时间同步监测装置(TMU)简介
时间同步监测装置(TMU)简介
YJD-3000时钟同步监测单元（TMU）1. 装置说明时钟同步监测单元采用模块化结构设计，可以通过多种接口板接入现场的各类不同的对时信号。
同时该装置以网络方式通过数据网与中心端核心时钟建立时间同步关系，获取精确时间。
该装置通过对接入的多种时间信号和中心端核心时钟的时间参考信号进行时间对比，并将该信息通过数据网上报至监控中心，实现主要的时间精度监测功能，同时还将上报时钟监测装置的本体工作状态等信息。
监控中心通过专用的监测平台软件对各厂站上报的监测信息进行统一分析和后期处理，并以多种形式提供良好的管理界面环境。
装置功能如下：●具备NTP/PTP/ E1接口，通过SDH或数据网与中心时钟系统进行对时，获取中心站的参考时间；●支持厂站时钟系统的主钟（含主备）、扩展时钟输入测量，将输入的各类型信号与获取的中心站时间基准做比较，测量差值，并通过数据网方式上报中心；●支持厂站端监控系统（总控单元）、RTU、相量测量装置（PMU）、AVC子站、电能量远方终端等被授时设备的时间测量；●支持装置本体状态上报；●支持中心以NTP、PTP 、E1方式监测本体时间精度；●具备多种对时输入监测接口，支持对差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号进行实时精度测量；●具备多种对时输出接口，支持差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号；●具有多路开入量接口，可接入主钟、备钟、扩展装置等状态量，包括：时钟失锁、电源失电等；●可作为独立时钟同步系统使用，利用数据网实现时间同步网功能；●当地数据显示功能；●时钟同步监测单元采用嵌入式系统；●支持厂站自动化监控系统的日脉冲引发的SOE报文接收并统计出偏差值上报中心站；硬件结构如下：a)内部结构框图b)装置正面图c)装置背面图2. TMU界面操作说明1）开机画面打开装置背后电源开关，开启TMU装置，显示开机画面。
启动完成后进入装置首页面，显示装置时钟画面：界面中左边一栏黄色按钮为装置各项功能按键，通过点触屏幕选择切换。
海上油田电网时间同步装置的原理及作用
271随着海上油气田平台电网智能化技术迅速进步，引进了很多智能化控制系统，譬如：电能管理系统 （Power Management System，PMS）、海缆在线监测系统、变压器在线监测系统、故障录波器系统、微机继电保护管理系统、事件顺序记录系统（SOE）等。
这些系统在日常工作是相互配合才能发挥最大功效，而这些系统配合工作需要有一个统一的时间基准，如果正常运行的电网发生故障时，这些系统在同一时间的基准下记录事件发生前后故障时间，可以推测出各个开关分合的先后顺序及准确时间，进而快速分析事故的原因；统一的时间基准是各种保护、控制设备协同工作以提高电网运行可靠性和安全性的基本要求。
实现时钟自动同步是分析电网事故中各种设备动作的重要依据，也是海上电网最基本的要求和重要任务之一，本文以渤海BHC油田为例进行时钟同步功能应用阐述。
1 海上电网时间同步必要性海上平台电网变得越来越复杂，规模越来越大，影响电网运行的因素越来越多，对电网高效地安全稳定运行提出了更高的要求。
海上电网发电、配电、用电高度集中，生产流程关联性很强，大部分设备的运行情况是瞬息万变，发生突发性电力故障时很难找到第一触发原因，因而对各个系统和设备统一时间精度提出了很高要求，如果系统之间没有时间同步到高精度基准，则不可能确保诸如每个系统的实时数据之类的重要信息的时间精度。
此外，各高中压盘继电保护装置对同步时间的误差要求应与所连接的系统保持同一水平，以便定位故障发生的位置和原因分析，鉴别出不同专业设备的责任。
