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核电厂安全时钟同步系统设计与实现
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安全管理 161 核电厂安全时钟同步系统设计与实现 中国广核电力股份有限公司,张富敏、许力、付振旭、孙廷飞 摘 要:时钟同步系统能产生标准时间、时刻以及标准频率信号,为核电厂需要标准时间尺度的系统 (例如调度自动化系统、电厂辐射监测系统、分布式控制系统、生产信息管理系统、视频监控系统)和 设备(例如继电保护装置、厂站自动控制设备、安全稳定控制装置、故障录波器)提供各种高精度的时 间基准信号。先简要说明时钟同步系统在核电厂的重要性,再重点介绍核电厂时钟同步系统的设计与实 现,并阐述核电厂时钟同步系统的安全性,最后介绍核电厂几种常见对时方案。 关键词:时钟同步系统;核电厂;全球定位系统(GPS) ;北斗(BD) 引言 核电厂数字化系统经历了 3 代:第 1 代为基于 模拟组合仪表和继电器逻辑的传统仪控系统;第 2 代为以传统的仪控系统为主,计算机采集(SCADA) 为辅的混合型仪控系统;第 3 代为基于计算机和网 络技术的数字化仪控系统,包括数字化的先进主控 室。 时钟同步系统是核电厂通信系统的一个重要子 系统,系统对核电厂的作用越来越重要,同时核电 厂对时钟同步系统的安全性、可靠性的要求也越来 越高。时钟同步系统接收全球定位系统(GPS)/北 斗卫星信号。系统采用国际领先的授时、守时技术, 产生高精度的频率基准信号;由高精度的卫星定时 基准源、功能完善的主/子钟系统、针对核电厂时钟 系统应用需求的远端系统、时间信号分布网络、完 善的设备监控系统等组成,具有抗干扰能力强、可 靠性高、使用方便、易于扩展及便于维修维护等诸 多优点。本文基于时钟同步系统原理、安全性及可 靠性,介绍核电厂时钟同步系统的设计与实现。 1 核电厂时钟同步系统的重要性 随着核电厂数字化系统和设备的快速发展,对 时间同步的要求日益迫切,需要准确、安全、可靠 的时钟源,为核电厂需要标准时间尺度的继电保护、 调度自动化、综合自动化、通信及其它系统提供各 种高精度的时间基准信号。 核电厂统一一体化授时,提供标准化时间源, 确保实时数据采集时间一致性,提高线路故障测距、 相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确 性,从而提高事故分析和稳定控制的水平,也为核 安全局要求的核电厂故障回溯提供了唯一的时间参 考。 2 核电厂时钟同步系统设计与实现 2.1 时钟同步系统组成 核电厂时钟同步系统主要由五个子系统组成: 分别为主钟系统、远端系统、子钟系统、监控管理 系统、电源系统。 1)1) 主钟系统 主钟设备也叫卫星时间基准源。主钟设备接收 GPS 卫星信号、北斗卫星信号及 IRIG-B 基准时间信 号,实时监测各基准时间信号的输入性能,按优先 级顺序优选当前最佳基准时间信号输入作为主用时 间基准,内部高精度锁相环路跟踪主用时间基准, 合成多类型标准时间同步信号,扩展输出多路高精 度时间频率信号供子钟系统及远端系统使用。主钟 系统主要由电源处理单元、GPS&北斗卫星信号接收 及 IRIG-B 信号处理单元、中央定时处理单元、人机 接口单元和扩展信号输出单元 5 大部分组成。其原 理框图如图 1 所示:

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