論時間同步裝置在線監視系統在電網自動化中的應用

【摘要】本文對GPS衛星對時在自動化系統中的應用及存在的問題作了詳細分析。結合海鹽自動化系統實際運行的技術經驗，提出了解決問題的措施和方法。涵蓋了GPS衛星對時系統在實際應用中的問題。具有一定的普遍性，對電網自動化系統的發展具有重要意義。

【關鍵詞】GPS衛星對時;存在問題;措施;方法

1.緒論

1.1 GPS衛星同步時鐘的基本概念

GPS衛星同步時鐘是指通過GPS系統獲取時間源，經過處理以常見的接口輸出。設備安全可靠，授時精度能達到微秒級。應用的行業也比較廣泛。如：銀行、基金、證券、電信、部隊、電力、鐵路、民航等一些對時間要求比較高的行業。

1.2 GPS衛星同步時鐘在電網自動化系統中的作用

近幾年來，隨著變電站自動化水平的提高，在綜自變電站中計算機監控系統、微機保護裝置、微機故障錄波裝置以及各類數據管理機得到了廣泛的應用，而這些自動裝置的配合工作需要有一個精確統一的時間。當電力系統發生故障時，既可實現全站各系統在統一時間基準下的運行監控和事故后故障分析，也可以通過各保護動作、開關分合的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。

1.3 GPS衛星同步時鐘在應用中的問題

在實際應用中因為各方面的原因會造成GPS衛星對時系統的故障。

1.3.1 在全球定位系統（GPS）同步授時功能的實際應用中，衛星信號的調整、天線受干擾以及GPS接收系統的故障等，都會造成衛星失鎖現象，進而導致GPS接收器在短時間內失步。

1.3.2 GPS衛星對時系統裝置故障或失電引起時間不正確。

1.3.3 GPS衛星對時系統與調度自動化系統主站的時間不同步，并且不能及時發現，就會造成上送的信息不正確。

2.HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理系統簡介

HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理系統，適用于地區級及省級管理部門，對轄區內的多套衛星時鐘裝置的遠程集中實時監視與管理。也適用于站內單臺及多臺衛星時鐘裝置的遠程及現場管理。采用104通訊協議在線監視時間同步裝置各項參數，對時間同步裝置進行全面系統管理監視功能，將時間同步系統完全納入機房監控系統，為時間同步系統的安全運行提供了保證，也為管理人員全面真實地掌握時間同步系統的工作狀態提供了準確的數據支持。

2.1 現有技術

目前的時間同步裝置主要實現對站內保護、測控裝置等提供標準時間源信號，實現全站裝置系統時間統一。采用本地管理，只簡單上傳電源告警、裝置告警的信號狀態，并沒有對時間同步裝置進行在線的監測，也不能確保各站點的時間完全統一。

2.2 HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理系統的作用

HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理系統可實現以下幾個方面主要功能：系統事件信息實時記錄、設備告警信息、運行狀態信息實時采集、監視和管理、用戶管理、設備參數遠程管理、系統歷史數據存儲、檢索等。為實現時間同步裝置的在線監測功能， 改變以往的被動模式為主動模式，使用戶對所管理區域時間同步裝置運行狀況一目了然，確定管理區域各站點時間完全統一，保證用戶及早發現安全隱患，有效規避風險。

2.3 HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理功能的實現

2.3.1 系統構成

HYTMS自動化時間同步裝置通過接收衛星信號、及上級地面鏈路時間碼作為時間信號源，通過馴服處理，輸出所需的各類型時間同步信號，滿足授時需求。

2.3.2 運行狀態監測

◆設備當前運行狀態（正常狀態/故障狀態/未知狀態）;

◆設備自檢狀態;

◆衛星授時模塊狀態;

◆設備外部輸入IRIG-B碼狀態（有輸入/無輸入）;

◆設備收星質量狀態;

◆外部輸入IRIG-B碼質量;

◆與設備的通訊狀態。

2.3.3 讀取設備運行參數

◆當前時間基準（GPS衛星、IRIG-B碼、守時）;

◆當前授出時間（年-月-日-時-分-秒）;

◆輸出脈沖間隔（1秒、60秒、3600秒）;

◆串口波特率（19200 bps、9600 bps、4800 bps、2400 bps、1200bps）;

◆當前可視衛星顆數;

◆當前衛星數據是否有效。

2.3.4 系統運行

啟動數據庫服務器、通訊服務器和WEB服務器后，打開IE瀏覽器，登錄系統。

2.3.4.1 設備參數管理

用戶可通過系統遠程讀取、配置設備的運行參數。只有管理組用戶才可進行設備參數管理功能操作。用戶可在線讀取主時鐘的運行和配置信息，可以在線的了解到當前該時鐘所用的時間基準、當前授時時間、對時間隔、當前時鐘區域的衛星顆數以及衛星信號是否有效等。如圖1所示：

圖1 裝置參數讀取界面

2.3.4.2 系統事件安全管理

系統可管理的事件包括：時鐘裝置的運行循檢記錄、與時鐘裝置的通訊狀態記錄、所有操作員對裝置的操作記錄等。時鐘裝置的運行循檢記錄：系統對所有時鐘裝置的運行狀態循檢記錄在客戶端進行實時顯示，并存儲入數據庫中，作為歷史運行數據，用戶可以以時間為條件對相應的記錄信息進行查詢;通訊狀態記錄：實時記錄顯示系統與各個時鐘裝置的通訊連接狀態、與通訊服務器的通訊連接狀態等，記錄數據可查詢;裝置操作記錄：對所有操作員，對相應的時鐘的操作信息，全部進行記錄，可查詢，并對當時操作的數據結果進行回顯。在歷史事件查詢顯示區中可以顯示用戶進行裝置操作時相關數據信息。用戶可根據需要，對數據顯示的實時事件記錄和歷史事件記錄數據進行部分或全部清除。

2.3.4.3 系統告警管理

系統實時的對所管理的時鐘裝置的運行狀態進行循檢，當裝置運行出現失鎖、中斷、電源等故障時，立即生成告警記錄信息，在系統的告警記錄實時顯示區進行顯示，并可顯示出裝置的故障概要描述，用戶雙擊故障記錄時，可對顯示出故障的詳細信息，以及可能出現故障的原因，指導管理人員進行故障排查等。運行故障解除后，立即顯示裝置故障恢復的記錄信息。所有告警信息均存儲入數據庫中，用戶可以按時間條件，對裝置的歷史告警信息進行查詢，并可查看故障的概要描述和主要原因等。對故障的級別，按嚴重程序分為三級管理：即一般故障、嚴重故障和致命故障。

當顯示裝置或板卡故障時，用戶可雙擊故障的設備的記錄，打開故障的類型及詳細信息進行查看，及時了解故障的詳細信息，方便對設備進行維護和管理。

如圖2、圖3所示：

圖2 系統告警信息管理界面

圖3 裝置故障信息詳細顯示界面

2.3.4.4 設備運行狀態及性能監視

系統可通過圖形化方式，實時的對當前所管理的系統中的時鐘裝置的運行狀態進行實時時監視、顯示。可直接監視到擴展裝置的運行板卡。

還可對當前系統中的處于不同運行狀態的裝置及板卡的數量進行實時統計和顯示，方便用戶對裝置進行管理。

3.結束語

HYTMS自動化時間同步裝置在線監視管理系統有效的監視管理區域的時間系統，及時的處理時間同步裝置異常現象，實現了區域內時間系統的完全統一，為電網的故障分析提供了實時、準確的信息。

參考文獻

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