随着海上电网的不断扩大，时间同步就不能仅限在单个海上电站或平台内，因此，需要在更广的范围内同步时间，并且统一所有组网平台关键设备的时间。
由于海上电网是一个整体，各个平台电站与电站之间的操作、运行监控和电站调度管理比平台电站内的同步更加重要。
海上电网的时间统一性是不容忽视的，时间精准犹如电网的心脏，它能快速准确分析电网故障以及支撑PMS系统对电网安全稳定控制。
基于通讯模式的变电站设备时间质量监测方案 彭鹏
基于通讯模式的变电站设备时间质量监测方案彭鹏发表时间：2018-01-28T19:16:15.027Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：彭鹏[导读] 摘要：针对常规变电站保护设备常规时间质量监测方法需要保护设备多方面配合的方案，导致无法推广应用的问题。
（国网安徽省电力公司六安供电公司安徽六安 237000）摘要：针对常规变电站保护设备常规时间质量监测方法需要保护设备多方面配合的方案，导致无法推广应用的问题。
提出基于通讯模式方式的保护时间偏差监测方案，并给出了网络延时动态测试的方法，对保护通讯计算时间偏差进行补偿。
新方案具有可实施性强，监测覆盖面广、时间监测密度大、监测效果精度较高的特点，并在实际运行中得到验证具有良好的效果。
关键词：时间质量监测；脉冲触发；通讯计算偏差；动态网络延时；时间偏差补偿时间同步是变电站保护设备运行的基础，时间信息对变电站实时数据采集、控制、事故追忆和事故分析具有重要意义。
目前，常规变电站时间同步多采用时间信息单向下发( 广播) 方式，被授时设备不反馈接收的时间质量。
站内综合自动化系统无法监测智能设备，尤其是装置内部板卡接收时间信息的正确性。
值班人员难以知晓保护设备内部时间精度是否满足需要( 毫秒级别) 。
早期建设的变电站可能存在设备硬件老化、线缆接触不良、时间处理软件缺陷、多时间源、对时网络延时、管理不善等问题，变电站内不同保护设备时间难以统一，给变电站、无人/少人值守变电站的运行及故障分析带来诸多不便。
本文对保护时间监测设备( TMU) 的时间信息采集方式进行了优化。
在常规变电站已有网络基础上，利用通信软报文方式实现对保护设备的时间信息采集，通过动态测算网络延时及保护内部程序处理延时的参数修正，确保设备偏差监测精度满足故障定位需要。
1 常规方案常规保护设备时间质量监测手段是时间监测设备（TMU）通过输出可编程脉冲，利用脉冲触发保护装置遥信节点，产生对应的SOE时间信息，时间监测设备（TMU）通过通讯网络采集保护设备的SOE时间，通过分析设备SOE时间信息来判别该装置的时间质量及偏差程度。
PMU同步相量测量装置原理及维护
PMU同步相量测量装置原理及维护
理论介绍
1、同步相量测量装置原理
同步相量测量装置（Synchronous Phase Measuring Unit，简称PMU）是一种用于测量电力系统中的同步量及相关量的设备，是电力系统原始信
息的采集、实时监测、回馈给其他设备的重要手段。
PMU具有较高的测量
精度、快速响应时间、不需要电源网络等优点，能够完成非常快速、非常
准确的同步相量测量。
典型的PMU结构由模拟采集部分、数字处理部分和通信接口部分组成。
模拟采集部分主要由相位测量单元、电压测量单元和电压开关量采集单元
组成，该部分主要负责采集大范围内的同步相量和电压开关量，并将其转
换为数字信号。
数字处理部分主要由数据处理模块、时间频控模块和状态
提取模块组成，其中包括电压及功率的计算、数据处理和数据转发等功能。
PMU还具有极好的通讯能力，可以将采集的数据通过以太网、GPRS等方式
传输到相应的监控系统中，从而使监控系统能够更准确的判断电力系统的
