基于sdh網(wǎng)絡(luò)e1通道故障監(jiān)測的時鐘裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)E1通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，包括連接同步時鐘、接收外部的時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號的輸入單元，連接同步時鐘、在根據(jù)時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號對E1通道的數(shù)據(jù)信號進行統(tǒng)計分析和時鐘同步信號源選擇的同時馴服內(nèi)部本地時鐘的實時監(jiān)測及同步單元，以及連接同步時鐘、根據(jù)內(nèi)部本地時鐘的時鐘數(shù)據(jù)輸出對智能變電站各時鐘進行授時的時間信號的同步輸出單元。本實用新型的裝置具有對SDH網(wǎng)絡(luò)2Mbits頻率的監(jiān)測及分析功能；在建設(shè)電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)，為電網(wǎng)二次系統(tǒng)提供高精度標(biāo)準(zhǔn)時間的同時，也提高了智能變電站的可靠性。
【專利說明】
基于SDH網(wǎng)絡(luò)E1通道故障監(jiān)測的時鐘裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)的智能變電站時鐘同步領(lǐng)域，特別是涉及一種電力系統(tǒng)智能變電站的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的推廣建設(shè)，變電站對時間同步系統(tǒng)提出了更高的要求。高精度、高可靠統(tǒng)一的時間同步是確保電力系統(tǒng)安全運行、提高電力運行管理水平和事故分析能力的重要保障。時間同步的重點不僅僅是授時系統(tǒng)與衛(wèi)星時間的同步，還應(yīng)該是站內(nèi)時間同步的統(tǒng)一性及可靠性，乃至于全網(wǎng)時間同步。
[0003]現(xiàn)階段電網(wǎng)傳輸資源主要以SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系)網(wǎng)絡(luò)為主，廠站E I ( 30路脈碼調(diào)制PCM，其中PCM指脈沖編碼調(diào)制:Pul se CodeModulat1n)信道資源豐富。通過SDH網(wǎng)絡(luò)El鏈路實現(xiàn)時間同步傳送，對于解決電力通信時間同步組網(wǎng)，實現(xiàn)基準(zhǔn)時間信號全網(wǎng)覆蓋，改變目前對于衛(wèi)星授時系統(tǒng)的依賴，避免了無線授時所固有的一些缺陷，具有重要現(xiàn)實意義，同時也解決了部分變電站無法安裝衛(wèi)星天線的實際工程問題，具有廣闊的應(yīng)用價值和推廣前景。
[0004]在實現(xiàn)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)中至少存在如下問題:目前利用SDH通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一整個電網(wǎng)時間尚有一些問題必須解決。加強對SDH網(wǎng)絡(luò)El通道性能的監(jiān)測能力，實時在線的分析El通道可能存在的故障，對于建設(shè)電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)，為電網(wǎng)二次系統(tǒng)提供高精度標(biāo)準(zhǔn)時間顯得至關(guān)重要。全面提升設(shè)備智能化水平，推廣應(yīng)用智能設(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)安全在線預(yù)警和時鐘設(shè)備可靠運行勢在必行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要針對傳統(tǒng)技術(shù)中對SDH網(wǎng)絡(luò)El通道性能的監(jiān)測與分析能力低，可靠性差的問題，提供一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術(shù)方案的實施例為:
[0007]提供了一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，包括連接同步時鐘、接收外部的時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號的輸入單元，連接同步時鐘、在根據(jù)時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號對El通道的數(shù)據(jù)信號進行統(tǒng)計分析和時鐘同步信號源選擇的同時馴服內(nèi)部本地時鐘的實時監(jiān)測及同步單元，以及連接同步時鐘、根據(jù)內(nèi)部本地時鐘的時鐘數(shù)據(jù)輸出對智能變電站各時鐘進行授時的時間信號的同步輸出單元。
