京准电钟:高精度北斗卫星对时装置电力系统改造方案

京准电钟:高精度北斗卫星对时装置电力系统改造方案

京准电钟:高精度北斗卫星对时装置电力系统改造方案

京准电钟官微——ahjzsz

随着电力系统对时间同步精度、安全性和自主可控需求的提升,北斗卫星授时技术逐渐替代GPS成为主流。以下是基于当前技术趋势和实际应用的改造方案要点:
一、改造背景与必要性
  1. 安全可控需求:传统GPS授时存在依赖国外技术的安全隐患,北斗授时系统采用国产化元器件和操作系统,实现通信协议自主可控,符合国家电网安全要求。
  2. 精度与可靠性提升:北斗授时精度达20纳秒,优于GPS的100纳秒,且支持双北斗冗余模式(“北斗+北斗”),避免单点故障风险。
  3. 政策驱动:根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》,早期建设的电力设施需升级为北斗对时系统,以消除GPS依赖风险。
二、核心功能需求
  1. 单北斗信号接收:完全摒弃GPS,仅依赖北斗卫星信号,确保数据源安全。
  2. 时间监测与告警:实时监测各设备对时偏差,越限时触发告警,偏差精度可达1微秒。
  3. 抗干扰能力:集成欺骗干扰信号识别功能,防范恶意信号攻击。
  4. 远程管理平台:统一监测主时钟、从时钟、监测钟等设备状态,支持远程控制和故障处理。
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三、技术方案与设备选型
  1. 主时钟双重化配置
  • 主时钟采用双机冗余设计(如京准电钟),支持双北斗输入,守时误差小于1微秒/小时,满足220kV及以上变电站需求。
  • 扩展输出支持IRIG-B码、SNTP/NTP、脉冲信号等多种接口,适配不同设备对时要求。
  1. 卫星授时安全隔离装置
  • 部署于主时钟信号接收端,通过硬件隔离和信号校验,保障授时信号的可靠性与抗干扰能力。
  1. 统一管理平台建设
  • 集成主时钟、从时钟及监测设备,实时显示时间同步状态、卫星锁定数量及设备对时精度,支持日志记录与远程升级。
  1. 高精度授时网络架构
  • 站控层采用SNTP/NTP网络对时,间隔层和过程层采用IRIG-B码或IEEE 1588协议,确保全站时间同步精度优于1微秒。
四、实施步骤
  1. 设备替换:淘汰老旧GPS授时装置,更换为北斗主时钟(如安徽京准HR-901GB)及配套安全隔离装置。
  2. 双北斗冗余部署:将原有“GPS+北斗”模式升级为双北斗授时,提升系统容错能力。
  3. 信号调试与校准:通过天线安装优化(如开阔场地、抗干扰设计)和传输延时补偿,确保授时信号稳定性。
  4. 平台联调与验证:测试各设备对时精度(如故障录波器≤1μs,保护装置≤10ms),完成全站时间同步验证。
五、典型案例
  1. 电力双北斗改造:完成6座35kV变电站的“北斗+北斗”授时升级,授时精度达20纳秒,显著提升电网稳定性。
  2. 风电场改造项目:采用京准电钟HR-901GB装置,实现升压站设备全覆盖,同步精度优于1μs,支持远程监测与故障分析。
六、优势与效益
  • 安全性:国产化芯片与操作系统降低外部攻击风险17。
  • 经济性:国产设备成本仅为进口方案的1/5(如安徽京准科技铷钟服务器售价3万元),且支持定制化扩展5。
  • 可扩展性:适配智能电网、新能源电站等场景,支持未来5G、物联网技术融合。
总结
北斗对时装置改造是电力系统数字化转型的关键环节,通过国产化设备替换、双北斗冗余设计及统一管理平台建设,可显著提升电网安全性和运行效率。具体实施需结合站点电压等级、设备接口类型及精度需求,选择适配的北斗授时方案。

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