状态。
2、PMU维护
（1）保持良好的PMU机柜内环境：PMU机柜内要保持良好的环境，
保持适当的温度和湿度，确保机柜内空气流通。
（2）检查数字量输入：通过检查数字量输入，确保机柜内模拟采集
系统的正确运行。
PMU基本介绍专业知识讲座
PMU功能应用
1、同步相量测量
(1)测量线路三相电压、三相电流、开关量，计算取得：
a. A相电压同步相量Ua/Фua; b. B相电压同步相量Ub/Фub ； c. C相电压同步相量Uc/Фuc ； d. 正序电压同步相量U1/Фu1 ； e. A相电流同步相量Ia/Фia ； f. B相电流同步相量Ib/Фib ； g. C相电流同步相量Ic/Фic ； h. 正序电流同步相量I1/Фi1 ； i. 开关量
３、就地数据管理及显示 (1)装置旳参数本地整定； (2)装置旳测量数据能够在计算机界面上显示出来
PMU功能应用
4、扰动数据统计 (1)具有暂态录波功能。用于统计瞬时采样旳数据旳输出格式符合 ANSI/IEEE PC37.111-1991（COMTRADE）旳要求； (2)具有全域开启命令旳发送和接受，以统计特定旳系统扰动数据； (3)能够以IEC60870-5-103或FTP旳方式和主站互换定值及故障数据；
电力系统时间同步监测技术及应用
电力系统时间同步监测技术及应用电力系统时间同步装置主要为电力提供准确、标准的时间，同时通过接口为智能化各系统提供标准的时间源。
电力系统时间同步及监测技术规范，适用于时间同步装置的研制、设计以及各级电力调度机构、发电厂、变电站的建设和运行。
一．范围：本标准指出电力系统时间同步装置的基本组成、配置及组网的一般原则，规定电力系统时间同步及检测的术语、定义、技术要求，一级装置运行要求。
二、时间同步技术要求：1.时间同步装置的基本组成时间同步装置主要由接收单元、时钟单元、输出单元和检测单元组成2.时间同步装置功能要求（1）应具备本地日志保存功能，且存储不少于200条，日志内容应正确记录A所要求的事件（2）状态信息宜采用DL/T860标准建模，管理信息定义参见附录B管理信息的定义（3）应具备运行、告警、故障等指示灯（4）装置应支持多时钟源选择判据机制（5）装置应具备闰秒、闰日的处理功能，能接受上级时源给出的闰秒预告信号，并正确执行和输出（6）装置应具备时间同步检测功能，装置应使用独立的板卡实现该功能。
3.时间同步装置性能要求时间同步装置的环境条件、电源性能、绝缘性能、耐湿热性能、机械性能、电磁兼容性能4.时间同步输出信号时间同步输出信号有脉冲信号、IRIG-B、串行扣时间报文、网络时间报文等。
5.守时精度预热时间不应超过两小时，在守时12小时状态下的时间准确度应优于1μs/h6.多时钟源选择判据主时钟多源选择旨在根据外部独立时源的信号状态及钟差从外部独立时源中选择出最为准确可靠的时钟源，参与判断的典型时源包括本地时钟、北斗时源、GPS时源、地面有线、热备信号。
多时钟源选择流程示意图。
7.时间源切换8.闰秒处理闰秒装置显示时间应与内部时间一致。
如果闰秒发生时，装置该常响应闰秒，且不该发生时间跳变等异常行为。
闰秒处理方式如下：(1）正闰秒处理方┄>57s->58s->59s->60s->00s->01s->02s>┄(2）负闰秒处理方式┄>57s->58s->00s->01s->02s->┄(3）闰秒处理应在北京时间1月1日7时59分、7月1日7时59分两个时间内完成调成。
pmu工作原理
pmu工作原理
PMU是一种广泛应用于电力系统中的电力测量装置。
它通过高精度的时间同步和采样技术，能够精确地测量和记录电流和电压的幅值、相位和频率等参数。
PMU工作原理基于以下几个关键步骤：