[0008]上述技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0009]本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，對SDH網(wǎng)絡(luò)El 2Mbits運行特性進行在線監(jiān)測，評價El通道頻率的精確性及穩(wěn)定性，進而判定是否跟蹤該2M頻率及進行預(yù)警;對多參考源進行時間及頻率質(zhì)量分析，選擇高質(zhì)量參考源，達到本實用新型的裝置與全網(wǎng)的時間統(tǒng)一。本實用新型的裝置具有對SDH網(wǎng)絡(luò)2Mbits頻率的監(jiān)測及分析功能;在建設(shè)電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)，為電網(wǎng)二次系統(tǒng)提供高精度標(biāo)準(zhǔn)時間的同時，也提高了智能變電站的可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置一具體實施例的功能示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0015]需要說明的是，當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件并與之結(jié)合為一體，或者可能同時存在居中元件。
[0016]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0017]本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例1:
[0018]為了解決傳統(tǒng)技術(shù)對SDH網(wǎng)絡(luò)El通道性能的監(jiān)測與分析能力低，可靠性差的問題，本實用新型提供了一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例1;圖1為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，可以包括連接同步時鐘100、接收外部的時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號的輸入單元110，連接同步時鐘100、在根據(jù)時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號對El通道的數(shù)據(jù)信號進行統(tǒng)計分析和時鐘同步信號源選擇的同時馴服內(nèi)部本地時鐘的實時監(jiān)測及同步單元120，以及連接同步時鐘100、根據(jù)內(nèi)部本地時鐘的時鐘數(shù)據(jù)輸出對智能變電站各時鐘進行授時的時間信號的同步輸出單元130。
[0019]在一個具體的實施例中，同步輸出單元130可以包括根據(jù)實時監(jiān)測及同步單元120實時監(jiān)測El通道的數(shù)據(jù)信號的結(jié)果進行相應(yīng)預(yù)警的告警模塊132。
[0020]在一個具體的實施例中，告警模塊132可以包括指示燈告警模塊和輸出給變電站二次設(shè)備進行故障定位的繼電器告警信號的繼電器告警模塊。
[0021]在一個具體的實施例中，實時監(jiān)測及同步單元120可以包括對El通道的數(shù)據(jù)信號進行限幅的限幅器和恢復(fù)El通道的數(shù)據(jù)信號的時鐘頻率的全數(shù)字鎖相環(huán)。
[0022]在一個具體的實施例中，實時監(jiān)測及同步單元120還可以包括對El通道的數(shù)據(jù)信號進行PPS恢復(fù)的2MBITS的El半導(dǎo)體芯片。
[0023]在一個具體的實施例中，實時監(jiān)測及同步單元120還可以包括根據(jù)統(tǒng)計分析和時鐘同步信號源選擇的結(jié)果馴服內(nèi)部本地時鐘的時鐘同步模塊122。
[0024]在一個具體的實施例中，本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例I還可以包括連接同步時鐘的人機接口 140。
[0025]在一個具體的實施例中，本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例I還可以包括連接同步時鐘、進行交直流電源輸入的電源單元150。
[0026]本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，對SDH網(wǎng)絡(luò)El 2Mbits運行特性進行在線監(jiān)測，評價El通道頻率的精確性及穩(wěn)定性，進而判定是否跟蹤該2M頻率及進行預(yù)警;對多參考源進行時間及頻率質(zhì)量分析，選擇高質(zhì)量參考源，達到本實用新型的裝置與全網(wǎng)的時間統(tǒng)一。本實用新型的裝置具有對SDH網(wǎng)絡(luò)2Mbits頻率的監(jiān)測及分析功能;在建設(shè)電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)，為電網(wǎng)二次系統(tǒng)提供高精度標(biāo)準(zhǔn)時間的同時，也提高了智能變電站的可靠性。
[0027]本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例2:
