Введение
Решение Precision Time Synchronization от компании RuggedCom основано на протоколе IEEE 1588 v2, способном передавать сверхточные данные синхронизации времени через Ethernet сети; протокол будет входить в стандарт IEC 61850 Edition II. Точная синхронизация времени необходима для увеличения эффективности и времени работы путём улучшения мониторинга и помощи в обнаружении и исправлении ошибок, одновременно снижая затраты черех объединение сетей передачи данных и синхронизации времени. Благодаря устройствам, поддерживающию Precision Time Protocol, стало возможно создание PTP сетей на основе стандарта IEEE 1588 v2, либо переходной системы от устаревших IRIG-B устройств.
IEEE 1588 v2 реализации и решения
Рисунок 1. Модульный сервер последовательных устройств RS416 и модульный управляемый гигабитный коммутатор RSG2288 синхронизируются через IEEE 1588 v2 для систем IEC 61850 Station Bus и Process Bus. Сигналы 1588 v2 могут также быть синхронизированы с устаревшими IRIG-B устройствами.
IEC 61850 Station Bus
Точная синхронизация времени необходима конечным устройствам (IED) для записи информации о сбое, что позволит - по порядку возникновения ошибок на устройствах - определить последовательность событий, приведших к сбою. Благодаря точной хронологической записи событий, можно бытро определить проблему и принять необходимые меры по её устранению. Устройства RuggedCom могут получать сигналы 1588 v2 через Ethernet порты и передавать их, либо сигналы IRIG-B для устаревших устройств.
IEC 61850 Process Bus
Сверхточная синхронизация времени с точностью в несколько микросекунд необходимо для правильного функционирования систем Process Bus. Измеренные значения напряжений и токов должны быть синхронизированы между измеряющими приборами и обрабатывающими устройствами (IED), выполняющими функции защиты и управления. Разница между устройствами всего в несколько микросекунд может стать причиной некорректной работы алгоритма защиты. Высокоскоростная оптическая шина IEC 61850-9-2 Process Bus используется для передачи цифровых данных с временными штампами.
Синхрофазоры
Синхрофазоры используются для анализа состояния системы электроснабжения для контроля и сохранения стабильности в сети. Устройства измерения фаз (PMU) производят измерения в заданных местах электросети и вычисляют фазы, синхронизированные с абсолютным временем. Стандарт IEEE C37.118 "синхрофазор для энергосистем"" определяет, что такое синхрофазор и как они должны обеспечивать связь и синхронизацию времени. Для достижения точности в соответствии со стандартом, необходимо чтобы точность была на уровне микросекунд, а в коммутируемых Ethernet сетях единственным решением является использование IEEE 1588 v2.
Развёртывание IEEE 1588 v2 в сети IEC 61850
Синхронизация IEEE 1588 v2 с IRIG-B
Во многих случаях предпочтительнее переходить на IEEE 1588 v2 проще по шагам, оценивая производительность и преищуства нового протокола наряду с использованием существующей защиты устройствами, использующими IRIG-B. Устройства RuggedCom предлагают решение путём обеспечения синхронизации протокола 1588 v2 на Ethernet портах и сигналов IRIG-B. Сигналы IRIG-B могут передаваться через выделенные линии PWM или PPS, а также возможена передача через последовательные порты.
Режимы источника точного времени: Master / Grandmaster
RuggedCom RSG2288 может иметь множество источников точного времени, включая GPS для того, чтобы работать в режиме Grandmaster. Благодаря различным режимам работы, RSG2288 могут получать сигналы точного времени непосредственно через GPS и через 1588 v2 из сети в качестве резервного источника. Алгоритм Best Master Clock (BMC), определяющий и выбирающий самый точный источник. Если подключено устройство, получающее время по GPS и выдающее IRIG-B сигнал, RSG2288 также может использовать эти данные, конвертируя их в IEEE 1588 v2 для распространения по сети.
Рисунок 2. Управляемый гигабитный коммтатор RSG2288 принимает данные с множества устройств, обеспечивая резервные линии.
Режим Transparent Clock
RSG2288 в режиме transparent clock рассылает сигналы точного времени без сбора информации о погрешностях. Transparent clock измеряет задержку между узлами, а также время между получением и отправлением данных на устройстве.
Рисунок 3. Управляемый гигабитный коммтатор RSG2288 в режиме transparent clock исключает ошибки в сигналах точного времени в зависимости от латентности коммутации и задержек на передачу данных.
Режим Ordinary Clock
Устройства RuggedCom могут быть настроены на временный переход на внутренние часы, становять источником точного времени для сети, на случай если сигнал GPS или другой источник точного времени стал недоступен.