在电力系统中，各种自动化装置都需要有严格的时间同步，特别在数字化变电站中，电子互感器、合并单元等设备需要精确的对时。目前我国电力授时系统中普遍采用以GPS和北斗（简称BD）卫星作为授时基准的单GPS、单BD或双GPS、GPS/BD及双BD冗余时间系统同步系统。随着我国数字化变电站的快速发展，对全站时间同步系统的要求也越来越高。本文分析了时间同步系统在变电站中的一些具体应用，考虑到目前市场上时间同步设备大多为单机系统或者单时间源的现状，根据GPS和北斗授时原理，结合电力系统时间同步的技术规范，提出以FPGA可编程逻辑为核心器件，采用GPS、北斗和IRIG-B作为时间信号源，选择较佳的信号源的多模冗余时间同步系统。在设计本时间同步系统时，首先确定本设计的总体框架，比较了不同冗余技术方案的优缺点，选择较为合理的方案；其次完成GPS、北斗授时功能的设计，其中包括结合具体报文内容和格式而设计的串口通信模块、优化的数据提取模块、包含时区转换和秒修正的数据处理模块和显示模块等；然后完成IRIG-B码授时功能的设计，主要包括IRIG-B解码模块、包含日期天数转换的数据处理模块和各种格式报文的输出模块等；最后结合三组信号源的授时状态标志和外部人为选择，完成三种授时择优选择的冗余切换模块设计，实现信号的冗余输入多信号输出。GPS是目前覆盖面最广、发展最成熟的授时系统，授时模块价格便宜，但受控于美国；北斗系统是我国自主开发的授时系统，授时精度、授时体制和安全性有保障但覆盖面不如GPS，成本也较高；本地的IRIG-B相比于无线卫星信号抗干扰能力强，但成本较高。本设计要点在于并行解码多种时间信号后冗余切换的功能设计，综合考虑系统成本、安全性和信号源自主配置。本设计中FPGA的应用提高了整个系统的运行速度，方便输入输出接口的扩展；采用VHDL语言的从顶层设计到底层扩充的设计流程，从系统的总体要求出发，详细设计了各个功能模块，并在设计过程中逐步进行仿真检查，及时修改设计中出现的错误，缩短了设计周期。本设计充分考虑了自主研发的北斗信号的安全性、GPS信号和IRIG-B在电力系统同步的广泛应用等多方面因素，具有良好的应用推广价值。