变电站GPS对时异常处理探析

叶斌

摘 要：随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对站内装置对时准确性的要求愈来愈高。有了统一时钟，既可以实现全站各系统在 GPS 时间基准下的运行监控后事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。于是对时的缺陷也越来越引起人们的重视，学习了解GPS装置对时的相关知识和故障处理变得尤为迫切。

关键词：GPS对时;异常处理;电力系统

1.故障现象

某日，雷雨天气，某变电站系统保护跳闸时间与装置SOE时间不一致，检修人员在调取后台机 SOE 记录，发现某个装置记录时间异常，摘取部分如下：

可见，装置SOE时间与系统时间相差2个小时，且参考其他装置时间可以判断是装置报的时间不对，即SOE时间向后推迟了2小时。

2.原因分析

检修人员第一步需排除保护测控装置问题，首先是检查了保护测控装置的时间，后查看其历史记录时间，两者时间是一致的，排除了面板时钟采用与调度主站對时方式的可能。然后对照后台报文时间发现与上述出情况相同，即后台监控机的时间确实与装置时间有出入。于是检修人员检查 csc211 保护装置面板是否显示对时成功，装置显示 “SEC”则表示有对上时，为什么SOE时间显示不对呢？我们觉得装置实际是没对上时，装置显示“SEC”是不能作为对上时的唯一的依据，检修人员怀疑是保护测控装置有问题，为了确定查看了其他装置。看了几台，结果一样。可以判断不是装置插件的问题而另有原因。第二步排除时钟源的问题，检查对时装置的系统时间，对时装置是正常的，面板无告警且时间准确，第三步检查两者接线通信是否正常，因为 GPS 对时接口与接受对时的保护设备接口不能正常通信的问题，使保护装置接受时间异常。为了验证是否是此种情况，检修人员修改装置对时方式，把B码对时改为网络对时。再次重复上述试验，保护装置记录的时间正常。

由此判断，当装置判断装置不通过B码对时，即通过CAN 网接收通信对时，并以此为根据记录各种事件。从上面看，时间异常消失了，说明保护装置是正常的（如是南瑞装置，需解除B码线方可判断，因为南瑞装置B码对时和网络对时是并行的，B码优先级别高于网络且精确）。问题都集中到 GPS 对时接口与接受对时的保护设备接口是否匹配上来了，该站的保护装置实际采用 B码对时时。我们首先测量了对时电压为 3.2V（对时源是四方，南瑞的一般2.2左右），和该种保护的对时电压匹配。可以判断对时装置的这副节点没有问题，接着检查了 GPS 装置输出的两根通讯线与保护装置对时口的连接关系。问题查到这里，大家几乎都确定是两根线接反了。为了加快检查速度，检修人员直接把两个线的位置对调后，仍不行。最后怀疑是否装置线松动，于是就到装置背板和端子排重新拧拧看看吧，重复做上述试验，结果时间正常。

3.其他的异常情况

除了上述由于安装调试不当的对时异常外，某些硬件和软件故障也会导致对时失效。

一是测控装置面板时间与动作时间不符：某老变电站的面板时间超过动作时间近 1 个小时，主要原因是测控面板时钟采用与调度主站对时方式，时钟由调度主站发出经通道传至厂站装置。这种老式对时方式因通道延时造成时钟误差。

二是天线故障：一种情况是安装位置不对，应按从下往上看360°无遮挡的标准安装;另一种是天线与装置接触不良，该种情况较少见，本人遇见过一次，更换对时装置后即正常。

三是参数设置错误：有些保护装置可内部选择对时种类，选择不当会引起无效对时;综自系统也可设置为站内和站外对时，两种的精度有差别。

四是电源：有的变电站设备较多，单台装置无法带太多负荷，如负担太重，会引起对时紊乱。运行时会出现装置无规律的对时错误，多接一副节点或可根据情况增加一定数量对时扩展设备，能解决问题。

五是CPU插件电池：南瑞装置曾出现CPU插件中纽扣电池老化，需更换电池才可对时的情况。

结 论

本次异常处理一方面锻炼了检修人员处理分析问题的能力，积累了处理GPS故障的经验，同时也暴露出我们人员对 GPS 相关知识掌握不多。我们应给予其足够的重视，在GPS 的日常运行维护管理应投入足够的精力。在验收时常常疏忽了对时的验收，往往等到验收过后出现故障时才发现天线安装的位置不正确，给后期整改带来很大的工作量，应该建立健全 GPS 的验收规范，现场验收不能仅依据面板的上显示“*”来判断是否对的上，一定要进行遥信开入试验以确定对时正确。由于变电站内往往存在不同厂家的自动化装置，其接口类型繁多，装置数量也不等，所以考虑如何让 GPS 对时接口与接受对时的设备接口正常匹配，不光是检修人员，对于设计人员在前期订货时也是一定要弄清楚的。另外，定期检查装置时钟是否正常，能及早发现对时故障，从而及时进行处理。

参考文献

[1] 邢增波.关于短波远程控制系统在短波通信中的应用研究[J].山东工业技术，2015

[2] 王洪剑，白跃伟.光纤通信远程监测系统创新设计研究[J].数字通信世界，2015