[0028]為了進一步說明本實用新型的技術(shù)方案，同時為了解決傳統(tǒng)技術(shù)對SDH網(wǎng)絡(luò)El通道性能的監(jiān)測與分析能力低，可靠性差的問題，本實用新型還提供了一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例2;圖2為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]如圖2所示，本實用新型的裝置可采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，可通過多種插件接入現(xiàn)場GPS(Global Posit1ning System:全球定位系統(tǒng))/BD(中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng):BeiDouNavigat1n Satellite System)衛(wèi)星信號、脈沖信號、串口報文、IRIG_B( InterRangeInstrumentat1n Group)碼、網(wǎng)絡(luò)報文、El等各類信號等；該實用新型可選擇接收El通道2Mbits(2Mbits信號，S卩2兆比特信號)、GPS/BD衛(wèi)星信號、外部IRIG-B碼、網(wǎng)絡(luò)時間報文、串口報文等為基準(zhǔn)頻率信號，以GPS/BD衛(wèi)星信號、外部IRIG-B碼、網(wǎng)絡(luò)報文、串口報文等為基準(zhǔn)時間信號。通過馴服準(zhǔn)確跟蹤SDH通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一基準(zhǔn)時間信號或者其它參考源;實時監(jiān)測El通道頻率的精確性及穩(wěn)定性，進而判定是否進行El通道2M頻率異常預(yù)警。
[0030]具體實現(xiàn)方案如下:
[0031](I)輸入單元；
[0032]接入現(xiàn)場GPS/BD衛(wèi)星信號，脈沖信號、串口報文、IRIG-B碼、NTP (網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議:Network Time ProtocoI)網(wǎng)絡(luò)報文，EI 2Mbits及其承載的PTP(Precis1n TimeProtocol:精確時鐘同步協(xié)議)報文等信號，解析報文并分析各種信號的可用性，對可用參考源進行統(tǒng)計。
[0033](2)實時監(jiān)測與同步單元；
[0034]時鐘設(shè)備將SDH/MSTP(Multi_ServiceTransfer Platform:基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺)對端過來的2Mbits數(shù)據(jù)信號經(jīng)Slicer(限幅器)限幅之后由內(nèi)部DPLUDigitalPhase Locked Loop)恢復(fù)出時鐘頻率，對2Mbits信號進行報文分析，若告警標(biāo)志位置位，則判定該參考源失效；否則對El 2Mbits進行TDEV(時間偏差)及MTIE(最大時間間隔偏差)統(tǒng)計分析，判斷其是否滿足ITU-T G.811 (主參考時鐘的定時特性參考標(biāo)準(zhǔn))與ITU-T G.823(通信標(biāo)準(zhǔn))中關(guān)于電力系統(tǒng)二級時鐘的要求，若滿足，則判定參考源有效，否則判定該參考源無效;其它參考源則依據(jù)標(biāo)志位進行判斷。分析已接入?yún)⒖荚磿r間或頻率質(zhì)量，進行參考源的選擇，并對本地時鐘進行馴服。
[0035](3)同步輸出與告警單元；
[0036]裝置鎖定后，通過輸出模塊輸出各時鐘接口信號;對2Mbits信號進行報文分析，若告警標(biāo)志位置位，則進行El 2Mbits頻率異常報警;否則，對El 2Mbits進行TDEV及MTIE統(tǒng)計分析，判斷其是否滿足ITU-T G.811與ITU-T G.823中關(guān)于電力系統(tǒng)二級時鐘的要求，若不滿足，則進行El 2Mbits頻率異常報警。
[0037](4)電源單元；
[0038]電源模塊以插件板形式實現(xiàn)，電源輸入范圍寬且交、直流通用，電源輸入范圍:110V-220V AC/DC(交流/直流)。
[0039]圖3為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，在圖3中TTL輸出電路可以指的是:晶體管-晶體管邏輯電路(Tran sister-Transister-Logic) ； Local Bus可以指的是CI3U總線；PCIe可以指的是:PC1-Express，即最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)。圖4為本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置一具體實施例的功能示意圖。
