前言第1 章 时间的基本概念及相关技术 1 1. 1 时间的基本概念 1 1. 1. 1 天文时 2 1. 1. 2 原子时 4 1. 1. 3 协调世界时 5 1. 2 现代授时技术 7 1. 2. 1 短波授时 7 1. 2. 2 长波授时 8 1. 2. 3 低频时码授时 9 1. 2. 4 卫星授时 12 1. 2. 5 其他授时技术 23 1. 2. 6 各种授时方法比较 26 1. 3 高精度时间频率传递技术 27 1. 3. 1 卫星双向法 27 1. 3. 2 卫星共视法 29 1. 3. 3 卫星全视法 30 1. 3. 4 载波相位法 31 1. 3. 5 搬运钟法 31 1. 4 定时技术 32 1. 4. 1 定时原理 32 1. 4. 2 定时终端 32 1. 4. 3 定时误差分析及处理方法 41 1. 5 守时技术 45 1. 5. 1 频标 45 1. 5. 2 频标的技术指标 51 1. 5. 3 提高守时能力的方法 53 参考文献 54第2 章 电力系统时间同步系统 56 2. 1 时间同步简介 56 2. 2 电力系统时间同步简介及发展历程 57 2. 2. 1 电力系统时间同步简介 57 2. 2. 2 电力系统时间同步发展历程 62 2. 3 电力系统时间同步系统常用授时接口 64 2. 3. 1 TTL 直流电平输出接口 64 2. 3. 2 RS-232 串行输出接口 64 2. 3. 3 RS-422/485 差分电平输出接口 65 2. 3. 4 交流输出接口 66 2. 3. 5 静态空接点输出接口 66 2. 3. 6 光纤接口 67 2. 3. 7 RJ45 以太网接口 67 2. 3. 8 时间同步信号与接口类型的关系 68 2. 4 电力系统时间同步系统相关授时信号 69 2. 4. 1 脉冲信号 69 2. 4. 2 串行口时间报文 70 2. 4. 3 IRIG-B 码 72 2. 4. 4 网络时间协议(NTP) 73 2. 4. 5 精确时间同步协议(PTP) 79 2. 4. 6 DCLS 时码 89 2. 5 电力系统时间同步系统常用通信协议 90 2. 5. 1 NMEA-0183 90 2. 5. 2 IEC 61850/MMS 通信 95 2. 5. 3 IEC 60870-5-104 规约 96 2. 6 电力系统时间同步装置 97 2. 6. 1 时间同步装置的输入 97 2. 6. 2 多时间源输入的选择 99 2. 6. 3 时间同步装置的内部时钟 100 2. 6. 4 时间同步装置的输出 101 2. 7 电力系统时间同步网 101 2. 8 时间同步在线监测 106 2. 8. 1 时间同步在线监测系统 106 2. 8. 2 时间同步在线监测实施原则 108 2. 8. 3 智能变电站时间同步在线监测方案 109 2. 8. 4 常规变电站时间同步在线监测方案 110 2. 9 时间同步系统安全性 110 2. 9. 1 时钟源安全性 111 2. 9. 2 数据流安全性 111 参考文献 113第3 章 时间同步技术在电力系统中的应用 115 3. 1 电力调度控制中心时间同步技术 115 3. 1. 1 时间同步系统构成及功能 116 3. 1. 2 应用分析 117 3. 2 厂站端时间同步技术 120 3. 2. 1 常规变电站时间同步系统 120 3. 2. 2 智能变电站时间同步系统 124 3. 2. 3 电厂时间同步系统 129 3. 3 配电网时间同步技术 131 3. 3. 1 配电网概述 132 3. 3. 2 配电网中的时间同步应用 133 3. 4 时间同步技术在电力系统故障分析中的应用 137 3. 4. 1 利用故障录波器进行故障分析 138 3. 4. 2 利用微机型继电保护装置进行故障分析 139 3. 4. 3 利用广域保护系统进行故障分析 142 3. 4. 4 利用行波测距进行故障分析 144 参考文献 147第4 章 电力系统时间同步检测技术 148 4. 1 时间同步检测方法 148 4. 1. 1 主要测试设备 150 4. 1. 2 输出信号检测 151 4. 1. 3 守时性能测试 157 4. 1. 4 接收灵敏度测试 157 4. 1. 5 状态指示测试 158 4. 1. 6 告警输出功能测试 158 4. 1. 7 延时补偿检测 159 4. 1. 8 电网频率测量测试 159 4. 2 时间同步检测类型 159 4. 2. 1 实验室检测 160 4. 2. 2 出厂检验 162 4. 2. 3 现场检测 162 4. 2. 4 安全性检测 165 4. 3 时间同步测试仪 168 4. 3. 1 基本组成及工作原理 169 4. 3. 2 主要测试功能 171 4. 3. 3 主要性能指标 175 4. 3. 4 典型产品 176 参考文献 177第5 章 典型工程应用 178 5. 1 脉冲/编码同步方式工程应用 178 5. 1. 1 上海徐行500kV 变电站时间同步系统 178 5. 1. 2 延安洛川750kV 智能变电站时间同步系统 180 5. 1. 3 哈密南—郑州±800kV 特高压直流输电工程时间同步系统 182 5. 1. 4 晋东南—南阳—荆门1000kV 特高压交流试验示范工程时间同步系统 185 5. 2 PTP 网络同步方式工程应用 188 5. 2. 1 无锡西泾220kV 智能变电站时间同步系统 188 5. 2. 2 辽宁何家220kV 智能变电站时间同步系统 194 5. 2. 3 河北苏正220kV 智能变电站时间同步系统 198 5. 2. 4 陕西户县330kV 智能变电站时间同步系统 200 5. 2. 5 长春南(金城) 500kV 智能变电站时间同步系统 203 5. 3 广域时间同步方式工程应用 206 5. 3. 1 海南电网时间同步系统 206 5. 3. 2 浙江电力时间同步网 210 5. 3. 3 苏州玉山500kV 智能变电站时间同步系统 216 参考文献 221第6 章 分析与展望 223 6. 1 时间同步系统性能分析 223 6. 1. 1 时间信号及信息接口的规范 223 6. 1. 2 电力系统对时间精度的要求 224 6. 1. 3 时间获取与传递的安全性分析 224 6. 2 时间同步技术展望 224 6. 2. 1 频标系统的发展 225 6. 2. 2 天地互备的时间同步网 226 6. 2. 3 统一在线时间监测 227 6. 2. 4 智能电网对时间同步的需求 228 参考文献 230附录 A 电力系统时间同步技术相关标准简介 231 A. 1 技术标准简介 231 A.1.1 DL/T 1100.1—2009《电力系统时间同步系统 第1部分:技术规范》 231 A. 1. 2 DL/T 1100. 2—2013《电力系统的时间同步系统 第2 部分:基于局域网的精确时间同步》 232 A. 1. 3 《电力系统北斗卫星授时应用接口 第1部分:技术规范》 233 A. 1. 4 Q/GDW 1919—2013《基于数字同步网频率信号的时间同步技术规范》 233 A. 1. 5 《电力系统时间同步系统 第3 部分:基于数字同步网的时间传输技术规范》 233 A. 1. 6 《电力系统时间同步系统 第4部分:测试仪技术规范》 233 A. 2 检测标准简介 234 A. 2. 1 GB/T 26866—2011《电力系统的时间同步系统检测规范》 234 A. 2. 2 《电力系统北斗卫星授时应用接口 第2 部分:检测规范》 234索引 235