同步对时解决方案
2008-12-30 12:13:36
电力调度、变电站、发电厂、计费计量等自动化系统,厂矿企业的能源动力监控系统、工业生产过程控制系统,都需要统一的时钟基准,以确保实时数据采集时间一致性,提高线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验、分布式计算、运行监控和事故分析的准确性,实现各系统在时标基准下的分布式任务调度,从而提高事故分析和稳定控制的水平,提高系统运行效率和可靠性。
作为生产时间对时装置的专业厂家,我公司可提供完整的产品线,满足各种时间同步需求。主要产品包括:IDC510 网络时间服务器、IDC520 GPS卫星钟、IDC540 新一代时间同步系统等。
根据被授时设备/系统的数量、与主时钟的距离和可靠性要求的不同,同步系统主要分为最简式时间同步系统、主从式时间同步系统、主备式时间同步系统。
1 最简式时间同步系统组成
最简式时间同步系统适用于被授时设备/系统的数量不多且与主时钟距离不远的情况。它是由一台主时钟、信号传输介质组成,为被授时设备/系统对时,见图1。根据需要和技术要求,主时钟可留有接口,用来接收上一级时间同步系统下发的有线时间基准信号。

图1 最简式时间同步系统的组成
此种方式时,可选用IDC520或IDC540。
2 主从式时间同步系统组成
主从式时间同步系统适用于被授时设备/系统的数量多或与主时钟的距离远的情况。它是由一台主时钟、多台从时钟、信号传输介质组成,为被授时设备/系统对时,见图2。根据需要,主时钟可留有接口,用来接收上一级时间同步系统下发的有线时间基准信号。

图2 主从式时间同步系统的组成
此种方式时,可选用IDC540。
3 主备式时间同步系统组成
主备式时间同步系统适用于对可靠性要求高并且被授时设备/系统的数量多或与主时钟的距离远的情况。它是由两台主时钟、多台从时钟、信号传输介质组成,为被授时设备/系统对时,见图3。根据需要和技术要求,主时钟可留有接口,用来接收上一级时间同步系统下发的有线时间基准信号。

图3 主备式时间同步系统的组成
此种方式时,可选用IDC540。如果采用IDC540系统,由于IDC540支持多时源输入,主钟仅有一台的情况下,也可实现此处的主备式同步系统(其网络结构变为与图2相同)。
4 典型配置
根据各电厂、变电站的实际情况和工程经验,时间同步系统通常采用组屏方案。包括主时钟屏和从时钟屏,主时钟屏一般由两台主时钟及数台从时钟构成,从时钟屏由数台从时钟构成,主时钟屏和从时钟屏可分散布置,通过光纤或422/485信号电缆以IRIG-B格式互联。根据主时钟冗余程度的不同,有两种配置方式:
1. 两台主时钟冗余运行,每台主时钟为单接收模块。例如,根据接收源区分,两台主时钟的组合为“GPS+GPS”或“GPS+北斗”或“北斗+北斗”等。

2. 两台主时钟冗余运行,每台主时钟内配置冗余接收模块。此种配置模式下,首先每台主钟的时源是冗余的,可以采取“GPS、北斗、同步网”的组合式输入;其次,两台主钟又是相互冗余的。这样形成多重冗余结构,提升了系统的可靠性。

系统说明:
◆ 主时钟屏的两台时钟一主一备,以冗余热备模式工作,完成卫星信号(GPS卫星信号和北斗信号)的接收、处理及向从时钟提供标准同步时间信号。每台主钟可以同时接收3个时钟源(1个卫星授时信号、2个时间同步网IRIG-B码授时信号或1个GPS卫星授时信号、1个北斗卫星授时信号、1个时间同步网IRIG-B码授时信号),3个时钟源可以按照优先级选择并实现备用,两台主时钟以IRIG-B码相连,每台主时钟同时具有接收另一台主时钟的IRIG-B时间信息功能,使两台主时钟可以互为备用。
两台主时钟分别以IRIG-B码与从时钟相连,从时钟向测控单元、保护装置、故障录波装置、计算机监控系统等提供对时信号接口。
◆ 从时钟屏的从时钟与主时钟之间采用光纤或电缆(422/485方式)连接,以IRIG-B码来传送时间信息。从时钟的时间基准信号输入包括两路IRIG-B输入。当从时钟只接一路IRIG-B输入时,该路输入可以是IRIG-B输入①,也可以是IRIG-B输入②。从时钟接入两路IRIG-B时码输入时,以IRIG-B输入①作为该从时钟的外部时间基准,IRIG-B输入②作为后备。从时钟向测控单元、保护装置、故障录波装置、计算机监控系统等提供对时信号接口。
◆ 所有时间输出信号在电气上均相互隔离。输出的时间同步信号可满足秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)、IRIG-B、串口等方式。
◆ 具有工作状态指示、告警显示和告警信号输出功能。告警信号的电接口类型为继电器空接点,接点耐压>250V DC。
◆ 具有时间显示功能,可显示年、月、日、时、分、秒。
◆ 配置驯服温补晶振内部守时功能。当接收到外部时间基准信号时,被外部时间基准信号同步;当接收不到外部时间基准信号时,切换到内部守时,保持一定的走时准确度,使时钟输出的时间同步信号仍能保持一定的准确度。当外部时间基准信号接收恢复时,自动切换到正常状态工作,切换时间小于0.5S,切换时时钟输出的时间同步信号不会出错。
◆ 可根据需要配置两路电源供电,任何一路电源消失,时钟仍保持正常工作。
◆ 组屏式结构可以根据用户需要方便地扩展时间信号输出量,而且不会影响整个系统的正常工作。时钟屏采用2260*800*600标准机柜或根据实际情况定制。柜体前后开门。前门采用玻璃门,后门采用双开门,以方便线缆的连接。机柜底部装有公共接地铜排。屏内预留足够数量的插槽和接线端子排,以满足将来不同时间信号输出接口的扩展要求。
系统组屏结构图