衛(wèi)星同步時(shí)鐘技術(shù)說(shuō)明書(shū)(v104)

1、衛(wèi)星同步時(shí)鐘技術(shù)說(shuō)明書(shū)版 本 號(hào)：V1.04修改時(shí)間： 2010.03.08 編 寫(xiě)：李孜、佘春濤14目 錄1. 概述31.1 簡(jiǎn)介31.2 主要技術(shù)特點(diǎn)32. 裝置結(jié)構(gòu)42.1 顯示面板42.2 電源模塊52.3 告警信號(hào)輸出模塊52.4 衛(wèi)星接收模塊52.5 TTL輸出模塊62.6 RS232輸出模塊62.7 RS485輸出模塊/直流B碼差分輸出模塊83. 技術(shù)參數(shù)93.1 基本參數(shù)93.2 性能指標(biāo)94. 系統(tǒng)組成114.1 單主機(jī)同步授時(shí)系統(tǒng)115. 安裝與應(yīng)用125.1 外形尺寸125.2 天線安裝121. 概述1.1 簡(jiǎn)介近幾年來(lái)，隨著變電站自動(dòng)化水平的提高，在綜自變電站中計(jì)算機(jī)監(jiān)

2、控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)故障錄波裝置以及各類數(shù)據(jù)管理機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，而這些自動(dòng)裝置的配合工作需要有一個(gè)精確統(tǒng)一的時(shí)間。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，既可實(shí)現(xiàn)全站各系統(tǒng)在統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)下的運(yùn)行監(jiān)控和事故后故障分析，也可以通過(guò)各保護(hù)動(dòng)作、開(kāi)關(guān)分合的先后順序及準(zhǔn)確時(shí)間來(lái)分析事故的原因及過(guò)程。隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜、裝機(jī)容量的提高和電網(wǎng)的擴(kuò)大，提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)鐘基準(zhǔn)成為電廠、變電站乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的迫切需要，時(shí)鐘的統(tǒng)一是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高運(yùn)行水平的一個(gè)重要措施，是綜自變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本要求之一。 GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)很好地解決變電站統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)甚至站間的準(zhǔn)確對(duì)時(shí)，目前已經(jīng)成為最

3、佳的對(duì)時(shí)方案，也是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。根據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的要求，現(xiàn)在的新建站或改造站都要求使用GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘系統(tǒng)。1.2 主要技術(shù)特點(diǎn)l 進(jìn)口高精度GPS衛(wèi)星對(duì)時(shí)專用模塊，對(duì)時(shí)精度高。l 電源模塊交流/直流自動(dòng)適應(yīng)，適合不同的電源場(chǎng)合。l 整體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，組合靈活，能滿足不用用戶的配置和擴(kuò)展需求。l 秒脈沖輸出精度高，輸出秒脈沖準(zhǔn)時(shí)沿與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間沿的誤差1s。l 守時(shí)精度高，在失去衛(wèi)星的情況下時(shí)鐘誤差小于55s /小時(shí)。l 多種時(shí)間格式輸出模塊，能滿足不同設(shè)計(jì)要求l 所有信號(hào)輸出均經(jīng)過(guò)光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)。l 機(jī)箱采用標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，安裝方便。2. 裝置結(jié)構(gòu)JBK-33

4、11衛(wèi)星同步時(shí)鐘采用Motorola M12系列接收模塊，將接收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)換為用于電力、通訊等設(shè)備的對(duì)時(shí)信號(hào)，包括無(wú)源脈沖（空接點(diǎn)）、有源脈沖、IRIG-B碼直流、RS485串口、RS232串口，NTP網(wǎng)絡(luò)等。JBK-3311衛(wèi)星同步時(shí)鐘可帶8個(gè)模塊，包括衛(wèi)星接收模塊1塊、電源模塊1塊、系統(tǒng)告警模塊1塊、輸出模塊5塊。5個(gè)模塊用戶可以根據(jù)需求自由配置。2.1 顯示面板工作時(shí)面板上依次顯示同步時(shí)鐘的年月日、時(shí)分秒、衛(wèi)星個(gè)數(shù)。8個(gè)指示燈指示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)：電源指示燈：電源模塊通電時(shí)點(diǎn)亮。故障指示燈：當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)點(diǎn)亮。主鐘指示燈：當(dāng)前同步時(shí)鐘作為主時(shí)鐘時(shí)點(diǎn)亮。后備指示燈：當(dāng)前