[0040]如圖3、圖4所示，本實用新型的裝置可以包括接入單元、El 2M頻率實時監(jiān)視及同步單元、同步輸出與告警單元;其中，接入單元可用于接入外部各時間參考基準(zhǔn)，對串口報文、IRIG-B碼報文、網(wǎng)絡(luò)報文等進行檢測、解包、并分析其可用性，同時還可以使用美信半導(dǎo)體DS26503LN El芯片2Mbits進行PPS(數(shù)據(jù)包每秒)恢復(fù)；實時監(jiān)視及同步單元對El通道恢復(fù)出來的頻率進行TDEV及MTIE分析，判斷其是否滿足智能變電站相應(yīng)等級時鐘參考源性能要求。實時監(jiān)視及同步單元還可進行時鐘同步信號多源選擇，選擇符合要求的頻率信號及時間信號，馴服本實用新型內(nèi)部時鐘；同步輸出及告警單元輸出各種時間信號對其它智能變電站設(shè)備授時。同步輸出及告警單元還根據(jù)El 2M頻率的實時監(jiān)視結(jié)果進行相應(yīng)預(yù)警，當(dāng)El 2M頻率的相應(yīng)性能指標(biāo)滿足智能變電站指標(biāo)要求時，時鐘優(yōu)先選擇2M頻率為頻率參考源，選擇El所承載的PTP時間為時間參考源進行時鐘同步，從而達到全網(wǎng)的時間統(tǒng)一。當(dāng)El2M頻率的相應(yīng)性能指標(biāo)越界不可用時，同步輸出及告警單元將進行指示燈告警及繼電器告警，輸出繼電器告警信號給變電站二次設(shè)備，以便于上述變電站二次設(shè)備進行故障定位和診斷。
[0041 ] 本實用新型基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，對SDH網(wǎng)絡(luò)El 2Mbits運行特性進行在線監(jiān)測，評價El通道頻率的精確性及穩(wěn)定性，進而判定是否跟蹤該2M頻率及進行預(yù)警;對多參考源進行時間及頻率質(zhì)量分析，選擇高質(zhì)量參考源，達到本實用新型的裝置與全網(wǎng)的時間統(tǒng)一。本實用新型的裝置具有對SDH網(wǎng)絡(luò)2Mbits頻率的監(jiān)測及分析功能;在建設(shè)電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)，為電網(wǎng)二次系統(tǒng)提供高精度標(biāo)準(zhǔn)時間的同時，也提高了智能變電站的可靠性。
[0042]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0043]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，包括連接同步時鐘、接收外部的時間基準(zhǔn)信號和頻率基準(zhǔn)信號的輸入單元，連接所述同步時鐘、在根據(jù)所述時間基準(zhǔn)信號和所述頻率基準(zhǔn)信號對El通道的數(shù)據(jù)信號進行統(tǒng)計分析和時鐘同步信號源選擇的同時馴服內(nèi)部本地時鐘的實時監(jiān)測及同步單元，以及連接所述同步時鐘、根據(jù)所述內(nèi)部本地時鐘的時鐘數(shù)據(jù)輸出對智能變電站各時鐘進行授時的時間信號的同步輸出單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，所述同步輸出單元包括根據(jù)所述實時監(jiān)測及同步單元實時監(jiān)測所述El通道的數(shù)據(jù)信號的結(jié)果進行相應(yīng)預(yù)警的告警模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，所述告警模塊包括指示燈告警模塊和輸出給變電站二次設(shè)備進行故障定位的繼電器告警信號的繼電器告警模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，所述實時監(jiān)測及同步單元包括對所述El通道的數(shù)據(jù)信號進行限幅的限幅器和恢復(fù)所述El通道的數(shù)據(jù)信號的時鐘頻率的全數(shù)字鎖相環(huán)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，所述實時監(jiān)測及同步單元還包括對所述El通道的數(shù)據(jù)信號進行PPS恢復(fù)的2MBITS的El半導(dǎo)體芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，所述實時監(jiān)測及同步單元還包括根據(jù)所述統(tǒng)計分析和所述時鐘同步信號源選擇的結(jié)果馴服所述內(nèi)部本地時鐘的時鐘同步模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，還包括連接所述同步時鐘的人機接口。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的基于SDH網(wǎng)絡(luò)El通道故障監(jiān)測的時鐘裝置，其特征在于，還包括連接所述同步時鐘、進行交直流電源輸入的電源單元。
【文檔編號】H04L7/00GK205610654SQ201620418277
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】許愛東, 陳波, 陳浩敏, 郭曉斌, 蔣愈勇, 姚浩, 習(xí)偉, 蔡田田, 王建邦, 朱海龍, 熊漢, 楊樂, 陳力, 周柯, 徐長寶, 王宇
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 武漢中元華電科技股份有限公司, 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院