智能變電站的時(shí)鐘同步準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性研究*

沈　鑫，曹　敏，王　昕，劉清蟬

(云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院，昆明650217)

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智能變電站的時(shí)鐘同步準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性研究*

沈鑫*，曹敏，王昕，劉清蟬

(云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院，昆明650217)

摘要:針對(duì)智能變電站時(shí)鐘同步存在的時(shí)鐘切換、時(shí)間跳變、長(zhǎng)期穩(wěn)定性等問(wèn)題開(kāi)展了相應(yīng)的研究工作;設(shè)計(jì)了GPS源和北斗源的無(wú)縫切換策略，提出了守時(shí)源時(shí)鐘參與切換、跟蹤衛(wèi)星時(shí)間的邏輯判斷的方法，以保證對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間的連續(xù)性和穩(wěn)定性;采用該對(duì)時(shí)方案，可以優(yōu)化對(duì)時(shí)異常故障樹和對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)故障樹的結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)因同步誤動(dòng)的概率，系統(tǒng)的可靠性和精確性提高明顯。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的方案合理可行，能有效提高同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞:智能變電站;時(shí)鐘同步; GPS源;北斗源

項(xiàng)目來(lái)源:國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2011AA05A120)

智能電網(wǎng)已成為當(dāng)前世界關(guān)注的熱點(diǎn)，是電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的方向。建設(shè)智能電網(wǎng)已成為世界各國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)。智能電網(wǎng)涉及電力系統(tǒng)的各個(gè)方面，近年來(lái)以實(shí)現(xiàn)變電站全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能電子設(shè)備，自動(dòng)完成站內(nèi)信息的采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量等基本功能，并可以根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)應(yīng)用功能的數(shù)字化和智能變電站已從試點(diǎn)研究向規(guī)?；\(yùn)用發(fā)展。截止2014年4月，國(guó)家已經(jīng)建立并投運(yùn)了近7 000個(gè)數(shù)字化變電站，根據(jù)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的數(shù)字化變電站建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，3～5年之后，我國(guó)新設(shè)計(jì)的變電站項(xiàng)目中將有50%以上采用數(shù)字化技術(shù)。

隨著光纖通訊技術(shù)、智能化技術(shù)的發(fā)展，智能變電站已經(jīng)從數(shù)字化變電站科技項(xiàng)目向工程轉(zhuǎn)化，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)已經(jīng)把智能變電站納入到十二五規(guī)劃的重點(diǎn)方向，智能變電站必然成為變電站發(fā)展的方向。但隨著智能變電站的投運(yùn)，也將帶來(lái)一系列的新問(wèn)題，其中對(duì)時(shí)鐘同步提出了新的要求，特別是網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站尤為重要。

目前同步方案主要采用秒脈沖(PPS)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)(SNTP)、IEEE 1588和IRIG－B碼方式［1－2］，此外也提出了一種基于彈性分組環(huán)(RPR)雙環(huán)的智能變電站秒脈沖同步方案［3］。時(shí)鐘同步對(duì)智能變電站極其重要，影響主變差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作［4－5］、線路光纖差動(dòng)保護(hù)［6］、監(jiān)控系統(tǒng)和事件順序(SOE)分辨率等［7］。

以網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中由對(duì)時(shí)系統(tǒng)引起的時(shí)鐘同步問(wèn)題，提出全面的解決方案的措施。給出智能變電站對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)鐘源的選擇;針對(duì)時(shí)間跳變等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種可靠的時(shí)間同步系統(tǒng)方案;提出了智能變電站時(shí)鐘對(duì)時(shí)系統(tǒng)同步原則不是對(duì)時(shí)系統(tǒng)與衛(wèi)星時(shí)間的同步，而是對(duì)時(shí)系統(tǒng)滿足站內(nèi)數(shù)據(jù)的同步及穩(wěn)定性。同時(shí)介紹工程實(shí)施保障手段及相應(yīng)的保護(hù)閉鎖原則，使得網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站可靠性更高，最后對(duì)所提出的同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性研究和分析。

