時鐘同步系統(tǒng)

變電站應用變電站時間同步系統(tǒng)是站內(nèi)系統(tǒng)故障分析和處理的時間依據(jù)，也是提高電網(wǎng)運行管理水平的必要技術(shù)手段。目前我國電力系統(tǒng)采用的基準時鐘源主要分為兩種：一種是高精度的原子鐘，另一種是全球定位系統(tǒng)導航wei星（GPS）發(fā)送的無線標準時間信號。同步時鐘輸出的1pps信號是GPS馴服晶振輸出頻率信號經(jīng)過10,000,000次分頻后得到的，相位與載波信號嚴格一致，且不受GPS秒脈沖短時間隨機跳變帶來的影響，相當于UTC時間基準的'復現(xiàn)'。

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同步時鐘系統(tǒng)的應用，是以標準的NTP網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議為參考，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的計算機設(shè)備時間同步。NTP協(xié)議的用途是把計算機的時鐘同步到世界協(xié)調(diào)時UTC時間，其精度在局域網(wǎng)內(nèi)可達0.1ms，在互聯(lián)網(wǎng)上絕大多數(shù)的地方其精度可以達到1-50ms。

時鐘同步系統(tǒng)定時原理

GPS定時原理基于在用戶端zhun確測定和扣除GPS時間信號的傳輸時延(Δt)，以達到對本地鐘的定時與校準。GPS定時準確度取決于信號發(fā)射端、信號在傳輸過程中和接收端所引入的誤差，主要誤差有:

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

◆ 信號傳輸過程:電離層誤差、對流層誤差、地面反射多路徑誤差;

◆ 接收端:接收機時延誤差、接收機坐標誤差、接收機噪聲誤差。折疊GPS校頻原理根據(jù)頻率和周期互為倒數(shù)的關(guān)系，可采用比時法(測時間間隔)的方法(以GPS的秒信號為參考)來測量本地鐘的頻率準確度(Δf/f)，以達到校頻的目的。時間同步廣泛應用于各類信息系統(tǒng)，尤其是對時間敏感的復雜信息系統(tǒng)中。Δf/f=(Δt2-Δt1)/(t2-t1) ------------ [3](式中Δt2、Δt1分別為t2、t1時刻測得的本地鐘與GPS時的時差值)。

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GPS時鐘信號輸出

目前，電廠用到的GPS時鐘輸出信號主要有以下三種類型:

1.2.1 1PPS/1PPM輸出

此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖。顯然，時鐘脈沖輸出不含具體時間信息。

1.2.2 IRIG-B輸出

IRIG(美國the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標準(IRIG Standard 200-98)。其中在時鐘同步應用中使用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信號每秒輸出一幀(1fps)，每幀長為一秒。時鐘同步系統(tǒng)分類頻率同步維持各點的頻率相同，它們可以是任意相位。一幀共有100個碼元(100pps)，每個碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來代表二進制0、1和位置標志位(P)，見圖1.2.2-1。

為便于理解，圖1.2.2-2給出了某個IRIG-B時間幀的輸出例子。其中的秒、分、時、天(自當年1月1日起天數(shù))用BCD碼表示，控制功能碼和標準二進制當天秒數(shù)碼(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)則以一串二進制'0'填充(CF和SBS可選用，本例未采用)。醫(yī)院學校同步時鐘的工作原理介紹醫(yī)院時鐘系統(tǒng)主要為醫(yī)院提供統(tǒng)一的準確時間，是一種基于協(xié)調(diào)世界時（UTC）組建的時間頻率同步系統(tǒng)，其主要作用是為整個醫(yī)院的計算機系統(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)提供標準的時源。

1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出

此時鐘輸出通過標準串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時間報文，每秒輸出一次。時間報文中可插入奇偶校驗、時鐘狀態(tài)、診斷信息等。此輸出目前無標準格式，下圖為一個用17個字節(jié)發(fā)送標準時間的實例: