一、電廠GPS時鐘(GPS衛(wèi)星時鐘同步系統(tǒng)、GPS校時系統(tǒng)、GPS授時系統(tǒng))的概述
隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展,系統(tǒng)對時間統(tǒng)一的要求越來越迫切,對時間的同步精度也越來越高,我們研制的W系列電廠GPS時鐘是專門為電力系統(tǒng)的自動化提供高精度時間基準(zhǔn)的時鐘同步設(shè)備。該設(shè)備以美國導(dǎo)航衛(wèi)星*定位系統(tǒng)為時間基準(zhǔn)，時間同步精度0.1us，它選用美國專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的GPS接收機(jī)部件進(jìn)行二次研制開發(fā)而成。它可以同時跟蹤視場內(nèi)的12顆GPS衛(wèi)星，自動選擇*星座進(jìn)行定位，定時，輸出與世界協(xié)調(diào)時時間同步精度0.1us的秒脈沖，按照一定格式經(jīng)串行口輸出日期、時間，供電力系統(tǒng)需要標(biāo)準(zhǔn)時間尺度的各種自動化裝置使用。
本設(shè)備采用單片機(jī)控制，軟硬件結(jié)合的技術(shù)設(shè)計(jì)，充分利用接收組件的潛力。因此系統(tǒng)具有可靠性高，功能多，精度高，性價比好和操作方便等特點(diǎn)，*可以滿足電力系統(tǒng)時間同步要求。它的使用推廣，將大大促進(jìn)和提高電力系統(tǒng)的事故分析，故障測距和繼電保護(hù)等自動化技術(shù)的發(fā)展。
裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，支持TOD、IRIG-B、PPS、PPM、PPH、PPD、NTP、PTP和報文等多種時間信號輸出。根據(jù)信號輸出電平特性或類型的不同，分成TTL、RS422/485、空接點(diǎn)、RS232、交流B碼、NTP、DCF77和光纖等八種信號輸出卡板，可滿足當(dāng)前用戶的各種需求。
二、電廠GPS時鐘的功能
設(shè)備采用全模塊化設(shè)計(jì)，即插即用，能配置靈活由GPS接收機(jī)、北斗接收機(jī)、B碼信號輸入、銣原子鐘、恒溫晶振、冗余分配切換單元、時碼產(chǎn)生單元、頻標(biāo)分配單元、NTP服務(wù)器、IEEE1588協(xié)議、電源、顯示單元和監(jiān)控管理單元組成。其功能主要包括：
1.接收GPS、北斗、IRIG-B時間碼授時信號
2.可以產(chǎn)生2/5/10MHz、E1、1PPS/M/H、IRIG-B、TOD、NTP、PTP、DCF77等時間頻率信號
3.支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗雙系統(tǒng)衛(wèi)星接收機(jī)配置。
4.裝置采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護(hù)方便。為將來其它信號基準(zhǔn)源(珈俐略衛(wèi)星信號、上游地面鏈路的DCLS信號、PTP、NTP時間基準(zhǔn)信號等) 的接入提供了方便，為今后建設(shè)三網(wǎng)合一的數(shù)字同步網(wǎng)打下基礎(chǔ)。同時為將來現(xiàn)場改造擴(kuò)建時增加或更改對時信號接口提供了方便。
5.裝置不僅實(shí)現(xiàn)了板卡全兼容，還提供了豐富的信號接口資源和開放式特殊接口設(shè)計(jì)平臺，具備優(yōu)異的兼容能力。裝置可提供多路脈沖信號（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接點(diǎn)、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIG-B信號（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信號（有源、無源）、時間報文（RS232、RS422/485、光）、PTP、NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)時間信號，可以滿足電廠/變電站內(nèi)不同設(shè)備的對時接口要求。
三、電廠GPS時鐘的信號輸出
裝置采用插卡式結(jié)構(gòu)，信號輸出接口的數(shù)量和種類可通過增加相應(yīng)的插卡來實(shí)現(xiàn)。zui多可插7塊信號輸出卡。
序號 | 插卡名稱 | 插卡對時信號 |