1　存在的同步問(wèn)題

1.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)采樣智能變電站結(jié)構(gòu)如圖1所示。物理結(jié)構(gòu)上，智能變電站由3個(gè)層次構(gòu)成:過(guò)程層、間隔層、站控層。每層均由相應(yīng)的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成［8］。GOOSE和SV合并組成獨(dú)立的A、B雙網(wǎng)，且GOOSE 和SV采用共口方式傳輸。間隔層主變保護(hù)采用雙配置，過(guò)程層合并單元、智能終端均雙配置，分別掛在雙單網(wǎng)上;單重化設(shè)備跨雙網(wǎng)，其中合并器數(shù)據(jù)按DL/T860.92方式傳輸［8－9］。

圖1　網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2網(wǎng)絡(luò)采樣的同步方式

圖1組網(wǎng)模式下，采樣值從合并單元以9－2方式輸出，采樣率為4 000 Hz，其同步方式采用9－2報(bào)文中的SmpCnt(采樣值計(jì)數(shù))位來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)整秒同步脈沖到達(dá)時(shí)，SmpCnt位清0，每發(fā)一個(gè)幀采樣值，SmpCnt就加1，直到3 999，然后又從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。網(wǎng)絡(luò)上的IED設(shè)備，只有收到SmpCnt相同的報(bào)文時(shí)，表示同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)，如圖2所示，以主變?nèi)齻?cè)差動(dòng)為例。

圖2　網(wǎng)絡(luò)采樣的主變差動(dòng)保護(hù)采樣同步方式

差動(dòng)保護(hù)讀取采樣值報(bào)文中的SmpCnt位，當(dāng)三側(cè)的SmpCnt位相同時(shí)，表示這3個(gè)點(diǎn)為同時(shí)刻的數(shù)據(jù)，可以參與保護(hù)的重采樣處理。差動(dòng)保護(hù)在接收到某一側(cè)的報(bào)文后，會(huì)等待其他側(cè)SmpCnt相同的報(bào)文。

1.3運(yùn)行中同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

目前由于廠家對(duì)時(shí)系統(tǒng)制造工藝、硬件元件的選擇、軟件程序及邏輯的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致存在很多問(wèn)題，主要包括GPS源和北斗源無(wú)法正常切換;對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間跳變;對(duì)時(shí)精度差;某一時(shí)鐘擴(kuò)展板的輸出時(shí)間與其他擴(kuò)展板的輸出時(shí)間存在較大差別、長(zhǎng)期穩(wěn)定性等問(wèn)題。

合并單元廠家對(duì)采樣值的處理方法是絕度依賴對(duì)時(shí)系統(tǒng)，也就是當(dāng)對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間跳變時(shí)，合并單元采樣SmpCnt位也跳變。

差動(dòng)保護(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)采樣的適應(yīng)性有待提高，當(dāng)某一側(cè)的時(shí)間與其他側(cè)不一致，使SmpCnt位不一致時(shí)，產(chǎn)生角差，從而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。

2　時(shí)鐘同步解決方案

在智能變電站中，時(shí)鐘的同步的重點(diǎn)不在是對(duì)時(shí)系統(tǒng)和衛(wèi)星時(shí)間之間的同步，而是滿足智能變電站正常運(yùn)行情況下，各設(shè)備之間、各間隔采樣值之間的同步及穩(wěn)定。下面提出一種可靠的時(shí)間同步系統(tǒng)方案以及合并單元、保護(hù)在同步問(wèn)題上的處理措施。

