国家标准 GB/37911.1一2019 电力系统北斗卫星授时应用接口第部分:技术规范 ApplieationinterfaeeofBDstimingforpowersystem- Part1:Technicalspecificationm 2019-08-30发布 2020-03-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T37911.1一2019 目次前言引言范围 2 规范性引用文件术语和定义缩略语组成 5. 概述 5.2北斗卫星授时时间同步装置组成 5.3北斗卫星授时应用接口组成技术要求接口 6.l 6.2功能 12 12 6.3环境条件 6.4电源适应性 13 6.5绝缘性能 13 6.6机械性能 14 6.7电磁兼容性中 14 附录A规范性附录接收单元的交互接口协议 16 附录B(规范性附录)IRIGB码码元定义及波形 23
GB;/T37911.1一2019 前言 GB/T37911《电力系统北斗卫星授时应用接口》分为以下2个部分第1部分:技术规范; 第2部分:检测规范本部分为GB/T37911的第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本部分由工业和信息化部提出并归口. 本部分起草单位:国网电力科学研究院、电子技术标准化研究院、华北电力设计院有限公司、国家电力调度通信中心,郑州威科姆科技股份有限公司.北京四方继保自动化股份有限公司山东科汇电力自动化股份有限公司、南方电网超高压输电公司、北斗天汇(北京)科技股份有限公司、电力科学研究院,国电南瑞科技股份有限公司、电子科技集团公司第五十四研究所本部分主要起草人于跃海,陈倩、张道农,南贵林,杨玉清,胡炯,施玉祥、李京、刘琳,张立培,陆天健张校南,刘宏清孔红,周捷、杜解
GB/T37911.1一2019 引言编制GB/T37911《电力系统北斗卫星授时应用接口》的目的是规范北斗卫星导航系统作为一种标准时间源在我国电力系统中的应用,明确电力系统对北斗卫星授时应用接口的技术要求和检测方法,加强电力系统多时间源管理,满足电力系统对时间同步的需求,提高电力系统安全稳定控制和事故分析的水平,适应我国电力系统发展的需要 IN
GB;/T37911.1一2019 电力系统北斗卫星授时应用接口第1部分:技术规范范围 GB/T37911的本部分规定了电力系统北斗卫星授时应用接口的组成,以及采用北斗卫星授时的时间同步装置的技术要求本部分适用于采用北斗卫星授时的电力系统时间同步系统的设计,研发、生产与检验规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T2887一2011计算机场地通用规范 GB/T6107一2000使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口 GB/T93612011计算机场地安全要求 GB/ /T 11014一1989平衡电压数字接口电路的电气特性 GB 137292002远动终端设备 T GB 17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB 17626.4电磁兼容试验和测量技术 GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T17626.9电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 GB/T17626.10电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T17626. 12 电磁兼容试验和测量技术振铃波抗扰度试验 GB/T17626.29电磁兼容试验和测量技术直流电源输人端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T193912003 全球定位系统(GPs)术语及定义 DL/T1100.1一2018电力系统的时间同步系统第1部分;技术规范 ANSI/TUA/EIA485-A一1998平衡数字多点系统用发生器和接收机的电特性(ElectricalChar acteristiesoGeneratorsandReceiversforUseinBalaneedDigitalMultipointSystems) IRIG200-04IRIG串行时间码格式(IRIGSerialTimeCodeFormats) IEEE1588一2008网络测量与控制系统的精确时钟同步协议标准StandardforaPreeision CloekSynehronizationProtoeolforNetworkedMeasurementandControlsystems) 1EEEC37.118一2005电力系统同步相量测量标准(StandardforSynchrophasorsforPowerSys temms RFC1305网络时间协议(Ver.3)规范,应用和分析[NetworkTimeProtocol(Version3)Speeif cation,ImplementationandAnalysis NetworkTime Rrc200简单刚络时间协议(sNTP).Vver.4用于IpvA.IPvG和0sI[Simple
GB/T37911.1一2019 Protocol(SNTP),Version4forIPv4，IPv6andOS 术语和定义 GB/T19391一2003和DL/T1100.1一2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了方便使用,以下重复列出了GB/T19391一2003和DL/T1100.1一2018中的一些术语和定义 3. 协调世界时universaltimmeerdinated;UIc 以世界时作为时间初始基准,以原子时作为时间单元(s)基础的标准时间 [GB/T19391一2003,定义5.3] 3.2 北京时间Beijingtime;BJT 的标准时间注:北京时间为东八时区的标准区时,比UTC早8h整,即BT=UTC+8h 本部分中的标准时间,除特殊注明者外,均为北京时间 [DL/T1100.1一2018,定义3.4] 3.3 时间基准信号tierefereneesignal 由与国际时频基准或国家时频基准建立溯源关系的连续运转的原子钟组所产生和保持的时间信号 3.4 无线时间基准信号radiotimereferenesignal 以无线通信方式传播的时间基准信号 [DL/1100.1一2018,定义3.7] 3.5 时间报文time meSSage 包含时间信息和报头、报尾等标志的信息串 [DL/T1100.12018,定义3.14打 3.6 秒脉冲1pulseperseeond;1PPs -种时间基准信号,每秒一个脉冲 [DL/T1100.1一2018,定义3.15] 3.7 分脉冲1pulseperminwte;1PPM -种时间基准信号,每分一个脉冲 [DL/T1100.1一2018,定义3.16] 3.8 时脉冲1pulseperhour;1PPH -种时间基准信号,每小时一个脉冲 [DL/T1100.1一2018,定义3.,17] 3.9 时间准确度timeaceuraey 时钟装置输出的时间与标准时间如北京时间)的一致性程度 [DL/T1100.l一2018,定义3.18]
