摘要：本文针对时间同步管理提出一种便捷高效的检测平台，实现对智能变电站继电保护装置的光B码、电B码进行针对性检测验证。基于电力系统时间同步管理的相关标准规范，检测平台采用总线结构，提供了灵活的接口，提高了测试全面性、准确性。


关键词：智能变电站；检测；平台；标准规范


近年来，随着智能电网的发展，电力系统持续加强时间同步运行管理工作。现有技术的检测工具对继电保护装置检测效率较低、成本较高、携带不方便，继电保护厂家难以高效高质量地完成大批量设备的检测。所以，开发一套便捷高效的时间同步管理检测平台势在必行。


一、时间同步管理检测要求


“IRIG-B格式时间码”———B码，为国际通用时间格式码。在继电保护应用中，电B码是指利用电平高低传输标准时间信号，光B码是指利用光信号传输标准时钟信号。通过两种信号，可针对各种类型对时接口的继电保护装置进行对时同步。时间同步管理的标准《时间同步监测管理》《智能变电站继电保护通用技术条件》《继电保护装置检测规范》等，都针对时间同步管理提出相关要求。


二、检测平台总体设计思路


（一）检测平台硬件结构设计


时间同步管理检测平台主要由机箱及总线板、数据处理模块、客户端三部分组成。


1.机箱及总线板。机箱及总线板构成检测台的基本框架。机箱面板有调试接口，机箱内设有总线板，用于数据传输。


2.数据处理模块。数据处理模块功能为数据分析和处理，包括CPU处理管理模块、光B码输出模块和电B码输出模块。


3.客户端。客户端安装于电脑服务器中，提供人机交互界面，用于操作人员设置和修改各类校时参数。


（二）检测平台软件系统设计


检测平台软件按照分层结构开发。


方案开发层主要包括测例开发模块和输入输出控制模块。网络通讯层包括TCP/IP协议、MMS协议、NTP网络时间协议、GOOSE协议等通讯协议。平台接口层为检测平台的测试功能提供服务接口，将人机界面客户端、检测硬件系统、继电保护装置建立联系。结果反馈层是通过采集继电保护装置反馈的校时报文，实现系统人机交互，将数据和状态信息展示给使用者。


三、检测平台的实现


（一）B码测试指令


1.正常同步情况下，使用“时间同步管理检测平台”，“测试设置”———“时间质量设置”。模拟B码对时信号的质量好坏，装置应产生对时信号状态告警和对时服务告警，将对时信号质量标志改为有效，两个告警信号返回。


2.正常同步情况下，使用“时间同步管理检测平台”，“测试设置”———“B码校验位”。模拟B码对时信号的校验方式出错，装置应产生对时信号状态告警和对时服务告警，将校验方式设置正确，两个告警信号返回。


3.正常对时情况下，修改“时间同步管理检测平台”的时间，分别往前、往后调，装置应报时间跳变，对时服务状态动作。将“时间同步管理检测平台”改为当前时间，跳变和对时服务返回。使用“时间同步管理检测平台”正常对时情况下，在跳秒处分别设置跳1s和-1s，点击开始跳秒后，装置产生时间跳变侦测状态、对时服务状态告警。跳秒恢复后，时间跳变侦测状态、对时服务状态告警返回。


4.正常对时情况下，修改“时间同步管理检测平台”时间，分别模拟正闰秒事件和负闰秒事件，闰秒结束后对时准确，装置不报跳变。例如，模拟正闰秒事件，装置本地时钟应在59秒后平滑跳到60秒再跳到00，闰秒结束后对时准确，装置不报跳变。模拟负闰秒事件，装置应在58秒后平滑跳到00，闰秒结束后对时准确，装置不报跳变。


5.拔下对时光纤，装置报对时信号状态、对时服务状态。修改“时间同步管理检测平台”时间快于装置时间，且钟差大于1小时，重新插上光纤，对时信号状态应返回，对时服务状态不返回。拔下对时光纤，装置报对时信号状态、对时服务状态。修改“时间同步管理检测平台”时间快于装置时间，且钟差小于1小时，重新插上光纤，对时信号状态和对时服务状态都应返回。


6.拔下对时光纤，装置报对时信号状态、对时服务状态。修改测试仪时间误差大于1小时，重新插上光纤，对时信号状态返回，对时服务状态不返回。此时不断修改“时间同步管理检测平台”时间，但误差大于1小时，对时服务状态保持动作，装置不判时间跳变。再修改“时间同步管理检测平台”时间误差小于1小时，对时服务返回，不报时间跳变。


（二）网络时间协议NTP测时指令


1.将继电保护装置接入对时信号并同步，使用“时间同步管理检测平台”对装置进行NTP测时。模拟与继电保护装置对应的时间同步管理端，偏差告警值整定为±3ms，测量间隔频率设置为10s。


2.设置“时间同步管理检测平台”的输出模拟时间偏差量测试点，“时间同步管理检测平台”开始对装置进行NTP测时（测试仪发送NTP请求报文，装置回复NTP应答报文），界面中会实时显示NTP测时精度偏差、最大偏差、最小偏差和平均值，点击结束后会生成相应的测试报告。


（三）面向通用对象的变电站事件GOOSE测时指令


1.配置测控装置对下与过程层设备进行GOOSE测时通讯，与“时间同步管理检测平台”进行MMS通讯。正常通讯且校时同步的情况下，测控装置上对应的过程层设备的GGIO类中，Alm1和Alm2应都为0。拔下测时光纤，Alm1和Alm2应都为1，信号上送“时间同步管理检测平台”正确。


2.模拟测控装置未对时，此时Alm1=1，Alm2=0，测控装置应不进行对下测时。检查测控装置对下测时通讯口是否不发出测时报文，信号上送“时间同步管理检测平台”正确。


3.模拟过程层设备不回复测控装置的测时报文或回复错误的报文，测控装置经超时判断，应置Alm1=0，Alm2=1，信号上送“时间同步管理检测平台”正确。


结束语


本文提出一种时间同步管理的检测平台，介绍了硬件结构、软件系统和实现的方法，在设计上基于电力系统时间同步管理的相关标准规范。检测平台采用总线结构，提供了灵活的接口；测试用例和硬件接口具备良好的灵活性和可扩展性。搭建好测试环境后，只需在服务器客户端进行操作，方便测试人员操作和控制，极大地提高了测试准确性和测试效率。