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內容簡介

隨著超大規模電網互聯、廣域控製與保護、智能電網等新技術的推進，需要更安全、可靠、精確的時間同步係統。《電力係統時間同步技術》作者在主編十餘項電力係統時間同步相關標準的基礎上編寫本書，主要從現代授時技術、電力係統時間與時間同步係統標準、時間同步檢測技術、時間同步技術在電力係統中的應用、典型工程應用等幾個方麵介紹瞭電力係統時間同步技術的理論和應用。本書內容從電力係統規劃、設計、研究、生産、檢測、調度、運行、維護等方麵析齣，是國內diyi本全麵介紹電力係統領域時間同步技術的專業書籍，對時間同步的相關背景、標準要求、技術規範、設計方案、應用案例等進行瞭詳細闡述。可為電力係統設計規劃、試驗檢測、運維管理等人員提供參考，具有很強的實用價值。

目錄

前言
第1 章　 時間的基本概念及相關技術 1
　 　 1. 1　 時間的基本概念 1
　 　 　 　 1. 1. 1　天文時 2
　 　 　 　 1. 1. 2　原子時 4
　 　 　 　 1. 1. 3　協調世界時 5
　 　 1. 2　 現代授時技術 7
　 　 　 　 1. 2. 1　短波授時 7
　 　 　 　 1. 2. 2　長波授時 8
　 　 　 　 1. 2. 3　低頻時碼授時 9
　 　 　 　 1. 2. 4　衛星授時 12
　 　 　 　 1. 2. 5　其他授時技術 23
　 　 　 　 1. 2. 6　各種授時方法比較 26
　 　 1. 3　 高精度時間頻率傳遞技術 27
　 　 　 　 1. 3. 1　衛星雙嚮法 27
　 　 　 　 1. 3. 2　衛星共視法 29
　 　 　 　 1. 3. 3　衛星全視法 30
　 　 　 　 1. 3. 4　載波相位法 31
　 　 　 　 1. 3. 5　搬運鍾法 31
　 　 1. 4　 定時技術 32
　 　 　 　 1. 4. 1　定時原理 32
　 　 　 　 1. 4. 2　定時終端 32
　 　 　 　 1. 4. 3　定時誤差分析及處理方法 41
　 　 1. 5　 守時技術 45
　 　 　 　 1. 5. 1　頻標 45
　 　 　 　 1. 5. 2　頻標的技術指標 51
　　 　 　 1. 5. 3　提高守時能力的方法 53
　 　 參考文獻 54
第2 章　 電力係統時間同步係統 56
　　2. 1　時間同步簡介 56
　 　 2. 2　 電力係統時間同步簡介及發展曆程 57
　 　 　 　 2. 2. 1　電力係統時間同步簡介 57
　 　 　 　 2. 2. 2　電力係統時間同步發展曆程 62
　 　 2. 3　 電力係統時間同步係統常用授時接口 64
　 　 　 　 2. 3. 1　TTL 直流電平輸齣接口 64
　 　 　 　 2. 3. 2　RS-232 串行輸齣接口 64
　 　 　 　 2. 3. 3　RS-422/485 差分電平輸齣接口 65
　 　 　 　 2. 3. 4　交流輸齣接口 66
　 　 　 　 2. 3. 5　靜態空接點輸齣接口 66
　 　 　 　 2. 3. 6　光縴接口 67
　 　 　 　 2. 3. 7　RJ45 以太網接口 67
　 　 　 　 2. 3. 8　時間同步信號與接口類型的關係 68
　 　 2. 4　 電力係統時間同步係統相關授時信號 69
　 　 　 　 2. 4. 1　脈衝信號 69
　 　 　 　 2. 4. 2　串行口時間報文 70
　 　 　 　 2. 4. 3　IRIG-B 碼 72
　 　 　 　 2. 4. 4　網絡時間協議（NTP） 73
　 　 　 　 2. 4. 5　精確時間同步協議（PTP） 79
　 　 　 　 2. 4. 6　DCLS 時碼 89
　 　 2. 5　 電力係統時間同步係統常用通信協議 90
　 　 　 　 2. 5. 1　NMEA-0183 90
　　　　2. 5. 2　IEC 61850/MMS 通信 95
　　　　2. 5. 3　IEC 60870-5-104 規約 96
　 　 2. 6　 電力係統時間同步裝置 97
　 　 　 　 2. 6. 1　時間同步裝置的輸入 97
　 　 　 　 2. 6. 2　多時間源輸入的選擇 99
　 　 　 　 2. 6. 3　時間同步裝置的內部時鍾 100
　 　 　 　 2. 6. 4　時間同步裝置的輸齣 101
　 　 2. 7　 電力係統時間同步網 101
　 　 2. 8　 時間同步在綫監測 106
　　　　 2. 8. 1　時間同步在綫監測係統 106
　 　 　 　 2. 8. 2　時間同步在綫監測實施原則 108
　 　 　 　 2. 8. 3　智能變電站時間同步在綫監測方案 109
　 　 　 　 2. 8. 4　常規變電站時間同步在綫監測方案 110
　 　 2. 9　 時間同步係統安全性 110
　 　 　 　 2. 9. 1　時鍾源安全性 111
　 　 　 　 2. 9. 2　數據流安全性 111
　 　 參考文獻 113
第3 章　 時間同步技術在電力係統中的應用 115
　 　 3. 1　 電力調度控製中心時間同步技術 115
　 　 　 　 3. 1. 1　時間同步係統構成及功能 116
　 　 　 　 3. 1. 2　應用分析 117
　 　 3. 2　 廠站端時間同步技術 120
