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【摘要】本文对GPS卫星对时在自动化系统中的应用及存在的问题作了详细分析。结合海盐自动化系统实际运行的技术经验，提出了解决问题的措施和方法。涵盖了GPS卫星对时系统在实际应用中的问题。具有一定的普遍性，对电网自动化系统的发展具有重要意义。
【关键词】GPS卫星对时;存在问题;措施;方法
1.绪论
1.1 GPS卫星同步时钟的基本概念
GPS卫星同步时钟是指通过GPS系统获取时间源，经过处理以常见的接口输出。设备安全可靠，授时精度能达到微秒级。应用的行业也比较广泛。如：银行、基金、证券、电信、部队、电力、铁路、民航等一些对时间要求比较高的行业。
1.2 GPS卫星同步时钟在电网自动化系统中的作用
近几年来，随着变电站自动化水平的提高，在综自变电站中计算机监控系统、微机保护装置、微机故障录波装置以及各类数据管理机得到了广泛的应用，而这些自动装置的配合工作需要有一个精确统一的时间。当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
1.3 GPS卫星同步时钟在应用中的问题
在实际应用中因为各方面的原因会造成GPS卫星对时系统的故障。
1.3.1 在全球定位系统（GPS）同步授时功能的实际应用中，卫星信号的调整、天线受干扰以及GPS接收系统的故障等，都会造成卫星失锁现象，进而导致GPS接收器在短时间内失步。
1.3.2 GPS卫星对时系统装置故障或失电引起时间不正确。
1.3.3 GPS卫星对时系统与调度自动化系统主站的时间不同步，并且不能及时发现，就会造成上送的信息不正确。
2.HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统简介
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统，适用于地区级及省级管理部门，对辖区内的多套卫星时钟装置的远程集中实时监视与管理。也适用于站内单台及多台卫星时钟装置的远程及现场管理。采用104通讯协议在线监视时间同步装置各项参数，对时间同步装置进行全面系统管理监视功能，将时间同步系统完全纳入机房监控系统，为时间同步系统的安全运行提供了保证，也为管理人员全面真实地掌握时间同步系统的工作状态提供了准确的数据支持。
2.1 现有技术
目前的时间同步装置主要实现对站内保护、测控装置等提供标准时间源信号，实现全站装置系统时间统一。采用本地管理，只简单上传电源告警、装置告警的信号状态，并没有对时间同步装置进行在线的监测，也不能确保各站点的时间完全统一。
2.2 HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统的作用
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统可实现以下几个方面主要功能：系统事件信息实时记录、设备告警信息、运行状态信息实时采集、监视和管理、用户管理、设备参数远程管理、系统历史数据存储、检索等。为实现时间同步装置的在线监测功能， 改变以往的被动模式为主动模式，使用户对所管理区域时间同步装置运行状况一目了然，确定管理区域各站点时间完全统一，保证用户及早发现安全隐患，有效规避风险。
2.3 HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理功能的实现
2.3.1 系统构成
HYTMS自动化时间同步装置通过接收卫星信号、及上级地面链路时间码作为时间信号源，通过驯服处理，输出所需的各类型时间同步信号，满足授时需求。
2.3.2 运行状态监测
◆设备当前运行状态（正常状态/故障状态/未知状态）;
◆设备自检状态;
◆卫星授时模块状态;
◆设备外部输入IRIG-B码状态（有输入/无输入）;
◆设备收星质量状态;
◆外部输入IRIG-B码质量;
◆与设备的通讯状态。
2.3.3 读取设备运行参数
◆当前时间基准（GPS卫星、IRIG-B码、守时）;
◆当前授出时间（年-月-日-时-分-秒）;
◆输出脉冲间隔（1秒、60秒、3600秒）;
◆串口波特率（19200 bps、9600 bps、4800 bps、2400 bps、1200bps）;
◆当前可视卫星颗数;
◆当前卫星数据是否有效。
2.3.4 系统运行
启动数据库服务器、通讯服务器和WEB服务器后，打开IE浏览器，登录系统。
2.3.4.1 设备参数管理
用户可通过系统远程读取、配置设备的运行参数。只有管理组用户才可进行设备参数管理功能操作。用户可在线读取主时钟的运行和配置信息，可以在线的了解到当前该时钟所用的时间基准、当前授时时间、对时间隔、当前时钟区域的卫星颗数以及卫星信号是否有效等。如图1所示：
