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第1章 时间的基本概念及相关技术1

1.1 时间的基本概念1

1.1.1 天文时2

1.1.2 原子时4

1.1.3 协调世界时5

1.2 现代授时技术7

1.2.1 短波授时7

1.2.2 长波授时8

1.2.3 低频时码授时9

1.2.4 卫星授时12

1.2.5 其他授时技术23

1.2.6 各种授时方法比较26

1.3 高精度时间频率传递技术27

1.3.1 卫星双向法27

1.3.2 卫星共视法29

1.3.3 卫星全视法30

1.3.4 载波相位法31

1.3.5 搬运钟法31

1.4 定时技术32

1.4.1 定时原理32

1.4.2 定时终端32

1.4.3 定时误差分析及处理方法41

1.5 守时技术45

1.5.1 频标45

1.5.2 频标的技术指标51

1.5.3 提高守时能力的方法53

参考文献54

第2章 电力系统时间同步系统56

2.1 时间同步简介56

2.2 电力系统时间同步简介及发展历程57

2.2.1 电力系统时间同步简介57

2.2.2 电力系统时间同步发展历程62

2.3 电力系统时间同步系统常用授时接口64

2.3.1 TTL直流电平输出接口64

2.3.2 RS-232串行输出接口64

2.3.3 RS-422/485差分电平输出接口65

2.3.4 交流输出接口66

2.3.5 静态空接点输出接口66

2.3.6 光纤接口67

2.3.7 RJ45以太网接口67

2.3.8 时间同步信号与接口类型的关系68

2.4 电力系统时间同步系统相关授时信号69

2.4.1 脉冲信号69

2.4.2 串行口时间报文70

2.4.3 IRIG-B码72

2.4.4 网络时间协议（NTP）73

2.4.5 精确时间同步协议（PTP）79

2.4.6 DCLS时码89

2.5 电力系统时间同步系统常用通信协议90

2.5.1 NMEA-018390

2.5.2 IEC 61850/MMS通信95

2.5.3 IEC 60870-5-104规约96

2.6 电力系统时间同步装置97

2.6.1 时间同步装置的输入97

2.6.2 多时间源输入的选择99

2.6.3 时间同步装置的内部时钟100

2.6.4 时间同步装置的输出101

2.7 电力系统时间同步网101

2.8 时间同步在线监测106

2.8.1 时间同步在线监测系统106

2.8.2 时间同步在线监测实施原则108

2.8.3 智能变电站时间同步在线监测方案109

2.8.4 常规变电站时间同步在线监测方案110

2.9 时间同步系统安全性110

2.9.1 时钟源安全性111

2.9.2 数据流安全性111

参考文献113

第3章 时间同步技术在电力系统中的应用115

3.1 电力调度控制中心时间同步技术115

3.1.1 时间同步系统构成及功能116

3.1.2 应用分析117

3.2 厂站端时间同步技术120

3.2.1 常规变电站时间同步系统120

3.2.2 智能变电站时间同步系统124

3.2.3 电厂时间同步系统129

3.3 配电网时间同步技术131

3.3.1 配电网概述132

3.3.2 配电网中的时间同步应用133

3.4 时间同步技术在电力系统故障分析中的应用137

3.4.1 利用故障录波器进行故障分析138

3.4.2 利用微机型继电保护装置进行故障分析139

3.4.3 利用广域保护系统进行故障分析142

3.4.4 利用行波测距进行故障分析144

参考文献147

第4章 电力系统时间同步检测技术148

4.1 时间同步检测方法148

4.1.1 主要测试设备150

4.1.2 输出信号检测151

4.1.3 守时性能测试157

4.1.4 接收灵敏度测试157

4.1.5 状态指示测试158

4.1.6 告警输出功能测试158

4.1.7 延时补偿检测159

4.1.8 电网频率测量测试159

4.2 时间同步检测类型159

4.2.1 实验室检测160

4.2.2 出厂检验162

4.2.3 现场检测162

4.2.4 安全性检测165

4.3 时间同步测试仪168

4.3.1 基本组成及工作原理169

4.3.2 主要测试功能171

4.3.3 主要性能指标175

4.3.4 典型产品176

参考文献177

第5章 典型工程应用178

5.1 脉冲／编码同步方式工程应用178

5.1.1 上海徐行500kV变电站时间同步系统178

5.1.2 延安洛川750kV智能变电站时间同步系统180

5.1.3 哈密南—郑州±800kV特高压直流输电工程时间同步系统182

5.1.4 晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程时间同步系统185

5.2 PTP网络同步方式工程应用188

5.2.1 无锡西泾220kV智能变电站时间同步系统188

5.2.2 辽宁何家220kV智能变电站时间同步系统194

5.2.3 河北苏正220kV智能变电站时间同步系统198

5.2.4 陕西户县330kV智能变电站时间同步系统200

5.2.5 长春南（金城）500kV智能变电站时间同步系统203

5.3 广域时间同步方式工程应用206

5.3.1 海南电网时间同步系统206

5.3.2 浙江电力时间同步网210

5.3.3 苏州玉山500kV智能变电站时间同步系统216

参考文献221

第6章 分析与展望223

6.1 时间同步系统性能分析223

6.1.1 时间信号及信息接口的规范223

6.1.2 电力系统对时间精度的要求224

6.1.3 时间获取与传递的安全性分析224

6.2 时间同步技术展望224

6.2.1 频标系统的发展225

6.2.2 天地互备的时间同步网226

6.2.3 统一在线时间监测227

6.2.4 智能电网对时间同步的需求228

参考文献230

附录A 电力系统时间同步技术相关标准简介231

A.1 技术标准简介231

A.1.1 DL/T 1100.1—2009《电力系统时间同步系统 第1部分：技术规范》231

A.1.2 DL/T 1100.2—2013《电力系统的时间同步系统 第2部分：基于局域网的精确时间同步》232

A.1.3 《电力系统北斗卫星授时应用接口 第1部分：技术规范》233

A.1.4 Q/GDW 1919—2013《基于数字同步网频率信号的时间同步技术规范》233

A.1.5 《电力系统时间同步系统 第3部分：基于数字同步网的时间传输技术规范》233

A.1.6 《电力系统时间同步系统 第4部分：测试仪技术规范》233

A.2 检测标准简介234

A.2.1 GB/T 26866—2011《电力系统的时间同步系统检测规范》234

A.2.2 《电力系统北斗卫星授时应用接口 第2部分：检测规范》234

索引235