　 　 　 　 3. 2. 1　常規變電站時間同步係統 120
　 　 　 　 3. 2. 2　智能變電站時間同步係統 124
　 　 　 　 3. 2. 3　電廠時間同步係統 129
　 　 3. 3　 配電網時間同步技術 131
　 　 　 　 3. 3. 1　配電網概述 132
　 　 　 　 3. 3. 2　配電網中的時間同步應用 133
　 　 3. 4　 時間同步技術在電力係統故障分析中的應用 137
　 　 　 　 3. 4. 1　利用故障錄波器進行故障分析 138
　 　 　 　 3. 4. 2　利用微機型繼電保護裝置進行故障分析 139
　 　 　 　 3. 4. 3　利用廣域保護係統進行故障分析 142
　 　 　 　 3. 4. 4　利用行波測距進行故障分析 144
　 　 參考文獻 147
第4 章　 電力係統時間同步檢測技術 148
　 　 4. 1　 時間同步檢測方法 148
　 　 　 　 4. 1. 1　主要測試設備 150
　 　 　 　 4. 1. 2　輸齣信號檢測 151
　 　 　 　 4. 1. 3　守時性能測試 157
　 　 　 　 4. 1. 4　接收靈敏度測試 157
　 　 　 　 4. 1. 5　狀態指示測試 158
　 　 　 　 4. 1. 6　告警輸齣功能測試 158
　 　 　 　 4. 1. 7　延時補償檢測 159
　　 　 　 4. 1. 8　電網頻率測量測試 159
　 　 4. 2　 時間同步檢測類型 159
　 　 　 　 4. 2. 1　實驗室檢測 160
　 　 　 　 4. 2. 2　齣廠檢驗 162
　 　 　 　 4. 2. 3　現場檢測 162
　 　 　 　 4. 2. 4　安全性檢測 165
　 　 4. 3　 時間同步測試儀 168
　 　 　 　 4. 3. 1　基本組成及工作原理 169
　 　 　 　 4. 3. 2　主要測試功能 171
　 　 　 　 4. 3. 3　主要性能指標 175
　 　 　 　 4. 3. 4　典型産品 176
　 　 參考文獻 177
第5 章　 典型工程應用 178
　 　 5. 1　 脈衝/編碼同步方式工程應用 178
　 　 　 　 5. 1. 1　上海徐行500kV 變電站時間同步係統 178
　 　 　 　 5. 1. 2　延安洛川750kV 智能變電站時間同步係統 180
　 　 　 　 5. 1. 3　哈密南—鄭州±800kV 特高壓直流輸電工程時間同步係統 182
　　　　5. 1. 4　晉東南—南陽—荊門1000kV 特高壓交流試驗示範工程
時間同步係統 185
　 　 5. 2　 PTP 網絡同步方式工程應用 188
　 　 　 　 5. 2. 1　無锡西涇220kV 智能變電站時間同步係統 188
　 　 　 　 5. 2. 2　遼寜何傢220kV 智能變電站時間同步係統 194
　 　 　 　 5. 2. 3　河北蘇正220kV 智能變電站時間同步係統 198
　 　 　 　 5. 2. 4　陝西戶縣330kV 智能變電站時間同步係統 200
　 　 　 　 5. 2. 5　長春南（金城） 500kV 智能變電站時間同步係統 203
　 　 5. 3　 廣域時間同步方式工程應用 206
　 　 　 　 5. 3. 1　海南電網時間同步係統 206
　 　 　 　 5. 3. 2　浙江電力時間同步網 210
　 　 　 　 5. 3. 3　蘇州玉山500kV 智能變電站時間同步係統 216
　 　 參考文獻 221
第6 章　 分析與展望 223
　 　 6. 1　 時間同步係統性能分析 223
　 　 　 　 6. 1. 1　時間信號及信息接口的規範 223
　 　 　 　 6. 1. 2　電力係統對時間精度的要求 224
　　　　6. 1. 3　時間獲取與傳遞的安全性分析 224
　 　 6. 2　 時間同步技術展望 224
　 　 　 　 6. 2. 1　頻標係統的發展 225
　 　 　 　 6. 2. 2　天地互備的時間同步網 226
　 　 　 　 6. 2. 3　統一在綫時間監測 227
　 　 　 　 6. 2. 4　智能電網對時間同步的需求 228
　 　 參考文獻 230
附錄 A　 電力係統時間同步技術相關標準簡介 231
　 　 A. 1　 技術標準簡介 231
　　　　A.1.1　DL/T 1100.1—2009《電力係統時間同步係統　
第1部分：技術規範》 231
　　　　A. 1. 2　DL/T 1100. 2—2013《電力係統的時間同步係統　
第2 部分：基於局域網的精確時間同步》 232
　　　　A. 1. 3　《電力係統北鬥衛星授時應用接口　
第1部分：技術規範》 233
　　　　A. 1. 4　Q/GDW 1919—2013《基於數字同步網頻率信號的
時間同步技術規範》 233
　　　　A. 1. 5　《電力係統時間同步係統　第3 部分：基於數字同步網的
時間傳輸技術規範》 233
　 　 　 　 A. 1. 6　《電力係統時間同步係統　第4部分：測試儀技術規範》 233
　 　 A. 2　 檢測標準簡介 234
　　　　A. 2. 1　GB/T 26866—2011《電力係統的時間同步
係統檢測規範》 234
　　　　A. 2. 2　《電力係統北鬥衛星授時應用接口　
第2 部分：檢測規範》 234
索引 235

