时间同步系统白皮书[2]

公司简介成都可为科技发展有限公司成立于2000年7月，位于成都市高新技术产业开发区高新孵化园（国家软件基地），是专业从事美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟等相关时间类产品研发、生产、销售的国家级高新技术企业。由可为公司自行研发生产并提供的授时产品主要有：CT-TSS2000时间同步系统，CT-GPS25、CT-GPS301、CT-GPS2003、CT-GPS2002系列全球卫星同步时钟，CT-CBD001系列北斗星同步时钟等，这些产品的特点是输出格式多，时间精度和可靠性高，使用方便，不受地域等条件的限制，抗干扰能力强，广泛应用于同步时钟系统的建立以及各种需要高精度授时的自动化装置和自动化系统。其中的CT-GPS2003具有网络接口(TCP/IP或NTP协议)，适用于计算机网络或自动化系统的高精度授时；CT-GPS2002具有IRIG-B码输出格式，适用于需要B码授时的自动化设备和自动化系统。目前可为公司的授时产品已经在我国军队、电力、电信和民航等行业有近五千台套在运行使用，用户反应十分良好！鉴于我国电力行业迅速发展，与其相关的自动化产品迅速增长,电力系统的安全稳定运行对时间的基准同一和同步性及精度要求进一步提高，在电网内的电厂变电站及调度中心建立专用的时间同步系统已经显得十分迫切和必要。可为公司为此组织专业的技术队伍，成功研发了CT-TSS2000（COVETECHNOLOGY-TIMESYNCHRONOUSSYSTEM2000）时间同步系统。CT-TSS2000时间同步系统是可为公司在六年来的专业积累基础上，充分发挥自身在授时产品领域的技术优势和应用经验，依托相关的科研院所和军工企业，结合美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟及IRIG-B码靶场时间标准等技术特点并考虑了各种涉及国家安全等的关联因素，在满足电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上自主开发的具有国内先进水平的授时产品，该产品是专业用于电厂变电站及调度中心同一时间基准和时间同步系统的建立的授时系统.该系统实现了时间多源头（GPS、北斗星、原子钟、高精度晶振、IRIG-B时间码基准）、输出多制式（串口、脉冲、网络、B码等）、满足多设备（系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模任何方式的时间信号需求）的要求，保证了时间需求的高精确度、高稳定性、高安全性，高可靠性，将电力系统的时间同步精确度、稳定性、安全性和可靠性提高到一个更新更高的台阶。可为公司具有现代企业的管理机制，注重人才培养及新产品开发，有严格的产品质量控制和售后服务体系，可为公司作为专业的授时产品的提供商和服务商，将不断拓展成都可为科技发展有限公司ChengduCoveTechnologyCo.,Ltd-5-授时产品的应用空间和领域，积极致力于授时产品的行业应用、专业化和产业化。可为公司将秉承“可为、有为、大有可为”的经营理念，以“立足科技、矢志创新、有所作为”为宗旨和“成为一流的时间类产品提供商和服务商”为目标，大力开发生产授时类产品，竭诚为我国的国防军事、电力电信和民航等行业和领域提供专业的授时产品全面解决方案。可为公司愿与广大用户真诚合作，不断创新，共同发展。携手合作，大有可为！目录一、概述…………………………………………………………………1二、引用标准……………………………………………………………1三、CT-TSS2000对时方式简介…………………………………………2四、CT-TSS2000对时基准简介…………………………………………3五、系统方案……………………………………………………………4六、CT-TSS2000的用途及特点…………………………………………5七、技术指标……………………………………………………………6(一)主时钟…………………………………………………………6(二)信号扩展箱……………………………………………………8八、系统组成及组屏结构………………………………………………9九、主要功能……………………………………………………………10十、工作原理…………………………………………………………10十一、时间报文…………………………………………………………11十二、售后服务…………………………………………………………12成都可为科技发展有限公司ChengduCoveTechnologyCo.,Ltd-１-一、概述现在的电网大部分都是以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大电网。它的运行实行分层控制，设备的运行往往要靠数百公里外的调度员指挥；电网运行瞬息万变，发生事故后更要及时处理，这些都需要统一的时间基准。为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、故障录波器、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统等等。这些装置的正常工作和作用的发挥，同样离不开统一的全网时间基准。因此电力系统的安全稳定可靠运行对时间的基准同一和同步性及精度要求进一步提高，在电网内的电厂变电站及调度中心等建立专用的时间同步系统已经显得十分迫切和必要。