福建省电力系统时间同步系统技术规范

福建电网厂站侧GPS时间同步系统技术规范（试行稿）目录1范围32引用标准33技术要求431设备运行条件要求432时间同步系统GPS主时钟及时间同步信号扩展装置技术规范433组屏要求124验收试验1341概述1342验收试验至少应该包括下列内容1443工厂验收试验（FAT）1444现场验收试验（SAT）155标志、包装、运输1551标志1552包装1653运输161范围本标准适用于福建电网220KV及以上电压等级的发电厂、变电站内的保护、监控及电网在线控制系统等设备提供时间对时的GPS时间同步系统。上述范围内的发电厂、变电站GPS时间同步系统的建设及选用的相关产品均应遵循本系列标准。本规范规定了GPS时间同步系统的基本技术要求、技术参数、试验方法及检验规则等。本标准作为该系统的设计、制造、试验和使用的依据。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本标准的条文。如各标准间出现矛盾时，则按较高标准执行。本规范出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GJB22421994时统设备通用规范GJB29911997B时间码接口终端IEEESTD13441995电力系统的同步相量GB/T155271995船用全球定位系统（GPS）接收通用技术条件GB110141990平衡电压数字接口电路的电气特性GB/T61072000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/T144291993远动设备和系统术语GB/T164351996远动设备和系统接口GB/T174631998远动设备和系统性能要求GB/T139261992工业过程测量和控制装置的电磁兼容性3技术要求31设备运行条件要求311电源要求GPS同步时钟装置（一级主时钟和二级主时钟）采用两路直流供电，并可手动切换或自动切换。电源直流220V20或直流110V20。功耗小于30W。312工作环境工作温度10550C贮存温度4055湿度595（不结露）。所有设备均放置在无屏蔽、无防静电措施的机房内。313电磁兼容性在变电站继电器室的电磁场的环境下能正常工作，符合“GB/T139261992工业过程测量和控制装置的电磁兼容性”中有关规定的要求，并达到级及以上标准。32时间同步系统总体性能指标要求321GPS主时钟及时间同步信号扩展装置输出接口要求GPS主时钟及时间同步信号扩展装置至少应可提供下述几种时钟同步信号1PPS秒脉冲（空接点输出）1PPS秒脉冲（TTL）1PPM分脉冲（空接点输出）1PPM分脉冲（TTL）IRIGB（DC）时码（RS422）IRIGB（DC）时码（TTL）IRIGB（AC）时码时间日期报文串口（RS232）时间日期报文串口（RS485）NTP（SNTP）网络对时协议322功能要求3221时间同步系统配置的GPS主时钟及时间同步信号扩展装置对电厂（变电站内）计算机监控系统、保护装置、故障录波器及其他需要时钟同步的设备进行时间同步，并应能提供满足这些设备需要的各种时间同步信号。3222GPS主时钟的时间信号接收单元应能接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号作为外部时间基准信号，同时留有跟踪省公司时间同步网平台的基准信号的接口。当跟踪省公司定时平台的基准信号时，时间同步系统的总体性能指标应满足下表要求系统相对UTC最大误差系统内部最大误差站内装置之间最大误差备注DDN/DCN组网20S20S10S以1PPS测量TCP/IP组网20MS2MS10S以1PPS测量混合组网20MS2MS10S以1PPS测量3223主时钟内部应具备时间保持单元，当接收到外部时间基准信号时，主时钟被外部时间基准信号同步；当由于时间接受单元故障或其它原因接收不到外部时间基准信号时，GPS发出告警信号，同时时间保持单元以一定的走时准确度使主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，切换时间应小于05S，切换时主时钟输出的时间同步信号不得出错。