GB;/T37911.1一2019 3.10 IRIG-B码 inter-rangeinstrumentationgroup-B;IRIGB -种串行时间交换码 [[DL/T1100.1一2018,定义3.20 3.11 驻波比votagestandimgwaveratio 行驻波的电压峰值与电压谷值之比 3.12 定时不确定度timing uncertainty 单次测量定时准确度测量不确定度和定时稳定度测量不确定度的合成不确定度注:可以用扩展不确定度来表示 3.13 时间同步装置tiesynehromizationdevice 时间同步装置又称时钟装置包括主时钟和从时钟 DL/T1100.12018,定义3.11 3.14 时间同步系统timesynchronizatiosystem 能接收外部时间基准信号,并按照要求的时间准确度向外输出时间信号的系统注，时间同步系统通常由主时钟,若干从时钟,时间信号传输介质组成 [DL/T1l00.12018,定义3.9 3.15 输入接口inputinterface 接收单元的射频输人接口 3.16 交互接口interactiveinterface 接收单元与时钟单元之间的接口 3.17 输出接口outputinterface 输出单元与被授时设备之间的接口缩略语下列缩略语适用于本文件 AC:交流(AlternatingCurrent BDs:北斗卫星导航系统(BeiDouSatelliteNavigationsystenm) BNC;卡口连接结构的低功率连接器(BayonetNutConnector) CGCS2000:2000大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000) rectCurrent) DC:直流(Dir GPS:全球卫星定位系统GlobalPositionSystem lE:集电极-发射极电流Collector-EmitterCurrent LVTTL/LVCMOs低电压晶体管-晶体管逻辑/低电压互补型金属氧化物半导体(Low-Voltage Transistor-TransistorLogie/L.ow-VotageComplenmentaryMetalOxideSemiconductor) NC螺纹连接结构的中大功率连接器(NutConnector) NTP:网络时间协议(NetworkTimeProtocol)
GB/T37911.1一2019 PTP精确时间协议(PrecisionTimeProtocob) Rs-232C;推荐标准-232C(美国电子工业协会制定的串行物理接口标准,标识号232C)(Rece ecom mmendedStandard-232C RS-422:推荐标准-422(美国电子工业协会制定的串行物理接口标准,标识号422)(Recommended Standard-422 Rs-485;推荐标准-485(美国电子工业协会制定的串行物理接口标准,标识号485)(Reeommended Standard-485 SNTP:简单网络时间协议(SimpleNetworkTimeProtocol TNC:螺纹连接结构的BNCThreadedNeill-Concelman) TTL晶体管-晶体管逻辑(Tan 1sistor-TransistorLogic) UART:通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transnmiter) VCE集电极-发射极电压(Colleetor-EmitterVoltage) wGS84:1984世界大地坐标系worldGeodetieSystem1984 5 组成 5.1概述北斗卫星导航系统是电力系统时间同步系统的时间源之一,时间同步功能通过北斗卫星授时时间同步装置实现,北斗卫星授时时间同步装置的组成及应用接口示意图如图1所示北斗卫星授时时间同步装置接收北斗卫星无线时间基准信号,输出相应的时间信号,由接收单元又称授时终端,时钟单元、输出单元组成北斗授时应用接口包括接收单元的天线输人接口,北斗卫星授时时间同步装置内部接收单元与时钟单元的交互接口、北斗卫星授时时间同步装置与被授时系统和设备的输出接口输入接口交互接口输出按口卫星按收天线输出接收单元时钟单元输出单元北斗卫星授时时间同步装置注;时钟单元与输出单元接口为时间同步装置内部通信接口,本部分不涉及图1北斗卫星授时时间同步装置的组成及应用接口示意图 5.2北斗卫星授时时间同步装置组成 5.2.1接收单元接收单元分为两类;北斗单系统接收单元或北斗和GPS双系统接收单元北斗单系统接收单元只接收北斗卫星无线时间基准信号;北斗和GPS双系统接收单元接收北斗卫星无线时间基准信号和GPS 卫星无线时间基准信号接收单元由射频前端、基带处理和定时处理三部分组成接收单元接收北斗授时基准信号或北斗和GPS授时基准信号,提供时间信号有效性标志,输出位置信息、时间信息、卫星信息、状态信息和
GB;/T37911.1一2019 PPS信号等,其中1PPS由专用物理通道输出,位置信息,时间信息、卫星信息和状态信息由串行通道输出接收单元应接收和处理来自时钟单元的参数设置和控制信息 5.2.2时钟单元时钟单元对接收单元输出的时间信息、卫星信息、状态信息和1PPs信号进行处理,由内置频标生成本地时间基准时钟单元接收到有效的时间信号后,进人跟踪锁定状态,利用接收时间信号同步本地时钟,保持输出时间与接收时间一致,并补偿传输延时时钟单元接收到的时间信号失效时,进人守时保持状态,依靠内置频标保持时间输出准确度接收时间信号恢复正常后,时钟单元自动结束守时状态,并由接收时间信号牵引进人跟踪锁定状态在牵引过程中,时钟单元仍能输出正确的时间同步信号和时间信息时钟单元可根据时间准确度的要求选用相应的内置频标器件,如温度补偿石英晶体振荡器、恒温控制晶体振荡器或原子频标等 5.2.3输出单元输出单元输出时间同步信号、时间信息、状态信号和告警信号 5.3北斗卫星授时应用接口组成 5.3.1输入接口接收单元通过输人接口与卫星接收天线相连,接收北斗卫星信号或北斗和GPs卫星信号 5.3.2交互接口交互接口包括: 接收单元输出同步脉冲信号给时钟单元的专用接口 aa 接收单元与时钟单元之间指令、信息交互的全双工串行通信接口 b) 交互接口的交互协议见附录A 5.3.3输出接口输出时间同步信号,时间信息状态信息等技术要求 6.1接口 6.1.1输入接口 6.1.1.1 接收单元对天馈线接收单元对天馈线的要求如下接收频率北斗:1561.098MHz或2491.75MHz; 22 GPS;1l575.42MHz. b)天线增益:30dB50dB.
