26 继电器 时间为基准。但是由于它本身固有的频率为100 扰，使得其性能受到很大影响。 kHz,这就注定它很容易受到同频率的载波信号的干 表1AM调幅广播的几种同步时钟信号源 Tab.I Several synchmo-clock signal sources of AM bmadcasting 类型 传输频率 时间代码格式 主要用途 时间精度 费用/KS 使用地点 WWV 25~20MHz BCD/IPPS/IRIG 时间 5ms 1 美国 WWVB 60 kHz BOD/IRIG 频率和时间 2 ms 2+ 美国/加拿大 OMEGA 10-14kHh IRIG/BCD/IPPS 航海 25μs 3 全世界 MSF/DCF 60 kHz/77 kHz IRIG-B/TTL 时间 1~10ms 3 英国/德国 Loran-C 100 kHz 1PPS 航海 100ns 3-10 北半球 2.2微波传输系统 (2)收回这个信号，测量传输延时时间： 在很多应用场合，希望通过微波从含有基准频 (3)将传输延时时间传给子站： 率和时钟源的主站向需要同步的远方子站传送时间 (4)对子站进行时间补偿。 信号。除非传输过程中有特殊装置，这种微波传输 其原理如图1所示习。其中tml,t,tm,y 系统的最高时间精度也只能达到1山。它有两种形 tm,ti+,代表主站采样脉冲序列，而tal,t2, 式：模拟微波和数字微波。模拟微波传输系统是直 t,t,t+1,…代表子站采样脉冲序列，“↑” 接通过对连续波的移相调制，使用最好的微波设备 代表采样脉冲，假设主站和子站都是同频率等间隔 才能获得1精度。而数字微波传输系统更是由 采样。在开始同步采样以前，由主站向子站发送一 于数据打包延时和数据包传送延时使得其精度只能 帧计算信号传输延时时间t的命令信息，子站收到 达到70μs。 后将命令码和子站处理延时时间tm一起传送回主 2.3光纤传输系统 站。假设从主站到子站的延时时间t山与子站到主 光纤传输系统和微波传输系统很相似，只是它 站的延时时间t2相等，t为主站收回信号的时刻， 是通过光纤来传送同步时间信号的。微波传输系统 那么就可以计算出传输延时时间： 由于单边传输和导频锁相而使信号失真和抖动，光 td=(trl-tml-tm)/2 (I) 纤传输系统很好地解决了这些问题，因而输出信号 更稳定更可靠，同步精度可以达到0.5μ四。 由此可见，AM调幅广播的几种方法在时间精 度上普遍都比较低，而且只适用于局部地区，而微波 传输系统的精度也不高，至于光纤传输系统虽精度 高，但需花巨大成本建设光纤系统。因此，这些方法 都不是最佳选择。 图1采样时间补偿法 3基于通信信道的采样时间补偿法 Fig.I Sampling time compensation method 电力系统为了使两个或多个变电站之间保持时 假设主站在tm时刻将包含传输延时时间ta和 间同步.可以从一个站（主站）向另外一个站（子站） 进行采样时间补偿的命令信息发给子站，子站收到 发送一个时间信号。这个信号包含同步时间基准信 信息的时刻是tk,那么就可以计算出子站与主站之 号和启动采样的信号等信息。传输过程中产生了一 间采样脉冲的时间差： 个延时时间。为了消除这个延时时间，也就是使子 △t=ty-(tk-td) (2) 站的采样时间基准与时间信号传输延时无关，就必 如果△t>0,表示子站采样超前主站：如果△1<0， 须在两个变电站的采样时间基准之间进行补偿。总 表示子站采样置后主站。于是我们可以对子站的下 体上基于通信信道的采样时间补偿法必须执行以下 一采样脉冲t+1)进行调整，其采样时刻为t+) 四个步骤： =(t与+T)-△t,从而实现了同步采样。 e(纱发送。个带同步时▣基准的脉冲信号nie Publishing在这果，我们假设的是在信号传输过程电，同。时间为基准。但是由于它本身固有的频率为 100 kHz, 这就注定它很容易受到同频率的载波信号的干 扰, 使得其性能受到很大影响。 表 1 AM 调幅广播的几种同步时钟信号源 Tab. 1 Several synchro- clock signal sources of AM broadcasting 类型 传输频率 时间代码格式 主要用途 时间精度 费用/ K$ 使用地点 WWV 2. 5~ 20 MHz BCD/ 1PPS/ IRIG 时间 5 ms 1 美国 WWVB 60 kHz BCD/ IRIG 频率和时间 2 ms 2+ 美国/ 加拿大 OMEGA 10~ 14 kHz IRIG/ BCD/1PPS 航海 2~ 5
