（都匀供电局 贵州都匀 558000）
摘要：通过综合自动化变电站500kV福泉变对时工程介绍，了解变电站综合自动化系统常见的对时方式，更好地掌握检测装置对时的简易方法，提高变电站二次系统设备精准对时能力，满足电力系统二次设备正常运行的工程需要。
关键词：综合自动化变电站；二次设备装置；对时方式；对时检测方法
500kV福泉变为贵州中部一个电源中枢点，它是在原220kV变电站基础上扩建而成的综合自动化变电站，北京四方继保自动化股份有限公司作为二次设备集成商，后台监控系统是采用北京四方CSC2000系统，2001年07月建成正式加入电网运行。该站所含电压等级众多（包括500kV、220kV、110kV、35kV、10kV、380V等电压等级）、二次设备繁杂，从而造成站内的对时功能复杂化。
这里从对时方式及其检测方法两方面，浅谈其对时系统在实际工程中的具体应用。
1、对时方式
500kV福泉变利用美国GPS定位系统为时间基准的对时装置（该站对时装置为北京波形电力公司BSS-3型装置），自动选择最佳星座进行定位、授时，经过设备的硬件及软件处理转换为北京时间输出，时间误差小于1μs，完全满足现有电力系统精确对时的需要。
现场对时网络见图-1，图中I级网络对时网与站控层网络同为一个网络，为便于清晰的看出对时网络数据流，以独立于站控层网络的红线条形式画出来：
图-1
500kV福泉变设备的对时方式是典型的变电站时钟系统两级对时方式。对时装置与远动机之间的对时数据流（年、月、日、时、分、秒时间信息）交互通过RS232串行口实现，远动机以网络报文形式对地址为AC的测控装置进行授时，该测控装置再将对时网络报文在站控层网络上传输（习惯称“软对时方式”），完成二次设备的I级对时；各继保小室二次设备的准确时间（毫秒及以下）则由各小室子时钟装置同步脉冲信号或IRIG-B时间码方式（习惯简称“硬对时方式”）精确定时，即II级对时。以下对几种常见的对时方式作简单的介绍：
1.1、RS232串行输出口方式
RS232和RS422/RS485串行输出一样均为广播方式，工作波特率有9600、4800、2400、1200四种，用户可任意选择，如果话路质量不高则应选择工作波特率较低的，这样传输的效果较好。
串行输出时间信息数据格式较多，视不同的应用可能有不同的格式， 串行数据接口输出的1PPM为一分钟一次的10ms脉冲，后沿有效，为串行信号传输精确定时。
串口报文对时的优点是数据全面,不需要人工预置；缺点是授时精度低,报文的格式需要授时和被授时装置双方约定。
1.2、同步脉冲信号输出方式
同步脉冲信号又有秒脉冲(PPS)、分脉冲(PPM)、时脉冲(PPH)之分。
秒脉冲(PPS)为GPS时钟装置1s对设备对时1次，它有两种输出方式，一种是TTL电平: 它是一对标有“+ -”的接点，选用高速光耦实现电隔离，输出信号为负脉冲，脉冲宽度为100ms。另一种是静态空接点方式，当秒脉冲到来时，光电耦合器的输出三级管导通。秒脉冲是工程中常用的脉冲对时方式。
分脉冲(PPM)为GPS时钟装置1m对设备对时1次，分脉冲为静态空接点方式输出。当分脉冲到来时，光电耦合器的输出三极管导通，导通时间持续100ms。
时脉冲(PPH) 为GPS时钟装置1h对设备对时1次，时脉冲信号也是以静态空接点形式输出。
脉冲对时的优点是授时精度高,适应性强；缺点是只能校准到秒(用秒脉冲方式),其余数据需要人工预置。
1.3、IRIG-B时间码输出方式
IRIG时间编码序列是时间信息传输系统的时码序列，分为G、A、B、E、H、D共六种编码格式，IRIG-B时码是六种编码格式中的一种, 它是专为时钟传输而制订的时钟码标准，每秒钟输出一帧含有时间、日期和年份的时钟信息，这种对时比较精确。
IRIG-B码有交流码（即正弦调制输出）和直流码两种（即直流偏置输出）。
IRIG-B交流码的调制信号频率为1000Hz，每个正弦调制的IRIG-B输出信号均与其周围的其他部分完全隔离，但交流码目前很少应用了。
IRIG-B直流码信号为TTL电平，信息采用RIRG-B标准格式，每个直流偏置IRIG-B输出信号也均与周围的其他部分完全隔离。近年来对IRIG-B直流码又提出一种差分方式，IRIG-B直流码差分方式因其传输距离远、抗干扰能力强将得到广泛应用。
1.4、网络时间报文方式
这里所说的网络对时方式，是指采用以太网络的时间报文对时，不同的程序开发商可能采用不同的时间报文格式进行报文传输，这要根据不同的网络对时报文具体分析。
2、对时检测方法
针对综合自动化变电站常用的几种对时方式，每种对时方式有不同的特性，我们使用不同的检测方法查找出对时故障，使二次系统设备正确对时。
2.1、RS232串行接口输出方式的检测
一般情况下可以用万用表直接量测RS232串口电平进行检验。
当然可以对照实际工程应用中使用的信息传输格式来进行比对，查看信息报文是否发出及其报文格式是否正确。
这里使用WatchBug软件查看远动机通讯串口时间报文，建立与远动机站点192.168.1.233的连接，连接成功后点击“进程”，选中“Lonctrl”进程名，如果有时间报文发送，则会出现以下信息：