2.1總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用雙主時(shí)鐘冗余備份，雙主時(shí)鐘由主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B組成;擴(kuò)展時(shí)鐘由從時(shí)鐘1至從時(shí)鐘n組成，所有擴(kuò)展時(shí)鐘統(tǒng)一選擇主時(shí)鐘A為默認(rèn)時(shí)間源，當(dāng)主時(shí)鐘A失效后再統(tǒng)一切換到備用主時(shí)鐘B，保證全站所有的時(shí)間同步信號(hào)使用同一個(gè)時(shí)間源;北斗時(shí)間源作為主時(shí)鐘A，GPS時(shí)間源作為主時(shí)鐘B;同時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整GPS時(shí)間源、北斗時(shí)間源、B碼時(shí)間源的優(yōu)先級(jí); B碼時(shí)間源為主時(shí)鐘和備用時(shí)鐘聯(lián)系的時(shí)間信號(hào)，通過(guò)圖3中所示的①和②傳輸。系統(tǒng)采用的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為:北斗時(shí)間源＞B碼時(shí)間源＞GPS時(shí)間源，這樣可以避免當(dāng)兩臺(tái)主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B因?yàn)樘厥庠虼嬖谳^大偏差時(shí)引起裝置不同步的問(wèn)題。即所有的擴(kuò)展時(shí)鐘在同一時(shí)間只與一臺(tái)主時(shí)鐘同步，保證被授時(shí)設(shè)備接收時(shí)間信息的統(tǒng)一性。

所有的擴(kuò)展時(shí)鐘(從時(shí)鐘1至從時(shí)鐘n)內(nèi)部都安裝銣原子鐘。當(dāng)確認(rèn)外部時(shí)間源正確且穩(wěn)定后，控制內(nèi)部銣原子鐘，使內(nèi)部銣原子鐘與外部時(shí)間源同步，從而達(dá)到輸出的時(shí)間同步信號(hào)與外部時(shí)間源同步的目的。如果外部時(shí)間源丟失或不穩(wěn)定，所有的擴(kuò)展時(shí)鐘能夠以內(nèi)部銣原子鐘進(jìn)行高精度守時(shí)，保證輸出穩(wěn)定。在時(shí)間源切換時(shí)，如果兩個(gè)時(shí)間源主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B之間存在較大偏差，裝置以一定步長(zhǎng)，該步長(zhǎng)最大值可設(shè)置，優(yōu)選步長(zhǎng)400 ns，調(diào)整內(nèi)部銣原子鐘與外部時(shí)間源同步，保證輸出時(shí)間同步信號(hào)跳變不會(huì)超過(guò)這個(gè)步長(zhǎng)。

圖3　智能變電站時(shí)間同步系統(tǒng)框圖

時(shí)鐘裝置具有延遲補(bǔ)償功能算法，主時(shí)鐘可以補(bǔ)償天線的延遲，擴(kuò)展時(shí)鐘可以補(bǔ)償與主時(shí)鐘之間的傳輸延遲，保證擴(kuò)展時(shí)鐘與主時(shí)鐘的同步。

2.2運(yùn)行方式

設(shè)計(jì)采用北斗時(shí)間源作為主用主時(shí)鐘A，GPS時(shí)間源作為備用主時(shí)鐘B，優(yōu)先級(jí)設(shè)置為北斗時(shí)間源＞B碼時(shí)間源＞GPS時(shí)間源，兩主時(shí)鐘互連B碼作為互備源，即①和②為鏈路。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同情況，采用不同對(duì)時(shí)鏈路和策略，具體步驟如下:

(1)無(wú)異常時(shí)

在無(wú)異常情況下，所有擴(kuò)展時(shí)鐘都以主時(shí)鐘A輸出的時(shí)間為時(shí)間源，即圖中的③和⑤。

(2)北斗丟星或北斗出現(xiàn)異常

北斗異常時(shí)，主時(shí)鐘A會(huì)將時(shí)間源切換為主時(shí)鐘B，即以②為時(shí)間源，系統(tǒng)的其他時(shí)間與無(wú)異常時(shí)的情況一樣。所有擴(kuò)展時(shí)鐘的輸入時(shí)間源都切換到主時(shí)鐘B，即圖中的④和⑥，同時(shí)系統(tǒng)以一定步長(zhǎng)保證源切換時(shí)間不跳變。

(3) GPS丟星或GPS出現(xiàn)異常

GPS異常時(shí)，主時(shí)鐘B會(huì)以①為時(shí)間源，將系統(tǒng)的時(shí)間源切換為主時(shí)鐘A。系統(tǒng)的其他時(shí)間與無(wú)異常時(shí)的情況一樣。

