GPS同步时钟技术在电力系统中的应用分析

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1、店秣分析与探讨GUANGXIDIANYEGPS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

2、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1s)，并通过RS一232／485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

3、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

4、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1s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1GPS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

5、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。1．1GPS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1GPS同步时钟结构原理图囝2009．4(总第109期)分析与探讨廑审檬GUANGXIDIANYE常通过光电隔离后输出，输出的同步脉冲既可以是有源1TrL输电线路的准确故障定位还可以及时发现因瞬时故障而造成电平形式，也可以是静态空接点形式。有源

6、，rrL电平输出，即的线路设备隐患，并及早采取防范措施，提高电力系统运行的每隔一定的时间间隔产生一个1TrL电平脉冲，或正脉冲或负可靠性，减少因停电而造成的综合损失。脉冲，脉冲的宽度可以根据不同需求自行设置。静态空接点脉输电线路发生故障时，故障点将产生向线路两端以光速冲输出，即将同步脉冲作为一个开关量输出，表达开关的“闭传播的行波，在同一时间基准下记录两端首次接收到行波浪合”和“断开”状态。涌的时刻，就能计算出故障点的位置，这就是双端行波测距的1．4信号扩展调理单元基本原理。设故障时刻为Tx，故障点到A站的距离为x，到B信号扩展调理单元由信号扩展单元和电平调理单

7、元组站的距离为x。设A、B两站的距离为L，行波浪涌首次到达成。单片机通常只有一个RS一232接口，无法满足电力系统多A、B两站的时刻分别为T^和TB，行波在线路中传播速度为v，种信号类型、多个输出接口的通信要求。信号扩展单元可从总其中A、B站间距离L、行波速度v及时刻T和T日为已知，则线扩展出多个输出接口，经调理可得到用户需要的1PPM、有：IPPH、RS一232和IRIG—B等多种信号输出接口，更好的满足Xl^+XB=L(1)电力系统多样化的对时需求，并且可以做到一机多用，即一台XA=(TA—Tx)Xv(2)同步时钟可以为多个电力系统自动化装置对时。XB=fr

8、．一Tx)×v(3)2G