CN113489599A - 一种变电站对时校验系统及对时消缺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站对时校验系统及对时消缺方法。为了克服现有技术无法解决多接口种类和多连接线样式带来的对时消缺困难的问题；本发明系统包括依次通信连接的卫星、时钟源、交换机和若干的二次设备；所述的二次设备的接口处设置有通用拓展转换端口，二次设备通过通用拓展转换端口分别与交换机和其他相邻的二次设备连接。方法包括：变电站二次设备获取卫星时间，进行时间同步；依次分析时间同步过程的各个环节，判断对时故障位置，进行对时故障消缺；二次设备之间交互时间同步消息，进行对时校验。使用通用拓展转换端口，在二次设备连接交换机的同时连接其他二次设备进行校验，充分利用多接口种类。

Description

一种变电站对时校验系统及对时消缺方法

技术领域

本发明涉及一种变电站对时消缺领域，尤其涉及一种变电站对时校验系统及对时消缺方法。

背景技术

电网系统是时间相关的系统，对于电网的运行和事故系统性分析需要有断路器、保护装置动作，各种事件发生的时间序列，而提供时间序列的变电站对时系统是必不可少的，每座变电站均配置了变电站对时系统。在智能变电站中，对变电站对时系统的要求对时精度小于1us，对时系统的重要性也愈加突出。当合并单元级联时，各个合并单元接收相同时间同步装置的对时信号，对时系统异常将造成合并单元同步异常告警的紧急缺陷。而对于线路纵联差动保护和母线差动保护来说，若某一个合并单元对时异常，甚至有可能导致保护误动作。

当前，在对变电站对时系统故障消缺时，因为没有专用的对时系统校验工具和标准的检验方法，要验证同步时钟源是否故障，除了看装置本身有无告警外，只能通过万用表测量同步时钟装置输出的对时信号电压、频率等，来初步判断同步时钟源是否正常。且因对时方式种类多，各对时方式下信号模式不同，所采用的接口和连接线样式也不尽相同，给对时系统的故障消缺带来较大的困难。

例如，一种在中国专利文献上公开的“变电站时间系统同步异常的判断方法和系统”，其公告号CN102946145B，包括如下步骤：获取变电站时间系统的SOE记录，读取SOE记录中的记录时间；获取调度自动化系统中SOE记录的接收时间；对比所述记录时间和接收时间，判断是否发生同步异常；若发生所述同步异常，则发送报警信息。对应地本发明还公开一种变电站时间系统同步异常的判断系统。该方案仅能判断变电站时间是否同步，无法解决因多接口种类带来的对时消缺的困难。

发明内容

本发明主要解决现有技术无法解决多接口种类和多连接线样式带来的对时消缺困难的问题；提供一种变电站对时校验系统及对时消缺方法，扩展二次设备接口种类，在二次设备连接交换机的同时连接其他二次设备进行校验，充分利用多接口种类。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种变电站对时校验系统，包括依次通信连接的卫星、时钟源、交换机和若干的二次设备；所述的二次设备的接口处设置有通用拓展转换端口，二次设备通过通用拓展转换端口分别与交换机和其他相邻的二次设备连接。

本方案通过在二次设备的接口处设置通用拓展转化端口，转换机与二次设备的连接可以通过通用的连接方式连接，方便之后的检验；通过拓展的端口与相邻的交换机连接，相互对时验证。不仅能够充分利用不同的连接方式，方便对对时通信回路的检验，也能够作为对时的校验。

作为优选，所述的通用拓展转换端口至少包括三种端口样式；通用拓展转换端口的端口样式包括普通端口、ST光口和以太网端口。

设置不同的端口形式，符合自身二次设备的脉冲对时方式、电光对时方式和NTP网络对时方式等通信对时方式，也方便与交换机的连接，同时也能适应与相邻的二次设备的端口样式适配，充分利用端口，进行互相之间的校验。

一种变电站对时消缺方法，包括以下步骤：

S1：构建变电站对时校验系统；

S2：变电站二次设备获取卫星时间，进行时间同步；

S3：二次设备依次分析时间同步过程的各个环节，判断对时故障位置，进行对时故障消缺；

S4：二次设备之间交互时间同步消息，进行对时校验。

本方案通过二次设备之间交互时间同步消息进行对时校验，充分利用二次设备的不同的通信对时方式；对时间同步过程的各个环节进行故障判断，能够精准判断故障位置，进一步进行故障消缺。

