GPS授时系统在变电站的应用及维护保养（2）
3 GPS授时系统安装及维护
3.1变电站GPS授时系统配置
变电站GPS授时系统由标准时间同步钟本体和时标信号扩展装置组成。
以某500kV变电站为例，该站采用上海锐呈生产的K800型GPS授时系统，实现与全站各种二次系统的统一对时。主时钟柜设于220kV#2小室，在220kV#2小室和其它保护小室内均设置了一块扩展时钟柜。主时钟柜有两种时间同步系统输人，即GPS主时钟和北斗主时钟互为备用，主时钟柜负责接收GPS及北斗天线时钟并通过两根光缆将GPS及北斗天线时钟信号送至各扩展时钟柜，各扩展时钟通过输出接口模块将时钟信号送至站内不同的测控、保护、录波、PMU等各类二次设备。任意一小室的扩展时钟出问题均不影响其他小室对时，故釆用这种方式系统可靠性更高。
3.2 GPS授时系统安装注意事项
GPS授时系统相对保护装置来说回路简单，安装过程侧重于天线安装工艺、各类缆线的规范标识、装置上电调试等工序。
3.2.1天线安装
GPS授时系统配有一条易于安装的天线。如图7所示，有源天线头封装在塑料圆盘内，天线长度有30米、50米、80米、100米几种规格，如100米天线仍不能满足长度要求，可选配GPS信号转发器GPS-W1（详见转发器GPS-Z1用户手册）。装置的天线标准配置为30米。
天线头要安装在室外，安装位置应视野开阔，尽可能安装在屋顶，原则上是顺着天线头往上看能够看到360°的天空。
天线电缆铺设转弯半径不易过小，天线电缆长度是根据天线增益严格设计，不得剪断、延长、缩短或加装接头，否则将严重影响接收效果甚至收不到信号。
天线应尽量避开山坡、树林、高层建筑物、铁塔、高压输电线等对天线波束的阻挡。天线主波束方向上应有足够的视界，天线正前方应有尽可能宽的视角。一般要求以天线基点为参考，对障碍物zui高点所成的夹角小于10度。
天线的架设位置应避开风口，以减小天线的风载。在多雷雨地区，天线的架设位置应避开雷击多发地点，天线头应放在现场避雷针避雷范围内。天线安装在屋顶时，只要视野足够，高出屋面距离越小越好。同时，天线应尽量安装防雷器，在雷雨季节到来之前必须仔细检查避雷接地系统是否良好（避雷设备为选配器件）。
3.2.2各类缆线整理及标示
GPS屏柜内缆线主要包括电源电缆、至公用测控柜的装置信号电缆、GPS授时系统信号输出电缆、主时钟柜与扩展时钟柜之间的联络光缆等，为便于今后维护，必须对各类缆线进行规范的整理及标示。
各类电缆、光缆应排列整齐，不宜交叉，及时加以固定，均可按照电缆吊牌标示规范进行挂牌，即标明电缆编号、电缆型号、起点、 终点即可。
为便于今后对光纤通道进行维护，光缆应按进终端盒的顺序起从左到右标记，尾纤的标记顺序也应从左到右排列，当光缆熔接完成后应马上贴上对应的标签纸，使装置跳线与光缆尾纤一一对应起来，一般将每根光缆的前两根尾纤做为工作尾纤，后两根做为备用。
3.2_3GPS授时系统上电调试
GPS授时系统通电后，首先检查主时钟屏是否正确接收到卫星，然后检查屏内信号输出是否无误，zui后检查保护小室需对时装置的对时信号是否正常。
在检测GPS装置的输出时，需先用万用表直流电压档来测试各端子信号输出电平。如电平输出无电压，则确定此输出是无源脉冲，无源脉冲可用自制的脉冲信号灯直接观察，正常显示为一秒闪一次，脉冲信号测试仪只可测试无源脉冲，不能测试其他信号，以免造成对装置的损坏。有源脉冲及其B码对时信号可用万用表直流电压档检查电压是否一秒有一次变化：有源脉冲用万用表直流档测试为每秒一次电压变化，如24V有源脉冲电压每秒都会从24V跳动一下；B码信号电平用万用表直流档测量在-0.5V到+2.0V之间不停变化。串口则先用直流档测试其电压是否正常，RS232电压为9V左右，RS4S5电压为4V左右；电压正常后可通过串口连接线与笔记本相连，串口连接线GPS装置端使用串口的3、5脚，接收装置（笔记本或其它需对时装置）为串口的2、5脚，通过串口调试助手，测试其报文输出是否正常。如GPS装置信号输出无误，而保护装置还是对时不成功，则可查看保护装置的对时方式是否有误，保护装置是否需添加外置对时模块等。
3. 3 GPS授时系统维护常见问题
根据近年来对GPS授时系统缺陷出现情况进行的统计来看，一般存在以几类：
(1)接触不良：电源线接触不良导致GPS授时系统运行异常或GPS输出信号线接触不好导致装置对时不准；
(2)天线故障：天线外露部分被咬断或腐蚀，GPS主时钟屏面板不显示接收到的卫星数，GPS装置天线失步告警、监控后台报GPS异常；
(3)信号不稳：光纤熔接耦合度不好或天线焊接不好运行1-2年后信号衰减，均会导致此类现象发生；
(4)裝置老化：GPS授时系统运行年限过长，局部元器件失效造成无法运行。
针对*类缺陷紧固二次接线即可恢复，在安装过程中一定要做好拧紧螺丝的工作，同时也要注意对广家内部配线也要紧固一遍。第二类缺陷需要重新敷设天线，并做好天线外露部分的防腐浊及小动物噬咬措施。第三类缺陷就要在尾纤熔接过程中请工艺水平高的人员进行，使之满足运行要求，光纤通道标识必须规范，这将为今后更换备用尾纤及重新熔接提供方便。因厂家发货时已是将天线头可靠焊接的，尽量不从中减断天线重新焊接，如天线确实较长，可将其盘绕整理好即可，这样就可避免天线焊接不好造成信号衰减的现象出现。第四类缺陷，GPS授时系统厂家对坏的模块进行更换即可恢复。
4结语
随着电力系统往大容量大网络方面的不断发展，以及自动化水平的不断提高，电网对统一标准时间提出了更高的要求。GPS授时系统由于其高精度的定时功能，将成为电力系统主要的对时方式，同时也将为电力系统的发展奠定坚实的基础。
