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    智能变电站常用的对时方式的分析    摘要：通过对智能变电站的脉冲对时、IRIG-B码对时的原理的分析与探讨，对比出各自的优缺点以及适用场合，从而为理解智能站的对时系统打好基础关键字：智能变电站；对时方式；脉冲对时；IRIG-B码1.引言变电站中常用的对时方式有：脉冲对时（硬对时）、串口通信（软对时）、编码对时在智能站中，最常见的授时方式有脉冲对时、直流IRIG-B码对时本文就此两种对时方式做了详细的说明2.脉冲对时2.1概述脉冲对时信号主要分为三种：秒脉冲信号PPS（PulseperSecond）、分脉冲信号PPM（PulseperMinute）和时脉冲信号PPH（PulseperHour）秒脉冲是利用GPS所输出的每秒一个脉冲方式进行时间同步校准，获得与UTC同步的时间准确度较高，上升沿的时间误差不大于1μs，这是国内外IED常用的对时方式；分脉冲是利用GPS所输出的每分钟一个脉冲方式进行时间同步校准其输出方式有TTL电平、静态空接点、RS-422、RS-485和光纤等脉冲对时方式进行对时时，装置利用GPS所提出的时间脉冲信号进行时间同步校准，常见的秒脉冲信号如图3所示：图1秒脉冲信号2.2技术指标智能变电站的过程层设备若采用1PPS对时方式，应采用850nm波长的光纤接口，其技术指标如下：（1）脉冲宽度th＞10ms；（2）秒准时沿：上升沿，上升时间≤100ns；（3）上升沿的时间准确度：优于1μs；（4）使用光纤传导时，亮对应高电平，灭对应低电平，由灭转亮的跳变对应准时沿。

2.3特点脉冲对时方式的特点如下：（1）实现简单：可适用于以翻转序号为主要应用的装置，如合并单元等；可用电缆或光缆作为传输通道；（2）抗干扰能力弱于IRIG-B码；（3）不能传输完整的时间信息，需与串口报文等其他报文配合使用；（4）对时误差不小于1μs，只能对时到秒3.IRIG-B码对时3.1概述IRIG（InterRangeInstrumentationGroup）时间标准有两大类：（1）并行时间码：这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；（2）串行时间码：共有六种格式，即A、B、C、D、E、G、H它们的主要差别是时间码的帧速率不同，IRIG-B即为其中的B型码B型码的时帧速率为1帧/s；可传递100位的信息由于IRIG-B格式时间码是每秒一帧的时间码，最适合使用习惯，而且传输也较容易因此，在IRIG六种串行时间码格式中，应用最广泛的是B码IRIG-B码对时有交流（AC）和直流（DC）码两种方式其中AC码以调制的方式解码，适合较远距离传送，DC码是依靠电平逻辑来编码，传送距离较近按技术规范规定凡新投运的需授时变电站，间隔层设备采用RS-485接口的IRIG-B码（DC）对时信号，过程层设备宜采用1310nm波长光纤接口的B码对时信号。

3.2对时原理IRIG-B码对时兼顾了通信对时报文和脉冲信号的优点，是一种精度很高并且又含有标准的时间信息的对时方式其报文中包含了秒、分、小时、日期等相关时间信息，同时每一帧报文的第一个跳变又对应于整秒，相当于秒脉冲同步信号，如图4所示装置进行IRIG-B码对时时，利用内嵌解码模块，检测出时间信息和对时脉冲，通过串口将时间信息直接下发到各个功能插件图2IRIG-B码波形图（1）码元识别1）码元时间格式里的每个脉冲称为码元码元的“准时”（OnTime）参考点是其脉冲前沿；码元的重复速率称为码元速率，B码的码元速率为100pps2）索引计数每个码元对应一个索引计数两个相邻码元前沿之间的时间间隔为索引计数间隔，B码的索引计数间隔为10ms索引计数在帧参考点处以“0”开始，以后每隔一个索引计数间隔增加1，直至这帧结束B码每帧的索引计数间隔为100个，直至这帧结束索引计数数字为0~993）位置识别标志其宽度是对应时码的索引计数间隔的0.8，B码为8ms位置识别标志P0的前沿在帧参考点（即PR）前一个索引计数间隔处，以后每10个码元有一个位置识别标志，分别为P1、P2、…、P9位置识别标志的重复速率为码元速率的1/10，B码为10pps。

4）码字所有的时间格式都是脉宽码B码的二进制“1”和“0”的脉宽分别为5ms和2ms5）参考标志时帧的参考标志由一个位置识别标志（P0）和相邻的参考码元（PR）组成参考码元的宽度为对应时码索引计数间隔的0.8，B码为8ms时帧的“准时”参考点是参考码元的前沿2）时帧一个时间格式帧（简称时帧）从参考标志开始，由两个相邻帧参考标志间的所有码元组成时帧的重复速率为时帧速率，其周期为时帧周期B码的时帧速率为1个/s，时帧周期为1s3）时间编码B码的时间信息共30位，其中天10位（从001到365或366），时6位，分7位，秒7位时序为秒一分一时一天位置在P0~P5之间采用BCD码另外，B码还有纯二进制秒码（SBS码），共17位，午夜为0秒，最大计数为86399秒时序，低位在前，高位在后位置在P8~P0之间4）控制功能（CF）B码预留了一组用于控制功能（CF）的码元，用于各种控制、识别和其他特殊目的功能编码B码控制功能的位置在P5~P8之间，有27个码元对电力授时比较重要的有闰秒标志位、时差位以及质量位5）对时机制被授时装置将PR脉冲的上升沿作为秒脉冲的准时延，然后分别硬件解码出B码的各个码元信息，从而得到装置所需的秒脉冲、时戳信息及B码状态信息。

3.3技术指标IRIG-B码的技术指标如下：（1）脉冲上升时间≤100ns；（2）抖动时间≤200ns；（3）秒准时沿的时间准确度要求优于1μs；（4）使用光线传导时，亮对应高电平，灭对应低电平，由灭转亮的跳变对应秒准时沿；（5）P6后的码元均为标志位，标志包含时间质量、时区信息，还包括闰秒预告、夏时制预告等信息；（6）IRIG-B码传输的时间为当地时间，而非UTC（协调世界时）时间3.4特点IRIG-B码的特点如下：（1）携带信息量大，经译码后可获得脉冲信号和BCD编码的时间信息及控制功能信息；（2）分辨率高；（3）调制后的B码带宽适用于远距离传输；（4）具有接口标准化、国际通用等特点；其中直流B码的同步精度可达到几十纳秒量级，满足智能变电站授时要求4结束语只有了解掌握了智能站的对时方式原理，才能深刻的理解智能站同步采样方式的意义和作用，从而进一步理解智能变电站中同步时钟系统的重要意义  -全文完-。