作为优选，所述的步骤S2包括以下步骤：

S21：时钟源获取卫星时间，并将获取的卫星时间传递到交换机中；

S22：通用拓展转换端口根据二次设备的种类，将二次设备对应的对时通信方式转换为交换机的通用方式，交换机与二次设备完成对时回路的连接，进行时间同步。

通过通用拓展转换端口使得二次设备的各种对时通信方式转换为交换机的通用方式，连接与故障检测简单。

作为优选，所述的步骤S3中对时间同步过程的各个环节分析依次包括二次设备接收故障判断、交换机和二次设备端口故障判断、交换机与二次设备之间的对时回路故障判断。

对时间同步过程的各个环节进行故障判断，能够精准判断故障位置，进一步进行故障消缺。

作为优选，所述的步骤S3包括以下步骤：

S31：二次设备判断是否接收到交换机下发的时间同步信号，并反馈给交换机；若是，则判断无故障，结束，若否，则进入步骤S32；

S32：交换机根据反馈判断是否所有二次设备均没有接收到时间同步信号；若是，则进入步骤S33，若否，则判定无法接收时间同步信号的二次设备的接收端口故障，结束；

若交换机没有收到二次设备的反馈，则判断该对时回路故障，结束；

S33：交换机判断是否接收到时钟源发送的卫星时间，并发送反馈给时钟源；若是，则时钟发送正常，交换机端口正常，若否，则进入步骤S34；

S34：时钟源判断是否接收到交换机端口的反馈；若是，则判断交换机接收端口故障，若否，则判断时钟源与交换机之间的通信线路故障。

依次对各个环节进行判断，逐步缩小对时故障的范围，确定具体的故障位置，提高之后的对时故障消缺效率。

作为优选，所述的步骤S3中还包括时钟源故障的判断：

二次设备将自身时间更新为同步时间后，断开与交换机的通信，开启二次设备的自定时；

间隔时间T，二次设备再次获取时间源的同步时间，对比获取的同步时间与自定时时间；

判断获取的同步时间与自定时时间的偏差，若偏差在额定阈值范围内，则结束，若偏差在额定阈值范围外，则判断时钟源故障，将故障反馈给交换机；

交换机判断收到的故障反馈总数，若交换机收到的故障反馈总数大于二次设备总数的一半，则判断时钟源故障，进行告警。

对时钟源进行故障判断，判断变电站同步的时间是否存在偏差，保证同步的时间正确。

作为优选，所述的步骤S4包括以下步骤：

S41：二次设备在收到时间同步信息后，至少与相邻的一个二次设备进行时间信息交互；

S42：二次设备校验时间同步后的时间之间的误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S43：间隔额定时间，二次设备再次与相邻的二次设备进行时间信息交互，判断时间误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S44：判断时间同步后时间信息交互次数是否大于额定次数M，若是，则进入步骤S45，若否，则进步步骤S43

S45：判断记录故障次数是否超过额定次数，若是，则根据所有二次设备中的故障次记录判断故障设备，若否，结束。

使用通用拓展转换端口，适应不同的对时通信方式，分利用利用不同的对时通信方式端口进行二次设备之间的校验。

本发明的有益效果是：

1. 使用通用拓展转换端口，在二次设备连接交换机的同时连接其他二次设备进行校验，充分利用多接口种类。

2.依次对时间同步的各个环节进行判断，逐步缩小对时故障的范围，确定具体的故障位置，提高之后的对时故障消缺效率。

3.对时钟源进行故障判断，判断变电站同步的时间是否存在偏差，保证同步的时间正确。

附图说明

图1是本发明的一种变电站对时校验系统连接结构框图。

图2是发明的一种变电站对时消缺方法的流程图。

图中1.卫星，2.时钟源，3.交换机，4.二次设备。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的一种变电站对时校验系统，如图1所示，包括依次通信连接的卫星1、时钟源2、交换机3和若干的二次设备4。

