电力系统时间同步技术

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