项目背景

随着智能电网建设的不断推进，变电站作为电网的核心节点，其自动化、智能化水平日益提高。现代变电站内配备了大量的智能电子设备，包括继电保护装置、故障录波器、测控装置、同步相量测量单元（PMU）等，这些设备的正常运行都依赖于统一、精确的时间基准。

故障分析与定位的关键基础：当电网发生故障时，需要准确记录故障发生的时间序列，通过分析不同地点的保护装置动作信息、故障录波数据等来还原故障发展过程，精确定位故障点。

继电保护正确动作的保障：精确时间保证主备保护或区段保护的协调性，避免误动或拒动。时间不同步可能导致保护装置误判系统状态，造成不必要的跳闸或故障时拒动，引发大面积停电事故。

电网运行监控与控制的必要支撑：同步相量测量单元（PMU）依赖高精度授时，以微秒级时间标记测量数据，从而实现系统状态可视化和控制，为电网动态监测、稳定性分析提供基础数据。

变电站时钟同步系统已成为现代电网不可或缺的基础设施，是保障电网安全、稳定、经济运行的重要技术手段。建立一套高可靠、高精度的时钟同步授时方案，对于提升变电站运行管理水平和电网整体安全稳定性具有重大意义

方案拓扑

方案原理

主时钟1 / 主时钟2（热备架构）

· 工作原理：

o 接收北斗 + GPS双模卫星信号，解析出标准时间（UTC时间）。

o 内部高稳晶振或铷钟保持时间，即使卫星信号短暂丢失，也能维持高精度时间。

o 输出多种授时信号：NTP（网络）、IRIG-B（编码）、PPS（秒脉冲）、报文授时等。

o 主时钟1为主用，主时钟2为备用，通过“热备信号”实现主备切换，保障系统高可靠性。

o 通过goose或NTP等协议监测主时钟与客户端之间的时间偏差，判断授时是否正常。

o 若发现时间偏差超限或授时中断，系统可报警或切换备用时钟源。

远动网关机1 / 远动网关机2 / 监控主机 / PMU主站

· 工作原理：

o 通过以太网接收主时钟提供的NTP（Network Time Protocol）时间信号。

o NTP客户端定期向主时钟请求时间，进行偏差校正，实现毫秒级同步。

o 适用于对时间精度要求不高的设备，如监控系统、调度通信等。

保护装置 / 测控装置 / PMU子站

· 工作原理：

o 通过IRIG-B编码信号接收时间。

o IRIG-B每秒发送一次完整时间信息，精度可达微秒级。

o 适用于对时间精度要求高的设备，如故障录波、事件顺序记录（SOE）等。

从时钟（IRIG-B扩展）

· 工作原理：

o 接收主时钟的IRIG-B信号，作为本地时间源。

o 向过程层设备（如合并单元、智能终端）再次分发IRIG-B信号，实现时间信号的级联扩展。

o 解决主时钟端口不足或远距离传输问题。

合并单元 / 智能终端

· 工作原理：

o 接收从时钟发来的IRIG-B信号，实现采样数据的时间同步。

o 在IEC 61850系统中，合并单元需确保采样值（SV）报文时间一致，否则会影响保护计算。

产品介绍

中瑞CEP290时间同步装置

硬件接口：

1. NTP对时模块：   4路独立网口，NTP网络时钟信号输出

2. RS485输出模块： 12路RS485串口，可选PPS/PPM/PPH/串口报文/IRIG-BDC/DCF77对时信号输出

3. RS232输出模块： 12路RS232接口，可选PPS/PPM/PPH/串口报文/IRIG-BDC/DCF77对时信号输出

4. TTL输出模块：    12路TTL接口，可选PPS/PPM/PPH/串口报文/IRIG-BDC/DCF77对时信号输出

5. OC输出模块：    8路空节点接口，可选PPS/PPM/PPH/串口报文/IRIG-BDC/DCF77对时信号输出

6. FIBER输出模块：  8路光纤接口，可选PPS/PPM/PPH/串口报文/IRIG-BDC/DCF77对时信号输出

7. TMU检测模块：  时间监测，装置自检，IEC61850服务

技术参数：

1. 时间准确度：优于1μs.

2. 北斗参数：

接收载波频率：1561.098MHz

授时精度：20ns

接收灵敏度：重捕获：-158dBm，跟踪：-160dBm

3. GPS参数：

接收载波频率：1575.42MHz

授时精度：20ns

接收灵敏度：重捕获：-160dBm，跟踪：-163dBm

4. 守时性能：采用高精度恒温晶振，驯服2h后，守时24h之内，精度优于0.17μs/h

8. Goose/NTP监测精度：优于1ms

9. Goose/NTP负载能力：64个

10. EMC：满足GB/T 17626.2/4/5 IV级标准，GB/T 17626.8/9/10 IV级标准

11. 工作电源：双电源输入，双电源之间互为冗余备份；110VDC、220VDC和220VAC通用

12. MTBF：大于30000小时