在本实施例中，卫星为GPS或北斗，同步的时间为GPS时钟源或北斗时钟源。

二次设备4的接口处设置有通用拓展转换端口，二次设备4通过通用拓展转换端口分别与交换机3和其他相邻的二次设备4连接。

通用拓展转换端口至少包括三种端口样式，通用拓展转换端口的端口样式包括普通端口、ST光口和以太网端口。

采用普通端口样式，适用于采用脉冲信号的PPS对时方式和采用电信号的IRIG-B对时方式；

采用ST光口样式，适用于采用光信号的IRIG-B对时方式；

采用以太网端口，适用于采用网络报文信号的NTP对时方式。

设置不同的端口样式，符合自身二次设备的脉冲对时方式、电光对时方式和NTP网络对时方式等通信对时方式，也方便与交换机的连接，同时也能适应与相邻的二次设备的端口样式适配，充分利用端口，进行互相之间的校验。

本实施例的方案通过在二次设备4的接口处设置通用拓展转化端口，转换机3与二次设备4的连接可以通过通用的连接方式连接，方便之后的检验；通过拓展的端口与相邻的交换机4连接，相互对时验证。不仅能够充分利用不同的连接方式，方便对对时通信回路的检验，也能够作为对时的校验。

一种变电站对时消缺方法，如图2所示，包括以下步骤：

S1：构建变电站对时校验系统。

构建完整的对时系统，获取卫星时间作为变电站二次设备的同步时间。

S2：变电站二次设备获取卫星时间，进行时间同步。

S21：时钟源获取卫星时间，并将获取的卫星时间传递到交换机中。

S22：通用拓展转换端口根据二次设备的种类，将二次设备对应的对时通信方式转换为交换机的通用方式，交换机与二次设备完成对时回路的连接，进行时间同步。

通过通用拓展转换端口，适配不同通信方式的二次设备，将不同二次设备的通信方式转换为通用的通信方式与交换机通信，方便之后对对时通信回路的检验，提高故障检验效率。

S3：二次设备依次分析时间同步过程的各个环节，判断对时故障位置，进行对时故障消缺。

对时间同步过程的各个环节分析依次包括二次设备接收故障判断、交换机和二次设备端口故障判断、交换机与二次设备之间的对时回路故障判断。

S31：二次设备判断是否接收到交换机下发的时间同步信号，并反馈给交换机；若是，则判断无故障，结束，若否，则进入步骤S32。

S32：交换机根据反馈判断是否所有二次设备均没有接收到时间同步信号；若是，则进入步骤S33，若否，则判定无法接收时间同步信号的二次设备的接收端口故障，结束。

若交换机没有收到二次设备的反馈，则判断该对时回路故障，结束。

S33：交换机判断是否接收到时钟源发送的卫星时间，并发送反馈给时钟源；若是，则时钟发送正常，交换机端口正常，若否，则进入步骤S34。

S34：时钟源判断是否接收到交换机端口的反馈；若是，则判断交换机接收端口故障，若否，则判断时钟源与交换机之间的通信线路故障。

依次对各个环节进行判断，逐步缩小对时故障的范围，确定具体的故障位置，提高之后的对时故障消缺效率。

还包括时钟源故障的判断：

二次设备将自身时间更新为同步时间后，断开与交换机的通信，开启二次设备的自定时。

间隔时间T，二次设备再次获取时间源的同步时间，对比获取的同步时间与自定时时间。

判断获取的同步时间与自定时时间的偏差，若偏差在额定阈值范围内，则结束，若偏差在额定阈值范围外，则判断时钟源故障，将故障反馈给交换机。

交换机判断收到的故障反馈总数，若交换机收到的故障反馈总数大于二次设备总数的一半，则判断时钟源故障，进行告警。

S4：二次设备之间交互时间同步消息，进行对时校验。

S41：二次设备在收到时间同步信息后，至少与相邻的一个二次设备进行时间信息交互；

S42：二次设备校验时间同步后的时间之间的误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S43：间隔额定时间，二次设备再次与相邻的二次设备进行时间信息交互，判断时间误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S44：判断时间同步后时间信息交互次数是否大于额定次数M，若是，则进入步骤S45，若否，则进步步骤S43