GB/T37911.1一2019 驻波比1.5 c d 噪声系数:<2.0 输人阻抗50Q e f 接口形式:N/BNC/TNC接口天线供电:(5土0.25)V或(3士0.15)V 8 h) 馈线长度;宜采用30m,50m,60m,80m,100m等规格 6.1.1.2接收单元接收单元的要求如下接收频率 a) 北斗;1561.098MHz或2491.75MHHz; 1) 2 GPS:l575,42MHz 接收灵敏度 b 北斗 1 北斗捕获灵敏度:当接收1561.098MHz信号或等效天线口面信号电平不低于一163dBw 时,应捕获到卫星信号并能正常工作;当接收2491.75MH信号时,等效天线口面信号电平不低于-157.6dBw时,应捕获到卫星信号并能正常工作北斗跟踪灵敏度:当接收1561.098MHz信号或等效天线口面信号电平不低于-173dBW 时,应连续正常工作,不出现失去跟踪锁定现象 GPS: GPS捕获灵敏度:当接收1575.42MHz信号或等效天线口面信号电平不低于-163dBw 时,应捕获到卫星信号并能正常工作 GPS跟踪灵敏度当接收1575.42MHz信号或等效天线口面信号电平不低于一173dBw 时,应连续正常工作,不出现失去跟踪锁定现象通道数北斗:>12,1561.098MHz频点或>2,2491.75MH2频点; GPs:>12,1575.42MHz频点 2 定时不确定度 d 北斗;<200ns,1d GPs;<200ns,1o 22 启动时间: l热启动时间:<2min; 冷启动时间:<5min 2 6.1.2交互接口 6.1.2.1时钟单元对接收单元的要求时钟单元对接收单元的要求 1PPS a PPS的要求如下: -电平;3.3VLVTTL/LVCMOS; 脉冲宽度:10ms200ms; 准时沿:上升沿,上升时间不大于100ns;
GB;/T37911.1一2019 准时沿的时间准确度;优于0.54s(相对于UTC时间. b 串行通信口: 接收单元提供1个全双工UART串行通信口,要求如下 -电平3.3VLVTTL/LVCMOS: -通信速率;4800bit/s、9600bit/s,19200bit/s,38400bit/s.,57600bit/s、l15200bit/s 可选,缺省设置应为9600bit/s; -数据格式:起始位1位、数据位8位、停止位1位、无校验位 -接收单元输出的串行报文帧头开始时刻与1PPS信号上升沿的时间差A:5ms<'< 200ms，串行报文帧头开始时刻与1PPS信号上升沿关系如图2所示时间信息应在 IPPs上升沿之后的500ms内发送完成秒脉冲准时沿懒头开始时刻与1PPs准时沿时间差A HH:MM:Ss:000ms C 头 Hl:MM:Ss 图21PPs与串行通信口报文的同步关系供电方式接收单元的供电方式要求如下用于天线供电:(5士0.25)V或(3士0.15)V; 用于接收单元自身供电(3士0.15V或(3.3士0.165)V 6.1.2.2接收单元与时钟单元间信息交互接收单元与时钟单元间的交互信息至少应包括位置信息、时间信息、卫星信息状态信息、配置信息等,坐标类型为wGS84,CGCsS2000可选,默认应为wGS84 接收单元输出的位置信息纬度: 格式:ddmm.mmmm(度分.分); 纬度方向:N(北纬)或s(南纬); 经度格式:dddmm,mmmm(度分.分); 经度方向;E(东经)或w(西经); 海拔高度格式:XXXXXX.XX(米); 取值范围;一99999.99~999999,.99 接收单元输出的时间信号 b -时间: 格式;hhmmss.s(时分秒.秒) 日期: 格式:yyyy.mm.dd(年月日); -UTC时间、北京时间(UTC+8)输出可选接收单元输出的卫星信息
GB/T37911.1一2019 可视的卫星数; 正在使用的卫星数; 接收卫星信号的信号强度接收单元输出的状态指示 d -当前时间信号有效性标志; 闺秒状态; 其他状态信息接收单元接收的配置信息 e 天线位置信息; 波特率配置信息; 其他配置信息 6.1.3输出接口 6.1.3.1脉冲信号脉冲信号的脉冲宽度范围应为10ms200ms,脉冲信号输出信号有1PPSs、lPPM、lPPH或可编程脉冲信号,脉冲信号输出方式为TT电平、静态空接点、Rs-422/Rs-485或光纤(可选) 具体要求如下 TTL电平 a -准时沿上升沿，上升时间不大于100nm 准时沿的时间准确度;优于！ S 静态空接点 b 静态空接点与TTL电平信号的对应关系应为接点闭合对应于TTL电平的高电平,接点断开对应于TTL电平的低电平,接点由断开到闭合的跳变对应准时沿静态空节点输出脉冲信号的技术要求如下准时沿:上升沿,上升时间不大于14s, 准时沿的时间准确度优于34s:; -隔离方式:光电隔离输出方式;集电极开路，允许VE工作电压:220V直流; 允许lee工作电流:20mA RS-422/RS-485 上升沿的时间准确度:优于1丛s 光纤使用光纤传导时,应定义为亮对应高电平,灭对应低电平,由灭转亮的跳变对应准时沿光纤传输脉冲信号的技术要求准时猎上升沿，上升时间不大于10ms. 准时沿的时间准确度;优于1!s 6.1.3.2IRIG-B码 IIRIGB码应符合IRIG200-04的规定,年份和时间信号质量信息应遵循IEEEC37.1l182005的规定,时间应为北京时间(UTC+8) 码元定义及波形见附录B IRIG-B(C)码 a -每秒1,包含100个码元,每个码元10ms:; 脉冲上升时间:<100" nS