3224时间同步信号扩展装置的时间基准信号输入应同时分别接收两台主时钟输出的时间基准信号，并实现两个时间基准信号互为备用。主时钟应满足所有时间同步信号扩展装置的接入。3225主时钟及时间同步信号扩展装置应具有时间同步信号扩展功能，以满足用户根据需要方便地扩展时间同步信号的输出类型和数量。3226主时钟有多路时间信号输出时，不管信号接口的类型，各路输出在电气上均应相互隔离。3227具备NTP输入对时功能通过NETWORKTIMEPROTOCOL（NTP）协议，实现对时设备、服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等）时间同步，实现高精准度的时间校正（LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒）。3228具备时延补偿技术当传输B码信号时，采用固定补偿方式；当传输NTP信号时，采用动态补偿方式。3229具备远程监控功能。32210当跟踪本站GPS基准源的基准信号时，时间同步系统的各项输出信号的性能指标应满足下表要求输出信号类型相对UTC的精度IRIGB（AC）20SIRIGB（DC）10S1PPS/PPM/PPH10SRS232/RS422/RS485100MSDCF7720SNTP/SNTP10MS323时间信号输入输出接口3231时间信号接收（输入）32311标准同步钟本体标准同步钟本体能接收GPS（全球定位系统）卫星发送的定时，作为主时钟的外部时间基准。标准同步钟本体能接收IRIGB（DC）时码（RS422）作为主时钟的外部时间基准；具备条件时，能采用符合ITUT建议G703的2048KBPS或2048KHZ外同步时钟作为主时钟的外部时间基准。当标准同步钟本体同时正常接收GPS卫星定时信号和通讯口送来的外同步时钟信号时，将GPS卫星的定时信号作为主时钟的外部时间基准，通讯口送来的外同步时钟信号作为后备。32312时标信号扩展装置时标信号扩展装置，当标准同步钟本体输出的时间同步信号接口不够时，提供所需的扩充单元以满足不同使用场合的需要。时标信号扩展装置的时间信号输入包括两路IRIGB（DC）时码（RS422）输入。当时标信号扩展装置只接一路IRIGB（DC）时码输入时，该路输入可以是IRIGB（DC）输入1，也可以是IRIGB（DC）输入2。时标信号扩展装置接入两路IRIGB（DC）时码输入时，以IRIGB（DC）输入1作为该时标扩展装置的外部时间基准，IRIGB（DC）输入2作为后备。3232时间信号输出32321标准同步钟本体可提供下列5种时间同步信号输出1PPS脉冲信号（或1PPM、1PPH信号，可定义，作为检测口）1路TTL1PPS脉冲信号（或1PPM、1PPH信号，可分三组定义）7个空接点时间日期报文串口输出4个RS232IRIGB（DC）时码输出8个RS422IRIGB（AC）时码输出4个IRIGB（AC）32322时标信号扩展装置可将输入的时间同步信号加以扩充和输出。A、对于脉冲及报文扩展装置，其输出信号类型具体如下1PPS脉冲信号（或1PPM脉冲信号或1PPH脉冲信号）空接点时间日期报文串口输出RS2321PPS、1PPM或1PPH信号以16对信号为一组，对任一组信号可以设定为1PPS信号、1PPM信号或1PPH信号。B、对于B码及报文扩展装置，其输出信号类型具体如下IRIGB（DC）时码输出RS422IRIGB（DC）时码输出TTLIRIGB（AC）时码输出时间日期报文串口输出RS23232323各种输出信号的精度要求输出信号类型相对输入信号的精度IRIGB（AC）10SIRIGB（DC）5S1PPS/PPM/PPH2SRS232/RS422/RS485100MSDCF7710SNTP/SNTP1MS32324时间同步信号电接口标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置的时间同步信号电接口分为以下几种3233静态空接点（光隔离）端子输出允许外接工作电压400V。3234TTL电平（光隔离）端子输出负载50欧；驱动HCMOS。