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衛星同步時鐘裝置，賦能電力行業授時系統全面改造
來源：正瑞電子
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發布日期：2025-07-29
伴隨著中國經濟高速發展，電力需求日益增長，火電、水電、風電、新能源等各類發電廠已遍布大江南北，我國已躋身全球發電裝機大國行列。同時，信息化與工業化兩化融合逐步推進，代表先進生產力的新型自動化控制技術也廣泛應用于各類電廠中。一方面，為控制系統和信息系統之間的數據交換、分析和應用提供了更好的平臺；另一方面，也對各種實時和歷史數據時間標簽的準確性提出了更高的要求。
提供標準時間的時鐘基準是保障電廠、變電站乃至整個電力系統安全穩定運行的重要措施之一。如果時鐘受到干擾，則會對國家關鍵信息基礎設施造成破壞。
衛星同步時鐘裝置作為國家電力系統最重要的設備之一，可對電力系統中同步向量采集、頻率控制、功率調度、事件記錄、故障診斷、跨地區電力交換、智能電網、能源管理、數據一致性管理、安全和保護等系統的安全可靠運行提供保障。
在滿足當前電力系統對于時鐘功能性和安全性的基礎上，山東正瑞推出新一代電力系統衛星同步時鐘裝置，可滿足單北斗衛星信號接收
BG2000主時鐘就是提供高精度時間基準的時間同步設備，該設備可跟蹤中國北斗衛星,雙北斗板卡結構，確保了系統的安全性和穩定性；雙北斗板卡設計衛星時間信號互為備用，時間源可組合單北斗、雙北斗、IRIG-B時間碼基準、NTP上游時間源等，保證了時間源的高可靠性和基準時間信號的高精度性；該系統實現了輸出多制式串口、脈沖、網絡、B碼等，滿足多設備的要求，保證了時間需求的高精確度、高穩定性、高安全性，高可靠性，模塊化插件式設計，輸出數量任意擴展，能滿足最多設備及系統的需要；完美的冗余和備份設計，保證了時間輸出信號永不丟失。將系統的時間同步精確度、穩定性、安全性和可靠性提高到一個更新更高的臺階。
BG2000主時鐘采用表面貼裝技術生產，以高速芯片進行控制，具有精度高、穩定性好、功能強、無積累誤差，不受地域、氣候等環境條件限制、性價比高和操作方便等特點，適合無人值守。廣泛應用于電力系統、網絡同步、通訊、交通管理及國防等需要對時、記時、守時等領域。
裝置輸出信號有標準RS232、RS422/RS485、IRIG-B（DC）、IRIG-B（AC）、TTL脈沖、差分脈沖、空接點脈沖、NTP網絡對時等多種接口形式，接口數量可根據要求擴展， 并可多路輸出秒、分、時等脈沖（可隨意轉換），方便與相關設備的駁接，實現單向或雙向通訊。可以適應各種不同設備的對時需要。
BG2000衛星同步時鐘裝置特點
1.架架式結構，2U、19”標準機箱,安裝方便，機箱經防磁處理，抗干擾能力強。
2. 采用雙電源冗余供電，并選用高性能、寬范圍開關電源，工作穩定可靠，裝置電源供電自適應。（按訂貨技術協議配置，缺省為單電源。）
3. 采用BD1/BD2雙系統精密授時，支持單北斗、雙北斗聯合授時多種授時方式，并可通過串口、面板菜單等途徑修改授時方式。可通過數碼管在線顯示北斗衛星的收星個數，直觀反映裝置的同步狀況。
4. 裝置前面板有“POWER”燈、“1PPS” 燈、“BD” 燈、“BD” 燈、“IRIG-B”燈、“B Error” 等多種工作狀態指示，便于運行值班人員的日常巡視。
5. 守時精度高。裝置內部守時單元采用了先進的時間頻率測控技術與智能馴服算法，晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器，使裝置守時準確度優于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時間基準異常的情況下，每天時鐘自走時誤差不超過0.6毫秒。如選配銣原子鐘，10年自走時誤差不會超過3毫秒。
6. 模塊化結構，NTP端口數量可靈活配置，最多配置14路NTP/SNTP網絡對時信號，端口可以靈活的配置使用，可以用在不斷增長變化的網絡環境中；還可用于不同的子網或不同的物理隔離的網絡中，使多個物理隔離的網絡共享時鐘資源。
7. 支持WINXP/WIN7/WIN8/WIN10/2000/2003/2008/vista、LINUX等操作系統及支持NTP協議的路由器、交換機、DVR、智能控制器等網絡設備。
8. 裝置有電源中斷告警、北斗失步告警、外部“IRIG-B”（后備時間基準）消失告警多路報警（繼電器空接點）信號輸出。
BG2000衛星同步時鐘裝置的基本原理
BG2000主時鐘原理框圖
1. 信號輸入:
為裝置提供一至四路外部時間基準信號，包括單/雙北斗衛星 信號輸入單元、IRIG-B單元、NTP網絡信號輸入單元。可輸出北斗衛星 信號/B碼信號丟失等報警信號，并提供一路可編程的TTL脈沖信號供時鐘的準確度指標測試。雙北斗衛星信號輸入單元可分別獨立使用作為裝置“主”外部時間基準，也可同時使用互為冗余。各種基準的優先順序按訂貨技術協 議配置。
2. 電源:
為整個裝置提供電源，并可輸出電源中斷報警信號。裝置提供單電源和雙電源兩種供電模式供客戶選擇。
3. 脈沖電路:
通過前面板編程輸出秒（1PPS）、分（1PPM）、時（1PPH）等可控制的同步脈沖信號。脈沖是光電隔離的TTL脈沖、差分脈沖或空接點脈沖。(可選)
4. IRIG-B輸出:
輸出正弦調制（AC）信號、TTL電平的IRIG-B碼、差分（485）電平信號的IRIG-B碼。(可選)
5. RS232/485:
輸出標準時間、日期等串行信息。(可選)
6. NTP網絡對時:
裝置以接收到的北斗衛星信號（串口+1PPS）為時間源，通過NTP/SNTP協議同步網絡中的所有計算機、路由器、交換機、智能控制器等設備,實現網絡授時。
電力行業授時系統全面改造方式
改造目的：對原場站內因老化、制造不合格、無法維護等無法滿足場站正常用時需求的衛星時間同步裝置進行替換，采用滿足最新電網標準的單北斗、四統一、安全可控時間同步裝置。針對廠內設備的用時狀態進行監測管理，針對場站衛星信號安全隔離裝置、主時鐘、從時鐘、監測鐘、用時設備建設統一運行管理平臺，實時監測時鐘運行狀態及用時設備對時精度，做到遠程管理、遠程控制、問題及時發現、故障及時處理。
在此基礎上，針對每臺主時鐘的衛星信號接收機部署衛星信號安全隔離裝置，對衛星信號的有效性、可靠性進行精確保障。針對衛星信號存在的干擾欺騙及時識別，威脅站點穩定運行的情況及時發現處理，確保站點時間穩定性和精確度，保障站內高精度用時裝置的數據采集準確無誤。
山東正瑞授時安全防護系列解決方案適用于常規變電站、小型水電/風電/光伏電站，智能變電站、地調/省調，超高壓變電站/換流站、中/大/超大型發電廠等多種場景，可滿足最新電力條款要求，在實現電力系統時鐘完全統一的同時，保證衛星信號的安全性，為全面提高電力系統的運行效率和安全管理水平賦能。
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