(4) GPS和北斗都丟星或出現(xiàn)異常

此時(shí)主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B都進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，以銣原子鐘保證輸出信號(hào)的精度。但主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B在系統(tǒng)中的作用并不改變，所有的擴(kuò)展時(shí)鐘仍然以之前的主時(shí)鐘A為時(shí)間源，保證所有擴(kuò)展時(shí)鐘與一臺(tái)處于自守時(shí)狀態(tài)的主用主時(shí)鐘同步，即圖中的③和⑤。

(5)主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障

(a)只有一條通路出現(xiàn)故障

以從時(shí)鐘1為例子，如通路③或④中的一條通路故障，如果出現(xiàn)故障的是擴(kuò)展時(shí)鐘與備用主時(shí)鐘B的通路，則擴(kuò)展時(shí)鐘繼續(xù)與主用主時(shí)鐘同步并輸出(即通路③)。

如果出現(xiàn)故障的是與主時(shí)鐘A之間的通路，則擴(kuò)展時(shí)鐘將輸入時(shí)間源切換到備用主時(shí)鐘B(即通路④)，此時(shí)備用主時(shí)鐘B仍然是與主時(shí)鐘A保持同步，即該擴(kuò)展裝置根本不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間信號(hào)的跳變。

(b)兩條通路出現(xiàn)故障

如通路③和④都出現(xiàn)故障，此時(shí)擴(kuò)展時(shí)鐘告警并進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)擴(kuò)展時(shí)鐘內(nèi)部的恒溫晶振仍然能保證輸出的時(shí)間信號(hào)具有很高準(zhǔn)確度。

2.3時(shí)鐘源跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式

目前，國(guó)內(nèi)外主流的時(shí)鐘源在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式是采用直接跳變的方式，即當(dāng)收到的衛(wèi)星數(shù)達(dá)到計(jì)算時(shí)間所需的衛(wèi)星數(shù)后，時(shí)鐘源的輸出的時(shí)間立即跳變?yōu)镚PS衛(wèi)星時(shí)間。采用這種方式容易導(dǎo)致時(shí)間的跳變，特別是在擾動(dòng)情況下。

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站，設(shè)計(jì)為保證主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B時(shí)間的精確性，提出一種逐步逼近的方式跟蹤北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星時(shí)間，步驟框圖如圖4所示。在對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)鐘穩(wěn)定后采用，防止擾動(dòng)情況下的時(shí)間跳變。在調(diào)試和對(duì)時(shí)裝置重啟時(shí)，為了避免長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法跟蹤到新時(shí)間，可以采取直接跳變的方式。圖中T1為衛(wèi)星時(shí)間，T2為時(shí)鐘源守時(shí)時(shí)間;圖中Δε為門檻值，其取值原則應(yīng)該以不影響智能變電站采樣值的正常運(yùn)行，同時(shí)也不易取的過(guò)小，過(guò)小容易導(dǎo)致北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星信號(hào)閉鎖，建議取1 μs～10 μs之間，優(yōu)選5 μs。ΔT為步長(zhǎng)，應(yīng)比Δε小，建議取0.5 μs～1.0 μs之間，優(yōu)選0.5 μs。

圖4　逐步逼近衛(wèi)星時(shí)間的示意圖

2.4GPS源和北斗源的切換

主時(shí)鐘A和主時(shí)鐘B在切換過(guò)程中可能存在無(wú)法切換、跳變等現(xiàn)象，無(wú)法切換屬于工程建設(shè)過(guò)程中調(diào)試不到位所導(dǎo)致的問(wèn)題，是可以避免的。但跳變是因?yàn)镚PS與北斗時(shí)間在切換過(guò)程中不判斷守時(shí)時(shí)鐘源時(shí)間，采用絕對(duì)衛(wèi)星時(shí)間引起的。為解決切換過(guò)程中問(wèn)題，確保對(duì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間的穩(wěn)定性及延續(xù)性，采用以下無(wú)縫切換策略，如圖5所示。

