同步时钟系统_时钟同步系统
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同步时钟系统
1.公司简介
南瑞集团公司是国家电网公司直属单位，是中国最大的电力系统自动化、水利水电自动化、轨道交通监控技术、设备和服务供应商。主要从事电力系统二次设备、信息通信、智能化中低压电气设备、发电及水利自动化设备、工业自动化设备、非晶合金变压器及电线电缆的研发、设计、制造、销售、工程服务与工程总承包业务。
南瑞集团通信与用电技术分公司（以下简称“通信用电分公司”）成立于2010年1月，是南瑞集团公司信息通信产业板块的核心单位、国内领先的高端智能用电产品及整体解决方案提供商，为国家电网公司提供各类智能芯片产品。
通信用电分公司充分把握智能用电产业发展的重大历史机遇，以服务坚强智能电网建设为主旨，以做专做精做大做强“智能用电产业”为目标，积极贯彻落实国家电网公司直属产业规划部署，确立了“1+5”发展战略，打造“1”个产业支撑平台，支撑“智能芯片、智能终端、智能传感、电力通信和智能服务”5项业务协同发展，形成从应用系统层、终端设备层和芯片器件层相互支撑的业务发展格局，致力于成为以芯片为核心支撑的高端综合解决方案提供商，已形成了信息管理、通信系统及通信设备、智能芯片、用电自动化及终端设备、电力物联网等5个产品线，拥有17个子产品线。随着生产业务的拓展，通信用电分公司已经取得一批具有自主知识产权的产品及成果,包括：“国网芯”系列芯片及与之配套的芯片发行系统、密钥管理系统；基于“国网芯”技术的智能用电产品及终端模块、电力线载波通信及配用电专用光通信产品；基于智能量测技术的智能防窃电系统、省级计量中心计量生产调度平台、智能感知互动综合服务平台等，并积极拓展节能服务、能效及智能传感等新型营销业务。
通信用电分公司成立3年来，各项经营业绩指标均保持迅猛增长，已承担多项重点科研和产业化项目，申请专利及软件著作权145项（其中发明专利66项），申请国际专利4项，截至2013年6月底，人员规模已从成立之初的83人发展壮大到952人，其中，本科及以上人员838人，占员工总数的88%。面向未来，通信用电分公司将充分把握国家电网公司大力建设坚强智能电网的良好机遇，始终坚持走全面、协调、可持续发展的道路，不断提升业务综合竞争能力，积极拓展电力系统外领域和国际业务,力争在2015年，新签合同额达到100亿元，营业收入突破70亿元，利润总额实现10亿元。
2.系统介绍
在电力系统中，电网的运行状态瞬息万变，电网调度实行分层多级管理，调动管理中心远离现场。为保证电网安全和经济运行，各种以计算机技术和通讯技术为基础的自动化装置被广泛应用，如调度自动化系统、故障录波系统装置、微机继电保护装置、事件顺序记录装置等控制装置。随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对全站统一时钟的要求越来越迫切，有统一的时钟，既可实现全站系统在统一的时间基准下的运行监控，也可以通过各开关的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。因此电力系统的安全、稳定、可靠运行对时钟的基准统一及精度的要求进一步提高，在电力系统的电厂、变电站及调度中心等建立统一的时间同步系统已经显得十分迫切和必要。
另外，各站往往有不同的装置需要接受同步时钟信号，其接口类型繁多，装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到卫星对时装置的某些类型的接口数量不够或者缺少某些类型的接口，其结果就是全站中有某些无法对时。
SGTS3 卫星同步系统是我公司根据电力系统现有需要及将来的发展要求基础上，自主开发具有国内先进水平的授时产品。结合美国GPS、中国北斗、俄罗斯罗娜丝等技术特点并考虑了各种涉及国家安全的关联因素，实现输入多源头（GPS、北斗），输出多制式（TTL、空接点、IRIG-B、串口、网络等）、满足多类设备的特点。3.系统构成电力系统时间同步系统主要有主/备时钟、从时钟构建起来的授时系统向对应的电网设备进行时间同步功能，如图2-1所示。
北斗卫星GPS卫星北斗GPS北斗GPS主时钟A(主)主时钟B（备）从时钟被授时设备/系统
图3-1 时钟同步授时系统
本系统及所包含设备及生产主要依据以下技术规范及标准： GJB2242-1994 GJB2991-1997
时统设备通用规范 B时间码接口终端
船用全球定位时钟GPS接收通用技术条件 平衡电压数字接口电路的电气特性 使用串行二进制数据交换的数据终端设备 GJB/T15527-1995 GB11014-1990 GB/T6107-2000
和数据数据电路终端设备之间的接口 GB/T14429-1993
运动设备和系统术语 4.主从设备
4.1设备特点
