电力系统卫星同步授时装置制造方法及图纸

电力系统卫星同步授时装置涉及一种运用于电力系统变电站综合自动化系统中的ＧＰＳ卫星同步时钟，尤其是可以准确对该系统中的各微机型装置进行准确授时的时钟。通信部分包括ＧＰＳ　　ＯＥＭ接收板１、ＣＡＮ通信信道５、ＲＳ２３２／４８５通信信道６，控制部分包括主控制ＣＰＵ模块２、程序存储模块３、时间脉冲输出模块４；其中主控制ＣＰＵ模块２分别与ＧＰＳ　　ＯＥＭ接收板１、程序存储模块３、时间脉冲输出模块４、ＣＡＮ通信信道５、ＲＳ２３２／４８５通信信道６相接，ＧＰＳ　　ＯＥＭ接收板１的输出端接时间脉冲输出模块４的输入端，时间脉冲输出模块４的输出端接脉冲信道ＰＩＲ，ＲＳ２３２／４８５通信信道６与ＲＳ４８５通信信道相接，ＣＡＮ通信信道５与现场总线ＢＵＳ相接。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 一、
本技术涉及一种运用于电力系统变电站综合自动化系统中的GPS卫星同步时钟，尤其是可以准确对该系统中的各微机型装置进行准确授时的时钟。二
技术介绍
在电力自动化系统中，对设备动作等事件的时间信息记录，主要是依靠系统中各个自动化装置中的时间信息模块，为了时间信息的准确无误，整个系统中必须使用相同的准确的时间，这就需要在系统内部有一个准确无误的时间信息源。目前通常做法是利用串通信行接口RS232/RS485等将主站的时间信息一级级向下发送，从而达到对时的目的。这样的缺点有1、由于通讯的延时，在转送时间信息的过程中，会导致时间信息的失真。因此，传递的时间信息一般很难精确到ms以下。时间的分辨率和精度很难提高，这个问题在较大范围的电力系统中显得尤为突出。2、由于系统中的时间信息均依赖于主站的时间，因此，主站的时间错误，将会导致整个系统的时间错误，这对提高电力系统自动化的可靠性很是不利。3、有一些较为先进的自动化系统中采用了GPS授时的方法，但是由于使用通用的GPS授时装置，没有针对变电站综合自动化系统的特点进行开发，如仅提供秒脉冲和RS232/RS485等通信信道，导致电力系统新型自动化装置的应用受到局限，因而不能在系统中获得广泛的应用。而随着人们对电力供配电质量要求的不断提高，对电力测量和电力控制的实时性和时间准确性也提出了更高的要求。就电力系统运行所要满足的一般应用如故障记录、故障诊断而言，同步精度要求1 ms之内，有些要求授时精度高达0.5us左右。因此，电力系统自动化装置对高精度的同步时钟的需求，是目前需要解决的主要问题。三
技术实现思路
1、技术问题本技术的专利技术目的是提供一种能进一步提高变电站综合自动化系统中时间信息的分辩和准确度的电力系统卫星同步授时装置。2、技术方案本技术的电力系统卫星同步授时装置，由通信部分和控制部分所组成，通信部分包括GPS OEM接收板、CAN通信信道、RS232/485通信信道，控制部分包括主控制CPU模块、程序存储模块、时间脉冲输出模块；其中主控制CPU模块分别与GPS OEM接收板、程序存储模块、时间脉冲输出模块、CAN通信信道、RS232/485通信信道相接，GPS OEM接收板的输出端接时间脉冲输出模块的输入出端，时间脉冲输出模块的输出端接脉冲信道，RS232/485通信信道与RS485通信信道相接，CAN通信信道与现场总线相接。主控制CPU模块中的中央处理器的“RXDO、TXDO”端接GPS OEM接收板中的接口的“11、12”端；中央处理器的“P00-P07、P20-P24、PESN”端分别对应接程序存储模块中存储器的“01-08、A8-A12、OE”端；中央处理器的“P16、P17”端接时间脉冲输出模块中的与门电路，中央处理器的“P14”端接时间脉冲输出模块中的光电耦合隔离电路(U32)的“7”端；中央处理器的“P00-P07”端还接CAN通信信道中发射/接收芯片的“AD0-AD7”端；中央处理器的“RXD1、TXD1”端接RS232/485通信信道中通信芯片的“R01、T11”端。3、有效效果1、利用GPS卫星信号作为时间源，不仅精度高，而且覆盖范围大，工作可靠。2、装置将秒脉冲扩展成分脉冲和小时脉冲，方便了其在电力系统自动化系统中的应用。3、装置集成了RS232/RS485/CAN多种通信接口，扩展了其在各种不同的电力自动化系统中的应用范围。四附图说明图1是本技术的总体结构框图。其中有GPS OEM接收板1、主控制CPU模块2、程序存储模块3、时间脉冲输出模块4、CAN通信信道5、RS232/485通信信道6、电源模块7。图2是本技术GPS OEM接收板1的电原理图。图3是本技术主控制CPU模块2的电原理图。图4是本技术程序存储模块3的电原理图。图5是本技术时间脉冲输出模块4的电原理图。图6是本技术CAN通信信道5的电原理图。图7是本技术RS232/485通信信道6的电原理图。图8是本技术电源模块7的电原理图。图9是本技术在变电站综合自动化系统中的应用例图。五具体实施方式GPS的同步时钟的硬件框图如图1所示。