卫星同步时钟技术说明书(v1.04)分解(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上卫星同步时钟技术说明书版 本 号：V1.04修改时间： 2010.03.08 编 写：李孜、佘春涛专心-专注-专业目 录1. 概述1.1 简介近几年来，随着变电站自动化水平的提高，在综自变电站中计算机监控系统、微机保护装置、微机故障录波装置以及各类数据管理机得到了广泛的应用，而这些自动装置的配合工作需要有一个精确统一的时间。当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。随着电网的日益复杂、装机容量的提高和电网的扩大，提供标准时间的时钟基准成为电厂、变电站乃至

2、整个电力系统的迫切需要，时钟的统一是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施，是综自变电站自动化系统的最基本要求之一。 GPS卫星同步时钟系统很好地解决变电站统一时间基准的问题，实现站内甚至站间的准确对时，目前已经成为最佳的对时方案，也是技术发展的必然趋势。根据变电站自动化系统技术规范的要求，现在的新建站或改造站都要求使用GPS卫星同步时钟系统。1.2 主要技术特点l 进口高精度GPS卫星对时专用模块，对时精度高。l 电源模块交流/直流自动适应，适合不同的电源场合。l 整体结构采用模块化设计，组合灵活，能满足不用用户的配置和扩展需求。l 秒脉冲输出精度高，输出秒脉冲准时沿与国际标准时间

3、沿的误差1s。l 守时精度高，在失去卫星的情况下时钟误差小于55s /小时。l 多种时间格式输出模块，能满足不同设计要求l 所有信号输出均经过光电隔离，抗干扰能力强。l 机箱采用标准2U机箱，安装方便。2. 装置结构JBK-3311卫星同步时钟采用Motorola M12系列接收模块，将接收到的全球卫星定位系统时间转换为用于电力、通讯等设备的对时信号，包括无源脉冲（空接点）、有源脉冲、IRIG-B码直流、RS485串口、RS232串口，NTP网络等。JBK-3311卫星同步时钟可带8个模块，包括卫星接收模块1块、电源模块1块、系统告警模块1块、输出模块5块。5个模块用户可以根据需求自由配置。2

4、.1 显示面板工作时面板上依次显示同步时钟的年月日、时分秒、卫星个数。8个指示灯指示当前系统的工作状态：电源指示灯：电源模块通电时点亮。故障指示灯：当内部出现故障时点亮。主钟指示灯：当前同步时钟作为主时钟时点亮。后备指示灯：当前同步时钟作为后备时钟时点亮。同步指示灯：有卫星同步信号时点亮。PPS指示灯：秒脉冲指示灯。GPS指示灯：当前卫星为GPS卫星时点亮。北斗指示灯：当前卫星为北斗卫星时点亮。2.2 电源模块电源模块采用高性能，大功率开关电源，电源电压220伏，交流/直流两用。功率为30瓦。2.3 告警信号输出模块此模块设有两个告警信号：电源告警信号和故障告警信号。节点类型为空节点信号。电源

5、告警信号继电器类型为常闭，当装置失电时信号闭合。故障告警信号继电器类型为常开，当装置出现故障时闭合。2.4 卫星接收模块接收模块主要用于接收卫星信号并进行处理，卫星信号经过面板上的同轴电缆接口输入，通过集成的GPS接收模块处理后供给CPU相应的时钟信号，经过CPU处理后输出各种信号给其他模块。CAN+/CAN-为双机间通讯使用，单机时不使用。1J3跳线设置（串口波特率设置）跳线模式（14）波特率bps960012002400480019200（调试用）6J1跳线设置（内部设置）跳线模式（41）功能屏蔽看门狗（写入程序时需跳上）2.5 TTL输出模块输出为8路TTL电平输出，可输出PPS秒脉冲、

6、PPM分脉冲、PPH时脉冲信号（默认配置为PPS）。本模块主要用于测试PPS秒脉冲，实际应用中不使用，因此未加隔离。G为信号地，T为信号正。跳线说明： PPH：时脉冲 PPS：秒脉冲 PPM：分脉冲 COM：串口通讯 B：直流B码2.6 RS232输出模块输出8路RS232电平通讯对时报文。波特率在卫星接收模块上设定，可选择1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps（在卫星接收模块上通过跳线设置）。报文每秒发送一次。校验码计算方法：从状态标识第一位开始到日个位结束，字节异或校验后转换成ASCII码。G为信号地，T为发送端。串口参数：8位数据位，1位停止位，