GB;/T37911.1一2019 抖动时间;<200ns:; -秒准时沿的时间准确度:优于1!s 接口类型;TTI电平,RS-422,RS-485或光纤; 使用光纤传导时,亮对应于高电平,灭对应于低电平,由灭转亮的跳变对应于准时沿; 采用IRIGB000格式 b)IRIG-B(AC)码载波频率;1kHz -频率抖动;<1%载波频率; -信号幅值(峰峰值):高幅值为3V12V可调,典型值为10V;低幅值符合3:16:1 调制比要求,典型调制比为31; 输出阻抗.600Q,变压器隔离输出; -秒准时点的时间准确度;优于20!s:; -采用IRIG-B120格式 6.1.3.3串行通信接口串行通信接口的要求如下: RS-232C 电气特性应符合GB/T6107一20o0的规定; 连接器为9针D型小型阳插座,D型9针阳插座针的编号和定义见表1 表1D型9针阳插座针的编号和定义针的编号 Rs232c针脚定义空数据接收RXD 数据发送TXD 空信号地GND b RS-422: 应符合GB/Tl1014一1989的规定 RS-485 应符合ANsI/TUA/EIA485-A1998的规定光纤 d 使用光纤传导时,应定义为亮对应TTL高电平,灭对应TTL低电平 6.1.3.4串行通信时间报文串行通信时间报文的要求如下 a 串行通信口参数: 通信速率;4800bit/s,9600bit/s、19200bit/s、38400bit/s,57600bit/s、115200bit/s 可选,缺省值为9600bit/s; 数据格式;起始位1位、数据位8位、停止位1位、无校验位 b 串行口时间报文格式:
GB/T37911.1一2019 串行口输出的报文应采用AsCI码格式报文发送时刻,每秒输出1帆胁头为井,与秒脉冲(IPPps)的前沿对齐,偏差40ms<<5ms;串行口时间报文标准格式见表2,波形见图2. 表2串行口时间报文标准格式字节序号取值范围含义内容赖头井用下列4个位合成的1G进制数对应的ASC码值 it3;保留,置0 0’9 bit2;保留,置0; 状态标志1 R bitl;间秒预告(L.SP);在闰秒来临前59、置l;在闫秒到来后的00s A' 置0; bit0;闫秒标志(LS);0:正闫秒;l:负闫秒用下列4个位合成的16进制数对应的AsC码值 bit3;夏令时预告(ISP),置03 0’9 hit2;夏令时标志(DsT),置O 状态标志2 A’‘F” itl;半小时时区偏移,0=不增加;l=时间偏移值额外增加0.5h bit0:时区偏移值符号位:0=正偏;l=负偏用下列4个位合成的16进制数对应的AsC码值 bit3~0,时区偏移值(h);串口报文时间与UTc时间的差值,报文时 0’9" 状态标志3 F” 间减去时间偏移(带符号等于UTC时间时间偏移在夏时制期间会发生变化用下列4个位合成的16进制数对应的ASCI码值: bit30时间质量 0x0;正常工作状态,时钟同步正常; 0xl 时钟同步异常时间准确度优于1 ns; 步异常,时间准确度优于1o 0x2;时钟同 ns; 时间准确度优于 0x3:时钟同步异常 100ns; 0x4;时钟同步异常,时间准确度优于 S l0 *0” "9” 0x5;时钟同步异 lUS 状态标志4 100 1XhH午口lT A'‘F” 0x/:时钟向步异常,时间准确度优于 ms 0x8;时钟同步异常,时间准确度优于10 0x9;时钟同步异常,时间准确度优于100ms; oxA;时钟同步异常,时间准确度优于1 s; xB;时钟同步异常,时间准确度优于10 s 0xC~0xE.保留位,无效 0xF;时钟严重故障,时间信号不可信 AsCI码值 2” 年千位年百位 AsCI码值 :0” ‘0’~‘9 年十位 AsC码值 AsC码值 ‘0'‘9 年个位 10 月十位 ASC码值 ‘0'~1 09 l1 月个位 ASC码值 0
GB;/T37911.1一2019 表2(续) 字节序号含义内容取值范围 12 ‘0’*3 日十位 AsCI码值 13 ASCI码值 ‘0'*g 日个位 14 ‘0''2 时十位 ACI码值 0" 19 15 时个位 ASCI码值 16 分十位 ASCI码值分个位 AsCI码值 1 0” 9 秒十位 AscI码值 0” *6 18 19 0'*g 秒个位 ASCI码值 20 校验字节高位从“状态标志1”直到“秒个位”逐字节异或操作的结果(即异或校验). 0’g" ‘F" 校验字节低位将校验字节的十六进制数高位和低位分别使用AsC码值表示 A” 21 22 结束标志 CR 0DH 23 结束标志 LF 0AH 6.1.3.5网络时间同步接口网络时间同步接口的要求如下: 工作模式客户端或服务器端模式 b 网络接口电缆接口或光缆接口支持的协议 RFC1305(NTP); RFC2030(SNTP); EEEStd15882008(PTP) d)准确度: 时间准确度要求见表3 表3时间准确度要求网络支持协议时钟准确度局域网 NTP/SNT 优于10 ms 广域网 NTP/SNTP 优于500ms 优于14s 局域网 PTP 6.1.3.6时间同步信号、接口类型与时间同步准确度对照时间同步装置,被授时设备,按照时间同步准确度的要求,选择接口信号,接口类型时间同步信号、接口类型与时间同步准确度对照表,见表4 被授时设备的时间同步准确度要求优于14s时,传输电缆长度应控制在15m之内 11
GB/T37911.1一2019 表4时间同步信号、接口类型与时间同步准确度对照表 RS-422，接口类型光纤静态空接点 TTL AC Rs-232C RS485 PPs s 1s 3s 1As 1PPM 114s 1s 31s 1从s 1PPH 34s As lAs 1s 串口时间报文 10ms 10ms 10ms IRIGB(DC) As lMS ls IRIGBAC 20"s 6.2功能北斗卫星授时时间同步装置应具有以下功能可输出脉冲信号,IRIGB码、串行口时间报文和网络时间报文等 a b 应输出用于检测的1PPS脉冲信号(TTL.电平) 具备守时功能,要求在外部时间基准信号失效12h内的守时精度应优于1ps/h c 具有自复位功能,时间同步装置复位时应不输出时间同步信号,复位后应能恢复正常工作 d 面板应具备显示功能,显示下列信息: 电源状态指示; 时钟同步信号输出指示灯(正常;IPPs同步闪烁;故障:熄灭或常亮); 外部时间基准信号状态指示当前使用的时间基准信号，年、月、日,时、分、秒(北京时间); 故障信息应有告警功能,输出下列告警接点 fD 电源中断告警; 故障状态告警北斗和GPS双系统接收单元应具备无线时间基准信号选择功能;在输人无线时间基准信号切 8 换过程中,输出时间应无异常跳变 h)可选配电网频率测量功能应提供专用测试接口用于交互接口测试 6.3环境条件 6.3.1天线运行环境条件天线应适应以下运行环境条件,包括工作温度范围、允许最大相对湿度工作温度范围;一40C一70C a b) 允许最大相对湿度;100% 6.3.2时间同步装置运行环境条件时间同步装置应适应以下运行环境条件运行环境的温度和湿度: a 12
