基于sdh网络e1通道故障监测的时钟装置的制造方法

文档序号:10922905
基于sdh网络e1通道故障监测的时钟装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于SDH网络E1通道故障监测的时钟装置,包括连接同步时钟、接收外部的时间基准信号和频率基准信号的输入单元,连接同步时钟、在根据时间基准信号和频率基准信号对E1通道的数据信号进行统计分析和时钟同步信号源选择的同时驯服内部本地时钟的实时监测及同步单元,以及连接同步时钟、根据内部本地时钟的时钟数据输出对智能变电站各时钟进行授时的时间信号的同步输出单元。本实用新型的装置具有对SDH网络2Mbits频率的监测及分析功能;在建设电网时间统一系统,为电网二次系统提供高精度标准时间的同时,也提高了智能变电站的可靠性。
【专利说明】
基于SDH网络E1通道故障监测的时钟装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统的智能变电站时钟同步领域,特别是涉及一种电力系统智能变电站的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置。
【背景技术】
[0002]随着智能电网的推广建设,变电站对时间同步系统提出了更高的要求。高精度、高可靠统一的时间同步是确保电力系统安全运行、提高电力运行管理水平和事故分析能力的重要保障。时间同步的重点不仅仅是授时系统与卫星时间的同步,还应该是站内时间同步的统一性及可靠性,乃至于全网时间同步。
[0003]现阶段电网传输资源主要以SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)网络为主,厂站E I ( 30路脉码调制PCM,其中PCM指脉冲编码调制:Pul se CodeModulat1n)信道资源丰富。通过SDH网络El链路实现时间同步传送,对于解决电力通信时间同步组网,实现基准时间信号全网覆盖,改变目前对于卫星授时系统的依赖,避免了无线授时所固有的一些缺陷,具有重要现实意义,同时也解决了部分变电站无法安装卫星天线的实际工程问题,具有广阔的应用价值和推广前景。
[0004]在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:目前利用SDH通信网络统一整个电网时间尚有一些问题必须解决。加强对SDH网络El通道性能的监测能力,实时在线的分析El通道可能存在的故障,对于建设电网时间统一系统,为电网二次系统提供高精度标准时间显得至关重要。全面提升设备智能化水平,推广应用智能设备和技术,实现电网安全在线预警和时钟设备可靠运行势在必行。
【实用新型内容】
[0005]基于此,有必要针对传统技术中对SDH网络El通道性能的监测与分析能力低,可靠性差的问题,提供一种基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置。
[0006]为了实现上述目的,本实用新型技术方案的实施例为:
[0007]提供了一种基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,包括连接同步时钟、接收外部的时间基准信号和频率基准信号的输入单元,连接同步时钟、在根据时间基准信号和频率基准信号对El通道的数据信号进行统计分析和时钟同步信号源选择的同时驯服内部本地时钟的实时监测及同步单元,以及连接同步时钟、根据内部本地时钟的时钟数据输出对智能变电站各时钟进行授时的时间信号的同步输出单元。
[0008]上述技术方案具有如下有益效果:
[0009]本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,对SDH网络El 2Mbits运行特性进行在线监测,评价El通道频率的精确性及稳定性,进而判定是否跟踪该2M频率及进行预警;对多参考源进行时间及频率质量分析,选择高质量参考源,达到本实用新型的装置与全网的时间统一。本实用新型的装置具有对SDH网络2Mbits频率的监测及分析功能;在建设电网时间统一系统,为电网二次系统提供高精度标准时间的同时,也提高了智能变电站的可靠性。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例1的结构示意图;
[0011]图2为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例2的结构示意图;
[0012]图3为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置一具体实施例的结构示意图;
[0013]图4为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置一具体实施例的功能示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0015]需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体,或者可能同时存在居中元件。
[0016]除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0017]本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例1:
