一种新型电能表双时基对时装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种新型电能表双时基对时装置及方法，该装置包括GPS接收器、北斗接收器、处理模块和报警模块。本装置同时接收GPS/北斗时间源信号，通过处理模块对时间源信息进行校验，在主时间源故障时调用备用时间源，在主备用时间源均错误时通过内置高稳定时钟维持短时正常工作，并报警通知变电站监测系统。本装置和方法可以实现电能表的双时基对时，双时间源互为备用源，在卫星信号被干扰时可保持正常工作，具有高运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型电能表双时基对时装置及方法
本专利技术涉及电能表对时领域，特别是涉及一种新型电能表双时基对时装置及方法。
技术介绍
目前变电站仍有较多电能表对时模式仅为GPS对时，安全性和可靠性均不足，GPS是美国军方掌控的卫星导航系统,虽然目前免费向全球开放使用,但是与我国并无任何协议担保其可以无限期免费使用。当卫星导航系统在特定情况下不能正常工作或在战时对我国境内用户实施信号干扰甚至关闭时,对于使用授时的同步网络而言,打击是毁灭性的。同时，单时基对时设备在时间源信号出现不稳定或者接收器工作异常时无法给电能表正常授时，而现有对时设备缺少时间源信号校验功能，在时间源信号接收器异常时无法向主站报警，从而导致电能表出现时钟准确度降低，上传数据的可靠性低，不利于对电网的状态评估，甚至将造成巨大经济损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种新型电能表双时基对时装置及方法，该装置实现了电能表的GPS/北斗双时基对时，双时基对时确保在GPS或北斗时间源出现异常时保证对电能表的准确授时，且在时间源信号出现异常时及时报警通知主站，避免产生严重后果。本专利技术的技术方案：一种新型电能表双时基对时装置，包括GPS接收器，北斗接收器，处理模块和报警模块，所述GPS接收器设有一个输入硬节点，用于同GPS时间源的校时空节点连接，从而接收GPS时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述北斗接收器设有一个输入硬节点，用于同北斗时间源的校时空节点连接，从而接收北斗时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述GPS接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述北斗接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述处理模块接收GPS接收器和北斗接收器产生的包含时间信息的脉冲信号并与本地内置绝对时间比较，筛选输出到电能表的时间信号；所述处理模块设有一个校时信号输出节点，用于和电能表的硬节点输入端子连接；所述处理模块设有一个报警信号输出节点，用于和报警模块的硬节点输入端子连接；所述处理模块在校验GPS时间信号和北斗时间信号发现错误时输出报警信号，激活所述报警模块向变电站主机发出报警信息。所述处理模块包括FPGA芯片以及恒温晶体振荡器，所述FPGA芯片通过数模转换器连接到信号调理电路，信号调理电路连接到恒温晶体振荡器，恒温晶体振荡器通过倍频器连接到FPGA芯片用以给处理模块提供稳定时钟，所述FPGA芯片连接电源装置用以给FPGA芯片供电，所述FPGA芯片连接同步信号接收模块用以通过同步信号接收模块接收GPS接收器和北斗接收器产生的包含时间信息的脉冲信号，所述FPGA芯片通过XCF40S芯片连接到JTAG接口，所述FPGA芯片的输出端还分别连接IRIG-B码输出模块和报警模块。所述报警模块包括与处理模块输出端连接的信号输入端口，信号输入端口连接到二极管D1的输入端，二极管D1的输出端连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接到三极管的基极，三极管的集电极连接到继电器，继电器连接到插座并通过插座向变电站主机发出报警信息，三极管的发射极接地。所述GPS接收器的输入硬节点和GPS时间源的校时空节点通过电缆连接；所述北斗接收器的输入硬节点和北斗时间源的校时空节点通过电缆连接；GPS接收器的输出硬节点与处理模块的相应硬节点输入端子通过电缆连接；北斗接收器的输出硬节点与处理模块的相应硬节点输入端子通过电缆连接；处理模块的校时信号输出节点和电能表的硬节点输入端子通过电缆连接；处理模块的报警信号输出节点和报警模块的硬节点输入端子通过电缆连接。一种新型电能表双时基对时装置的对时方法，采用如上所述的新型电能表双时基对时装置，具体步骤如下，GPS时间源和北斗时间源在整秒、整分或整时输出脉冲信号；GPS接收器和北斗接收器接收上述脉冲信号并分别产生一个包含时间信息的脉冲信号；处理模块接收包含时间信息的脉冲信号并将GPS时间信号和北斗时间信号与本地内置绝对时间比较，筛选输出到电能表的时间信号；处理模块在整秒、整分或整时输出IRIG-B对时信号，激活所述电能表产生对时校验信号；所述处理模块内置高稳定恒温晶体振荡器，若该晶振的标称频率为f0，频率可调节范围±a，频率年老化率±b，则频率变化范围在(1-a-b*n)f0到(1+a+b*n)f0之间，采用计数器对本地晶振的脉冲进行计数，并考虑频率变化的年老化置信度，可以判断下一秒所在区域，并以此对卫星源输出时间进行校验，在校验GPS时间信号和北斗时间信号发现错误时输出报警信号，激活所述报警模块向变电站主机发出报警信息。所述处理模块内置稳定时钟，用本地时间对接收到的GPS时间和北斗时间进行校验，时差超过1ms即认为该时间源信息不可靠，此时利用处理模块内置稳定时钟给电能表授时。本专利技术的有益效果是：本专利技术装置结构简单可行，该装置在实现了对电能表的GPS/北斗双时基对时，双时基对时确保在GPS或北斗时间源出现异常时保证对电能表的准确授时，且在时间源信号出现异常时及时报警通知主站，避免产生严重后果。