模块化结构，实现卫星时钟的通用化、标准化，以及接口资源的合理配置。 所有模块支持热插拔，以及自动侦测，方便系统在线维护，保证授时系统连续可靠工作。
系统运行状态输出，多种方式接入全网同步时钟监控系统。 同步测量，进一步提高了频率测量精度和一致性 适应更多的组网方式，互备方式，主从方式等。
灵活多变的组网模式。适用于双钟或多种互备、子母钟等方式。 系统运行状态输出，多种方式接入全网同步时钟监控系统。
应用高性能器件，及独特的软件处理方式，提供高精度的硬对时信号，配合先进的秒脉冲补偿处理，可以保证全站所有最终出口的秒脉冲前沿准度
灵活多变的扩展方式，可通过光纤、网络、RS485、串口、接点、TTL等多种方式对授时信号进行扩展。
多卫星系统接入、以及不同系统间的无缝切换，保证了授时系统的安全性及可靠性。目前支持接入GPS，北斗。
采用LED显示屏，显示时间和实时状态系统，具有高亮度、广视角、耐环境、长寿命等优点。
通用数据存储卡，记录时钟系统运行信息。 机架式结构，19英寸3U标准机箱，安装使用方便。4.2整机指标
1、电气参数
输入电压：双路AC220V供电，内部采用DC12V供电，内部电池持续供电6小时
交流频率：50HZ±5HZ 直流纹波
2、环境参数
存储湿度：-50-+85°C 运行湿度：-0-+50°C（室内） 相对湿度：
3、电磁兼容
绝缘性能：DL/T1100.1Ⅲ级 抗高频干扰：DL/T1100.1Ⅳ级 抗快速瞬变干扰：DL/T1100.1Ⅳ级 抗静电放电干扰：DL/T1100.1Ⅳ级 抗磁场干扰：DL/T1100.1Ⅳ级 抗浪涌干扰：DL/T1100.1Ⅳ级 4.3输出模块
1、以太网输出
以太网10/100Base-T RJ45插口，连接SGTS3可使用RJ45端口的双绞线。
2、光纤输出
上沿时间：
单模，SC接口
输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、报文、系统状态等
3、TTL 输出 准时沿： 上升沿，上升时间≤10n S
下降沿，下降时间≤10n S 时间准确度： 上升沿，上升时间≤10us（最终出口）
下降沿，下降时间≤10us（最终出口）
脉冲宽度：1ms-999ms可设置
输出方式：光隔离+电源隔离，TTL电平有源输出 输出负载：50Ω/600Ω 输出接口：BNC同轴输出
输出类型： PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码等
4、空接点输出
准时沿： 上升沿，上升时间≤100n S 下降沿，下降时间≤100n S 时间准确度： 上升沿，上升时间≤2uS
下降沿，下降时间≤2uS 脉冲宽度：2ms-1000ms可设置 输出方式：固态继电器，空接点输出 输出负载：DC300V,3A DC110V,3A 输出接口：凤凰端子
输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、定时、状态等。
5、IRIB-B(AC)输出
时间准确度：准时幅度变化点（倾斜变化）≤5us（最终出口） 调制频率：1KHz 输出波形峰峰值：ASK(1V-10V),可设置 相位误差：
6、RS485差分输出
上沿时间：70%VCC，
电气特性：GB/T6107-2000（CCITT建议V.28） 输出方式：光隔离+电源隔离
输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、定时、状态等
7、RS232串口输出
上沿时间：70%VCC，
使用屏蔽RS232通讯电缆，通过终端模拟软件进行配置
5安装与调试
5.1天线安装
1）建议天线（GASS输入）
GPS天线类型: 屋顶安装的L1天线 馈线长度: 无放大器最长120米 信号类型：L1 接口: 标准 TNC 增益：约35dBm 电源：电压3.3VDC或5VDC，电流小于55毫安 2）确定天线位置
GPS/北斗/GLONASS天线的安装位置必须有利于收到卫星的无线信号； 选择室外的一个相对于圆视野无阻挡的位置建筑物的楼顶或者一个专业的天线塔 需要考虑天线馈线的长度因素 需要考虑防雷问题 3）天线的馈线
确定天馈线的型号和长度
20 m100 m RG-213或者7D-FB，比较理想的位置是自身 100 m350 m LCF 1/2，10D-FB 5.2天线的固定
图 5.1天线安装位置参考示意图
Position 1 是建筑物楼顶或者专用塔顶，可以确保最好的收星效果；通常情况下可以连续收到6到8颗以上的卫星信号。
Position 2 也是非常好的位置，可以收到系统运行所需要的卫星信号，只会有某些特殊卫星的信号会有部分干扰，可以连续收到4到6颗卫星信号。Position 3 对于连续工作的系统是不建议的位置，因为不能连续收到足够多个卫星的信号从而使输出降质或者中断。
Position 4 是在建筑物的背面，是最坏情况，可能收不到卫星信号。
