GPS技術(shù)在600MW火電站的應(yīng)用

1、GPS技術(shù)在600MW火電站的應(yīng)用XXXX發(fā)電有限責(zé)任公司 安微 淮南摘 要 XX發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺600MW機組的GPS系統(tǒng)采用南京英奧科技有限公司提供設(shè)備，完成DCS、DEH、TSI、NCS、故障錄波器、SIS、MIS、PLC系統(tǒng)、發(fā)變組保護等裝置時間同步功能。關(guān)鍵詞 GPS 時間同步 火電 XX一 概述隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，不同功能的自動裝置在火電站相繼應(yīng)用。安徽淮南XX發(fā)電有限責(zé)任公司是安徽電網(wǎng)主力發(fā)電廠之一，裝有2臺600MW亞臨界參數(shù)燃煤發(fā)電機組。二期工程中又將增建2臺600MW超臨界參數(shù)燃煤發(fā)電機組。項目投產(chǎn)后，XX公司將有力地促進淮南“火電三峽”基地建設(shè)，成為安徽省裝

2、機容量最大的發(fā)電企業(yè)，為皖電東送提供保障。為了使機組各自動裝置運行正常，保證與電站正常發(fā)電生產(chǎn)有關(guān)的控制系統(tǒng)在同一時鐘系統(tǒng)基礎(chǔ)上相互通訊，便于事故的分析和處理，經(jīng)過調(diào)研、對比，選用南京英奧科技有限公司提供的SZ-2U GPS標準時間同步鐘。它以美國導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)為時間基準，時間同步精度1s，選用美國專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的GPS接收機部件進行二次開發(fā)研制而成。它可以同時跟蹤視場內(nèi)的12顆GPS衛(wèi)星，自動選擇最佳星座進行定位、定時，輸出與協(xié)調(diào)世界時UTC時間同步精度為1s的秒(1PPS)、分(1PPM)、時(1PPH)定時脈沖和北京時間的鐘面，

3、還可實現(xiàn)工頻量的測量，外部事件(SOE)產(chǎn)生的時刻記錄，并按照一定格式經(jīng)串行口分別輸出日期、時間、周波鐘、周波數(shù)、鐘差、事件產(chǎn)生時刻和安全運行天數(shù)等信息。二 時間同步的必要 國家電力公司華東公司在華東電網(wǎng)時鐘統(tǒng)一系統(tǒng)技術(shù)推廣會議決定：在華東電網(wǎng)推廣時間同步技術(shù)，要求接入500千伏網(wǎng)架的所有發(fā)電廠和變電站建設(shè)時間同步系統(tǒng)，進而達到華東電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的目標。電網(wǎng)是一個整體，電網(wǎng)時間同步是一件十分重要的基礎(chǔ)工作，做好這件工作，對于提高電能質(zhì)量，即保持電網(wǎng)頻率在國家標準規(guī)定的50Hz；對于電網(wǎng)調(diào)度操作，事故分析特別是復(fù)雜事故的分析都具有十分重要的意義。今后隨著電力市場的建立，電能量分時計費的推行，它

4、的重要性將在經(jīng)濟上突出地體現(xiàn)出來。三 時鐘系統(tǒng)的構(gòu)造及原理根據(jù)我公司各控制裝置的實際位置，GPS系統(tǒng)分為兩部分：主時鐘部分和信號擴展部分。主時鐘回路通過廠房頂部安裝的天線，接受衛(wèi)星信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理，向RS485、RS232接口提供信號，同時將信號提供給兩路信號擴展回路。一路信號擴展部分與主時鐘回路共同安裝在2#機組電子室內(nèi)，用雙絞線直接傳送信號。主要控制對象是兩臺機組DCS、DEH、NCS、MIS、SIS、TSI、PLC、故障錄波、廠用電切換、發(fā)變組保護等裝置；另一路信號擴展部分安裝在升壓站保護小室內(nèi)，通過約300米光纜，經(jīng)兩臺多模光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換處理，接收主時鐘回路發(fā)送的信號，其主要控制對象

5、是500KV保護、500KV及220KV故障錄波器、RTU等自動裝置。XX公司GPS構(gòu)造原理框圖見附圖一四 技術(shù)指標1 接收頻率:1575.42MHz，正常狀態(tài)下可同時跟蹤812顆GPS衛(wèi)星。 2 天線射頻靈敏度：-166dbw，天線配帶50米饋線。3 捕獲時間：20秒2分鐘4 1PPS脈沖信號： 極性：正脈沖（上升沿）， 前沿：20ns， 定時準確度：1s ，脈沖寬度：約100ms，阻抗：50 5 1PPM脈沖信號 極性：正脈沖（上升沿）， 前沿：20ns， 定時準確度：1s ，脈沖寬度：約100ms，阻抗：506 1PPH輸出 極性：正脈沖（上升沿）， 前沿：20ns， 定時準確度：1s