GB;/T37911.1一2019 时间同步装置运行环境的温度和湿度要求见表5,可根据实际应用场合选择表5运行环境的温度和湿度要求环境温度湿度级别使用场所范围最大变化率相对湿度最大变化率 C/ C/h -5十45 5~95 室内 C0 20 28 CI -25+55 20 5100 28 遮蔽场所 40十70 5~100 C2 20 28 室外 Cx 特定与用户协商对周围环境的要求装置工作的大气压力范围为86kPa106kPa,使用地点应无爆炸危险,无腐蚀性气体及导电尘埃,无严重霉菌,无剧烈振动源,不允许有超过发电厂,变电站正常运行范围内可能遇到的电磁场存在有防御雨,雪,风、沙、尘埃及防静电措施场地安全要求应符合GB/T9361 2011中B级的规定接地电阻应符合GB/T2887一2011中4.8.3的规定 6.3.3贮存、运输极限环境天线的贮存,运输极限的环境温度范围为一40C一70C,装置的贮存,运输极眼的环境温度范围为-25C70C,不应出现异常情况温度恢复正常后,装置的性能、功能应符合6.1和6.2的规定 6.4电源适应性在以下电源条件下,装置应正常运行,性能、功能应符合6.1和6.2的规定交流电源 a -电压;220V,允许偏差为-20%~15% 频率;50Hz,允许偏差士5%; 波形;正弦波,谐波含量小于5% b 直流电源 -电压;220V,l10V,允许偏差为一20%~15% -电压纹波系数:小于5% 供电方式宜采用双电源供电功耗 d 由产品规范规定 6.5绝缘性能 6.5.1绝缘电阻除另有规定外,考核绝缘性能时的大气条件应符合6.3的要求按GB/T13729一2002中3.6.1的规定,用绝缘电阻测试仪250V或500V挡测量各回路之间的绝缘电阻,应符合以下规定所有导电回路与地间,绝缘电阻值应不小于20MQ;: a b)无电气连接的各导电回路间,绝缘电阻值应不小于20MQ 13
GB/T37911.1一2019 6.5.2介质强度应符合GB/T13729一2002中3.6.2的规定 6.5.3耐湿热性能装置应能承受GB/T13729一2002中3.6.1规定的恒定湿热试验;温度40士2,相对湿度93% 士3%,装置的性能、功能应符合6.1和6.2的规定并符合GB/T137292002中3.6.1的规定: 被测回路间电压小于或等于60V,用绝缘电阻测试仪250V挡测量,绝缘电阻值不小于 a 1MQ. b 被测回路间电压大于60V,用绝缘电阻测试仪500V挡测量,绝缘电阻值不小于1MQ 6.6机械性能装置应能承受GB/T13728一2002中3.8规定的机械性能试验,要求装置不发生紧固零件松动,机械损坏等现象机械性能试验包括振动试验 a 装置应承受严酷等级为I级振动响应试验、严酷等级为I级振动耐久试验,试验结束后加电试验,装置的性能、功能应符合6.1和6.2的规定 b 冲击试验装置应承受严酷等级为I级冲击响应试验、严酷等级为I级冲击耐久试验,试验结束后加电试验,装置的性能、功能应符合6.1和6.2的规定碰撞试验装置应承受严酷等级为I级碰撞试验,试验结束后加电试验,装置的性能,功能应符合6.1和 6.2的规定电磁兼容性装置应承受以下电磁兼容试验静电放电抗扰度: a 装置应承受GB/T17626.2中规定的严酷等级为级或级静电放电试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为200%,试验结束后加电试验,装置的性能、功能应符合6.1和6.2的规定射频电磁场辐射抗扰度: 装置应承受GB/T17626.3中规定的严酷等级为W级或N级射频电磁场辐射试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为200% 电快速瞬变脉冲群抗扰度: 装置应承受GB/T17626.4中规定的严酷等级为皿级或级电快速瞬变脉冲群试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为200% 浪涌(冲击)抗扰度装置应承受GB/T17626.5中规定的试验等级为级或级浪涌冲击)试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为200% 射频场感应的传导骚扰抗扰度装置应承受GB/T17626.6中规定的试验等级为级或皿射频场感应的传导骚扰试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为100% f 工频磁场抗扰度: 14
GB;/T37911.1一2019 装置应承受GB/T17626.8中规定的试验等级为皿级或级工频磁场试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为100%. 脉冲磁场抗扰度 g 装置能承受GB/T17626.9中规定的试验等级为级或N级脉冲磁场试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为100% h 阻尼振荡磁场抗扰度: 装置应承受GB/T17626.10中规定的试验等级为级或级阻尼振荡磁场试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为100% 振铃波抗扰度: 装置应承受GB/T17626.12中规定的严酷等级为皿级或级振荡波试验,试验期间装置输出时间信号的时间准确度允许改变量为200% 直流电源输人端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度应符合GB/17626.29的要求,电源电压从额定电压U下降至0%U,持续0.1s试验期间装置应正常运行、输出正确的时间信息 15