图1 装置参数读取界面
2.3.4.2 系统事件安全管理
系统可管理的事件包括：时钟装置的运行循检记录、与时钟装置的通讯状态记录、所有操作员对装置的操作记录等。时钟装置的运行循检记录：系统对所有时钟装置的运行状态循检记录在客户端进行实时显示，并存储入数据库中，作为历史运行数据，用户可以以时间为条件对相应的记录信息进行查询;通讯状态记录：实时记录显示系统与各个时钟装置的通讯连接状态、与通讯服务器的通讯连接状态等，记录数据可查询;装置操作记录：对所有操作员，对相应的时钟的操作信息，全部进行记录，可查询，并对当时操作的数据结果进行回显。在历史事件查询显示区中可以显示用户进行装置操作时相关数据信息。用户可根据需要，对数据显示的实时事件记录和历史事件记录数据进行部分或全部清除。
2.3.4.3 系统告警管理
系统实时的对所管理的时钟装置的运行状态进行循检，当装置运行出现失锁、中断、电源等故障时，立即生成告警记录信息，在系统的告警记录实时显示区进行显示，并可显示出装置的故障概要描述，用户双击故障记录时，可对显示出故障的详细信息，以及可能出现故障的原因，指导管理人员进行故障排查等。运行故障解除后，立即显示装置故障恢复的记录信息。所有告警信息均存储入数据库中，用户可以按时间条件，对装置的历史告警信息进行查询，并可查看故障的概要描述和主要原因等。对故障的级别，按严重程序分为三级管理：即一般故障、严重故障和致命故障。
当显示装置或板卡故障时，用户可双击故障的设备的记录，打开故障的类型及详细信息进行查看，及时了解故障的详细信息，方便对设备进行维护和管理。
如图2、图3所示：
图2 系统告警信息管理界面
图3 装置故障信息详细显示界面
2.3.4.4 设备运行状态及性能监视
系统可通过图形化方式，实时的对当前所管理的系统中的时钟装置的运行状态进行实时时监视、显示。可直接监视到扩展装置的运行板卡。
还可对当前系统中的处于不同运行状态的装置及板卡的数量进行实时统计和显示，方便用户对装置进行管理。
3.结束语
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统有效的监视管理区域的时间系统，及时的处理时间同步装置异常现象，实现了区域内时间系统的完全统一，为电网的故障分析提供了实时、准确的信息。
参考文献
[1]王士政编著.电力系统运行控制与调度自动化[M].南京：河海大学出版社，1990.
[2]谢钠编.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社，2009.
[3]（美）罗迪编.卫星通信[M].北京：人民邮电出版社，2002.
【关键词】GPS卫星对时;存在问题;措施;方法
1.绪论
1.1 GPS卫星同步时钟的基本概念
GPS卫星同步时钟是指通过GPS系统获取时间源，经过处理以常见的接口输出。设备安全可靠，授时精度能达到微秒级。应用的行业也比较广泛。如：银行、基金、证券、电信、部队、电力、铁路、民航等一些对时间要求比较高的行业。
1.2 GPS卫星同步时钟在电网自动化系统中的作用
近几年来，随着变电站自动化水平的提高，在综自变电站中计算机监控系统、微机保护装置、微机故障录波装置以及各类数据管理机得到了广泛的应用，而这些自动装置的配合工作需要有一个精确统一的时间。当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
1.3 GPS卫星同步时钟在应用中的问题
在实际应用中因为各方面的原因会造成GPS卫星对时系统的故障。
1.3.1 在全球定位系统（GPS）同步授时功能的实际应用中，卫星信号的调整、天线受干扰以及GPS接收系统的故障等，都会造成卫星失锁现象，进而导致GPS接收器在短时间内失步。
1.3.2 GPS卫星对时系统装置故障或失电引起时间不正确。
1.3.3 GPS卫星对时系统与调度自动化系统主站的时间不同步，并且不能及时发现，就会造成上送的信息不正确。
2.HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统简介
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统，适用于地区级及省级管理部门，对辖区内的多套卫星时钟装置的远程集中实时监视与管理。也适用于站内单台及多台卫星时钟装置的远程及现场管理。采用104通讯协议在线监视时间同步装置各项参数，对时间同步装置进行全面系统管理监视功能，将时间同步系统完全纳入机房监控系统，为时间同步系统的安全运行提供了保证，也为管理人员全面真实地掌握时间同步系统的工作状态提供了准确的数据支持。
2.1 现有技术
目前的时间同步装置主要实现对站内保护、测控装置等提供标准时间源信号，实现全站装置系统时间统一。采用本地管理，只简单上传电源告警、装置告警的信号状态，并没有对时间同步装置进行在线的监测，也不能确保各站点的时间完全统一。