3235串行数据通信接口RS232（采用外部光隔长线驱动器）9针D型公插座3236电气特性符合GB/T61072000（CCITT建议V28）3237IRIGB（DC）串行数据通信接口RS422（光隔离）端子输出3238RS422电气特性符合GB1101490（CCITT建议V11）3239IRIGB（AC）调制信号接口（变压器隔离）端子输出载波频率1KHZ信号幅值（峰峰值）高100110V、低符合2161调制比要求。输出阻抗600欧变压器隔离输出。324时间同步信号技术要求1）1PPS脉冲信号（TTL电平）准时沿上升沿，上升时间1NS上升沿的时间准确度1S脉冲宽度20MS200MS（空接点）准时沿上升沿，上升时间150NS上升沿的时间准确度3S脉冲宽度20200MS，并可软件调整2）1PPM脉冲信号（TTL电平）准时沿上升沿，上升时间100NS上升沿的时间准确度1S脉冲宽度20200MS（空接点）准时沿上升沿，上升时间200NS上升沿的时间准确度3S脉冲宽度20200MS，并可软件调整3）1PPH脉冲信号（TTL电平）准时沿上升沿，上升时间1S上升沿的时间准确度3S脉冲宽度20200MS（空接点）准时沿上升沿，上升时间1S上升沿的时间准确度3S脉冲宽度20200MS，并可软件调整4）IGB（DC）时码每秒1帧，包含100个码元，每个码元10MS。脉冲宽度编码，2MS宽度表示二进制0、分隔标志或未编码位，5MS宽度表示二进制1，8MS宽度表示整100MS基准标志。秒准时沿连续两个8MS宽度基准标志脉冲的第二个脉冲的前沿，上升沿。准时上升沿的时间准确度2S。帧结构起始标志、秒（个位）、分隔标志、秒（十位）、基准标志、分（个位）、分隔标志、分（十位）、基准标志、时（个位）、分隔标志、时（十位）、基准标志、自当年元旦开始的天（个位）、分隔标志、天（十位）、基准标志、天（百位）（前面各数均为BCD码）、7个控制码（在特殊使用场合定义）、自当天0时整开始的秒数（为纯二进制整数）、结束标志。5）RIGB（AC）时码调制比2161连续可调，典型调制比为31。准时幅度变化点（斜率变化）的时间准确度30S。325时间报文3251标准同步钟本体、时标信号扩展装置的时间报文包括下列内容时间时、分、秒；日期年、月、日；报文起始、结束标志及其它信息传输必须的标志。3252报文信息格式ASCII码或BCD码或16进制码。数据位7位或8位，起始位1位，校验位偶校验、奇校验或无校验，停止位1位或2位。3253信息传输速率300、600、1200、2400、4800、9600、19200BPS,可选。报文发送时间每秒输出、每分输出或根据请求输出1次（帧）326工作状态指示3261标准同步钟本体面板上具有下列工作状态指示1）电源正常指示。2）外部时间基准信号锁定（接收外部时间基准信号正常），指示用于同步的外部时间基准信号是GPS卫星信号还是IRIGB（DC）时码。3）1PPS时间信号输出指示。3262时标扩展装置的面板上具有下列工作状态指示1）电源正常指示。2）部时间基准信号锁定（接收外部时间基准信号正常），指示用于同步的外部时间基准信号是IRIGB（DC）输入1，还是IRIGB（DC）输入2。3）1PPS时间信号输出指示。327辅助功能标准时间同步钟本体能显示当前的年、月、日、时、分、秒。时标扩展装置能显示当前的年、月、日、时、分、秒；标准时间同步钟本体和时标扩展装置可对IRIGB（AC）时码输出的调制比进行调节。328告警3281标准时间同步钟本体应有下列告警信号输出1）电源中断。2）外部时间基准信号消失，有2路告警输出，分别针对GPS卫星信号消失和IRIGB（DC）时码消失。3）设备自检出错。3282时标扩展装置有下列告警输出1）电源中断。2）外部时间基准信号消失。有2路告警输出，分别针对IRIGB（DC）输入1时码消失和IRIGB（DC）输入2时码消失。3）设备自检出错。告警信号的电接口类型为继电器空接点（工作电压为400V）。329时间信号的保持和切换标准时间同步钟本体内部具备时间保持单元，当接收到外部时间基准信号时，主时钟被外部基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，保持一定的走时准确度，使输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度。标准时间同步钟本体的时间保持单元的时钟准确度优于1109。当外部时间基准信号从消失到恢复时，标准时间同步钟本体自动切换到正常状态工作，切换时间小于05S。