电力系统卫星同步授时装置由通信部分和控制部分所组成，通信部分包括GPSOEM接收板1、CAN通信信道5、RS232/485通信信道6，控制部分包括主控制CPU模块2、程序存储模块3、时间脉冲输出模块4；其中主控制CPU模块2分别与GPS OEM接收板1、程序存储模块3、时间脉冲输出模块4、CAN通信信道5、RS232/485通信信道6相接，GPS OEM接收板1的输出端接时间脉冲输出模块4的输入出端，时间脉冲输出模块4的输出端接脉冲信道PIR，RS232/485通信信道6与RS485通信信道相接，CAN通信信道5与现场总线BUS相接。主控制CPU模块2中的中央处理器U6的“RXDO、TXDO”端接GPS OEM接收板1中的接口J1的“11、12”端；中央处理器U6的“P00-P07、P20-P24、PESN”端分别对应接程序存储模块3中存储器U7的“01-08、A8-A12、0E”端；中央处理器U6的“P16、P17”端接时间脉冲输出模块4中的与门电路U4A、U4B，中央处理器U6的“P14”端接时间脉冲输出模块4中的光电耦合隔离电路(U32)的“7”端；中央处理器U6的“P00-P07”端还接CAN通信信道5中发射/接收芯片U12的“AD0-AD7”端；中央处理器U6的“RXD1、TXD1”端接RS232/485通信信道6中通信芯片U1的“R01、T11”端。GPS OEM接收板模块主要负责对GPS卫星信号的采集和计算，从而输出时间信息和秒脉冲信号。本装置在国外厂家生产的GPS OEM板的基础上根据实际需要进行二次开发。采用加拿大马可尼SUPERSTAR OEM板。该OEM板通过1PPS秒脉冲和2个标准的UART串行口和外部电路发生联系。1PPS脉冲是每秒中输出的正脉冲信号，是标准的TTL逻辑电平，其上升沿与UTC国际标准时间的秒脉冲上升沿同步，其误差在正负1us之内。2个UART串行口一个用做主通信口，可通过此串行口对GPS OEM板进行设置，也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等GPS信息。另一个串行口用于RTCM格式的差分数据的输出，当无差分信号或仅用于6PS授时，此串行口可不用。UART输出的导航数据有两种通讯数据格式马可尼公司自定义的CMC BINARY二进制格式和NMEA-0183的ASCII码通信格式。本装置使用后一种通信格式。NEMA-0183是美国海洋电子协会制定的一种标准数据通信格式。数据采用ANSI标准，以串行异步方式传输，为TTL电平，波特率可以在300bps到38400bps之间根据应用要求进行调整。数据结构为一位起始位、八位数据位、一位停止位，无奇偶校验位。数据代码为ASCII字符，输出这些数据包括经度、纬度、高度、速度、航向、时间、载波相位、自检结果等等几十种各种可选信息。本装置采用的输出导航数据格式代号为GPZDA，包括年、月、日和时、分、秒、毫秒等信息。本装置中一方面通过将该模块输出的1PPS秒脉冲信号引入时间脉冲输出模块加以扩展，以形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统卫星同步授时装置，由通信部分和控制部分所组成，其特征在于通信部分包括ＧＰＳＯＥＭ接收板（１）、ＣＡＮ通信信道（５）、ＲＳ２３２／４８５通信信道（６），控制部分包括主控制ＣＰＵ模块（２）、程序存储模块（３）、时间脉冲输出模块（ ４）；其中主控制ＣＰＵ模块（２）分别与ＧＰＳＯＥＭ接收板（１）、程序存储模块（３）、时间脉冲输出模块（４）、ＣＡＮ通信信道（５）、ＲＳ２３２／４８５通信信道（６）相接，ＧＰＳＯＥＭ接收板（１）的输出端接时间脉冲输出模块（４）的输入端 ，时间脉冲输出模块（４）的输出端接脉冲信道（ＰＩＲ），ＲＳ２３２／４８５通信信道（６）与ＲＳ４８５通信信道相接，ＣＡＮ通信信道（５）与现场总线（ＢＵＳ）相接。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统卫星同步授时装置，由通信部分和控制部分所组成，其特征在于通信部分包括GPS OEM接收板(1)、CAN通信信道(5)、RS232/485通信信道(6)，控制部分包括主控制CPU模块(2)、程序存储模块(3)、时间脉冲输出模块(4)；其中主控制CPU模块(2)分别与GPS OEM接收板(1)、程序存储模块(3)、时间脉冲输出模块(4)、CAN通信信道(5)、RS232/485通信信道(6)相接，GPS OEM接收板(1)的输出端接时间脉冲输出模块(4)的输入端，时间脉冲输出模块(4)的输出端接脉冲信道(PIR)，RS232/485通信信道(6)与RS485通信信道相接，CAN通信信道(5)与现场总线(BUS)相接。2.根据权利要求1所述的电力系统卫星同步授时装置，其特征在于主控制C...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建勇，秦申蓓，宋明，杜炎森，刘浩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]