1 | 空接點(diǎn)脈沖信號輸出卡 | 每塊可輸出12路空接點(diǎn)脈沖信號，可根據(jù)需要設(shè)置為時脈沖、分脈沖、秒脈沖、事件。 |
2 | 差分脈沖信號輸出卡 | 每塊可輸出12路差分脈沖（即RS422電平脈沖）信號，可根據(jù)需要設(shè)置為時脈沖、分脈沖、秒脈沖、事件。 |
3 | TTL脈沖信號輸出卡 | 每塊可輸出12路TTL電平的脈沖信號，可根據(jù)需要設(shè)置為時脈沖、分脈沖、秒脈沖、事件。 |
4 | 4路串口信號輸出卡 | 每塊以DB9頭的接線方式輸出四路串口信號，可根據(jù)需要設(shè)置為RS232串口信息輸出和RS422/485串口信息輸出。 |
5 | 12路串口信號輸出卡 | 每塊以端子接線方式輸出12路串口信號，可根據(jù)需要設(shè)置為RS232串口信息輸出和RS422/485串口信息輸出。 |
6 | IRIG-B（TTL）信號輸出卡 | 每塊可輸出12路TTL電平IRIG-B信號。 |
7 | IRIG-B（422）信號輸出卡 | 每塊可輸出12路RS422電平IRIG-B信號。 |
8 | IRIG-B（AC）信號輸出卡 | 每塊可輸出12路正弦調(diào)制（AC）IRIG-B信號，幅度可調(diào)。 |
9 | DCF77信號輸出卡（兩線） | 每塊可輸出12路DCF77信號。 |
10 | DCF77信號輸出卡（三線） | 每塊可輸出8路DCF77信號。 |
11 | 網(wǎng)絡(luò)對時信號輸出卡 | 每塊可輸出1路NTP網(wǎng)絡(luò)對時信號。 |
12 | 光信號輸出卡 | 每塊光信號輸出卡直接輸出3路光信號（B碼、脈沖、時間報文），光信號格式通過印制板上的短路塊實(shí)現(xiàn)。 |
13 | IEEE1588信號輸出卡 | 每塊可輸出1路IEEE1588（PTP）網(wǎng)絡(luò)對時信號。 |
另外，可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)特定的信號輸出卡。
四、電廠GPS時鐘的技術(shù)參數(shù)
1． 10MHz頻率源
輸出幅度： 12dBm±1dB
準(zhǔn) 確 度： ≤1E-12（開機(jī)48小時以后，GPS鎖定狀態(tài)，24小時平均準(zhǔn)確度）
穩(wěn) 定 度： ＜6 E -10/1ms
＜1 E -10/10ms
＜6 E -11/100ms
＜1 E-11/1s
＜5 E-12/10s
＜3 E-12/100s
＜1 E-12/日（GPS鎖定）
相位噪聲： ≤ -90dBc/Hz @10Hz
≤-130dBc/Hz @100Hz
≤-140dBc/Hz @1kHz
≤-155dBc/Hz ≥10kHz
失真： 諧波≤-50dBc
2． 1MHz、5MHz時鐘源，與10MHz同源
輸出阻抗：50歐姆。
3． IRIG-B時間碼（符合GJB2242-94標(biāo)準(zhǔn)）
IRIG-B（DC）
輸出電平：RS-422，TTL；
同步精度：優(yōu)于0.2us。
IRIG-B（AC）
電平（Vp-p）：0.5～11
調(diào)制度：3：1
4． 1PPS秒脈沖
電平：TTL電平；
抖動：<1ns；
上升沿：<10ns；
輸出阻抗：50歐姆；
授時精度：100ns。
5． NTP網(wǎng)絡(luò)對時接口：RJ45，10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口，對時精度：1-10ms
6． PTP網(wǎng)絡(luò)信號輸出： RJ45，對時精度：100nS
7． ASCII時間碼：年月日時分秒，9600，n，8，1
8． 電源：220V±20％； 50Hz±3Hz。
9． 可靠性指標(biāo)
平均*工作時間：MTBF≥8000h；
平均維修時間：MTTR≤0.5h；
沖擊、振動要求：符合GJB2242-94《時統(tǒng)設(shè)備通用規(guī)范》3.8.5和3.8.6的規(guī)定。
鹽霧、霉菌要求：符合GJB2242-94《時統(tǒng)設(shè)備通用規(guī)范》3.6.7和3.8.8的規(guī)定。
電磁兼容性：滿足GJB151.4-86對時間頻率標(biāo)準(zhǔn)的要求。
10． 物理及環(huán)境參數(shù)
尺寸： 標(biāo)準(zhǔn)1/2U上架機(jī)箱
重量： <3Kg
電源： 220V±10％ 50Hz±5％
工作溫度：-10℃～ 40℃
存貯溫度：-25℃～ 70℃
工作濕度：≤80%（無冷凝）
存儲濕度：≤95%（無冷凝）