1. 时间同步：PMU使用GPS卫星信号或其他时间源，确保系统中所有PMU的时间是完全同步的。
这样可以保证测量数据的一致性和准确性。
2. 采样：PMU以高频率对电压和电流进行采样。
通常，采样频率为每秒数千次，可以达到微秒级的精度。
这种高速采样保证了对电力系统动态行为的准确记录。
3. 数字变换：采样得到的模拟信号经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后进行数字滤波和处理。
这一过程通常包括抗混叠滤波、滤波和反褶积等步骤，以消除采样过程中引入的非理想特性。
4. 参数计算：通过对采样数据进行数学处理，PMU可以计算出电流和电压的幅值、相位和频率等参数。
这些参数可以用来描述电力系统的状态和稳定性。
5. 数据传输：PMU通常通过通信网络将测量数据传输到数据中心或监控中心。
数据可以通过数字通信、以太网或其他网络传输协议进行传输。
这样，PMU提供的实时测量数据可以被其他系统和设备实时监测和分析。
总体而言，PMU的工作原理是通过时间同步和高精度采样技术，实时测量电力系统中的电流和电压参数，并将这些数据传输到远程控制中心，以实时监测和分析电力系统的运行状态。
这种实时监测和分析对于电力系统的稳定运行和故障检测具有重要意义。
时间同步监测装置(TMU)简介
YJD-3000时钟同步监测单元（TMU）1. 装置说明时钟同步监测单元采用模块化结构设计，可以通过多种接口板接入现场的各类不同的对时信号。
同时该装置以网络方式通过数据网与中心端核心时钟建立时间同步关系，获取精确时间。
该装置通过对接入的多种时间信号和中心端核心时钟的时间参考信号进行时间对比，并将该信息通过数据网上报至监控中心，实现主要的时间精度监测功能，同时还将上报时钟监测装置的本体工作状态等信息。
监控中心通过专用的监测平台软件对各厂站上报的监测信息进行统一分析和后期处理，并以多种形式提供良好的管理界面环境。
装置功能如下：●具备NTP/PTP/ E1接口，通过SDH或数据网与中心时钟系统进行对时，获取中心站的参考时间；●支持厂站时钟系统的主钟（含主备）、扩展时钟输入测量，将输入的各类型信号与获取的中心站时间基准做比较，测量差值，并通过数据网方式上报中心；●支持厂站端监控系统（总控单元）、RTU、相量测量装置（PMU）、AVC子站、电能量远方终端等被授时设备的时间测量；●支持装置本体状态上报；●支持中心以NTP、PTP 、E1方式监测本体时间精度；●具备多种对时输入监测接口，支持对差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号进行实时精度测量；●具备多种对时输出接口，支持差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号；●具有多路开入量接口，可接入主钟、备钟、扩展装置等状态量，包括：时钟失锁、电源失电等；●可作为独立时钟同步系统使用，利用数据网实现时间同步网功能；●当地数据显示功能；●时钟同步监测单元采用嵌入式系统；●支持厂站自动化监控系统的日脉冲引发的SOE报文接收并统计出偏差值上报中心站；硬件结构如下：a)内部结构框图b)装置正面图c)装置背面图2. TMU界面操作说明1）开机画面打开装置背后电源开关，开启TMU装置，显示开机画面。
启动完成后进入装置首页面，显示装置时钟画面：界面中左边一栏黄色按钮为装置各项功能按键，通过点触屏幕选择切换。
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YJD-3000时钟同步监测单元（TMU）
1. 装置说明
时钟同步监测单元采用模块化结构设计，可以通过多种接口板接入现场的各类不同的对时信号。
