能是接收GPS卫星 的高精度同步时间信息，并以此为电力系统各种 自动化装置的时钟对时，保证 电力系统的时间同 步。GPS同步时钟主要由GPS信号接收单元、中 心处理单元CPU、同步脉冲发生电路、LED显示 及输出信号扩展调理单元构成。其结构如图1所 示 。 1．1 GPS信号接收单元 GPS接收器是一专用集成电路模块，它的主 要任务是：负责接收来 自同步时钟天线的信号， 图 1 GPS 同步时钟结构原理图 囝 20094．(总第109期) 分析与探讨