圖5　雙時(shí)鐘源切換流程示意圖

當(dāng)北斗衛(wèi)星信號(hào)不滿足時(shí)間提取的計(jì)算要求時(shí)，判斷GPS衛(wèi)星信號(hào)是否滿足時(shí)間提取計(jì)算要求，若不滿足判斷雙時(shí)鐘源守時(shí)時(shí)間是否在門檻值之內(nèi)，如果在門檻值之內(nèi)，則輸出時(shí)間信號(hào)，否則閉鎖告警。在切換過(guò)程中引入了雙時(shí)鐘源的守時(shí)時(shí)間作為判據(jù)，在守時(shí)時(shí)間與衛(wèi)星時(shí)間相差大于門檻值Δε時(shí)，以守時(shí)為準(zhǔn)，同時(shí)采用步進(jìn)的方式跟蹤衛(wèi)星時(shí)間，只有當(dāng)兩個(gè)守時(shí)源時(shí)間基本一致時(shí)，輸出時(shí)間信號(hào)，Δε建議取1 μs～10 μs之間，優(yōu)選5 μs。圖中T3為北斗源主時(shí)鐘A守時(shí)時(shí)間，T1為提取北斗衛(wèi)星時(shí)間，T2為提取GPS衛(wèi)星時(shí)間，T4為GPS源主時(shí)鐘B守時(shí)時(shí)間。

2.5合并單元與對(duì)時(shí)系統(tǒng)的連接方式

合并單元與對(duì)時(shí)系統(tǒng)的連接一般采用光纖秒脈沖或者光纖IRIG－B碼，為了避免由于對(duì)時(shí)系統(tǒng)某一塊輸出板損壞引起的差動(dòng)誤動(dòng)，在工程實(shí)施中建議采用如下方法:

(1)每套主變保護(hù)三側(cè)合并單元采用同一個(gè)時(shí)鐘擴(kuò)展板對(duì)時(shí);

(2)對(duì)于雙重化配置的保護(hù)所對(duì)應(yīng)的合并單元，A、B套不能同時(shí)用同一個(gè)時(shí)鐘擴(kuò)展板。

2.6差動(dòng)保護(hù)處理采樣異常的原則

未防止合并單元出現(xiàn)假同步或者某合并單元對(duì)時(shí)跳變導(dǎo)致采樣不同同步，產(chǎn)生角差，從而出現(xiàn)差流，導(dǎo)致差動(dòng)誤動(dòng)發(fā)生，因此當(dāng)采用網(wǎng)絡(luò)采樣時(shí)，差動(dòng)保護(hù)應(yīng)增加不同合并單元相同計(jì)數(shù)器采樣到達(dá)時(shí)刻的判斷，當(dāng)相同計(jì)數(shù)器采樣到達(dá)時(shí)刻的時(shí)間差ΔT1比正常情況到達(dá)的時(shí)間差ΔT2＞2 ms時(shí)(即ΔT1－ΔT2＞2 ms)，則認(rèn)為是失步或者采樣異常，閉鎖差動(dòng)保護(hù)并告警。

3　系統(tǒng)可靠性分析比較

3.1系統(tǒng)可用率分析

常規(guī)智能變電站對(duì)時(shí)異常故障樹結(jié)構(gòu)如圖6(a)所示，GPS源切換北斗源、北斗源切換GPS源、衛(wèi)星丟失后再恢復(fù)或門關(guān)系后輸出至?xí)r間跳變，時(shí)間跳變、守時(shí)源模塊故障、GPS源模塊故障、北斗源模塊故障、對(duì)時(shí)插件故障、各插件時(shí)間不一致或門關(guān)系輸出對(duì)時(shí)異常。設(shè)計(jì)使用的對(duì)時(shí)方法大大優(yōu)化了的現(xiàn)有技術(shù)智能變電站對(duì)時(shí)異常故障樹結(jié)構(gòu)，如圖7所示，為GPS源模塊故障、北斗源模塊故障、守時(shí)源模塊故障與門關(guān)系，再與對(duì)時(shí)插件故障或門關(guān)系輸出對(duì)時(shí)異常。

