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漫談GPS北斗衛(wèi)星時鐘在變電站的應(yīng)用（一）

【關(guān)鍵詞】北斗GPS北斗衛(wèi)星時鐘,安裝維護
1引言 
    隨著電廠、變電站自動化的提高，各種以計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化裝置廣泛應(yīng)用，如調(diào)度自動化系統(tǒng)、廣域相量測量系統(tǒng)、繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)、事件順序記錄裝置、變電站自動化系統(tǒng)、發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)、微機繼電保護裝置、故障錄波裝置、安全自動裝置、雷電定位系統(tǒng)、電網(wǎng)預(yù)決策分析系統(tǒng)等。其運行實行分層控制，設(shè)備的運行往往要靠數(shù)百公里外的調(diào)度員指揮；電網(wǎng)運行瞬息萬變，發(fā)生事故后更要及時處理，這些都需要有統(tǒng)一的時間基準。有了統(tǒng)一的時間，既可實現(xiàn)全廠（站）各系統(tǒng)在GPS（北斗）時間基準下的運行監(jiān)控，也可以通過事故后各開關(guān)動作、調(diào)整的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。統(tǒng)一的時間是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行的一個重要措施。因此，在電網(wǎng)內(nèi)的電廠、變電站及調(diào)度中心等建立的時間同步系統(tǒng)是十分必要和迫切的。本文介紹了北斗GPS北斗衛(wèi)星時鐘及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，并對北斗GPS北斗衛(wèi)星時鐘安裝及維護過程中的一些注意事宜進行了闡述。
2 GPS定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(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，多次定位精度可以厘米級，定時精度10ns，只能美國及盟國授權(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。
2.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
    北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。
    北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。
　　——空間段。北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座。
　　——地面段。北斗系統(tǒng)地面段包括主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站。
　　——用戶段。北斗系統(tǒng)用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。
2.3 北斗GPS北斗衛(wèi)星時鐘在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用    
2.3.1 將時間顯示給運行人員觀察或作人工記錄的時間顯示屏。
2.3.2 記錄與時間有關(guān)的信息的裝置（系統(tǒng)）：如故障錄波器、事件順序記錄裝置、RTU遠動裝置、計算機監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)、電網(wǎng)預(yù)決策分析系統(tǒng)、各級調(diào)度SCADA/EMS系統(tǒng)、電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（WAMS）、電能量計費系統(tǒng)、水調(diào)自動化系統(tǒng)、電廠機組控制系統(tǒng)、電力市場交易系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)、負荷控制和用電管理系統(tǒng)、通信網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、電廠和調(diào)度生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、電力企業(yè)信息管理系統(tǒng)（MIS）、調(diào)度錄音等。
2.3.3 有必要記錄其動作時間的控制裝置（系統(tǒng)）：如微機保護裝置、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的后臺系統(tǒng)、電網(wǎng)安全自動裝置等。
2.3.4 工作原理建立在時間同步基礎(chǔ)上的裝置（系統(tǒng)）：如雷電定位系統(tǒng)、同步相量測量裝置（PMU）、線路故障行波測距裝置等。
2.3.5 要求在同一時刻記錄其采集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)：如保護信息管理機、電網(wǎng)頻率按秒考核系統(tǒng)等。
2.3.6 用于繼電保護試驗，檢驗線路縱聯(lián)保護（高頻相差保護裝置）。
2.3.7 大型局域網(wǎng)的時間同步。
2.3.8 其它要求時間統(tǒng)一的裝置（系統(tǒng)）。