[0018]为了解决传统技术对SDH网络El通道性能的监测与分析能力低,可靠性差的问题,本实用新型提供了一种基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例1;图1为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例1的结构示意图;如图1所示,可以包括连接同步时钟100、接收外部的时间基准信号和频率基准信号的输入单元110,连接同步时钟100、在根据时间基准信号和频率基准信号对El通道的数据信号进行统计分析和时钟同步信号源选择的同时驯服内部本地时钟的实时监测及同步单元120,以及连接同步时钟100、根据内部本地时钟的时钟数据输出对智能变电站各时钟进行授时的时间信号的同步输出单元130。
[0019]在一个具体的实施例中,同步输出单元130可以包括根据实时监测及同步单元120实时监测El通道的数据信号的结果进行相应预警的告警模块132。
[0020]在一个具体的实施例中,告警模块132可以包括指示灯告警模块和输出给变电站二次设备进行故障定位的继电器告警信号的继电器告警模块。
[0021]在一个具体的实施例中,实时监测及同步单元120可以包括对El通道的数据信号进行限幅的限幅器和恢复El通道的数据信号的时钟频率的全数字锁相环。
[0022]在一个具体的实施例中,实时监测及同步单元120还可以包括对El通道的数据信号进行PPS恢复的2MBITS的El半导体芯片。
[0023]在一个具体的实施例中,实时监测及同步单元120还可以包括根据统计分析和时钟同步信号源选择的结果驯服内部本地时钟的时钟同步模块122。
[0024]在一个具体的实施例中,本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例I还可以包括连接同步时钟的人机接口 140。
[0025]在一个具体的实施例中,本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例I还可以包括连接同步时钟、进行交直流电源输入的电源单元150。
[0026]本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,对SDH网络El 2Mbits运行特性进行在线监测,评价El通道频率的精确性及稳定性,进而判定是否跟踪该2M频率及进行预警;对多参考源进行时间及频率质量分析,选择高质量参考源,达到本实用新型的装置与全网的时间统一。本实用新型的装置具有对SDH网络2Mbits频率的监测及分析功能;在建设电网时间统一系统,为电网二次系统提供高精度标准时间的同时,也提高了智能变电站的可靠性。
[0027]本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例2:
[0028]为了进一步说明本实用新型的技术方案,同时为了解决传统技术对SDH网络El通道性能的监测与分析能力低,可靠性差的问题,本实用新型还提供了一种基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例2;图2为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置实施例2的结构示意图;
[0029]如图2所示,本实用新型的装置可采用模块化结构设计,可通过多种插件接入现场GPS(Global Posit1ning System:全球定位系统)/BD(中国北斗卫星导航系统:BeiDouNavigat1n Satellite System)卫星信号、脉冲信号、串口报文、IRIG_B( InterRangeInstrumentat1n Group)码、网络报文、El等各类信号等;该实用新型可选择接收El通道2Mbits(2Mbits信号,S卩2兆比特信号)、GPS/BD卫星信号、外部IRIG-B码、网络时间报文、串口报文等为基准频率信号,以GPS/BD卫星信号、外部IRIG-B码、网络报文、串口报文等为基准时间信号。通过驯服准确跟踪SDH通信网络统一基准时间信号或者其它参考源;实时监测El通道频率的精确性及稳定性,进而判定是否进行El通道2M频率异常预警。
[0030]具体实现方案如下:
[0031](I)输入单元;
[0032]接入现场GPS/BD卫星信号,脉冲信号、串口报文、IRIG-B码、NTP (网络时间协议:Network Time ProtocoI)网络报文,EI 2Mbits及其承载的PTP(Precis1n TimeProtocol:精确时钟同步协议)报文等信号,解析报文并分析各种信号的可用性,对可用参考源进行统计。
[0033](2)实时监测与同步单元;
[0034]时钟设备将SDH/MSTP(Multi_ServiceTransfer Platform:基于SDH的多业务传送平台)对端过来的2Mbits数据信号经Slicer(限幅器)限幅之后由内部DPLUDigitalPhase Locked Loop)恢复出时钟频率,对2Mbits信号进行报文分析,若告警标志位置位,则判定该参考源失效;否则对El 2Mbits进行TDEV(时间偏差)及MTIE(最大时间间隔偏差)统计分析,判断其是否满足ITU-T G.811 (主参考时钟的定时特性参考标准)与ITU-T G.823(通信标准)中关于电力系统二级时钟的要求,若满足,则判定参考源有效,否则判定该参考源无效;其它参考源则依据标志位进行判断。分析已接入参考源时间或频率质量,进行参考源的选择,并对本地时钟进行驯服。
[0035](3)同步输出与告警单元;
[0036]装置锁定后,通过输出模块输出各时钟接口信号;对2Mbits信号进行报文分析,若告警标志位置位,则进行El 2Mbits频率异常报警;否则,对El 2Mbits进行TDEV及MTIE统计分析,判断其是否满足ITU-T G.811与ITU-T G.823中关于电力系统二级时钟的要求,若不满足,则进行El 2Mbits频率异常报警。