GB/T37911.1一2019 附录 A 规范性附录) 接收单元的交互接口协议 A.1 概述本附录规定了接收单元与时钟单元之间的交互接口协议 A.2结构协议结构如表A.1所示表A.1协议结构头校验和信息D 数据赖尾信息类别 $ “XX” ,(数据》 *〈校验和HH CR>LF 3Byte 1Bvte 不定长 2Byte 3Byte 2Byte 表A.1协议结构中各栏目说明如下帧头;1个ASCI字符,$'0x24 a b 信息类别;信息类别XX为可选择的2个ASCI字符,可选择为北斗“BD"(0x4244),GPS “GP”Ox4750)或GNSS“GN”(0x474E),默认值为北斗“BD” 信息ID3个ASC字符,定义信息内容,A'~‘Z',如“GGA” c d 数据;不定长,为‘A'~‘Z'和*0'*9',由‘,’分隔校验和HH:2个AsC字符表示的1字节十六进制数，$'和‘关'之间全部字符(不包括 e $'和‘关')异或运算的结果通过”*’与数据段区隔帧尾:2个AsCII字符,回车换行(CR>(LF>(Ox0D0A) f 信息类别 A.3 输人输出信息类别定义如表A.2所示表A.2输入输出信息定义序号信息类别信息ID 说明备注 BD 定位、定时、状态相关的信息 GP GGA 输出至少支持北斗卫星导航系统 GN 根据接收的卫星导航系统选择相应的信息 BD 类别,默认为“BD” GP ZDA 时间与日期信息输出 GN 16
GB;/T37911.1一2019 表A.2(续) 信息类别序号信息ID 说明备注 BD 位置、定位时间与状态信息 GP GLL 输出 GN BD 精度因子与有效卫星信息 GP GSA 输出至少支持北斗卫星导航系统 GN 根据接收的卫星导航系统选择相应的信息 BD 类别,默认为“BD" GP Gsv 可视的卫星信息输出 GN BD 提供最小的时间,日期位置、 GP RMC 航迹向和速度等数据信息 GN BD TXT 文本信息 BD PRT 波特率设置 BD sRc 跟踪源设置命令因接收单元设置与所选择的BD/G;Ps/GNSS BD RST 复位命令 10 工作方式无关,信息类别固定为“BD"” 11 BD TP 1PpS时延设置 12 BD 信息类型输出设置 PMO 13 BD LPs 闰秒预告信息输出注:至少默认输出GGA/ZDA信息(1Hz频度输出. 输人输出信息数据类型说明如表A.3所示表A.3数据类型说明简写类型字节数取值范围 U1 UnsignedChar 0255 m SignedChar -128127 x1 Bitfield U2 065535 UnsignedShort 2 3276832767 SignedShort X2 Bitfield U4 Unsignedlong 04294967295 4 -2147483648一2147483647 SignedLong X4 Bitfied CH AsCI 17
GB/T37911.1一2019 A.4交互信息协议 A.4.1GGA 通过本语句获得定位信息格式 $XXGGA,1>,2>,(3》,《4)》,5>,<6>,(7》,(8》,<9>,《10>,《11>,(12>,(13>,(14》关h(CR)IF》 xx.xx为可选择的2个Asc字符的字符串,可选择为"BD" 、“GP”、“GN” 1>;UTC时:9个字符,hhmm 1SS.Ss -hh,2个字符,单位时,范围.00~23 -mm,2个字符,单位;分,范围:00一59 -ss.ss,整数部分2个字符,小数部分2个字符,单位;秒,范围:00.00一60.00 纬度;不超过9个字符,ddmm.mmmm dd,2个字符,单位;度; mm.mmmm,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位;分 <3>;纬度方向1个字符， *N 北纬,'s'=南纬 4)，经度;不超过10个字符,ddn mm.mmmm -ddd,3个字符,单位;度; ,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位:分 -mm.mmmm， 5)经度方向11个字符,"E'=东经,"w’一西经 (6>:定位状态指示:1个字符 0'=定位不可用 1'一定位可用《7);跟踪卫星数;2个字符,0032 (8>:水平精度因子(HDOP);整数部分不超过2个字符,小数部分不超过2个字符,可以没有小数部分,范围:099.99 (9>;海拔高度;不超9个字符,shhhhh.hh -s,符号位,高度为负值时,s=-',为正值时没有符号位; -hhhhh.hh,不定长,整数部分不超过5个字符,小数部分不超过2个字符 10>:海拔高度单位:1个字符,固定为‘M',表示海拔高度的单位为“米” 11):保留字段;空 12>:保留字段:空 13>:保留字段;空 14):固定值;1个字符,固定为*0' A.4.2ZDA 通过本语句可获取UTC时格式 $XXZDA.(1),(2),(3),(4),(5)>,(6)》*HH(CR>(LF XX:XX为可选择的2个AsC字符,可选择为“BD”“GP”“GN” 1):时分秒:9个字符,hhmmss.ss -hh,单位;时,范围:00一23 -mm,单位;分,范围;0059; ,单位;秒,范围,00.00一60.00. -ss.ss， 2):日:2个字符,dd,范围:0131 18
GB;/T37911.1一2019 3):月:2个字符,mm,范围;0112 (4>:年;4个字符,yyyy. 5);时区;不超过3个字符.hhh,单位;时,范围，一1313 (6>;时区;2个字符,mm,单位;分,范围:00~59 A.4.3GLL 通过本语句获取定位结果信息格式 $XXGLL,1>,<2>,<3)>,(4),(5>,(6>,<7》关HCR)LF》 XX.XX为可选择的2个ASCI字符,可选择为“BD"、“GP”、“GN” 1);纬度;不超过9个字符,ddnmm.mmmmm dd.2个字符,单位;度; -mm.mmmm,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位;分 <2):纬度方向:1个字符北纬;'s'一南纬 3)，经度,不超过10个字符,dddmm.mmmm ddd,3个字符,单位:度; ,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位;分 mm,mmmm )1经度力向个字符E"-东经w-两经 5>;UTC时:9个字符,hhmmss.ss hh,2个字符,单位;时,范围:0023; ,2个字符,单位:分,范围:0059; mm .ss,整数部分2个字符,小数部分2个字符,单位;秒,范围,00.00~60.00 <6):数据有效标志;1个字符,‘A'=有效;v’=无效 7>;模式指示;1个字符 A'一自动模式; M'=手动模式 N'=数据无效 A.4.4GSA 通过本语句可获取DOP值和通道跟踪卫星信息格式 $XXG;SA,(1>,(2>,(3>,,(14),(15),(16),(17)*HH(CR>LF》 XX:XX为可选择的2个AsC字符,可选择为“BD"或“GP”,“GN”不适用 1>:定位模式:1个字符,M'=手动2D或3D定位;‘A'=自动2D/3D定位 2)>:定位状态:1个字符,'1'=未定位;‘2'=2D定位;‘3'=3D定位 <3)(14):参与位置速度时间(PvT)解算的前12个通道对应的卫星号PRN,每个字段不超过3 个字符,没有跟踪卫星时字段为空 15>:位置精度因子(PDoOP);不超过5个字符,mm.mmm,整数部分不超过2个字符,小数部分不超过2个字符,可以没有小数部分,范围:099.99. 