同时该装置以网络方式通过数据网与中心端核心时钟建立时间同步关系，获取精确时间。
该装置通过对接入的多种时间信号和中心端核心时钟的时间参考信号进行时间对比，并将该信息通过数据网上报至监控中心，实现主要的时间精度监测功能，同时还将上报时钟监测装置的本体工作状态等信息。
监控中心通过专用的监测平台软件对各厂站上报的监测信息进行统一分析和后期处理，并以多种形式提供良好的管理界面环境。
装置功能如下：
●具备NTP/PTP/ E1接口，通过SDH或数据网与中心时钟系统进行对时，
获取中心站的参考时间；
●支持厂站时钟系统的主钟（含主备）、扩展时钟输入测量，将输入的各类
型信号与获取的中心站时间基准做比较，测量差值，并通过数据网方式
上报中心；
●支持厂站端监控系统（总控单元）、RTU、相量测量装置（PMU）、AVC子
站、电能量远方终端等被授时设备的时间测量；
●支持装置本体状态上报；
●支持中心以NTP、PTP 、E1方式监测本体时间精度；
●具备多种对时输入监测接口，支持对差分、TTL、光纤、节点、串口等方
式的B码、脉冲、报文等多种对时信号进行实时精度测量；
●具备多种对时输出接口，支持差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B
码、脉冲、报文等多种对时信号；
●具有多路开入量接口，可接入主钟、备钟、扩展装置等状态量，包括：
时钟失锁、电源失电等；
●可作为独立时钟同步系统使用，利用数据网实现时间同步网功能；
●当地数据显示功能；
●时钟同步监测单元采用嵌入式系统；
●支持厂站自动化监控系统的日脉冲引发的SOE报文接收并统计出偏差值
上报中心站；
硬件结构如下：a)内部结构框图
b)装置正面图
c)装置背面图
2. TMU界面操作说明
1）开机画面
打开装置背后电源开关，开启TMU装置，显示开机画面。
启动完成后进入装置首页面，显示装置时钟画面：
界面中左边一栏黄色按钮为装置各项功能按键，通过点触屏幕选择切换。
功能项分别为：装置时钟、工况信息、参数查询、实时数据、秒差比较、时钟时间、屏幕设置。
界面右侧区域为功能页面，详细显示当前功能各项数据，通过点触屏幕进入相应设置。
2）装置时钟
装置时钟界面用于核对查看TMU及现场卫星时钟系统时间数据，通过点触装
置时钟按钮进入，装置开机启动后自动跳转进入该界面。
装置时钟界面显示设置项包括：
TMU装置时间：监测管理单元装置自身时间。
主时钟：第一路光纤模块接入时钟，名称可根据实际接入时钟名称定义。
辅时钟：第二路光纤模块接入时钟，名称可根据实际接入时钟名称定义。
扩展时钟：第三路光纤模块接入时钟，名称可根据实际接入时钟名称定义。
主时钟、辅时钟、扩展时钟在显示当前时间的同时，还显示其与TMU装置时钟的秒差值。
3）工况信息
工况信息界面用于核对查看TMU装置及现场卫星时钟系统运行工况，通过点触工况信息按钮进入。
工况信息界面中显示绿色指示表示工作正常，红色指示表示发生异常。
显示设置项包括：
TMU时钟失锁：TMU装置基准时钟模块与主站或卫星失锁，不能与主站或卫星同步对时。
TMU装置故障：TMU装置通讯模块故障，或装置内部通讯接口故障。
失锁（主钟/辅钟/扩展钟）：TMU装置接入的主钟/辅钟/扩展钟时钟信号与卫星失锁。
故障（主钟/辅钟/扩展钟）：TMU装置的主钟/辅钟/扩展钟信号接入模块故障。
信号中断（主钟/辅钟/扩展钟）：TMU装置的主钟/辅钟/扩展钟接入信号中断。
4）参数查询
参数查询界面用于核对查看现场卫星时钟系统及被授时设备对时检测遥信对应SOE遥信号，通过点触参数查询按钮进入。
通过点触上页/下页按钮进行翻
页查看。
显示设置项包括：序号、被授时设备名称、对时类型、SOE遥信号等。