7、无校验。报文格式：序号说明示例ASCIIHEX0报文头#0x231状态标志1用下列4 个bit合成的16进制数对应的ASCII 码值：Bit 3：保留 = 0；Bit 2：保留 = 0；Bit 1：闰秒预告（LSP）：在闰秒来临前59 s 置1，在闰秒到来后的00 s 置0；Bit 0：闰秒标志(LS)：0：正闰秒，1：负闰秒00x302状态标志2用下列4 个bit合成的16进制数对应的ASCII 码值：Bit 3：夏令时预告（DSP）：在夏令时切换前59 s 置1；Bit 2：夏令时标志（DST）：在夏令时期间置1；Bit 1：半小时时区偏移：0：不增加，1：时间偏移值额外增加0.5 hr；

8、Bit 0：时区偏移值符号位：0：，1：00x303状态标志3用下列4 个bit合成的16进制数对应的ASCII 码值：Bits 3-0：时区偏移值(hr)：串口报文时间与UTC 时间的差值，报文时间减时间偏移（带符号）等于UTC 时间（时间偏移在夏时制期间会发生变化）80x384状态标志4用下列4 个bit合成的16进制数对应的ASCII 码值：Bits 03-00：时间质量：0：正常工作状态，时钟同步正常F：时钟严重故障，时间信息不可信00x305年千位20x326年百位00x307年十位10x318年个位00x309月十位00x3010月个位10x3111日十位00x3012日个位40x

9、3413时十位10x3114时个位10x3115分十位00x3016分个位90x3917秒十位00x3018秒个位20x3219校验码高位00x3020校验码低位50x3521结束符回车0x0D22结束符换行0x0A2.7 RS485输出模块/直流B码差分输出模块可输出RS485电平的五种信号：PPS秒脉冲、PPM分脉冲、PPH时脉冲、通讯报文、B码报文。由跳线根据需要进行选择。跳线说明： PPH：时脉冲 PPS：秒脉冲 PPM：分脉冲 COM：串口通讯 B：直流B码B码报文格式：3. 技术参数3.1 基本参数3.1.1 环境参数温度：2055。湿度、压力符合DLT 4782001。3.1.2

10、 电气参数工作电源：220V AC/DC。3.1.3 时间同步信号接口电气特性a) TTL电平输出负载：50驱动：HCMOS连接器：端子排b) RS-232 隔离方式：光耦隔离+电源隔离电气特性：符合GB 1101490连接器：端子排c) RS-422/485隔离方式：光耦隔离+电源隔离电气特性：符合EIA/485连接器：端子排3.2 性能指标3.2.1 GPS接收器接受灵敏度：捕获-160dBW，跟踪-163dBW；捕获时间：装置热起动时45秒；装置冷启动时90秒；时间准确度：1s（1PPS相对于UTC时间）。3.2.2 时间准确度信号类型TTLRS-422/485RS-2321PPS脉冲1

11、s1PPM脉冲1s1PPH脉冲1s直流B码1s1s串口对时报文5ms5ms4. 系统组成4.1 单主机同步授时系统该系统由一台主时钟、光缆或电缆、受时设备等组成，其结构示意图如下。单主机同步授时系统示意图5. 安装与应用5.1 外形尺寸JBK-3311采用标准2U机箱，外形及安装尺寸如下图。5.2 天线安装JBK-3311配有一个由有源天线头和传输电缆组成的天线，传输电缆一般用长30米左右的同轴电缆，长度也可根据具体要求扩展。为保证卫星同步时钟能接收到卫星信号，天线必须固定在开阔的低点。将天线固定在天线支架上，将天线之家用膨胀螺栓固定在建筑物顶端，天线电缆铺设转弯半径不易过小，天线电缆长度根据天线增益严格设计，不得剪断、延长、缩短或加装接头。天线头要安装在室外，原则上是顺着天线头往上看能够看到360的天空。下面是正确与不正确安装的示意图。 不正确 正确正确装置应尽量安装在靠近使用时钟信号的装置处，在多个装置使用时钟信号时，装置的安装位置选择原则应尽量减少电缆线的长度。为减少天线连接的长度，以保证接收到的卫星信号具有一定的强度，可使装置安装在靠近天线引出的地方。