专利名称：可控时标信号源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变电站设施的检测，具体说是一种可控时标信号源。
背景技术：
电力网二次系统的时间同步性能，直接影响到电网正确地及时地 分析和处理故障(尤其是异地间的故障)、保障电网安全经济运行的成 效。随着自动化集成应用技术的发展，自动化系统得以在变电站广泛应用。GPS以其应用技术成熟、具有广域时间同步的技术优势，变电 站自动化系统大都采用主选GPS授时装置对IED智能设备授时的方 式，实现系统设备间的时间同步。
根据相关标准和相关规定的技术指标，变电站专用运行设备与同 步时间的误差，达到或优于毫秒级方能满足电网要求。变电站自动化 系统，属于多厂家产品集成的技术应用方式，以及属于系统网络化、 设备分散化的应用结构。由于变电站自动化系统存在设备性能、设备 间匹配和集成应用方式的不确定性，需要对变电站设备的时间同步性 能测试和确认。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种采用与卫星时钟同歩的方式、在指 定时间输出脉冲信号且该信号与指定时刻同步的功能的可控时标信号源。
所述可控时标信号源能提供一个表示明确时间值的参比脉冲信 号，有别于针对接收卫星同步时统设备的传统检测方案，主要用于检 测接收卫星同步时统设备输出信号的准确性、稳定性、通信报文的正 确性。
本实用新型主系统包括带定时器的处理器或单片机、带键盘和显
示输出的按键显示面板、卫星接收天线和GPS模块，其特征是所述 GPS模块的时间信息输出端直接或经转换连接至处理器的通信接收端
口， GPS模块的时标脉冲信号输出端，直接或经转换连接至处理器的 输入1/0 口和触发器的输入端口，处理器的输出I/O 口直接或经转换连 接至触发器的输入端，触发器的输出端与时标信号输出端相连接。
所述触发器由处理器内置或在处理器之外采用独立器件或分立元 件搭接的电路实现。
本实用新型可以实现变电站时间同步性能的测试，尤其可以用于 测试变电站授时装置输出准确性、被授时智能装置的时间综合误差， 以及控制外接器具测试站内SOE性能。
图1是本实用新型主系统实施例1电路结构示意图，
图2是本实用新型主系统实施例2电路结构示意图，
图3是信号源端口输出信号说明，
图4是授时装置输出信号测试结构框图，
图5是授时装置输出信号测试波形，
图6是遥信时标测试原理图，
图7是SOE测试方式图。
图中l一GPS模i央，2—处理器，3—脉冲整形电路，4—触发器， 5—固态继电器，6—时标信号输出端，7—时间信息输出端，8—通信 接收端口， 9一时标脉冲信号输出端，IO—触发控制端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明
信号源可在指定时刻输出TTL电平时标脉冲和无源开关量，信号 输出时刻的时间值锁定显示；信号源的开关量输出，既可在显示时间 的指定时刻输出，也可通过控制开关量输出时间提前量的方式，实现 控制外接开关或信号源设备的二次输出(即，间接信号输出)与显示 时间指定时刻同步。
信号源采用操作面板时钟显示的方式，指示直接信号输出或间接 信号输出的时间值(绝对时刻)；采用面板触摸按键，选择信号的输出 方式和控制信号的发送。
如图1或2中所示的可控时标信号源，其主系统包括带定时器的 处理器2或单片机、带键盘和显示输出的按键显示面板、卫星接收天 线和GPS模块1，其特征是所述GPS模块1的时间信息输出端7直 接或经转换连接至处理器2的通信接收端口 8， GPS模块1的时标脉冲 信号输出端9，直接或经转换连接至处理器2输入I/O 口和触发器4的 输入端口 ，处理器的输出I/O 口直接或经转换连接至触发器4的输入端， 由触发器4的输出端与时标信号输出端6相连接。所述触发器4是处 理器2内置或在处理器2之外的独立(或电路搭接的)触发器4。
图1、图2中
NMEA，为GPS模块1通信口输出的导航报文信息，送到处理器 2的通信接收端口 8;
lpps，为GPS模块1输出的秒脉冲，整形为内部电路电平形式的 秒脉冲时标信号lpps，分别送到处理器2的I/O输入口和触发器4的 输入端；
TP，为信号源脉冲输出允许信号，由处理器2的1/0 口输出至触 发器4的输入端；
Lpps，为指定时刻输出并锁定的秒脉冲(以上升沿为准)，由触发 器4输出至时标信号输出端6;
TMR，为处理器2的内部秒计时定时器，其启动和到时中断过程 控制图中OC表示的处理器2的1/0 口至固态继电器5的输出；
OC，处理器2的1/0 口至固态继电器5的触发控制端10 (即固态 继电器5的输入端)；
DO，实际的固态继电器5的输出端。
在图3中，信号源依据内部GPS模块1的实时时标脉冲lpps，以 及处理器2的定时器中断，实现控制输出。