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术的报警模块电路结构示意图；图3为本专利技术的处理模块原理框图。图中标号分别表示：1—双时基对时装置，2—GPS时间源，3—北斗时间源，4—电能表，5—变电站主机，10—GPS接收器，11—北斗接收器，12—处理模块，13—报警模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图3，本专利技术的技术方案：一种新型电能表双时基对时装置1，该装置包括GPS接收器10，北斗接收器11，处理模块12和报警模块13；所述GPS接收器10和北斗接收器11均设有一个输入硬节点，分别用于同GPS时间源2和北斗时间源3的校时空节点连接，所述GPS时间源2和北斗时间源3在整秒、整分或整时输出脉冲信号，所述GPS接收器10和北斗接收器11接收所述脉冲信号；所述GPS接收器10和北斗接收器11均设有一个输出硬节点，用于和处理模块12的硬节点输入端子连接，所述GPS接收器10和北斗接收器11产生一个包含时间信息的脉冲信号，所述处理模块12接收所述脉冲信号，所述处理模块12将GPS时间信号和北斗时间信号与本地内置绝对时间比较，筛选输出到电能表的时间信号；所述处理模块12设有一个校时信号输出节点，用于和电能表4的硬节点输入端子连接；所述处理模块12在整秒、整分或整时输出IRIG-B对时信号，激活所述电能表4产生对时校验信号；所述处理模块12设有一个报警信号输出节点，用于和报警模块13的硬节点输入端子连接；所述处理模块12在校验GPS时间信号和北斗时间信号发现错误时输出报警信号，激活所述报警模块13向变电站主机5发出报警信息。所述对时装置1同时接收GPS时间信号和北斗时间信号。所述对时装置1处理模块12内置稳定时钟，用本地时间对接收到的GPS时间和北斗时间进行校验，时差超过1ms即认为该时间源信息不可靠，此时利用处理模块内置时钟给电能表授时。所述对时装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型电能表双时基对时装置，其特征在于：包括GPS接收器，北斗接收器，处理模块和报警模块，所述GPS接收器设有一个输入硬节点，用于同GPS时间源的校时空节点连接，从而接收GPS时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述北斗接收器设有一个输入硬节点，用于同北斗时间源的校时空节点连接，从而接收北斗时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述GPS接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述北斗接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述处理模块接收GPS接收器和北斗接收器产生的包含时间信息的脉冲信号并与本地内置绝对时间比较，筛选输出到电能表的时间信号；所述处理模块设有一个校时信号输出节点，用于和电能表的硬节点输入端子连接；所述处理模块设有一个报警信号输出节点，用于和报警模块的硬节点输入端子连接；所述处理模块在校验GPS时间信号和北斗时间信号发现错误时输出报警信号，激活所述报警模块向变电站主机发出报警信息。

【技术特征摘要】
1.一种新型电能表双时基对时装置，其特征在于：包括GPS接收器，北斗接收器，处理模块和报警模块，所述GPS接收器设有一个输入硬节点，用于同GPS时间源的校时空节点连接，从而接收GPS时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述北斗接收器设有一个输入硬节点，用于同北斗时间源的校时空节点连接，从而接收北斗时间源在整秒、整分或整时输出的脉冲信号；所述GPS接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述北斗接收器设有一个输出硬节点，用于和处理模块的相应硬节点输入端子连接；所述处理模块接收GPS接收器和北斗接收器产生的包含时间信息的脉冲信号并与本地内置绝对时间比较，筛选输出到电能表的时间信号；所述处理模块设有一个校时信号输出节点，用于和电能表的硬节点输入端子连接；所述处理模块设有一个报警信号输出节点，用于和报警模块的硬节点输入端子连接；所述处理模块在校验GPS时间信号和北斗时间信号发现错误时输出报警信号，激活所述报警模块向变电站主机发出报警信息。2.根据权利要求1所述的一种新型电能表双时基对时装置，其特征在于：所述处理模块包括FPGA芯片以及恒温晶体振荡器，所述FPGA芯片通过数模转换器连接到信号调理电路，信号调理电路连接到恒温晶体振荡器，恒温晶体振荡器通过倍频器连接到FPGA芯片用以给处理模块提供稳定时钟，所述FPGA芯片连接电源装置用以给FPGA芯片供电，所述FPGA芯片连接同步信号接收模块用以通过同步信号接收模块接收GPS接收器和北斗接收器产生的包含时间信息的脉冲信号，所述FPGA芯片通过XCF40S芯片连接到JTAG接口，所述FPGA芯片的输出端还分别连接IRIG-B码输出模块和报警模块。3.根据权利要求2所述的一种新型电能表双时基对时装置，其特征在于：所述报警模块包括与处理模块输出端连接的信号输入端口，信号输入端口连接到二极管D1的输入端，二极管D1的输出端连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接到三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪应春，杨建华，唐登平，肖达强，俞德华，李俊，石洪，明东岳，雷鸣，汪司珂，鄢烈奇，夏天，李汉民，周飞龙，李君，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11