5、同步時(shí)鐘作為后備時(shí)鐘時(shí)點(diǎn)亮。同步指示燈：有衛(wèi)星同步信號(hào)時(shí)點(diǎn)亮。PPS指示燈：秒脈沖指示燈。GPS指示燈：當(dāng)前衛(wèi)星為GPS衛(wèi)星時(shí)點(diǎn)亮。北斗指示燈：當(dāng)前衛(wèi)星為北斗衛(wèi)星時(shí)點(diǎn)亮。2.2 電源模塊電源模塊采用高性能，大功率開(kāi)關(guān)電源，電源電壓220伏，交流/直流兩用。功率為30瓦。2.3 告警信號(hào)輸出模塊此模塊設(shè)有兩個(gè)告警信號(hào)：電源告警信號(hào)和故障告警信號(hào)。節(jié)點(diǎn)類型為空節(jié)點(diǎn)信號(hào)。電源告警信號(hào)繼電器類型為常閉，當(dāng)裝置失電時(shí)信號(hào)閉合。故障告警信號(hào)繼電器類型為常開(kāi)，當(dāng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)閉合。2.4 衛(wèi)星接收模塊接收模塊主要用于接收衛(wèi)星信號(hào)并進(jìn)行處理，衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過(guò)面板上的同軸電纜接口輸入，通過(guò)集成的GPS接收模塊處理后

6、供給CPU相應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)過(guò)CPU處理后輸出各種信號(hào)給其他模塊。CAN+/CAN-為雙機(jī)間通訊使用，單機(jī)時(shí)不使用。1J3跳線設(shè)置（串口波特率設(shè)置）跳線模式（14）波特率bps960012002400480019200115200（調(diào)試用）6J1跳線設(shè)置（內(nèi)部設(shè)置）跳線模式（41）功能屏蔽看門(mén)狗（寫(xiě)入程序時(shí)需跳上）2.5 TTL輸出模塊輸出為8路TTL電平輸出，可輸出PPS秒脈沖、PPM分脈沖、PPH時(shí)脈沖信號(hào)（默認(rèn)配置為PPS）。本模塊主要用于測(cè)試PPS秒脈沖，實(shí)際應(yīng)用中不使用，因此未加隔離。G為信號(hào)地，T為信號(hào)正。跳線說(shuō)明： PPH：時(shí)脈沖 PPS：秒脈沖 PPM：分脈沖 COM：串口通訊

7、 B：直流B碼2.6 RS232輸出模塊輸出8路RS232電平通訊對(duì)時(shí)報(bào)文。波特率在衛(wèi)星接收模塊上設(shè)定，可選擇1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps（在衛(wèi)星接收模塊上通過(guò)跳線設(shè)置）。報(bào)文每秒發(fā)送一次。校驗(yàn)碼計(jì)算方法：從狀態(tài)標(biāo)識(shí)第一位開(kāi)始到日個(gè)位結(jié)束，字節(jié)異或校驗(yàn)后轉(zhuǎn)換成ASCII碼。G為信號(hào)地，T為發(fā)送端。串口參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)。報(bào)文格式：序號(hào)說(shuō)明示例ASCIIHEX0報(bào)文頭#0x231狀態(tài)標(biāo)志1用下列4 個(gè)bit合成的16進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的ASCII 碼值：Bit 3：保留 = 0；Bit 2：保留 = 0；Bit 1：閏秒預(yù)告（LSP）

8、：在閏秒來(lái)臨前59 s 置1，在閏秒到來(lái)后的00 s 置0；Bit 0：閏秒標(biāo)志(LS)：0：正閏秒，1：負(fù)閏秒00x302狀態(tài)標(biāo)志2用下列4 個(gè)bit合成的16進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的ASCII 碼值：Bit 3：夏令時(shí)預(yù)告（DSP）：在夏令時(shí)切換前59 s 置1；Bit 2：夏令時(shí)標(biāo)志（DST）：在夏令時(shí)期間置1；Bit 1：半小時(shí)時(shí)區(qū)偏移：0：不增加，1：時(shí)間偏移值額外增加0.5 hr；Bit 0：時(shí)區(qū)偏移值符號(hào)位：0：，1：00x303狀態(tài)標(biāo)志3用下列4 個(gè)bit合成的16進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的ASCII 碼值：Bits 3-0：時(shí)區(qū)偏移值(hr)：串口報(bào)文時(shí)間與UTC 時(shí)間的差值，報(bào)文時(shí)間減時(shí)間偏移（帶符