……SET TIME……：
……
09 ff e4 3d 01 33 11 19 06 11 （3d报文带有时间信息，如该报文信息为2017年6月25日17点51分01秒）
03 ff e4 3e （3e报文为确认报文）
……
2.2、同步脉冲信号输出方式检测方法
同步脉冲信号输出的对时方式，对时装置的脉冲一般为无源的静态空接点方式，每秒、每分或每时空接点闭合一次。这样，我们想办法测试出脉冲信号输出空接点的通断性好坏就行了。
实际工作中，不能用万用表导通档或电阻档去测试脉冲信号输出的好坏，因为相对对时装置的脉冲无源空接点而言，万用表的内阻太大，一般都兆殴级以上，用万用表等一般数字表根本检测不出脉冲信号输出的好坏，最简单的办法是使用常见的电缆芯选线的对线蜂鸣器，就能方便检测出脉冲信号输出的通断好坏。
如要检测被对时装置的对时功能的好坏，可采用短接对时回路的方法，比如，该装置是秒脉冲对时的，人工将其对时电源以秒时间间隔开入装置，如毫秒以下的时间信息被清零，则说明该装置对时功能完好，如毫秒以下的时间信息不被清零，则该装置的对时功能已失效。
2.3、IRIG-B时间码输出方式检测方法
对于使用IRIG-B时间码输出的方式，以IRIG-B直流码为例，可用万用表直流电压档直接测量即可，工程应用中直流电压一般在2～4V左右跳变，只要量测到正常电压就行了，如果二次系统设备还不能对时，排除时钟装置问题，查找其它原因。
2.4、网络时间报文检测方法
500kV福泉变对时功能采用两级对时方式，如果二次设备装置时间不准，很有可能由于网络对时功能失效，需要检查网络对时报文是否正确、按时发送。
2.4.1变电站网络层时间报文的查看：
使用Wizport软件，以太网UDP报文方式，端口号设置1889，以默认加入组播组236.8.8.8，新建报文接收窗口，如变电站网络层时间报文正常，则会有如下类似信息：
00 1f 00 09 ff e4 3d 01 33 11 19 06 11
00 1f 00 03 ff e4 3c
00 1f 00 09 ff e4 3d 01 01 12 19 06 11
……
其第一条报文信息为2017年6月25日17点51分01秒。
2.4.2、后台监控机时间报文的查看：
后台监控机时间报文很特殊，它是从AC地址装置（福泉变应用该地址是主控室公用测控装置）转发过来的，而不是从网络层上“摘取”到的。所以用后台机上的“监视报文”工具查看时间报文，是检查AC地址装置至后台机这一连接之间的报文发、收情况。
利用后台监控系统“监视报文”工具，报文过滤设置：报文类型选3d或3e，源地址和数据类型可采取默认，即可监视该时间报文发收，如报文正常如下：
Recv: 00 1f 00 0a Of a8 3d 01 01 12 19 06 11 34
Recv: 00 1f 00 09 Of b0 3d 01 01 12 19 06 11
Recv: 00 1f 00 0a Of a7 3d 01 01 12 19 06 11 33
……
其最后一条报文信息为2017年6月25日18点01分01秒。
2.4.3、IEC-103通讯时间报文的查看：
很多外厂家保护装置（这里指北京四方以外的设备）通过CSM320E系列信息管理机接入变电站网络层的，所以要查看信息管理机至保护装置之间时间报文的发、收情况，也需使用使用WatchBug软件，方法类似第1条，具体如下：
建立信息管理机站点（如248）连接，连接成功后点击“进程”，选中接入保护装置通讯的进程名，如“Net103”，如果有时间报文发送，则按IEC 103报文规约解释即可。
3、结论
很多综合自动化变电站普遍存在二次设备对时效果不甚理想的情况，客观原因有多方面，诸如对时设备老化、时钟信号不稳定、对时回路接线松动、设备对时参数设置错误、二次设备更改时设计存在的缺陷等等；另一方面也有人为因素的原因，如检测方法不当，找不出真正的对时故障、隐患，或者是对设备性能不够了解，更换或改变设备状态后，没有及时恢复其对时功能设置等。
通过500kV福泉变具有典型代表的对时系统对时方式及其检测方法的介绍，更深入了解对时系统，找准定位，当然还要具备高度的职业责任心，才能搞好综合自动化变电站二次设备的授时、对时性能维护工作，最终为电力系统运行所需的事故分析、监控继电保护和自动装置的动作行为、电能损耗计算、电量平衡、负荷管理、稳定控制等技术管理活动提供帮助。
参考文献
[1] 熊志昂 等。GPS技术与工程应用。国防工业出版社，2005。
[2] 卢文鹏。发电厂变电站电器设备。中国电力出版社，2002。
作者简介：
杨成江（1976— ），男，电气工程硕士，工程师，主要从事电力系统调度自动化等电力生产工作17年。
论文作者:杨成江
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：报文论文; 时方论文; 脉冲论文; 时间论文; 变电站论文; 装置论文; 福泉论文; 《电力设备》2017年第29期论文;