智能變電站時間同步特性檢測系統(tǒng)

文/葉德富 吳洪波 黃紅

智能變電站中具備著一個較為明顯的特性，那就是時間同步特性，其屬于變電站具體運行中的重要組成部分，可以給智能電子設備的運用反饋出較為直接的信息，其準確度和相應的穩(wěn)定度等能夠與變電站的運行過程建立起密切的聯(lián)系。綜合以往的經(jīng)驗做出較為合理的分析，時間性能可以引發(fā)多種多樣的問題，以至于影響到變電站的實際運行情況，對其構成了嚴重的威脅，特別是對于過程層設備而言，都會給智能變電站產(chǎn)生負面的影響。在上述提及的這些問題背景下，市面上的提供的裝置設備等存在著不規(guī)范的情況，重點表現(xiàn)為接口類型上，并且還反映出信號不穩(wěn)定、持續(xù)時間長等弊端。為了讓智能變電站更加穩(wěn)定的運行，同時彰顯出基本的運行效果，需要對具體的裝置及被同步裝置做出較為細致的分析和判斷，積極的做好相應的檢測和分析工作。

1 智能變電站時間同步特性檢測系統(tǒng)的現(xiàn)狀

變電站內(nèi)繼電保護裝測控單元等二次設備上的時鐘與同步時鐘源兩者之間經(jīng)常出現(xiàn)時間上不一致的情況，出現(xiàn)這種問題目前沒有一款有針對性且支持B碼的第三方工具去測試問題的原因出現(xiàn)在哪一端；由于同步時鐘源臨時壞掉或其他原因短時間內(nèi)無法實現(xiàn)對問題設備精準授時的時候迫切希望能有一款支持多種模式的離線對時裝置對問題設備完成快速精準對時工作。

2 智能變電站時間同步特性檢測系統(tǒng)的應對構思

研究一種可檢測診斷二次設備時間同步異常問題且支持多種模式對二次設備離線精準授時的多用途裝置；具體研究內(nèi)容如下：

（1）研究一種可離線檢測診斷二次設備與同步時鐘源裝置時間同步異常問題的檢測裝置；

（2）研究一種具備支持多種模式如：B碼、CDMA給二次設備離線快速精準授時的裝置。

（3）目前市面上找不到支持B碼且自帶移動電源充電的設備硬件，結合以上兩個功能要求所以需要單獨研發(fā)集成滿足便攜式、體積小、美觀漂亮、方便攜帶、自帶電池充電、可以用外部電源的硬件模塊。

此裝置作為針對時間同步問題而研發(fā)的一款專用檢測對時裝置可廣泛應用在支持B碼的二次設備檢修運維工作中，極大提高針對此類問題的檢修能力，避免了二次設備因時間問題而導致的數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象。對變電站內(nèi)二次設備時間同步異常進行檢測診斷，對二次設備進行精準的離線快速授時。在具體的實踐中，可以適當?shù)睦脮r鐘設備仿真，可仿真授時設備和被授時設備，這樣能夠滿足具體的需求；此外，還應該完成硬件創(chuàng)新的模塊化集成，同時積極的做好CDMA被動接收精準時鐘源，可保證電網(wǎng)安全性。

3 智能變電站時間同步特性檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)路徑

3.1 信號特性的檢測

系統(tǒng)在具體接收衛(wèi)星時鐘信號的過程中，還應該考慮對同步信號的實際接收情況，當完成了檢測信號等內(nèi)容之后，應該檢測脈沖信號及IRIG系列時間報文，多種檢測成果均需要通過合理的途徑加以實現(xiàn)，獲取相應的成效。在分析衛(wèi)星時鐘信號的相關情況時，應該明確衛(wèi)星信號馴服內(nèi)部鐘源的基本情況，保證內(nèi)部的1PPS及UTC時間差值在50ns以上。根據(jù)待測的信號情況加以分析，需要準確的分析出相應的高精度采樣情況，整個過程中能夠獲取信號低電平至高電平時的上升時間。經(jīng)過分析待測信號上升的基本狀態(tài)，明確上升沿時刻及內(nèi)部時鐘分頻時刻的具體情況，由此能夠掌握更加精準的時間段。對IRIG系列時間報文內(nèi)容做出相對于合理的分析和對比，由此獲取相應的時間質(zhì)量位和校驗位，依照基本的標準做好科學的判斷。支持對待測信號的單次和基本的連續(xù)測量模式，相應的測量結果應該適當?shù)谋４嫫饋恚瑢⑵溥m當?shù)拇鎯Φ酱鎯ζ鳎纱藢崿F(xiàn)較為理想的不間斷測試的目的。對待測PTP及SNTP報文加蓋硬件時間戳，在進行相應的測量工作時，應該明確基本的準確度，同時還應該分析相對于精準的報文時間。液晶顯示屏能夠?qū)崟r的顯示出多種通道的待測信號波形情況，這些操作都可以在界面中完成，依照外界的指令控制界面進行適當?shù)那袚Q，落實科學的人機互動。

