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技術(shù)文章
發(fā)電廠時鐘同步
點擊次數(shù)：266 發(fā)布時間：2011-7-21
1.1 建立時間同步系統(tǒng)的重要性
隨著電廠、變電站自動化的提高，各種以計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化裝置廣泛應(yīng)用，如調(diào)度自動化系統(tǒng)、廣域相量測量系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)、事件順序記錄裝置、變電站自動化系統(tǒng)、發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)、微機繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置、安全自動裝置、雷電定位系統(tǒng)、電網(wǎng)預(yù)決策分析系統(tǒng)等。其運行實行分層控制，設(shè)備的運行往往要靠數(shù)百公里外的調(diào)度員指揮；電網(wǎng)運行瞬息萬變，發(fā)生事故后更要及時處理，這些都需要有統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。有了統(tǒng)一的時間，既可實現(xiàn)全廠（站）各系統(tǒng)在GPS（北斗）時間基準(zhǔn)下的運行監(jiān)控，也可以通過事故后各開關(guān)動作、調(diào)整的先后順序及準(zhǔn)確時間來分析事故的原因及過程。統(tǒng)一的時間是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行的一個重要措施。因此，在電網(wǎng)內(nèi)的電廠、變電站及調(diào)度中心等建立的時間同步系統(tǒng)是十分必要和迫切的。
1.2 建立時間同步系統(tǒng)的*性
電廠/變電站的時間同步是一件十分重要的基礎(chǔ)工作，現(xiàn)在電廠/變電站大多采用不同廠家的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、DCS分布式控制系統(tǒng)、發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECS）/、微機保護(hù)、故障錄波裝置、電能量計費系統(tǒng)、電液調(diào)速系統(tǒng)DEH、SCADA系統(tǒng)及各種輸煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脫硫PLC等，以前的時間同步大多是各設(shè)備提供商采用各自獨立的GPS時鐘，而各時鐘因產(chǎn)品質(zhì)量有很大差異（GPS模塊質(zhì)量差、內(nèi)置精度不高的晶振時鐘作為基準(zhǔn)時間源），在對時精度上都有一定的偏差。同時,受雷電天氣等影響, 質(zhì)量差的GPS接收機授時性能的劣化降質(zhì)難以發(fā)現(xiàn),不少電廠/變電站安裝GPS天線不合規(guī)范,如沒配置天線避雷器、饋線沒有加鎧裝外套（易出現(xiàn)被老鼠咬斷的可能） ，這些都造成了全廠（站）各系統(tǒng)不能在統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和比較，給事故后正確的故障分析判斷帶來很大困難。
現(xiàn)在，人們已經(jīng)充分意識到時間統(tǒng)一的重要性。但是，統(tǒng)一時間并不是單純地并用GPS時鐘設(shè)備。目前，許多電廠/變電站普遍采用一臺簡單配置的GPS時鐘裝置作為基準(zhǔn)時間源，裝置提供的接口數(shù)量有限。而各個電廠/變電站往往有不同的裝置需要接收時間同步信號，其接口類型繁多，如RS232/422/485串行口、脈沖、IRIG-B碼、DCF77信號、NTP網(wǎng)絡(luò)時間等接口形式，而且裝置的數(shù)量也不等，所以在實際應(yīng)用中常感到GPS裝置的某些類型接口數(shù)量不夠或缺少某些類型接口，其結(jié)果就是電廠/變電站中有些裝置不能實現(xiàn)時間同步，或者需要再增加一臺甚至數(shù)臺GPS裝置，而這往往受到資金不足或沒有安裝位置等限制。若全廠（站）采用時間同步系統(tǒng)方案，就可實現(xiàn)全廠（站）各系統(tǒng)在統(tǒng)一時間基準(zhǔn)下的運行監(jiān)控和事故后的故障分析，大大提高了電廠/變電站的安全穩(wěn)定性。因此，采用GPS時間同步系統(tǒng)比采用傳統(tǒng)的分散的GPS時鐘設(shè)備有著明顯的優(yōu)勢，也是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
1.3 建立電廠/變電站時間同步系統(tǒng)/的必要性
建設(shè)全網(wǎng)統(tǒng)一的時間同步網(wǎng),固然是解決全電網(wǎng)時間同步問題的好方法。但就能否補償時間信號傳輸時延、如何利用通道資源、如何建設(shè)高可靠性高時間精度的時間同步網(wǎng)及其投資代價等方面的綜合性問題,目前仍處于探討階段。
結(jié)合我國電網(wǎng)現(xiàn)狀,首先建設(shè)好電網(wǎng)每個基本單元的電廠/變電站內(nèi)時間同步系統(tǒng),即時間同步子系統(tǒng)是迫切需要解決的,這不但對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行極其重要,而且也為將來建設(shè)全網(wǎng)的時間同步網(wǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
1.4 系統(tǒng)簡介
我公司根據(jù)用戶的實際需求，結(jié)合我們以往的工程經(jīng)驗，研制開發(fā)了K800電廠/變電站時間同步系統(tǒng)/。該系統(tǒng)實現(xiàn)了時間基準(zhǔn)多源頭（GPS、北斗星、原子鐘、恒溫晶振、IRIG-B時間基準(zhǔn)）、輸出多制式（串口、脈沖、IRIG-B碼、DCF77、NTP網(wǎng)絡(luò)授時等）、滿足多設(shè)備（系統(tǒng)信號輸出可以任意擴展，可滿足任何規(guī)模任何方式的時間信號需求）的要求，保證了時間同步信號的高度、高穩(wěn)定性、高安全性，高可靠性，將電力系統(tǒng)的時間同步度、穩(wěn)定性、安全性和可靠性提高到一個更新更高的臺階。該系統(tǒng)將GPS/北斗衛(wèi)星傳送的協(xié)調(diào)世界時（UTC）或外部傳送的時間基準(zhǔn)信號作為定時信號源，產(chǎn)生用來傳遞時間信息的IRIG-B時間碼、串行時間報文、脈沖信號、DCF77信號和NTP協(xié)議時間，用于實現(xiàn)全廠（站）計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置、故障錄波器 、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠(yuǎn)動RTU及各級能量管理系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)、用電負(fù)荷管理系統(tǒng)、電能量記費系統(tǒng)、電網(wǎng)頻率按秒考核系統(tǒng)、同步相量測量裝置（PMU）、線路故障行波測距裝置、雷電定位裝置、調(diào)度錄音、各類信息管理系統(tǒng)MIS、發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECS）/ 、DCS系統(tǒng)、輸煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脫硫PLC等的時間同步，使電廠/變電站內(nèi)各設(shè)備具有統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。
1.5 建立時間同步系統(tǒng)的意義
1.5.1時間同步系統(tǒng)保證了電廠/變電站內(nèi)各個裝置具有統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。
1.5.2時間同步系統(tǒng)采用了冗余化配置，保證了時間同步系統(tǒng)的可靠性。
1.5.3時間同步系統(tǒng)單獨組屏，為電廠/變電站將來改造時對時信號的擴展提供了方便。
1.5.4建立時間同步系統(tǒng)，便于維護(hù)、管理。
文章源于：上海銳呈電氣有限公司/