Tid og frekvens synkronisert

Løsninger for Smart Grid & Utilities

Moderne strømnett krever synkronisert timing på tvers av beskyttelsesreleer, fasemåleenheter (PMU-er), hendelsesopptakere og SCADA-systemer. IEEE C37.118 og IEC 61850 standarder krever sub-mikrosekunders tidsnøyaktighet for PMU-dataaggregering og feilanalyse. Wide Area Monitoring Systems (WAMS) er avhengige av presise tidsstempler for å korrelere rutenetthendelser på tvers av geografisk spredte understasjoner, slik at operatører kan oppdage ustabilitet og forhindre kaskadefeil.

Smart grid timing må også være motstandsdyktig mot GPS-jamming og spoofing-angrep, som har blitt en økende trussel mot kritisk infrastruktur. En robust tidsarkitektur gir flere referansekilder, redundante distribusjonsveier og utvidet holdover-evne for å opprettholde driften under GNSS-brudd.

Systemkrav

Et smart grid timing system må gi:

• UTC-sporbar timing med bedre enn 1 mikrosekunds nøyaktighet på alle understasjoner

• IEEE 1588v2 (PTP) Grandmaster-kapasitet for IEC 61850 understasjoner

• IRIG-B- og 1PPS-utganger for eldre beskyttelsesreleer og PMU-er

• 10MHz referanse for frekvensovervåkingsutstyr

• Redundante timingkilder med automatisk failover

• Utvidet holdover (timer til dager) under GNSS-brudd

• Sentralisert overvåking og styring av alle tidsstyringsmidler

Anbefalte produkter

GS5500 NTP/PTP-tidsserver

GS5500 fungerer som den primære PTP Grandmaster for understasjonens LAN, og distribuerer IEEE 1588v2-timing til IED-er, sammenslåingsenheter og PMU-enheter over understasjonens Ethernet-nettverk. Den gir også NTP for SCADA-systemer og administrasjonsarbeidsstasjoner.

GS5620B Rubidium tidsserver

Med rubidiumholdover som gir bedre enn 1 mikrosekund nøyaktighet over 24 timer, sikrer GS5620B kontinuerlig timing under lengre GNSS-avbrudd forårsaket av jamming, spoofing eller antenneskade.

GS3100 GPS NTP-tidsserver

For distribusjonsnettverk som krever kostnadseffektiv-NTP-timing, gir GS3100 pålitelig GPS-synkronisert NTP med utmerket verdi for stor-implementering.

GS5600 tidssynkroniseringsserver

GS5600 gir sentralisert tidsstyring for store forsyningsnettverk, samler tidsstatus fra flere understasjoner og gir enhetlig overvåking, alarmstyring og rapportering.

GS5210 stormesterklokke

For understasjoner med eldre utstyr som krever 10MHz, 1PPS og IRIG-B, genererer GS5210 alle nødvendige referansesignaler fra én enkelt GNSS-disiplinert plattform.

GS5710 fiberoptisk transmisjonsutstyr

GS5710 muliggjør tidsoverføring på lang-distanse fra regionale kontrollsentre til eksterne understasjoner over eksisterende fiberinfrastruktur, og eliminerer behovet for individuelle GPS-mottakere på hvert sted.

Systemarkitektur

Ved det regionale kontrollsenteret gir redundante GS5500- og GS5620B-enheter primære og backup-tidsreferanser. GS5600 samler status fra alle understasjoner for sentralisert overvåking.

Timing-signaler distribueres til understasjoner via to veier: PTP/NTP over verktøyet WAN (administrert Ethernet), og dedikerte timing-linker via GS5710 fiberoptisk overføring for kritiske beskyttelsessystemer.

På hver understasjon mottar GS5500- eller GS3100-enheter timing og distribuerer PTP/NTP på det lokale LAN. GS5210-enheter genererer 1PPS, 10MHz og IRIG-B for eldre reléer og PMUer. Dobbel-inngangsredundans sikrer automatisk failover mellom WAN-tidsstien og en lokal GPS-mottaker.

Kilde	Signaltype	Distributør	Typiske forbrukere
GS5500	PTP (1588v2)	Nettverkssvitsj	PMU-er, IED-er, sammenslåingsenheter
GS5500	NTP	Nettverkssvitsj	SCADA, RTU, arbeidsstasjoner
GS5210	1PPS (TTL)	GS6605A	Beskyttelsesreleer, hendelsesopptakere
GS5210	IRIG-B(DC)	GS6606	Legacy PMUer, sekvens av hendelsesopptakere
GS5620B	1PPS + 10MHz	GS5227	Backupreferanse for all transformatorstasjons timing

Integrasjonsanbefalinger

• Distribuer redundante timingkilder på hver understasjon: primær fra WAN/fiber, sekundær fra lokal GPS

• Konfigurer automatisk inngangssvitsjing med en 3-puls tapsterskel for å unngå forstyrrende veksling

• Bruk GS5710-fiberkoblinger for beskyttelse-gradstiming, uavhengig av WAN-nettverket

• Overvåk alle tidsstyringsressurser via SNMP og integrer alarmer i det eksisterende SCADA-systemet

• Test holdover-ytelsen kvartalsvis ved å koble fra GNSS-antenner i 24-timers perioder

Konklusjon

Denne smarte rutenetttidsarkitekturen gir en komplett løsning for krav til synkronisering av verktøy. Kombinasjonen av PTP/NTP-nettverkstiming, dedikerte fibertidskoblinger, rubidiumholdover og sentralisert administrasjon sikrer kontinuerlig, nøyaktig synkronisering over hele strømnettet, selv under lengre GNSS-brudd. Arkitekturen oppfyller kravene til IEEE C37.118, IEC 61850 og NERC CIP for kritisk infrastrukturtiming.