3.2 可控同步/誤碼信號仿真輸出

被同步裝置接收對應的信號之后，信號如果存在著錯誤并呈現(xiàn)出偏移的狀態(tài)，不同的設備會采取對應的響應方案，實際采取的措施是否可靠，都可影響到其他的設備。因系統(tǒng)可模擬授時設備輸出的時間同步信號，又能將一些異常的信息加以輸出，所以需要做好相應的分析。當收到了標準的同步信號之后，應該解析輸出同步信號的時間，之后適當?shù)男薷臅r間上的間隔，保證完成手動的控制及自動的控制。此外，輸出的一些脈沖波形可控，如適當?shù)恼{(diào)整脈沖，讓其偏離規(guī)范要求的范圍之內(nèi)，或者是調(diào)低電平等，使得脈沖的寬度適當?shù)难诱够蛘呤沁m當?shù)目s短。網(wǎng)絡對時報文存在著數(shù)據(jù)不直觀及解析難度大的問題，目前所具備的條件無法進行較為合理的分析，對于相關信息的查找也并不及時，但是本系統(tǒng)除了可以對網(wǎng)絡報文進行準確度的檢測之外，還可實現(xiàn)輸出功能，及時的作為服務器將網(wǎng)絡對時報文加以輸出，針對于報文的格式以及內(nèi)容等，實現(xiàn)相對于合理的人為設定。

3.3 可控同步/誤同步/誤碼效果反饋檢測

由于同步信號和具體的被同步裝置存有較為明顯的鏈路，其主要表現(xiàn)為單向模式或者是主從式結構，被同步裝置一旦接收同步的信號，響應的特性便可體現(xiàn)，但對于同步信號的主動方來說，無法知曉，所以驗證的動作及響應情況成為了一項重要的指標。被同步裝置在收到了可控誤碼的同步信號之后，其基本的運行情況能夠反映出一定的狀態(tài)，但是是不是存在著異常情況，將合并單元MU作為參考，其能夠及時的接受同步信號，同時也可適當?shù)膫鬟f有效的信息，為下游的鏈路及時的發(fā)出同步的信息，借助于這樣的特性，將可控的同步信號及時的傳遞，傳送給MU，檢測其對外進行輸出的信號，分析如果是在輸出了誤碼的時候，被同步裝置會表現(xiàn)出的相應特性。運用同步/異步數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析技術，可以完成對具體數(shù)據(jù)的合理分析，主要是對采樣值報文及時間報文的準確判斷，在詳細的解析時，明確報文中的時標信息，并且合理的判斷其基本的情況，分析其是否完整且穩(wěn)定，檢測被同步裝置接收了相應的誤碼之后，同步信號的基本情況。

3.4 被同步裝置自守時能力檢測

被同步裝置在收到了外部的信號之后，還是應該進行校正，與本地內(nèi)部時鐘進行合理的校正，之后及時的將外部的同步信號及時的撤出，這個時候被同步裝置將會依靠著自身的內(nèi)部時鐘完成連續(xù)的運行目標。在此種情況之下，不同的裝置自守時能力之間存在著較為明顯的差異，通過對不同的能力進行檢測和對比分析，了解同步性的特征所在。檢測被同步裝置的此種能力，經(jīng)過對比測試，明確相應的設備能力情況。通過監(jiān)管著多種被同步的裝置，分析其協(xié)作和同步的基本性能。

4 結語

通過本文的概述，明確了智能變電站在運用時間同步系統(tǒng)檢測裝置時的基本情況，針對于相應的問題，做出了合理的分析，明確相關檢測裝置實現(xiàn)的途徑。在此次研究中，對于實現(xiàn)途徑做出了細致的判斷和解讀，對于部分裝置進行了規(guī)劃和設計，同時適當?shù)娜谌肓讼鄳膭?chuàng)新點，重點包含著集支持多種模式的時鐘源接收標準時間；在現(xiàn)場環(huán)境不具備在線對時的時候，可實現(xiàn)多種模式離線精準對時；具備通用二次設備時間問題的離線診斷；研發(fā)支持B碼的且自帶電池充電的硬件模塊。希望通過本文的概述，可以為廣大的同行業(yè)者提供有效的參考意見，使其在后續(xù)的工作中，積極的吸取部分經(jīng)驗，規(guī)范操作的行為并落實檢測的細節(jié)，保證時間同步檢測系統(tǒng)的實效性更加明顯。