16>:水平精度因子(HDOP);不超过5个字符,mm.mmm,整数部分不超过2个字符,小数部分不超过2个字符,可以没有小数部分,范围;0一99.99. 17)垂直精度因子(VDoP);不超过5个字符,mm.mmm整数部分不超过2个字符,小数部分不超过2个字符,可以没有小数部分,范围.099.99 A.4.5GSV 通过本语句可获取跟踪卫星信息格式: 19
GB/T37911.1一2019 $XXGSV,(1),(2),(3)(,(4),(5),(6>,(7)}*HH(CR>(LF》 XX:XX为可选择的2个AsCI字符,可选择为“BD”或“GP”,“GN”不适用一4 1>信息总数:1个字符,输出跟踪卫星信息的总数,范围l 2>:信息编号;1个字符,当前输出跟踪卫星信息的编号,范围1" 4 3):可视卫星数:2个字符,范围;0032 (4):第1颗卫星标识号:2个字符,GPS:0132,BD;0137 5>:第1颗卫星仰角:2个字符,单位度,范围:00~90 (6):第1颗卫星真方位角:3个字符,单位度,范围:000359. 7):第1颗卫星信号强度:2 注1:每帧GSV最多有4组(,(4 《6》,《7》注2允许卫星仰角,真方位角和信号强度信息为空字段知注3在每条语句中,允许 “卫星标识号,仰角,真方位角,信号强度”参数组数量是可变的,最多为4组;当发送的组数少于4个时,只使用所接收卫星的参数组,不必对未使用的参数组使用空字段， A.4.6RC 通过本语句可获取最小的时间、日期、位置、航迹向和速度等数据信息格式: $XXRMC,(1),(2>,(3),(4),(5),(6>,(7),(8>,(9),(10),(11),(12>*HH(CR>(LF XX:XX为可选择的2个AsCI字符,可选择为“BD"”“GP”“GN” 1):定位时间hhmmss.ss,用UTC时间表示 -hh,2个字符,单位;时,范围:00~23 mm,2个字符,单位;分,范围:0059; ,整数部分2个字符,小数部分不超过2个字符,单位;秒,范围:00.0060.0o SS.SS 2 定位状态;1个字符,'A'=有效;'V'=无效纬度;ddmm.mmmmm 3 -dd,2个字符,单位;度; -mm.mmmm,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位:分 (4>;纬度方向1个字符，北纬,'s'=南纬 ”N (5>:经度:dddmm.mmmm -ddd,3个字符,单位;度; mm.mmmm,整数部分2个字符,小数部分不超过4个字符,单位;分 6>:经度方向:1个字符,‘E'=东经,w’一西经 T)，对地速度;不定长,授时应用中可为空字段 8>:对地真航向:不定长,授时应用中可为空字段日期:ddmmyy 《9 -dd,2个字符,范围:01一31; -mm,2个字符,范围:0112:; yy,2个字符,范围;00一99,对应2000年一2099年 10):磁偏角:单位为度,授时应用中可为空字段 11>:磁偏角方向;空字段,授时应用中可为空字段 12>:模式指示:1个字符 A'一自动模式; M'=手动模式; N'一数据无效 20
GB;/T37911.1一2019 A.4.7TXT 通过本语句可获取接收单元信息,包括产品型号和版本号格式: $XXTXT,(1>,2>,(3>,〈4》关HHCR>LF XX:XX为可选择的2个AsSCI字符,固定为“BD" 1)，输出信息总数.2个字符,输出TXT信息总数,范围,0I一99. 2>信息编号2个字符,当前TXT信息的编号,范围.01一99 (3>信息类型,2个字符 “00”=err or(出错) “01”=warnin ng(告警); “02”=notice(通知); "07”=user(用户 4)，描述信息用AsCII码字符串表示的描述信息,不定长,信息内容与信息类型有关 A.4.8PRT 通过本语句设置串口波特率格式 $XXPRT,《1》关HHCR)《IF》 XX:xx为可选择的2个AsC字符,固定为“BD” 1)波特率;不定长,4一6个字符,单位bit/s,范围9600,19200,38400,115200 A.4.9SRC 通过本语句可设置接收单元跟踪模式格式 $XXSRC,(1)关HH(CR>(LFy XX:xx为可选择的2个AsC字符,固定为“BD" 1);跟踪模式;1个字符 1'=指定跟踪北斗; 2'=指定跟踪GPs 3’=自动跟踪主用北斗(默认值)3 4，一自动跟踪主用GPs; 5'=组合模式 A.4.10Rs1 通过本语句可对设备进行重新启动操作格式 $XXRST,(1)*HH(CR>(LF》 XX:XX为可选择的2个AsSC1字符,固定为“BD" 1)，启动方式个字符,F'-冷启动H'一热启动 A.4.11SIP 通过本语句调整输出1PPs信号的相位格式: $XXSTP,(1),(2),(3)>,〈4),(5》关HH(CR>(LF XX:XX为可选择的2个AsCI字符,固定为“BD" 1>:保留;空字段或8个字符 (2) 保留空字段或1个字符 21
