部分条文和指标的说明(发布版).doc

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企 业 标 准
HD/01-2002

华东电网时间同步系统技术规范
（配套文件：部分条文和技术指标的说明）

2002-4-22 发布 2002-4-22实施
国家电力公司华东公司
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目 录

1. 北京时间与 UTC…………………………………………………………1
2. 主时钟输出1pps的准确度指标 ………………………………………1
3. 我国无线时间信号与GPS时间信号……………………………………2
4. 主时钟的时间信号输入接口……………………………………………2
5. 主时钟保持(钟速)与报警………………………………………………3
6. 电磁兼容以及防雷击问题………………………………………………3
7. 用户设备时间同步准确度的确定………………………………………4
8. 测试方法与测试设备……………………………………………………4
9. 采标程度…………………………………………………………………4
参考文献…………………………………………………………………4

《华东电网时间同步系统技术规范》部分条文和技术指标的说明

1.北京时间与UTC
北京时间是按国际标准时区划分的东8时区的区时，即东经120度的地方平太阳时。它比0度经线上的格林尼治平太阳时（GMT）早8小时。
UTC（协调世界时）是国际组织和诸多国家在世界上通用的时间尺度。它替代GMT作为民用时间。因此我国采用的标准时间--北京时间，其时刻比UTC早8个小时；所以，同一事件发生在UTC时间的X时刻，对于北京时间而言，就是发生在(X+8)时刻。
北京时间是建国以来就被采用的公认通用时间。1965年前由中国科学院上海天文台，后由中国科学院陕西天文台负责北京时间的测量、保持和服务。现在由中国科学院国家授时中心负责。它保持的标准时间尺度UTC（CSAO）与BIPM确定的国际UTC的偏差，保持在0.1μs 之内。
GPS卫星给出的是UTC时刻，加8小时，即转换为北京时间的时刻。因此，本《规范》明确，电网内统一采用北京时间作为时间基准；只是在涉外业务中，才使用UTC时间标记（=北京时间读数减去8）。
参考文献:
[1] Recommendation ITU-R 536 (1978) 《时间尺度标记法(Time scale Notations)》
[2] Recommendation ITU-R TF 460-5 Annex 1 《时间尺度(Time scales)》
[3] Recommendation ITU-R 535 (1982) 《术语UTC的应用( Use of the Term UTC)》

2.主时钟输出1pps的准确度指标（要求优于1μs还是要求优于50μs）
电网对于时间的准确度的要求，除雷电定位、输电线故障定位等要求1μs的准确度外，1ms 就满足大部分电网用户设备的需要。现在电网中绝大部分采用GPS同步标准时钟，比较容易实现 1μs 的准确度，而且 ITU-R 在10年前就明确产业部门（包括电力、通信、交通等）需要1μs 或更高的时间准确度。但是，就国内的授时技术及其应用水平而言，无论是BPM短波，还是BPL长波，或是CCTV电视（包括卫星CCTV），要廉价、方便地达到1μs的准确度，实际操作有困难。因此，如果把采用的授时技术立足于国内的话，《规范》也可以考虑把这一指标调整为优于50μs。

3.我国无线时间信号与GPS时间信号
由于上面2.提及的原因，难以统一规定主时钟采取何种手段接收使用我国自己发播的时间信号来满足电网时间统一的要求。但是，正在更新中的我国的短波、长波授时信号，正在建设中北斗导航通信卫星时间信号，总有一天会满足电网时间统一的要求。所以，本规范虚位以待，仅泛泛规定无线时间信号可以作为主时钟外部时间基准信号；对于目前的GPS时间信号，作为多种无线时间信号中的一种来处理。这样，既避免把电网时间基准信号挂靠在美国控制的GPS卫星信号上，又照顾到电网中目前大都采用GPS同步标准时钟的实际情况。