2.2 HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统的作用
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统可实现以下几个方面主要功能：系统事件信息实时记录、设备告警信息、运行状态信息实时采集、监视和管理、用户管理、设备参数远程管理、系统历史数据存储、检索等。为实现时间同步装置的在线监测功能， 改变以往的被动模式为主动模式，使用户对所管理区域时间同步装置运行状况一目了然，确定管理区域各站点时间完全统一，保证用户及早发现安全隐患，有效规避风险。
2.3 HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理功能的实现
2.3.1 系统构成
HYTMS自动化时间同步装置通过接收卫星信号、及上级地面链路时间码作为时间信号源，通过驯服处理，输出所需的各类型时间同步信号，满足授时需求。
2.3.2 运行状态监测
◆设备当前运行状态（正常状态/故障状态/未知状态）;
◆设备自检状态;
◆卫星授时模块状态;
◆设备外部输入IRIG-B码状态（有输入/无输入）;
◆设备收星质量状态;
◆外部输入IRIG-B码质量;
◆与设备的通讯状态。
2.3.3 读取设备运行参数
◆当前时间基准（GPS卫星、IRIG-B码、守时）;
◆当前授出时间（年-月-日-时-分-秒）;
◆输出脉冲间隔（1秒、60秒、3600秒）;
◆串口波特率（19200 bps、9600 bps、4800 bps、2400 bps、1200bps）;
◆当前可视卫星颗数;
◆当前卫星数据是否有效。
2.3.4 系统运行
启动数据库服务器、通讯服务器和WEB服务器后，打开IE浏览器，登录系统。
2.3.4.1 设备参数管理
用户可通过系统远程读取、配置设备的运行参数。只有管理组用户才可进行设备参数管理功能操作。用户可在线读取主时钟的运行和配置信息，可以在线的了解到当前该时钟所用的时间基准、当前授时时间、对时间隔、当前时钟区域的卫星颗数以及卫星信号是否有效等。如图1所示：
图1 装置参数读取界面
2.3.4.2 系统事件安全管理
系统可管理的事件包括：时钟装置的运行循检记录、与时钟装置的通讯状态记录、所有操作员对装置的操作记录等。时钟装置的运行循检记录：系统对所有时钟装置的运行状态循检记录在客户端进行实时显示，并存储入数据库中，作为历史运行数据，用户可以以时间为条件对相应的记录信息进行查询;通讯状态记录：实时记录显示系统与各个时钟装置的通讯连接状态、与通讯服务器的通讯连接状态等，记录数据可查询;装置操作记录：对所有操作员，对相应的时钟的操作信息，全部进行记录，可查询，并对当时操作的数据结果进行回显。在历史事件查询显示区中可以显示用户进行装置操作时相关数据信息。用户可根据需要，对数据显示的实时事件记录和历史事件记录数据进行部分或全部清除。
2.3.4.3 系统告警管理
系统实时的对所管理的时钟装置的运行状态进行循检，当装置运行出现失锁、中断、电源等故障时，立即生成告警记录信息，在系统的告警记录实时显示区进行显示，并可显示出装置的故障概要描述，用户双击故障记录时，可对显示出故障的详细信息，以及可能出现故障的原因，指导管理人员进行故障排查等。运行故障解除后，立即显示装置故障恢复的记录信息。所有告警信息均存储入数据库中，用户可以按时间条件，对装置的历史告警信息进行查询，并可查看故障的概要描述和主要原因等。对故障的级别，按严重程序分为三级管理：即一般故障、严重故障和致命故障。
当显示装置或板卡故障时，用户可双击故障的设备的记录，打开故障的类型及详细信息进行查看，及时了解故障的详细信息，方便对设备进行维护和管理。
如图2、图3所示：
图2 系统告警信息管理界面
图3 装置故障信息详细显示界面
2.3.4.4 设备运行状态及性能监视
系统可通过图形化方式，实时的对当前所管理的系统中的时钟装置的运行状态进行实时时监视、显示。可直接监视到扩展装置的运行板卡。
还可对当前系统中的处于不同运行状态的装置及板卡的数量进行实时统计和显示，方便用户对装置进行管理。
3.结束语
HYTMS自动化时间同步装置在线监视管理系统有效的监视管理区域的时间系统，及时的处理时间同步装置异常现象，实现了区域内时间系统的完全统一，为电网的故障分析提供了实时、准确的信息。
参考文献
[1]王士政编著.电力系统运行控制与调度自动化[M].南京：河海大学出版社，1990.
[2]谢钠编.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社，2009.
[3]（美）罗迪编.卫星通信[M].北京：人民邮电出版社，2002.