[0037](4)电源单元;
[0038]电源模块以插件板形式实现,电源输入范围宽且交、直流通用,电源输入范围:110V-220V AC/DC(交流/直流)。
[0039]图3为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置一具体实施例的结构示意图;其中,在图3中TTL输出电路可以指的是:晶体管-晶体管逻辑电路(Tran sister-Transister-Logic) ; Local Bus可以指的是CI3U总线;PCIe可以指的是:PC1-Express,即最新的总线和接口标准。图4为本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置一具体实施例的功能示意图。
[0040]如图3、图4所示,本实用新型的装置可以包括接入单元、El 2M频率实时监视及同步单元、同步输出与告警单元;其中,接入单元可用于接入外部各时间参考基准,对串口报文、IRIG-B码报文、网络报文等进行检测、解包、并分析其可用性,同时还可以使用美信半导体DS26503LN El芯片2Mbits进行PPS(数据包每秒)恢复;实时监视及同步单元对El通道恢复出来的频率进行TDEV及MTIE分析,判断其是否满足智能变电站相应等级时钟参考源性能要求。实时监视及同步单元还可进行时钟同步信号多源选择,选择符合要求的频率信号及时间信号,驯服本实用新型内部时钟;同步输出及告警单元输出各种时间信号对其它智能变电站设备授时。同步输出及告警单元还根据El 2M频率的实时监视结果进行相应预警,当El 2M频率的相应性能指标满足智能变电站指标要求时,时钟优先选择2M频率为频率参考源,选择El所承载的PTP时间为时间参考源进行时钟同步,从而达到全网的时间统一。当El2M频率的相应性能指标越界不可用时,同步输出及告警单元将进行指示灯告警及继电器告警,输出继电器告警信号给变电站二次设备,以便于上述变电站二次设备进行故障定位和诊断。
[0041 ] 本实用新型基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,对SDH网络El 2Mbits运行特性进行在线监测,评价El通道频率的精确性及稳定性,进而判定是否跟踪该2M频率及进行预警;对多参考源进行时间及频率质量分析,选择高质量参考源,达到本实用新型的装置与全网的时间统一。本实用新型的装置具有对SDH网络2Mbits频率的监测及分析功能;在建设电网时间统一系统,为电网二次系统提供高精度标准时间的同时,也提高了智能变电站的可靠性。
[0042]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0043]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,包括连接同步时钟、接收外部的时间基准信号和频率基准信号的输入单元,连接所述同步时钟、在根据所述时间基准信号和所述频率基准信号对El通道的数据信号进行统计分析和时钟同步信号源选择的同时驯服内部本地时钟的实时监测及同步单元,以及连接所述同步时钟、根据所述内部本地时钟的时钟数据输出对智能变电站各时钟进行授时的时间信号的同步输出单元。2.根据权利要求1所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,所述同步输出单元包括根据所述实时监测及同步单元实时监测所述El通道的数据信号的结果进行相应预警的告警模块。3.根据权利要求2所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,所述告警模块包括指示灯告警模块和输出给变电站二次设备进行故障定位的继电器告警信号的继电器告警模块。4.根据权利要求1所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,所述实时监测及同步单元包括对所述El通道的数据信号进行限幅的限幅器和恢复所述El通道的数据信号的时钟频率的全数字锁相环。5.根据权利要求4所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,所述实时监测及同步单元还包括对所述El通道的数据信号进行PPS恢复的2MBITS的El半导体芯片。6.根据权利要求4所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,所述实时监测及同步单元还包括根据所述统计分析和所述时钟同步信号源选择的结果驯服所述内部本地时钟的时钟同步模块。7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,还包括连接所述同步时钟的人机接口。8.根据权利要求1至6任意一项所述的基于SDH网络El通道故障监测的时钟装置,其特征在于,还包括连接所述同步时钟、进行交直流电源输入的电源单元。
【文档编号】H04L7/00GK205610654SQ201620418277
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】许爱东, 陈波, 陈浩敏, 郭晓斌, 蒋愈勇, 姚浩, 习伟, 蔡田田, 王建邦, 朱海龙, 熊汉, 杨乐, 陈力, 周柯, 徐长宝, 王宇
【申请人】中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司, 武汉中元华电科技股份有限公司, 广西电网有限责任公司电力科学研究院, 贵州电网有限责任公司电力科学研究院
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