4.主时钟的时间信号输入接口
主时钟除通过输入单元接收无线时间信号得到时间信息外，本《规范》又提出了重要应用场合应冗余配置，即增加了第二个时码或1pps和时间报文输入的接口。这基于以下考虑:
(1) 可以外接输入另一（可以是同一类，也可以是另一类）无线时间信号接收装置送来的时间信号；
(2) 可以外接通过光缆或电缆（有线）送来的时间信号；
(3) 如果主时钟的GPS接收单元出现故障，可以将其它主时钟输出的时间信号扩展为多路输出；
这样，主时钟成为积木式结构的基本单元，便于扩展应用或互换。

5.主时钟保持(钟速)与报警
正常工作情况下，主时钟的准确度是靠接收外部的GPS信号或其它无线/有线时间信号保证的。当它们一旦出现故障，为了保证在发出告警信号后故障排除处理的时段内，主时钟仍能保持足够准确度的时间信号输出，固此对主时钟的钟速有所要求。综合考虑实际的可能性和性价比，我们要求钟速能在外部时间信号中断后2小时内，保证时钟输出的时间准确度好于500μs；相应地要求时钟晶振的准确度优于7×10-8。
为保证时间同步系统的运行可靠，主时钟故障时要输出相应的故障告警信号。

6.电磁兼容以及防雷击问题
与电网中其它电子设备相同，未作特殊要求和规定。

7.用户设备时间同步准确度的确定
(1) 根据有关远动、继电保护和故障录波器等装置的技术规范。
(2) 厂家设备目前可能达到的实际水平。
(3) 华东电网的实际测量数据。
(4) 参照美国电力系统时间同步准确度的要求。
需要与可能的综合考虑结果产生了本规范的第9条各种不同类型系统、装置的时间同步准确度要求指标。我们认为是比较恰当的，是可以达到的，不是过高的要求，应该要求制造厂满足这一条规定的数据。

8.测试方法与测试设备
(1) 由标准传递精度和累积测量误差综合考虑，作为参考标准的时钟的准确度和测量仪器(方法)的精确度必需优于被测设备（装置）标称准确度的3倍~10倍。
(2) 为了保证时钟同步系统达到规定的时间同步准确度，本规范中规定了主时钟及各种被同步的设备在接入时间同步信号后所达到的时间同步准确度的测试方法。由于被同步的设备的实时时钟在其内部，我们无法直接测量，而且有的计时功能用软件实现，所以时间同步准确度的测试采用间接的方法，也即用已知时刻的事件去触发这些设备有时间记录的功能，然后比较两个时刻，间接判断时间同步准确度。这些方法在现场经过数百次测试，证实是可行的。当然，对于微机保护装置，它记录的保护装置动作时刻要比测试仪器记录时刻早，差别是保护装置出口继电器的固有动作时间，一般为5ms。适合现场使用的测试仪器已经研制出来。

9.采标程度
本规范编写过程中涉及到或参考的标准（规范）有
GJB 2242—94 时统设备通用规范
GJB 2991—97 B 时间码接口终端
GJB 2715—96 国防计量通用术语
GB/T 15527—95 船用全球定位系统（GPS）接收机通用技术条件
GB 11014—90 平衡电压数字接口电路的电气特性
GB/T 14429—93 远动设备和系统 术语（IEC 870--1—3）
GB/T 16435—1996 远动设备和系统: 接口（电气特性）
GB/T 17463—1998 远动设备和系统: 性能要求
GB/T 13926—1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性
IEC 870-5-5 6.7节 基本应用功能 时钟同步
IEC 60870-5-103 7.4.2节 时间同步

参考文献:
[1] 傅鸿志 朱祖仪 关于电网时间统一系统的探讨 电力系统自动化
V01.18.No.10.1994.10
[2] Substation Clock National Grid Technical Specification Sep.
1992
[3] Robert E. Wilson Timing within the Western Area Power
Administration ( PTTI)
[4] Gilles Missout PTTI Applications in Power Utilities (PTTI)
[5] R.O. Burnett Absolute Time Synchronism between Power System
Fault Recorders And Sequence of Events Recorders (PTTI)
[6] Kenneth Martin GPS Timing in Electric Power Systems
( ION. GPS-1999)
[7] D.T. Rizy e.d. The Future of GPS-Based Electric Power
System Measurements，operation and Control ( ION. GPS-1999)