GPS北斗時鐘系統(tǒng)在變電站使用經(jīng)驗之一
隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，建立一套統(tǒng)一的GPS北斗時鐘系統(tǒng)對全網(wǎng)所有設(shè)備進行對時意義重大。本文介紹了GPS北斗時鐘系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，并對GPS北斗時鐘系統(tǒng)安裝及維護過程中的一些注意事宜進行了闡述。
1引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，微機保護和其它自動裝置經(jīng)長時間運行后其時鐘累計誤差不容忽視，從而使得各種裝置的時間失去同步，進而影響各自動化裝置的正常工作，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來危害。
本文介紹了定位系統(tǒng)GPS及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用情況，對其安裝工藝及維護常見問題進行了簡要說明。
2 GPS定位系統(tǒng)
2.1 GPS系統(tǒng)簡介
GPS是美國新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可全天候連續(xù)實時向用戶提供高度的位置、速度和時何信息,GPS系統(tǒng)包括空間、地面控制及用戶設(shè)備三部分。
空間部分即衛(wèi)星星座，每秒鐘通過L1、L2兩波段發(fā)射三種偽隨機碼：C/A碼(粗碼)、P碼(精碼)和Y碼(加密的P碼)。 C/A碼一次定位精度25m,多次定位精度8m，定時精度100ns，*都可以無償使用：P碼一次定位精度l0m，多次定位精度可以達到厘米級，定時精度10ns，只能美國及盟國和授權(quán)的民用部門使用。
地面控制部分即地面監(jiān)控系統(tǒng)，每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標準一GPS時間系統(tǒng)，這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間求出鐘差，然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。
用戶設(shè)備部分即GPS信號接收機，其任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)畐高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。
2.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Salite System，BDS)是中國自行研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認定的供應(yīng)商。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。2013年12月27日，發(fā)布了《北斗系統(tǒng)公開服務(wù)性能規(guī)范(1.0版)》和《北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件(2.0版)》兩個系統(tǒng)文件。2014年11月23日，海事組織海上安全委員會審議通過了對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)認可的航行安全通函，中國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已獲得海事組織的認可。
2017年11月5日19時45分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。2.2 GPS北斗時鐘系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前GPS北斗時鐘系統(tǒng)主要用校驗時鐘，如全網(wǎng)的繼電保護裝置、故障錄波裝置、其他自動裝置及調(diào)度自動化系統(tǒng)都留有GPS授時接口，這些接口和GPS北斗時鐘系統(tǒng)連接，裝置內(nèi)部有自動校時程序，每隔固定時間將裝置本身時鐘和GPS北斗時鐘系統(tǒng)作一比較，時間差超過某規(guī)定直時，自動以GPS北斗時鐘系統(tǒng)為準，修改裝置時鐘(校時步長、時間差由校時程序給定)。這樣，全網(wǎng)的保護裝置及自動裝置都具有統(tǒng)一時鐘，準確記錄每次事故的時間，以便事故調(diào)查，并準確定性。 |