S45：判断记录故障次数是否超过额定次数，若是，则根据所有二次设备中的故障次记录判断故障设备，若否，结束。

使用通用拓展转换端口，适应不同的对时通信方式，分利用利用不同的对时通信方式端口进行二次设备之间的校验。

本实施例的方案使用通用拓展转换端口，在二次设备连接交换机的同时连接其他二次设备进行校验，充分利用多接口种类。依次对时间同步的各个环节进行判断，逐步缩小对时故障的范围，确定具体的故障位置，提高之后的对时故障消缺效率。对时钟源进行故障判断，判断变电站同步的时间是否存在偏差，保证同步的时间正确。

应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种变电站对时校验系统，其特征在于，包括依次通信连接的卫星（1）、时钟源（2）、交换机（3）和若干的二次设备（4）；所述的二次设备的接口处设置有通用拓展转换端口，二次设备（4）通过通用拓展转换端口分别与交换机（3）和其他相邻的二次设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种变电站对时校验系统，其特征在于，所述的通用拓展转换端口至少包括三种端口样式；通用拓展转换端口的端口样式包括普通端口、ST光口和以太网端口。

3.一种变电站对时消缺方法，采用如权利要求1或2中任意一项所述的一种变电站对时校验系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建变电站对时校验系统；

S2：变电站二次设备获取卫星时间，进行时间同步；

S3：二次设备依次分析时间同步过程的各个环节，判断对时故障位置，进行对时故障消缺；

S4：二次设备之间交互时间同步消息，进行对时校验。

4.根据权利要求3所述的一种变电站对时消缺方法，其特征在于，所述的步骤S2包括以下步骤：

S21：时钟源获取卫星时间，并将获取的卫星时间传递到交换机中；

S22：通用拓展转换端口根据二次设备的种类，将二次设备对应的对时通信方式转换为交换机的通用方式，交换机与二次设备完成对时回路的连接，进行时间同步。

5.根据权利要求3或4所述的一种变电站对时消缺方法，其特征在于，所述的步骤S3中对时间同步过程的各个环节分析依次包括二次设备接收故障判断、交换机和二次设备端口故障判断、交换机与二次设备之间的对时回路故障判断。

6.根据权利要求5所述的一种变电站对时消缺方法，其特征在于，所述的步骤S3包括以下步骤：

S31：二次设备判断是否接收到交换机下发的时间同步信号，并反馈给交换机；若是，则判断无故障，结束，若否，则进入步骤S32；

S32：交换机根据反馈判断是否所有二次设备均没有接收到时间同步信号；若是，则进入步骤S33，若否，则判定无法接收时间同步信号的二次设备的接收端口故障，结束；

若交换机没有收到二次设备的反馈，则判断该对时回路故障，结束；

S33：交换机判断是否接收到时钟源发送的卫星时间，并发送反馈给时钟源；若是，则时钟发送正常，交换机端口正常，若否，则进入步骤S34；

S34：时钟源判断是否接收到交换机端口的反馈；若是，则判断交换机接收端口故障，若否，则判断时钟源与交换机之间的通信线路故障。

7.根据权利要求5所述的一种变电站对时消缺方法，其特征在于，所述的步骤S3中还包括时钟源故障的判断：

二次设备将自身时间更新为同步时间后，断开与交换机的通信，开启二次设备的自定时；

间隔时间T，二次设备再次获取时间源的同步时间，对比获取的同步时间与自定时时间；

判断获取的同步时间与自定时时间的偏差，若偏差在额定阈值范围内，则结束，若偏差在额定阈值范围外，则判断时钟源故障，将故障反馈给交换机；

交换机判断收到的故障反馈总数，若交换机收到的故障反馈总数大于二次设备总数的一半，则判断时钟源故障，进行告警。

8.根据权利要求3所述的一种变电站对时消缺方法，其特征在于，所述的步骤S4包括以下步骤：

S41：二次设备在收到时间同步信息后，至少与相邻的一个二次设备进行时间信息交互；

S42：二次设备校验时间同步后的时间之间的误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S43：间隔额定时间，二次设备再次与相邻的二次设备进行时间信息交互，判断时间误差是否在额定阈值内，若是，则直接进入下一步，若否，则记录故障次数加一；

S44：判断时间同步后时间信息交互次数是否大于额定次数M，若是，则进入步骤S45，若否，则进步步骤S43

S45：判断记录故障次数是否超过额定次数，若是，则根据所有二次设备中的故障次记录判断故障设备，若否，结束。

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