時(shí)鐘同步系統(tǒng)

變電站應(yīng)用變電站時(shí)間同步系統(tǒng)是站內(nèi)系統(tǒng)故障分析和處理的時(shí)間依據(jù)，也是提高電網(wǎng)運(yùn)行管理水平的必要技術(shù)手段。目前我國(guó)電力系統(tǒng)采用的基準(zhǔn)時(shí)鐘源主要分為兩種：一種是高精度的原子鐘，另一種是全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航wei星（GPS）發(fā)送的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。同步時(shí)鐘輸出的1pps信號(hào)是GPS馴服晶振輸出頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)10,000,000次分頻后得到的，相位與載波信號(hào)嚴(yán)格一致，且不受GPS秒脈沖短時(shí)間隨機(jī)跳變帶來(lái)的影響，相當(dāng)于UTC時(shí)間基準(zhǔn)的'復(fù)現(xiàn)'。

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同步時(shí)鐘系統(tǒng)的應(yīng)用，是以標(biāo)準(zhǔn)的NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議為參考，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備時(shí)間同步。NTP協(xié)議的用途是把計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘同步到世界協(xié)調(diào)時(shí)UTC時(shí)間，其精度在局域網(wǎng)內(nèi)可達(dá)0.1ms，在互聯(lián)網(wǎng)上絕大多數(shù)的地方其精度可以達(dá)到1-50ms。

時(shí)鐘同步系統(tǒng)定時(shí)原理

GPS定時(shí)原理基于在用戶端zhun確測(cè)定和扣除GPS時(shí)間信號(hào)的傳輸時(shí)延(Δt)，以達(dá)到對(duì)本地鐘的定時(shí)與校準(zhǔn)。GPS定時(shí)準(zhǔn)確度取決于信號(hào)發(fā)射端、信號(hào)在傳輸過(guò)程中和接收端所引入的誤差，主要誤差有:

◆ 信號(hào)發(fā)射端:wei星鐘誤差、衛(wèi)xing星歷(位置)誤差;

◆ 信號(hào)傳輸過(guò)程:電離層誤差、對(duì)流層誤差、地面反射多路徑誤差;

◆ 接收端:接收機(jī)時(shí)延誤差、接收機(jī)坐標(biāo)誤差、接收機(jī)噪聲誤差。折疊GPS校頻原理根據(jù)頻率和周期互為倒數(shù)的關(guān)系，可采用比時(shí)法(測(cè)時(shí)間間隔)的方法(以GPS的秒信號(hào)為參考)來(lái)測(cè)量本地鐘的頻率準(zhǔn)確度(Δf/f)，以達(dá)到校頻的目的。時(shí)間同步廣泛應(yīng)用于各類信息系統(tǒng)，尤其是對(duì)時(shí)間敏感的復(fù)雜信息系統(tǒng)中。Δf/f=(Δt2-Δt1)/(t2-t1) ------------ [3](式中Δt2、Δt1分別為t2、t1時(shí)刻測(cè)得的本地鐘與GPS時(shí)的時(shí)差值)。

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GPS時(shí)鐘信號(hào)輸出

目前，電廠用到的GPS時(shí)鐘輸出信號(hào)主要有以下三種類型:

1.2.1 1PPS/1PPM輸出

此格式時(shí)間信號(hào)每秒或每分時(shí)輸出一個(gè)脈沖。顯然，時(shí)鐘脈沖輸出不含具體時(shí)間信息。

1.2.2 IRIG-B輸出

IRIG(美國(guó)the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標(biāo)準(zhǔn)(IRIG Standard 200-98)。其中在時(shí)鐘同步應(yīng)用中使用zui多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移(DC碼)、1kHz正弦載波調(diào)幅(AC碼)等格式。IRIG-B信號(hào)每秒輸出一幀(1fps)，每幀長(zhǎng)為一秒。時(shí)鐘同步系統(tǒng)分類頻率同步維持各點(diǎn)的頻率相同，它們可以是任意相位。一幀共有100個(gè)碼元(100pps)，每個(gè)碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來(lái)代表二進(jìn)制0、1和位置標(biāo)志位(P)，見(jiàn)圖1.2.2-1。

為便于理解，圖1.2.2-2給出了某個(gè)IRIG-B時(shí)間幀的輸出例子。其中的秒、分、時(shí)、天(自當(dāng)年1月1日起天數(shù))用BCD碼表示，控制功能碼和標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制當(dāng)天秒數(shù)碼(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)則以一串二進(jìn)制'0'填充(CF和SBS可選用，本例未采用)。醫(yī)院學(xué)校同步時(shí)鐘的工作原理介紹醫(yī)院時(shí)鐘系統(tǒng)主要為醫(yī)院提供統(tǒng)一的準(zhǔn)確時(shí)間，是一種基于協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）組建的時(shí)間頻率同步系統(tǒng)，其主要作用是為整個(gè)醫(yī)院的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及呼叫系統(tǒng)、BA系統(tǒng)、手術(shù)室控制系統(tǒng)以及其他弱電子系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)源。

1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出

此時(shí)鐘輸出通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時(shí)間報(bào)文，每秒輸出一次。時(shí)間報(bào)文中可插入奇偶校驗(yàn)、時(shí)鐘狀態(tài)、診斷信息等。此輸出目前無(wú)標(biāo)準(zhǔn)格式，下圖為一個(gè)用17個(gè)字節(jié)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的實(shí)例: