基于MAXII570的高精度同步时钟信号在分布式录波器中的实现

　　随着智能电网技术大踏步地向前发展，电力部门对故障录波装置的分布式应用要求越来越高，对在分布式系统中的录波同步的要求也越来越严格，仅采用单一的GPS对时系统已不能完全满足电网运行的要求。因此，需要引入更多的启动逻辑作为系统同步录波的判据。

　　目前智能变电站的时间同步系统的主时钟多采用GPS和北斗的双系统对时，对于作为从时钟的二次装置(如保护、测控、故障录波、合并单元等)一般采用IRIG-B码对时方式。长期以来，IRIG-B码对时也一直是电力部门较为青睐的一种时钟源，而且大多二次设备多采用CPU的方式进行编解码。但由于CPU在受到干扰的情况下容易出现死机、崩溃、复位等现象，尽管时间短暂，在故障录波的情况下是绝对不允许的。针对以上情况，本文提出了一种基于Altera公司的MAXII570来实现IRIG-B解码器的设计思想，利用CPLD基于硬件逻辑、对环境的抗干扰性能强等优势来避免产生类似的情况，以提高设备运行的可靠性与安全性。

　　故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动记录故障前、后过程的各种电气量变化的一种装置。它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量(如有功、无功以及系统频率)的全过程变化。主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统中各电参量的变化规律，以及校核电力系统计算程序及模型参数的正确性等。目前，故障录波装置的录波结果是分析电力系统故障的重要依据。

　　在分布式的录波系统中，各子单元之间需要在同一节拍下完成模数转换工作，以达到同步采样的功能。因此需要一个“同步节拍器”来完成各子单元之间的信号同步，当出现故障的时候，由监测到故障的单元向本同步器发出录波启动信号，由本同步器向其他子单元发出同步录波的命令，从而达到同步录波的功能。

　　本文介绍的一种采用MAXII570实现分布式录波系统同步的设计思想，为充分利用MAXII570芯片资源，将上述所有同步启动信号的启动逻辑均集成在芯片中。

　　1 系统结构

　　采用MAXII570实现分布式录波系统的IRIG-B(DC)解码器的框图如图1所示。在变电站中由主时钟或扩展钟送出的IRIG-B码到达故障录波装置后，经过MAXII570解码后产生秒脉冲、串行时标等TTL信号。由于TTL传输距离比较短，很容易受到干扰，所以将其转换为RS485电平后发送给各子单元。这样不仅可以做到长距离传输，而且可以大大提高抗干扰性能。在实际的应用环境中，若主时钟系统送过来的IRIG-B码源为本身就为RS485信号，则在该系统中同样可以工作，只需调整光耦前端的限流电阻大小即可实现解码。