摘 要:本文介紹了GPS系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用。介紹了GPS系統(tǒng)的組成、對時網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)及功能。實踐運行證明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，提高了變電站自動化應(yīng)用水平。
關(guān)鍵詞:GPS；同步
0 引言
現(xiàn)在的電網(wǎng)大部分都是以超高壓輸電、大機組和自動化為主要特征的現(xiàn)代化大電網(wǎng)。它的運行實行分層控制，設(shè)備的運行往往要靠數(shù)百公里外的調(diào)度員指揮；電網(wǎng)運行瞬息萬變，發(fā)生事故后更要及時處理，這些都需要統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。為保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行，各種以計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的變電站
自動化裝置廣泛應(yīng)用，如故障錄波器、微機繼電保護裝置、事件順序記錄裝置、變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)等。這些裝置的正常工作和作用的發(fā)揮，均離不開統(tǒng)一的全網(wǎng)時間基準(zhǔn)。因此，在變電站建立專用的時間同步系統(tǒng)已經(jīng)顯得十分迫切和必要。
變電站
自動化裝置內(nèi)部都帶有實時時鐘，其固有誤差難以避免，隨著運行時間的增加，積累誤差越來越大，會失去正確的時間計量作用，因此，如何對實時時鐘實現(xiàn)時間同步，達到全網(wǎng)的時間統(tǒng)一，長期以來一直是電力系統(tǒng)追求的目標(biāo)。目前，這些裝置內(nèi)部的實時時鐘一般都帶有時間同步接口，可以由某一種外部輸入的時間基準(zhǔn)同步或自帶高穩(wěn)定時間基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)時鐘源，使用
GPS標(biāo)準(zhǔn)時間同步鐘對其實現(xiàn)時間同步，這為建立時間同步系統(tǒng)，實現(xiàn)時間統(tǒng)一，提供了基礎(chǔ)。1 時鐘同步裝置原理介紹
全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀(jì)70年代由美國研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：
(1)地面控制部分：由主控站(負責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個地面控制系統(tǒng)的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入尋電文)、監(jiān)測站(數(shù)據(jù)自動收集中心)和通訊輔助系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸)組成；
(2)空間部分：由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個道平面上；
(3)用戶裝置部分：主要由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。24顆GPS衛(wèi)星在離地面2萬2千公里的高空上，以12小時的周期環(huán)繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，每秒鐘就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高度。
2 變電站對時系統(tǒng)方案
根據(jù)工作經(jīng)驗，在330kV變電站，我們提出了組屏式時間同步系統(tǒng)授時方案。
�。�1）在變電站主控制室安裝一面時間同步系統(tǒng)屏，內(nèi)含GPS主時鐘兩臺及一套切換裝置。兩臺主時鐘完成GPS衛(wèi)星信號的接收、處理，及向切換裝置提供標(biāo)準(zhǔn)同步時間信號（IRIG-B）；
（2）切換裝置為各小室擴展裝置提供標(biāo)準(zhǔn)同步時間信號（IRIG-B）；
(3）各小室擴展裝置接收切換裝置提供的時間
信息，經(jīng)過擴展向其它裝置提供多路輸出接口。
�。�4）正常情況下，切換裝置將主時鐘同步時間信號（IRIG-B）發(fā)向擴展裝置，當(dāng)主時鐘故障時，下發(fā)備時鐘同步時間信號，實現(xiàn)時間基準(zhǔn)信號互為備用。
�。�5）主時鐘及擴展裝置具有內(nèi)部守時功能。當(dāng)接收到外部時間基準(zhǔn)信號時，被外部時間基準(zhǔn)信號同步；當(dāng)接收不到外部時間基準(zhǔn)信號時，切換到內(nèi)部守時，保持一定的走時準(zhǔn)確度，使主時鐘或擴展裝置輸出的時間同步信號仍能保持一定的準(zhǔn)確度。當(dāng)外部時間基準(zhǔn)信號接收恢復(fù)時，自動切換到正常狀態(tài)工作。
�。�6） 擴展裝置提供各種時間同步信號，輸出的時間同步信號可滿足秒(1PPS)、分(1PPM)、時(1PPH)、IRIG-B、空接點、以太網(wǎng)以及串口等方式，用于實現(xiàn)電站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護裝置、故障錄波器 、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動RTU及電量采集裝置、功角測量裝置、線路故障行波測距裝置的時間同步，使變電站內(nèi)各設(shè)備具有統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。
3 結(jié)語
GPS時間同步系統(tǒng)是電力系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的必要手段，該系統(tǒng)能夠為不同安裝地點的設(shè)備提供準(zhǔn)確的時間參考，對電力系統(tǒng)運行管理及事故分析和處理提供良好的技術(shù)支持。在近幾年的變電站改造及新建工程中，我們多座變電站實施了以上
GPS對時方案，統(tǒng)一了各種智能裝置時間，為變電站事故分析提供了可靠的數(shù)據(jù)，取得了良好的效果。 
