GPS授時系統在變電站的應用及維護保養（2）

3 GPS授時系統安裝及維護
3.1變電站GPS授時系統配置
    變電站GPS授時系統由標準時間同步鐘本體和時標信號擴展裝置組成。
     以某500kV變電站為例，該站采用上海銳呈生產的K800型GPS授時系統，實現與全站各種二次系統的統一對時。主時鐘柜設于220kV#2小室，在220kV#2小室和其它保護小室內均設置了一塊擴展時鐘柜。主時鐘柜有兩種時間同步系統輸人，即GPS主時鐘和北斗主時鐘互為備用，主時鐘柜負責接收GPS及北斗天線時鐘并通過兩根光纜將GPS及北斗天線時鐘信號送至各擴展時鐘柜，各擴展時鐘通過輸出接口模塊將時鐘信號送至站內不同的測控、保護、錄波、PMU等各類二次設備。任意一小室的擴展時鐘出問題均不影響其他小室對時，故釆用這種方式系統可靠性更高。
3.2 GPS授時系統安裝注意事項
    GPS授時系統相對保護裝置來說回路簡單，安裝過程側重于天線安裝工藝、各類纜線的規范標識、裝置上電調試等工序。
3.2.1天線安裝
    GPS授時系統配有一條易于安裝的天線。如圖7所示，有源天線頭封裝在塑料圓盤內，天線長度有30米、50米、80米、100米幾種規格，如100米天線仍不能滿足長度要求，可選配GPS信號轉發器GPS-W1（詳見轉發器GPS-Z1用戶手冊）。裝置的天線標準配置為30米。

 天線頭要安裝在室外，安裝位置應視野開闊，盡可能安裝在屋頂，原則上是順著天線頭往上看能夠看到360°的天空。
     天線電纜鋪設轉彎半徑不易過小，天線電纜長度是根據天線增益嚴格設計，不得剪斷、延長、縮短或加裝接頭，否則將嚴重影響接收效果甚至收不到信號。
    天線應盡量避開山坡、樹林、高層建筑物、鐵塔、高壓輸電線等對天線波束的阻擋。天線主波束方向上應有足夠的視界，天線正前方應有盡可能寬的視角。一般要求以天線基點為參考，對障礙物zui高點所成的夾角小于10度。
    天線的架設位置應避開風口，以減小天線的風載。在多雷雨地區，天線的架設位置應避開雷擊多發地點，天線頭應放在現場避雷針避雷范圍內。天線安裝在屋頂時，只要視野足夠，高出屋面距離越小越好。同時，天線應盡量安裝防雷器，在雷雨季節到來之前必須仔細檢查避雷接地系統是否良好（避雷設備為選配器件）。
3.2.2各類纜線整理及標示
    GPS屏柜內纜線主要包括電源電纜、至公用測控柜的裝置信號電纜、GPS授時系統信號輸出電纜、主時鐘柜與擴展時鐘柜之間的聯絡光纜等，為便于今后維護，必須對各類纜線進行規范的整理及標示。
    各類電纜、光纜應排列整齊，不宜交叉，及時加以固定，均可按照電纜吊牌標示規范進行掛牌，即標明電纜編號、電纜型號、起點、 終點即可。
    為便于今后對光纖通道進行維護，光纜應按進終端盒的順序起從左到右標記，尾纖的標記順序也應從左到右排列，當光纜熔接完成后應馬上貼上對應的標簽紙，使裝置跳線與光纜尾纖一一對應起來，一般將每根光纜的前兩根尾纖做為工作尾纖，后兩根做為備用。
3.2_3GPS授時系統上電調試
    GPS授時系統通電后，首先檢查主時鐘屏是否正確接收到衛星，然后檢查屏內信號輸出是否無誤，zui后檢查保護小室需對時裝置的對時信號是否正常。
    在檢測GPS裝置的輸出時，需先用萬用表直流電壓檔來測試各端子信號輸出電平。如電平輸出無電壓，則確定此輸出是無源脈沖，無源脈沖可用自制的脈沖信號燈直接觀察，正常顯示為一秒閃一次，脈沖信號測試儀只可測試無源脈沖，不能測試其他信號，以免造成對裝置的損壞。有源脈沖及其B碼對時信號可用萬用表直流電壓檔檢查電壓是否一秒有一次變化：有源脈沖用萬用表直流檔測試為每秒一次電壓變化，如24V有源脈沖電壓每秒都會從24V跳動一下；B碼信號電平用萬用表直流檔測量在-0.5V到+2.0V之間不停變化。串口則先用直流檔測試其電壓是否正常，RS232電壓為9V左右，RS4S5電壓為4V左右；電壓正常后可通過串口連接線與筆記本相連，串口連接線GPS裝置端使用串口的3、5腳，接收裝置（筆記本或其它需對時裝置）為串口的2、5腳，通過串口調試助手，測試其報文輸出是否正常。如GPS裝置信號輸出無誤，而保護裝置還是對時不成功，則可查看保護裝置的對時方式是否有誤，保護裝置是否需添加外置對時模塊等。
3. 3 GPS授時系統維護常見問題
    根據近年來對GPS授時系統缺陷出現情況進行的統計來看，一般存在以幾類：
(1)接觸不良：電源線接觸不良導致GPS授時系統運行異常或GPS輸出信號線接觸不好導致裝置對時不準；
(2)天線故障：天線外露部分被咬斷或腐蝕，GPS主時鐘屏面板不顯示接收到的衛星數，GPS裝置天線失步告警、監控后臺報GPS異常；
(3)信號不穩：光纖熔接耦合度不好或天線焊接不好運行1-2年后信號衰減，均會導致此類現象發生；
(4)裝置老化：GPS授時系統運行年限過長，局部元器件失效造成無法運行。
 
    針對*類缺陷緊固二次接線即可恢復，在安裝過程中一定要做好擰緊螺絲的工作，同時也要注意對廣家內部配線也要緊固一遍。第二類缺陷需要重新敷設天線，并做好天線外露部分的防腐濁及小動物噬咬措施。第三類缺陷就要在尾纖熔接過程中請工藝水平高的人員進行，使之滿足運行要求，光纖通道標識必須規范，這將為今后更換備用尾纖及重新熔接提供方便。因廠家發貨時已是將天線頭可靠焊接的，盡量不從中減斷天線重新焊接，如天線確實較長，可將其盤繞整理好即可，這樣就可避免天線焊接不好造成信號衰減的現象出現。第四類缺陷，GPS授時系統廠家對壞的模塊進行更換即可恢復。
4結語
    隨著電力系統往大容量大網絡方面的不斷發展，以及自動化水平的不斷提高，電網對統一標準時間提出了更高的要求。GPS授時系統由于其高精度的定時功能，將成為電力系統主要的對時方式，同時也將為電力系統的發展奠定堅實的基礎。