切换时主时钟输出的时间同步信号不会出错时间报文没有错码，脉冲码不会多发或少发。时标信号扩展装置的内部应具备时间保持单元，当接收到外部时间基准信号时，扩展装置被外部基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，保持一定的走时准确度，使输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度。时标信号扩展装置的时间保持单元的时钟准确度优于7108。当外部时间基准信号从消失到恢复时，时标信号扩展装置自动切换到正常状态工作，切换时间小于05S。切换时扩展装置输出的时间同步信号不会出错时间报文没有错码，脉冲码不会多发或少发。3210可靠性32101防震标准时间同步钟本体和时标信号扩展设备的结构和包装保证正常运输中受震后仍能正常工作。32102平均无故障间隔时间（MTBF）在正常使用条件下不小于50000H。正常使用条件下无须维护。3211可维修性采用更换损坏部件维修的办法，标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置的平均维修时间（MTTR）不大于30MIN。3212安全性标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置的各种输入、输出接口均相互在电气上隔离，以减少电磁干扰对时间信号与各被同步设备的影响。标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置的各种输入、输出接口发生短暂（持续时间5MIN）短路或接地时，不会给设备带来永久性损伤。3213防雷设计标准时间同步钟本体的接收天线专门加装了专用天线防雷装置，同时标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置内部也有相应的防雷措施。33组屏要求331屏柜结构要求屏柜包括所有安装在上面的成套设备或单个组件皆应保证足够的结构强度要求，卖方应对内部接线的正确性全面负责。屏柜应前后开门，前门用有机玻璃单门，密封的前后门带锁。屏柜内应预留足够标准的插槽、面板和接线端子排，以便满足将来不同时间信号输出接口数量的扩展要求；所有时间输出信号应全部接入屏柜内的端子排上。屏柜内端子采用阻燃型菲尼克斯公司端子。屏柜设有一接地铜排，截面100M，绝缘支撑。屏柜外形尺寸为8006002260（宽深高）；颜色由业主确定。332屏柜布置要求采用主屏及分屏相结合的方式。GPS主时钟屏内设置两台互为备用的GPS主时钟及时钟扩展装置，GPS对时分屏设置时钟扩展装置。GPS主时钟屏与GPS对时分屏间宜采用光缆连接。GPS的天线安装位置应尽量靠近GPS主时钟屏。4验收试验41概述验收内容应包括工厂验收、现场验收两部分组成，只有二者完全通过验收测试后，方能认为本项目的设备验收合格。卖方应提供详细的工厂验收试验的大纲或计划。现场调试及验收的大纲由省公司统一制定执行。大纲中应明确规定试验项目和必须达到的各项要求。大纲必须经买方确认后方可生效。卖方所提供的所有GPS对时设备的质量、功能、性能等均应经过试验，并经买方签字认可才能交货。试验报告内容应至少包括报告的编号，设备的说明、编号、数量，完成试验的时间、地点及方法，试验环境和条件，试验合格的标准，试验的结果（包括数据和结论），试验人员名单，负责人的签字等。只有当买卖双方的代表在验收报告上签字认可后，工厂验收试验和现场验收试验才算完成。42验收试验至少应该包括下列内容1装置外观检查2配置检查3上电检查41PPS脉冲输出信号技术指标试验51PPM脉冲输出信号技术指标试验61PPH脉冲输出信号技术指标试验7IRIGB（DC）技术指标试验8IRIGB（AC）技术指标试验9时间日期串口报文技术指标试验10时间保持单元技术指标试验11故障报警功能试验12脉冲空接点耐压试验13切换功能试验14负载能力试验43工厂验收试验（FAT）431工厂验收试验应按照买方确认的试验大纲进行，包括功能试验和稳定性试验。单个设备的试验可由卖方自行完成，并向买方提交试验报告。全系统的试验必须由买方在场见证。432功能试验该试验主要是对规范书中所描述的设备的功能和技术要求的测试，检查是否满足所规定的要求。试验内