自动化装置内部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，积累误差越来越大，会失去正确的时间计量作用，因此，如何对实时时钟实现时间同步，达到全网的时间统一，长期以来一直是电力系统追求的目标。目前，这些装置内部的实时时钟一般都带有时间同步接口，可以由某一种与外部输入的时间基准同步或自带高稳定时间基准的标准时钟源，如使用GPS或北斗星标准时间同步钟对其实现时间同步，这为建立时间同步系统，实现时间统一，提供了基础。CT-TSS2000时间同步系统结合美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟及IRIG-B码靶场时间标准等技术特点并考虑了各种涉及国家安全等的关联因素，在满足电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上自主开发的具有国内先进水平的授时产品，该产品是专业用于电厂变电站同一时间基准和时间同步系统的建立的系统.该系统实现了时间多源头（GPS、北斗、原子钟、高精度晶振、IRIG-B码基准）、输出多制式（串口、脉冲、网络、B码等）、满足多设备（系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模任何方式的时间信号需求）的要求，保证了时间需求的高精确度、高稳定性、高安全性，高可靠性，将电力系统的时间同步精确度、稳定性、安全性和可靠性提高到一个更新更高的台阶。二、引用标准CT-TSS2000时间同步系统引用了以下技术标准、要求及规范：HD/01-2002《华东电网时间同步系统技术规范》GJB2242-1994时统设备通用规范成都可为科技发展有限公司ChengduCoveTechnologyCo.,Ltd-２-GJB2991-1997B时间码接口终端GB/T15527-1995船用全球定位系统（GPS）接收通用技术条件GB11014-1990平衡电压数字接口电路的电气特性GB/T6107-2000使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB/T14429-1993远动设备和系统术语GB/T16435-1996远动设备和系统接口GB/T17463-1998远动设备和系统性能要求GB/T13926-1992工业过程测量和控制装置的电磁兼容性三、授时方式简介CT-TSS2000时钟同步系统为电厂内各种自动化装置或系统对时，给微机保护，故障录波，监控系统，热工控制，能量计费等设备和系统提供以下各种授时方式：1、脉冲同步信号：装置的同步脉冲常用空接点方式输入。常用的脉冲信号有：1PPS---每秒钟发一次脉冲1PPM---每分钟发一次脉冲1PPH---每小时发一次脉冲用途：对国产故障录波器、微机保护、雷电定位系统、行波测距系统对时。故障录波装置分别由不同的厂家生产；保护装置国内以许继、南瑞、南自、四方公司及阿继的产品为主。2、串行口授时方式：装置通过串行口读取同步时钟每秒一次的串行输出的时间信息对时。串行口又分为RS232接口和RS422（RS485）接口方式。用途：对电能量记费系统、输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC、自动化系统、控制室时钟对时。3、IRIG—B方式授时：IRIG-B为IRIG委员会的B标准，是专为时钟的传输制定的时钟码。国外进口装置式授时常使用该信号为输入方。每秒输出一帧按秒、分、小时、日期的顺序排列的时间信息。IRIG-B信号有直流偏置(TTL)电平、1KHz正弦调制信号、RS422电平方式、RS232电平方式四种形式。用途：给某些进口保护或故障录波器授时。如SEL公司保护、GE公司的保护、成都可为科技发展有限公司ChengduCoveTechnologyCo.,Ltd-３-ABB公司的保护、HATHAWAY的故障录波器、ALSTOM公司的保护、惠安公司的自动化装置、莱姆公司的BEN5000故障录波器、西门子设备等。有了以上授时接口方式，可就以变电站和电厂及调度中心内的所有需要时间信号的装置和系统授时，达到同一时间基准和时间同步的目的。四、时间系统授时基准简介CT-TSS2000时间同步系统所使用的时间基准主要有GPS、北斗星、外部IRIG-B时间码、恒温晶体振荡器、铷原子钟等等；1、GPS简介：全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国研制的新一代空间卫星导航定位系统，全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，每秒钟就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。2、北斗星简介：“北斗一号”卫星定位系统是中国自主设计发射并管理运行的的区域性全天候定位导航系统，该系统采用我国最先进的东方红Ⅲ号通讯卫星平台，由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号，经某一成都可为科技发展有限公司ChengduCoveTechnologyCo.,Ltd-４-颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。为了在特殊时期不影响时间同步系统的安全稳定运行，对重要的变电所和电厂和调度中心，必须配备使用中国自己的北斗星时间信号为主时钟时间信号。3、IRIG-B时间