9、號(hào)）等于UTC 時(shí)間（時(shí)間偏移在夏時(shí)制期間會(huì)發(fā)生變化）80x384狀態(tài)標(biāo)志4用下列4 個(gè)bit合成的16進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的ASCII 碼值：Bits 03-00：時(shí)間質(zhì)量：0：正常工作狀態(tài)，時(shí)鐘同步正常F：時(shí)鐘嚴(yán)重故障，時(shí)間信息不可信00x305年千位20x326年百位00x307年十位10x318年個(gè)位00x309月十位00x3010月個(gè)位10x3111日十位00x3012日個(gè)位40x3413時(shí)十位10x3114時(shí)個(gè)位10x3115分十位00x3016分個(gè)位90x3917秒十位00x3018秒個(gè)位20x3219校驗(yàn)碼高位00x3020校驗(yàn)碼低位50x3521結(jié)束符回車0x0D22結(jié)束符換行0x0A

10、2.7 RS485輸出模塊/直流B碼差分輸出模塊可輸出RS485電平的五種信號(hào)：PPS秒脈沖、PPM分脈沖、PPH時(shí)脈沖、通訊報(bào)文、B碼報(bào)文。由跳線根據(jù)需要進(jìn)行選擇。跳線說(shuō)明： PPH：時(shí)脈沖 PPS：秒脈沖 PPM：分脈沖 COM：串口通訊 B：直流B碼B碼報(bào)文格式：3. 技術(shù)參數(shù)3.1 基本參數(shù)3.1.1 環(huán)境參數(shù)溫度：2055。濕度、壓力符合DLT 4782001。3.1.2 電氣參數(shù)工作電源：220V AC/DC。3.1.3 時(shí)間同步信號(hào)接口電氣特性a) TTL電平輸出負(fù)載：50驅(qū)動(dòng)：HCMOS連接器：端子排b) RS-232 隔離方式：光耦隔離+電源隔離電氣特性：符合GB 11014

11、90連接器：端子排c) RS-422/485隔離方式：光耦隔離+電源隔離電氣特性：符合EIA/485連接器：端子排3.2 性能指標(biāo)3.2.1 GPS接收器接受靈敏度：捕獲-160dBW，跟蹤-163dBW；捕獲時(shí)間：裝置熱起動(dòng)時(shí)45秒；裝置冷啟動(dòng)時(shí)90秒；時(shí)間準(zhǔn)確度：1s（1PPS相對(duì)于UTC時(shí)間）。3.2.2 時(shí)間準(zhǔn)確度信號(hào)類型TTLRS-422/485RS-2321PPS脈沖1s1PPM脈沖1s1PPH脈沖1s直流B碼1s1s串口對(duì)時(shí)報(bào)文5ms5ms4. 系統(tǒng)組成4.1 單主機(jī)同步授時(shí)系統(tǒng)該系統(tǒng)由一臺(tái)主時(shí)鐘、光纜或電纜、受時(shí)設(shè)備等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。單主機(jī)同步授時(shí)系統(tǒng)示意圖5. 安裝與應(yīng)用5.1 外形尺寸JBK-3311采用標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，外形及安裝尺寸如下圖。5.2 天線安裝JBK-3311配有一個(gè)由有源天線頭和傳輸電纜組成的天線，傳輸電纜一般用長(zhǎng)30米左右的同軸電纜，長(zhǎng)度也可根據(jù)具體要求擴(kuò)展。為保證衛(wèi)星同步時(shí)鐘能接收到衛(wèi)星信號(hào)，天線必須固定在開(kāi)闊的低點(diǎn)。將天線固定在天線支架上，將天線之家用膨脹螺栓固定在建筑物頂端，天線電纜鋪設(shè)轉(zhuǎn)彎半徑不易過(guò)小，天線電纜長(zhǎng)度根據(jù)天線增益