其中，REF—PPS信号为时标信号输出端6的输出信号，端口 CH
信号为固态继电器5的输出信号。
参考端口 REF—PPS有两种TTL电平输出方式(电路跨接器选择) 同步于GPS模块1的lpps输出(图3中①)和锁定输出指定时刻的 PPS上升沿(图3中②)。
该端口的功能，用于变电站授时装置输出信号准确性参比的时标 信号源；或用于变电站设备调试、参数调整和准确性检测。
输出通道CH即为信号源时标开关量输出端，区分正、负端，适 应0 220DCV电压范围。用于检测自动化系统和装置的时间同步、SOE 能力、遥信通道的抗干扰能力等。
端口可直接对现场远动装置输出长信号或抖动信号，也可作为外 接设备(如，CT系列智能高速开关量信号源，以下简称CT信号源) 输出触发时刻的控制信号。前者，信号源开关量输出与指定时刻的同 步(图3中③)；后者，通过信号源开关量输出时间超前AT控制的方 式(图3中④)，实现外接设备二次输出(图3中⑤)与指定时刻的同 少。
测试应用方式 GPS授时装置输出测试
变电站GPS授时装置是自动化系统时间同步的时钟源，其输出信 号的实时性和正确性直接影响到自动化系统内设备的时间同步效果。
信号源锁定输出的时间显示值和REF—PPS端口相应锁定输出的TTL 电平时标脉冲上升沿，共同作为标准的比对源信号，辅以记忆示波器 (或录波仪)，即可测试授时装置输出信号的准确性和正确性。
图4是测试的连接方式，图5是示波器显示结果示意图。授时装 置对时脉冲、串行编码、标准B码等输出端，以及信号源REF—PPS输 出口均接入示波器(或录波仪)；采取信号源REF—PPS输出方式二 (参 见图3)的时标信号触发示波器显示的方法，检测GPS授时装置输出 性能。
艮口，通过测量图4中的Atl At3，测试授时装置输出信号在信号 源指定时刻的实时性和稳定性。
远动装置遥信时标测试
远动装置的时间同步误差是系统授时过程的误差积累和装置本身 质量的综合反映，反映在装置遥信事件的时标误差大小上，其实质是 授时设备系统对远动装置的综合授时误差。测试出远动装置的遥信时 标误差，配合对授时装置的测试结果、系统授时方式和系统结构，可 以分析出时间同步问题存在的主要原因，提出系统时间同步性能提高 的解决办法。
测试连接方式参见图6。信号源模拟遥信事件，发送带指定时标的 开关量，将信号源锁定的事件时间值与装置记录的事件时间进行比对。 SOE性能测试
该项测试结合上述"遥信时标测试"方法，可以检测变电站远动 装置间事件分辨率的性能、反映系统内不同型号装置间的时间同步能 力，用于保障变电站及时准确判断和处理故障。
测试方法(连接方式参见图7)如下
1、 信号源输出通道CH，直接连接到CT信号源(一种模拟事件 发生顺序的开关量输出装置，最多输出8路开关量且步序输出的时间
间隔可调)的外触发输入端；
2、 将CT信号源的输出端，分别连接至不同的被测远动装置遥信 输入口；
3、 信号源控制开关量CH输出的超前时间，使得CT起始输出时 刻为信号源的锁定指示的时间时刻；
4、 CT信号源的以信号源锁定时间和CT输出开关量的输出秩序、 时间间隔，与各远动装置的事件记录时间值比对。
权利要求1. 一种可控时标信号源，其主系统包括带定时器的处理器或单片机、带键盘和显示输出的按键显示面板、卫星接收天线和卫星信号接收模块，其特征是所述卫星信号接收模块(1)的时间信息输出端(7)直接或经转换连接至处理器的通信接收端口(8)，卫星信号接收模块(1)的时标脉冲信号输出端(9)，直接或经转换连接至处理器(2)的输入I/O口和触发器(4)的输入端口，处理器(2)的输出I/O口直接或经转换连接至触发器(4)的输入端，触发器(4)的输出端与时标信号输出端(6)相连接。
2. 根据权利要求1所述的可控时标信号源，其特征是所述触发 器(4)可为处理器(2)内置式或在处理器之外采用独立器件或分立 元件搭接式。
专利摘要一种可控时标信号源，其主系统包括带定时器的处理器或单片机、带键盘和显示输出的按键显示面板、卫星接收天线和卫星信号接收模块，其特征是所述卫星信号接收模块(1)的时间信息输出端(7)直接或经转换连接至处理器的通信接收端口(8)，卫星信号接收模块的时标脉冲信号输出端(9)，直接或经转换连接至处理器(2)的输入I/O口和触发器(4)的输入端口，处理器的输出I/O口直接或经转换连接至触发器(4)的输入端，触发器的输出端与时标信号输出端(6)相连接。本实用新型可以实现变电站时间同步性能的测试，尤其可以用于测试变电站授时装置输出准确性、被授时智能装置的时间综合误差，以及控制外接器具测试站内SOE性能。
文档编号G06F1/04GK201203767SQ20082006719
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者宏 陈 申请人:湖北省电力试验研究院