被授时设备名称定义设备名称，根据现场实际设备更改。
对时类型定义卫星时钟接入该设备对时信号类型。
SOE遥信号定义该设备对时检测遥信点的SOE遥信序号。
5）实时数据
实时数据界面用于核对查看现场卫星时钟系统及被授时设备对时检测SOE 时间数据，通过点触实时数据按钮进入。
实时数据界面显示设置项包括：序号、被授时设备名称、时钟时间/SOE时间、秒差值等。
SOE时间实时显示SOE脉冲产生时间。
时钟时间实时显示现场时钟系统时间。
秒差值实时显示被授时设备与TMU装置的秒差值。
6）秒差比较
秒差比较界面用于核对查看被授时设备对时检测SOE时间秒差数据及棒图比较，通过点触秒差比较按钮进入。
7）时钟时间
时钟时间界面用于核对查看现场卫星时钟系统时间、秒差值及秒差记录比较曲线，通过点触时钟时间按钮进入。
数据曲线显示300点数据，通过点触放大/缩小按钮缩放曲线表上限值。
8）屏幕设置
屏幕设置界面用于设定屏幕背光、蜂鸣器及背光节能设置，通过点触屏幕设置按钮进入。
背光灯亮度设置通过点触增加亮度/降低亮度按钮调整。
蜂鸣器开关设置通过点触蜂鸣器开/蜂鸣器关按钮设置装置蜂鸣器开关。
背光灯节能设置通过点触数字按钮进入数值设定窗口，键入数值后按回车保存设置。
数值设定窗口输入范围为0-99，ENT键为回车确定，ES键为取消更改，CR 键为清除数据。
3. 技术指标
1)时间同步精度
●数据网NTP方式：1ms（毫秒）~100ms（毫秒）；
●数据网PTP方式：1us（微秒）~10ms （毫秒）；
●SDH E1方式：500ns（纳秒）~1us（微秒）；
2)时间测量分辨率
●PPS、PPM、PPH等脉冲对时（TTL、光纤、差分）： 20ns（纳秒）；
●IRIG-B时码（TTL、光纤、差分）： 20ns（纳秒）；
●NTP： 10us（微秒）；
●PTP： 20ns（纳秒）；
●串口和网络等报文信号： <1s（秒）；
3)准时刻变位
●变位输出精度: <1ms；
4)支持信号和接口类型
●PPS，PPM，PPH；
●IRIG-B时码；
●光纤(Fiber)；
●RS232串口；
●RS485，422差分接口；
●24～300V节点；
●TTL电平；
●串口报文；
●网络报文；
●网络NTP，PTP；
5)卫星接收时间精度
●GPS卫星系统: UTC±200ns
●北斗卫星系统：±100ns
6)电气参数
●输入电压：AC85~265V
DC100~280V
●交流频率：50Hz±5Hz
●直流纹波：<10%
●功耗：<30W
●防护：防浪涌、输入滤波
7)环境参数
●储存温度：-25~+75℃
●运行温度：-5~+45℃
●相对湿度：<95%（不结露）
●大气压力：86KPa~106KPa
●运行环境：无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌存在、无剧烈振动源
8)电磁兼容
●绝缘性能：GB/T13926-2002 Ⅳ级
●抗高频干扰：GB/T 15153.1-1998 Ⅳ级
●抗快速瞬变干扰：GB/T 17626.4-1998 Ⅳ级
●抗静电放电干扰：GB/T 15153.1-1998 Ⅳ级
●抗磁场干扰：GB/T 17626.8-1998 Ⅴ级
●抗浪涌干扰：GB/T 15153.1-1998 Ⅳ级
9)结构尺寸
●4U型：标准19英寸4U机箱，宽482.6mm高177.8mm深215mm
10)性能指标
●MTBF：平均无故障时间，优于60000hour
●MTTR：平均维修时间，小于30min，支持热插拔
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