6、，脈沖寬度：約100ms，阻抗：507 周波測量精度：0.001周。8 突發(fā)事件測量：測量精度1s，格式為XX年XX月XX日XX時XX分XX秒 XXX毫秒XXX微秒9 經(jīng)、緯度：同步鐘所在的地理位置10 顯示：十四位LCD顯示，內(nèi)容包括日期，時間，安全運行天數(shù)，經(jīng)、緯度，突發(fā)事件時刻11 電源：輸入電壓范圍：交直流110V220V10% 最大輸出功率：30W 輸入頻率范圍：4763Hz 工作溫度范圍：-10+55五 通訊規(guī)約： SZ2U GPS既可采用報文方式軟件對時，又可以采用脈沖方式硬對時，XX公司采用的報文方式的通訊規(guī)約如下：1 接口標準：RS232/RS4852 通訊速率：4800 b

7、it/s3 數(shù)據(jù)位： 8位（ASC碼）4 起始位： 1位5 停止位： 1位6 校驗位： 無7 輸出報文格式：語句1：BJT，YYYYMMDD，hhmmss，XXXX.XX ，HHFFPP， fff1f1f1語句2：SOE，YYYYMMDD，hhmmss，UUUUUU語句3：ERR，YYYYMMDD，hhmmss，其中BJT表示北京時間；SOE表示外部事件；ERR表示信號丟失或接受衛(wèi)星少于三顆；YY為年；MM為月；DD為日；hh為時；mm為分；ss為秒；XXXX.XX為鐘差值，單位為秒；HHFFPP分別為工頻鐘的 時，分，秒；fff1f1f1為周波。XX公司裝置接口的類型見附表一六 SZ-2U型

8、GPS標準時間同步鐘的特點 功能完整 輸出信號類型齊全。既有故障錄波器及廠用電快切裝置的脈沖信號（分有、無源；交、直流），也有保護裝置用的IRIG-B信號,還可以提供計算機系統(tǒng)用的網(wǎng)絡(luò)時間接口信號（RS485、RS232）。記錄突發(fā)事件，始終保持三組最新數(shù)據(jù)，當?shù)谒慕M數(shù)據(jù)到來時，第一組數(shù)據(jù)自動消失。另外還提供周波測量和鐘差測量。 設(shè)備可靠 既然所有的設(shè)備的時間信號都依靠GPS統(tǒng)一時鐘，這就要求這個主時鐘設(shè)備性能非常可靠。該設(shè)備采用單片機控制，軟硬件結(jié)合的技術(shù)設(shè)計，充分利用GPS接收機組件的潛力。因此，系統(tǒng)具有可靠性高，功能多，精度高等特點。 維護方便 程序固化在芯片中，無須軟件設(shè)置，主時鐘送電

9、后，自動啟動程序接收衛(wèi)星信號，并向各端口發(fā)送對時信號。對于初次接觸GPS系統(tǒng)的人員，通過閱讀使用說明，即可掌握該設(shè)備的維護方法。附圖1. XX公司GPS同步時鐘對時原理框圖 300米（光纜） 報文對時 硬件對時 IRIG-B IRIG-B 報文對時 IRIG-B 1#、2# 機組發(fā)變電組保護 1#、2# 機組廠用電切換 500KV保護裝置 500KV 故障錄波器 220KV 故障錄波器 RTU裝置 1#、2# 機組故障錄波器機組故 輸煤、除塵、除渣、補給水 1#、2# 機組TSI 1#、2# 機組DEH 1#、2# 機組DCS SZ-2U GPS 標準時間同步鐘 2#電子室 保護小室主時鐘系統(tǒng)

10、及信號擴展部分 信號擴展部分附表1 XX公司時間同步信號輸出接口類型和數(shù)量表：裝置名稱接口類型數(shù)量裝置位置1#機組DCS裝置RS48511#機組DCS機房1#機組DEH裝置RS48511#機組集控室2#機組DCS裝置RS48512#機組DCS機房2#機組DEH裝置RS48512#機組電子室1#機組TSI裝置RS48511#機組電子室2#機組TSI裝置RS48512#機組電子室NSC裝置RS23211#機組DCS機房功角測量裝置RS23212#機組電子室SIS系統(tǒng)RS48512#機組DCS機房MIS系統(tǒng)RS48512#機組DCS機房輸煤PLC系統(tǒng)RS4851輸煤控制室除塵、除渣PLC系統(tǒng)RS4851除灰控制室補給水PLC系統(tǒng)RS4851化學(xué)控制室1#機組故障錄波器（發(fā)變組）無源秒脈沖11#機組電子室2#機組故障錄波器（發(fā)變組）有源分脈沖12#機組電子室1#機組廠用電切換裝置有源分脈沖61#機組電子室2#機組廠用電切換裝置有源分脈沖62#機組電子室1#機發(fā)變