前言/序言

隨著特高壓電網、智能電網和互聯電網的發展, 我國電網迫切需要在統一的時間基準下運行, 以滿足電網同步采樣﹑係統穩定性判彆﹑綫路故障定位﹑故障錄波和分析﹑事故反演等應用對時間一緻性的要求。同時, 隨著電力係統對時間精度的要求越來越高, 電力係統時間同步技術也受到瞭越來越多的關注。目前, 在我國已經投運的智能變電站中齣現瞭不少由時間同步技術引起的問題, 經分析, 這主要是因為對時間同步技術及相關標準的理解與應用存在欠缺。因此, 需要一部係統、全麵地介紹電力係統時間同步技術的書籍來為時間同步技術在電力係統中的應用提供參考。本書圍繞電力係統時間同步技術, 對時間的基本概念及相關技術、電力係統時間同步係統、時間同步技術在電力係統中的應用、電力係統時間同步檢測技術、典型工程應用進行瞭詳細的講述, zui後進行瞭分析與展望。其中第1 章為時間的基本概念及相關技術, 描述瞭時間作為一個物理量存在的概念, 以及授時、高精度時間頻率傳遞、定時、守時等相關技術; 第2 章為電力係統時間同步係統, 主要介紹瞭電力係統常用的授時接口、授時信號、通信協議、時間同步裝置、時間同步網, 並論述瞭時間同步在綫監測技術及時間同步係統的安全性; 第3 章為時間同步技術在電力係統中的應用, 主要描述瞭電力係統應用時間同步技術的場閤和應用方法; 第4 章為電力係統時間同步檢測技術, 主要介紹瞭與時間同步相關的裝置的檢測方法、檢測內容等; 第5 章為典型工程應用, 主要描述瞭電力係統應用時間同步技術的典型工程, 給齣瞭典型工程的方案及其特點; 第6章為分析與展望, 分析瞭電力係統時間同步係統的性能和安全性, 展望瞭時間同步技術的發展方嚮及其在其他行業的應用。zui後在附錄中對相關的國傢標準及行業標準進行瞭簡要介紹。本書的編寫人員為我國時間同步技術領域的專傢, 具有堅實的理論功底和豐富的實踐經驗, 與國內外同行保持著廣泛的技術交流與閤作, 同時也是該技術領域的國傢標準和行業標準的主要起草人員。本書不僅介紹瞭時間同步相關技術和電力係統時間同步係統的基礎知識; 而且將電力係統對時間同步技術的需求進行分類, 並分彆提齣瞭指標要求; 同時介紹瞭時間同步檢測技術; zui後詳細描述瞭典型工程應用。因此本書兼具理論參考價值與工實踐價值, 既可作為電力係統自動化專業高校師生的參考書, 也可為電力係統自動化專業的科研人員、技術管理人員、規劃設計人員、運維人員、檢測人員提供參考。
編者對關注本書齣版的國網電力科學研究院原副總工程師、全國電力係統管理及其信息交換標準化技術委員會(SAC/ TC82) 原主任委員劉國定先生和中國
電力科學研究院廠站自動化及遠動室原主任、SAC/ TC82 委員、中國電機工程學會電力係統自動化專業委員會遠動及廠站自動化專業副主任陸天健先生錶示
感謝!zui後, 歡迎讀者對本書的疏漏之處給予批評指正!
編　者
2016 年1 月

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