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。

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。

专利名称：一种基于TMU的变电站时间同步监测系统专利类型：发明专利
发明人：曹敏,杨晴,张志生,王骏,王裴劼,高尚飞,陈超申请号：CN201410787877.X
申请日：20141219
公开号：CN105785223A
公开日：
20160720
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出一种基于TMU的变电站时间同步监测系统，其特征在于，包括供电局集中监控管理系统，所述供电局集中监控管理系统包括被测时钟；通过网络与所述供电局集中监控管理系统相连的至少一个变电所时间源输出处理端，每个变电所时间源输出处理端包括用来接收北斗/GPS信号的北斗/GPS天线、与所述北斗/GPS天线相连的北斗/GPS信号处理装置，与所述北斗/GPS信号处理装置相连的时间监测单元（TMU），所述时间监测单元还通过交换机连接到网络。

本发明克服了现有技术中时间监测精度不够的问题，有利于电力系统或设备的运行分析和故障定位等工作，有利于查找事故原因和减少事故隐患，提高对一、二次设备在线状态监测的质量。

申请人：云南电网公司电力科学研究院,广州致讯信息科技有限责任公司
地址：650217 云南省昆明市经济技术开发区云大西路105号
国籍：CN
代理机构：云南派特律师事务所
代理人：张玺
更多信息请下载全文后查看。

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。

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。

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。

同步相量测量pmu作用
同步相量测量装置（PMU）是一种利用全球定位系统（GPS）秒脉冲作为
同步时钟构成的相量测量单元。

它可以测量电力系统枢纽点的电压相位、电流相位等相量数据，并通过通信网络将这些数据传输到监测主站。

PMU在电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域中发挥着
重要作用。

在遭遇系统扰动时，PMU可以帮助监测主站确定系统如何解列、切机及切负荷，防止事故的进一步扩大甚至电网崩溃。

此外，PMU还可用
于电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护和故障定位等方面。

目前，世界范围内已安装使用数百台PMU。

这些装置的应用证明了同步相
量测量技术在保障电网安全运行中的重要性和有效性。

如需了解更多关于PMU的信息，建议咨询专业人士或查阅相关文献资料。