浅谈gps系统在电厂的应用问题

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1、浅谈gps系统在电厂的应用问题海南核电有限公司572700摘要：电力系统的运行状况瞬息万变，发生事故后更要及时处理、分析事故原因。自动控制系统要准确反映、判断、控制电力系统的运行，必须要有一个统一的时间基准。介绍GPS原理，GPS对时方式。论述XX电厂监控ECS系统中GPS系统的应用情况，分析目前GPS对时系统存在的问题，提出解决方案。关键词：GPS；对时方式；自动控制系统；同步时钟；解决方案由于电网微机化、自动化水平的不断提高，电力系统对高精度时钟的要求愈来愈迫切，电力系统对系统统一时钟的要求愈来愈迫切，特別是线路保护和故障录波装置尤其需要。统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水

2、平的一个重要措施。1GPS的工作原理GPS系统是全球定位系统的简称。该系统有24颗卫星（其中三颗为备用卫星）分布于6个轨道平面上，构成一个全球定时定位网。GPS系统括三大部分：空间部分一GPS卫星星座；地面控制部分一地面监控系统；用户设备部分一GPS信号接收机。我们使用的是GPS信号接收机部分，它的任务是：能够捕获到按一定卫星高度所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量山GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解释出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，位置，甚至三维速度和时间。2GPS同步时钟的对时方式分类2

3、.1脉冲同步信号（硬对时）GPS装置的同步脉冲以空接点、TTL电平、422电平（差分）、24V/110V/220V有源、电流环方式输出。常用的脉冲信号冇：1PPS-每秒钟发送一个脉冲；1PPM-每分钟发送•一个脉冲；1PPH-每小吋发送一个脉冲。XX电厂现有的各类微机保护、测控装置（不含35KV出线保护器）采用了脉冲同步对时方式。2.2吋间报文（软对时）被对吋设备通过串行U读取同步吋钟每秒一次的串行输出的吋间信息对时。串行口信息包括年、月、日、时、分、秒。串行U分为RS232接UI和RS422/485接口方式。XX电厂电气控制ECS系统、集中控制PGP系统采用了RS485时间报文对时方

4、式。2.3IRIG-B码对时B码是一种串行时间交换码对时方式。国外进U装置常使用该信号输入方式对吋。IRIG-B信号有直流偏置（TTL）电平、lKHz正弦调制信号、RS422电平方式、RS232电平方式四种形式。XX电厂燃机MarkV系统及燃机发电机保护器采用B码对吋对吋方式，但0前没有对吋信号源。2.4NTP网络对时是用来在整个网络内发布精确吋间的TCP/IP协议，它可以使计算机对其服务器或吋钟源（如石英钟，GPS等）做同步化，提供高精度的时间校正。支持多种网络协议。网络接口冇10/100M自适应以太网接口和Rj—45接口。XX电厂0前没有使用NTP网络对吋方式，但在ECS、DCS等

5、系统均可采用这种对吋方式。3GPS在XX电厂的应用3.1GPS应用现状XX电厂早期的微机保护装置、DCS系统采用的是定期人工手动对吋方式，这种对时方式使用秒表作为时间基准，对吋过程费吋、对吋精度只能精确到分钟，秒级误差在10秒左石。在2004年XX电厂进行的改扩建工程中，首次在许继公司电气控制ECS系统中采用了GPS接收机对时方式，实现了微机保护装置和ECS监控系统的时钟统一。在随后的技术改造项0中，又分别在北京四方公司电气控制ECS系统、110KV出线微机保护装置、110KV母线差动保护装置中配置了3台GPS对吋装置。微机保护装置及ECS系统采用软硬对时方式，实现了吋钟统一。热控各D

6、CS系统、信息采集SIS系统、燃机MarkV系统等自动控制系统目前仍然采用定期人工手动对时方式。3.2XX电厂采用的对时方式XX电厂各类控制系统中目前只有电气ECS系统能实现GPS对时，GPS装置的对时信号通过RS-232串口输出与通讯管理机CSM-310E连接，通讯管理机CSM-310E通过以太网向现场微机保护装置下发时钟对时信号，实现时钟统一。在XX电厂ECS对时系统中，对时方式采用软件对吋和硬件对吋2个部分。对时过程具体为：GPS吋钟信号通过RS-232串口向系统计算机发送时间信息，安装在系统计算机上的接收软件接收该数据并实时修改计算机的吋间，系统计算机通过现场总线给各微机保护装

7、置发送时间信息，实现软对吋。与此同时，GPS吋钟向这些微机保护装置发送PPS脉冲，当脉冲处于上升沿时，各装置把系统计算机发送来的吋间写入吋间芯片，更新自身吋间，从而达到整个系统的对吋0的，实现硬对吋。4S前GPS对吋系统存在的问题XX电厂现有4台GPS对吋装置。0前仅有四方公司ECS系统及110KV出线微机保护装置的两台GPS投入正常使用。许继ECS系统在2007年ECS系统优化改造中退出运行，该系统的GPS对吋装置停用。母差保护采用了与四方公