s 3 全世界 MSF/ DCF 60 kHz/ 77 kHz IRIG- B/TTL 时间 1~ 10 ms 3 英国/ 德国 Loran- C 100 kHz 1PPS 航海 100 ns 3~ 10 北半球 2. 2 微波传输系统 在很多应用场合, 希望通过微波从含有基准频 率和时钟源的主站向需要同步的远方子站传送时间 信号。除非传输过程中有特殊装置, 这种微波传输 系统的最高时间精度也只能达到 1
s。它有两种形 式: 模拟微波和数字微波。模拟微波传输系统是直 接通过对连续波的移相调制, 使用最好的微波设备 才能获得 1
s 精度。而数字微波传输系统更是由 于数据打包延时和数据包传送延时使得其精度只能 达到 70
s [ 2] 。 2. 3 光纤传输系统 光纤传输系统和微波传输系统很相似, 只是它 是通过光纤来传送同步时间信号的。微波传输系统 由于单边传输和导频锁相而使信号失真和抖动, 光 纤传输系统很好地解决了这些问题, 因而输出信号 更稳定更可靠, 同步精度可以达到 0. 5
s [ 2] 。 由此可见, AM 调幅广播的几种方法在时间精 度上普遍都比较低, 而且只适用于局部地区, 而微波 传输系统的精度也不高, 至于光纤传输系统虽精度 高, 但需花巨大成本建设光纤系统。因此, 这些方法 都不是最佳选择。 3 基于通信信道的采样时间补偿法 电力系统为了使两个或多个变电站之间保持时 间同步, 可以从一个站( 主站) 向另外一个站( 子站) 发送一个时间信号。这个信号包含同步时间基准信 号和启动采样的信号等信息。传输过程中产生了一 个延时时间。为了消除这个延时时间, 也就是使子 站的采样时间基准与时间信号传输延时无关, 就必 须在两个变电站的采样时间基准之间进行补偿。总 体上基于通信信道的采样时间补偿法必须执行以下 四个步骤: ( 1) 发送一个带同步时间基准的脉冲信号; ( 2) 收回这个信号, 测量传输延时时间; ( 3) 将传输延时时间传给子站; ( 4) 对子站进行时间补偿。 其原理如图 1 所示[ 5] 。其中 t m1, t m2, t m3, , t mi , t m( i + 1) , 代表主站采样脉冲序列, 而 ts1, ts2, ts3, , tsj , ts( j + 1) , 代表子站采样脉冲序列, ! ∀ # 代表采样脉冲, 假设主站和子站都是同频率等间隔 采样。在开始同步采样以前, 由主站向子站发送一 帧计算信号传输延时时间 t d的命令信息, 子站收到 后将命令码和子站处理延时时间 t m一起传送回主 站。假设从主站到子站的延时时间 t d1与子站到主 站的延时时间 t d2相等, tr1为主站收回信号的时刻, 那么就可以计算出传输延时时间: t d= ( tr1- t m1- t m) / 2 ( 1) 图 1 采样时间补偿法 Fig. 1 Sampling time compensation method 假设主站在 t mi时刻将包含传输延时时间t d 和 进行采样时间补偿的命令信息发给子站, 子站收到 信息的时刻是 trk, 那么就可以计算出子站与主站之 间采样脉冲的时间差: t= tsj - ( trk- t d) ( 2) 如果 t > 0, 表示子站采样超前主站; 如果 t< 0, 表示子站采样置后主站。于是我们可以对子站的下 一采样脉冲 ts( j + 1)进行调整, 其采样时刻为 ts( j + 1) = ( tsj + T) - t, 从而实现了同步采样。 在这里, 我们假设的是在信号传输过程中, 同一 26 继电器