GB/T37911.1一2019 3>:保留;空字段或1个字符 4>:线缆时延;4个字符,U2,单位ns,默认值为0. s):用户时延;8个字符,Iu,单位n,默认值为0. 注，时延参数为正值时表示超前,负值时表示滞后 A.4.12PMO 通过本语句可设置其他信息输出格式: $XXPMO,(1>,2》关HHCR)LF》 XX;XX为可选择的2个AsCI字符,固定为“BD" 1>:信息ID:3个字符,如表A.4所示 2>;输出方式:1个字符或空字段; 1'=每秒输出1次; 0'=关闭输出; 信息ID为ILPS时,输出方式为空字段注作为查询命令时,系统忽略(2)的内容输出控制信息说明如表A.4所示表A.4输出控制说明信息ID 输出方式功能描述每秒输出1次 GGA/ZDA/GLL/GsA" Gsv/RMc/TxT 关闭输出 lPS 空字段闰秒查询输出,输出1次对应的信息 A.4.13LPS 通过本语句可获取国秒信息,应答式输出,即仅在用户请求时才输出当前的闰秒信息,最高响应频率为1次/1秒格式: $xXLPS(1),(2).(3).(4),(5>*HH(CR)(LF XXXX为可选择的2个AsC字符,固定为“BD"或“GP”,“GN”不适用 1):国秒状态:l1个字符,sppffff s;闰秒预告操作,1个字符,范围‘0’=无操作,1'=正闺秒,"2'=负闺秒 pp(GPS时对应的闫秒,2个字符,I1,单位s,GPS时-UTC; fffff:保留,8个字符 2):闺秒发生时分秒个个字符,hhmmss -hh:2个字符,闰秒发生时 -23: .00一 -mm;2个字符,闺秒发生分,00~59 -ss:2个字符,闺秒发生秒,0060,60=正闰秒,58=负闰秒 3)同秒发生日,2个字符,o1一1 4):国秒发生月,2个字符,01~12 5):闺秒发生年,4个字符 22
GB;/T37911.1一2019 附录B 规范性附录) IRIG-B码码元定义及波形 IRIGB码码元定义见表B.1,波形见图B.1 IRIGB码中的时间为北京时间(UTC+8) 表B1IRIG-B码码元定义表码元序号定义说明 P 基准码元秒个位,BcD码,低位在前索引位置'o” 秒十位,以D码,低位在前 P 位置识别标志井1 1013 分个位,BCD码,低位在前 14 索引位置*0' 分十位,以cD码,低位在前 15~17 18 索引位置*0” P2 位置识别标志#2 19 20~23 时个位,BCD码,低位在前 224 索引位置*0'” 25~26 时十位,BCD码,低位在前 27~28 索引位置*0' P3 29 位置识别标志井3 日个位,BcD码,低位在前 3033 索引位置'0' 34 35~38 日十位,以cD码,低位在前 39 P 位置识别标志井4 40~41 日百位,BCD码,低位在前 4248 索引位置*0” 4!s P5 位置识别标志井5 5053 年个位,cD码,低位在前索引位置*0” 55~58 年十位,BcD码,低位在前 59 P6 位置识别标志井6 60 在闫秒来临前1s~59s置1',在闫秒到来后的00s置'0 间秒预告(ISP 67 闰秒(LS)标志 0';正闰秒,*1';负闺秒 62 夏时制预告(DSP 置*0' 23
GB/T37911.1一2019 表B1(续码元序号定义说明 63 置‘0’ 夏时制(DST)标志时间偏移符号位 64 :0”十,1 时间偏移(小时，二进制,低位时间偏移=IRIGB时间-UTC时间时间偏移在夏时制期间 65一68 在前会发生变化 69 P 位置识别标志井7 0' ;不增加时间偏移量 70 时间偏移(0.5h) 1';时间偏移量额外增加0.5 正常工作状态,时钟同步正常 0x0: 0xl;时钟同步异常,时间准确度优于1ns 0x2;时钟同步异常,时间准确度优于10ns 0x3;时钟同步异常,时间准确度优于100ns 0x5:时钟 104s 100As 时间质量，二进制,低位在前 71一74 IIlS 10ms 100ms 0xA:时钟同步异常,时间准确度优于 0xB;时钟同步异常,时间准确度优于10s 0xE;保留位,无效 0xF;时钟严重故障,时间信息不可信赖 75 校验位从“秒个位"至“时间质量”按位(数据位)进行奇校验的结果 76~78 置0" 保留 79 P8 位置识别标志井8 8088 天中的秒数(SBS),二进制,低 9097 位在前 98 索引位置*0” 99 P0 位置识别标志#0 24
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电力系统北斗卫星授时应用接口第1部分：技术规范GB/T37911.1-2019

在电力系统中，各类设备需要进行时间同步以保证系统的正常运行。然而，传统的时间同步方式存在精度有限、可靠性低等问题。为此，北斗卫星授时应运而生。然而，如何将北斗卫星授时应用到电力系统中，就需要符合相应的技术规范和接口标准来保证其正确性和有效性。

GB/T37911.1-2019的背景

GB/T37911.1-2019《电力系统北斗卫星授时应用接口第1部分：技术规范》是国内首个关于电力系统北斗卫星授时应用的技术规范。该规范旨在指导电力系统中各类设备如何正确地使用北斗卫星授时，并提供接口标准以确保不同设备之间的兼容性。

GB/T37911.1-2019的核心内容

GB/T37911.1-2019主要涉及以下方面：

术语和定义。该标准明确了相关术语和定义，便于各类设备进行统一理解。
基本原则。该标准规定了电力系统北斗卫星授时应用需要遵循的基本原则，包括精度、可靠性、安全性等。
技术要求。该标准规定了各类设备在使用北斗卫星授时时需要满足的技术要求，包括时间同步精度、故障处理等。
接口标准。该标准规定了不同设备之间的接口标准，以保证其兼容性。
测试和评估。该标准还规定了各类设备在使用北斗卫星授时时需要进行的测试和评估，以确保其符合相关的技术规范。

GB/T37911.1-2019的意义

GB/T37911.1-2019的发布填补了我国在电力系统北斗卫星授时应用方面的空白。该标准的制定将有助于规范电力系统中各类设备使用北斗卫星授时的行为，提升整个行业的时间同步精度和可靠性。

总结

北斗卫星授时是一种高精度、高可靠的时间同步手段，在电力系统中具有广泛的应用前景。GB/T37911.1-2019的发布，填补了我国在电力系统北斗卫星授时应用方面的空白。该标准的制定将有助于规范电力系统中各类设备使用北斗卫星授时的行为，提升整个行业的时间同步精度和可靠性。因此，企业应该遵循该标准进行相关设备的选择和应用，以保证电力系统的正常运行。