圖6　對(duì)時(shí)系統(tǒng)異常故障樹分析

圖7　同步問(wèn)題導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的故障樹分析

根據(jù)故障樹分析法給出同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)異常改進(jìn)前后的故障樹比較，如圖6(b)。假設(shè)每個(gè)基本事件的概率為0.01，原對(duì)時(shí)系統(tǒng)異常的概率為0.08，本文設(shè)計(jì)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)異常的概率為0.01，在可靠性上大大提供。

常規(guī)智能變電站對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)故障樹如圖7(a)所示，合并單元閉鎖故障、對(duì)時(shí)光纖斷鏈與門關(guān)系，再與對(duì)時(shí)系統(tǒng)發(fā)生跳變、合并單元采樣跳變、接合并單元的插件損壞或門關(guān)系輸出時(shí)間異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。設(shè)計(jì)使用的對(duì)時(shí)方法大大優(yōu)化了的現(xiàn)有技術(shù)智能變電站對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)故障樹結(jié)構(gòu)，如圖7(b)所示，為合并單元閉鎖故障、對(duì)時(shí)光纖斷鏈與門關(guān)系，與合并單元采樣跳變或門關(guān)系輸出各側(cè)合并單元采樣計(jì)數(shù)不一致，再與差動(dòng)在各側(cè)對(duì)時(shí)不一致未閉鎖與門關(guān)系輸出對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)智能變電站對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)故障樹每個(gè)基本事件的概率為0.01，保護(hù)誤動(dòng)的概率為0.050 1，設(shè)計(jì)的對(duì)時(shí)異常導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的概率為1.01×10－4，整個(gè)系統(tǒng)因同步誤動(dòng)的概率降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，可靠性和精確性明顯提高。

3.2實(shí)際應(yīng)用效果

2013年1月以來(lái)，采用該時(shí)鐘同步系統(tǒng)后，至今共投運(yùn)120余座智能變電站，未發(fā)生因時(shí)鐘同步問(wèn)題造成的保護(hù)誤動(dòng)或被對(duì)時(shí)裝置閉鎖事件。

4　結(jié)語(yǔ)

對(duì)智能變電站同步系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題，提出網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站的時(shí)鐘同步系統(tǒng)的解決方案，設(shè)計(jì)了跟蹤衛(wèi)星時(shí)間的方式及GPS源和北斗源的無(wú)縫切換策略，并對(duì)其可靠性進(jìn)行分析，結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的方案是合理、可行的，并能有效提高同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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沈　鑫(1981－)，男，漢族，云南人，云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院，博士研究生，高級(jí)工程師，主要研究方向是電能及互感器計(jì)量研究，23755803@ qq.com;

王　昕(1967－)，女，漢族，云南人，云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院，高級(jí)工程師，主要研究方向是電能及互感器計(jì)量研究;

劉清蟬(1983－)，男，漢族，四川人，云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院，碩士，工程師，從事電能計(jì)量檢定技術(shù)的研究。

Design of Condition Monitoring System Based on ADSP-BF518*

LIU Chunyang1*，SUI Xin2，LI Jishun1，2，HAN Hongbiao1，MA Xiqiang2
(1.School of Mechatronics Engineering，Henan University of Science and Technology，Luoyang He’nan 471003，China; 2.Henan Key Laboratory for Machinery Design and Transmission System，Luoyang He’nan 47003，China)

Abstract:In order to meet the high requirement in data processing and solve the problems in status data acquisition of large equipment condition monitoring，a device condition monitoring system based on ADSP-BF518 processor was introduced.The key technologies，such as CPLD-based function expansion，ADC，DAC，synchronization logic and network interface，were also presented in detail.The system was applied to the main shaft and gearing status monitoring in a wind farm，and its reliability and efficiency were verified.

Key words:condition monitoring; data acquisition; network communication; ADSP

中圖分類號(hào):TM712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1005－9490(2015) 03－0655－06

收稿日期:2014－06－26修改日期: 2014－08－11

doi:EEACC: 7210B10.3969/j.issn.1005－9490.2015.03.038