1、 2013.04工業交換機在電力行業的應用主要應用行業 目前工業以太網交換機主要應用于電力、交通、冶金三個行業，許多行業未來潛力巨大. 其中電力行業主要應用于智能電網（即數字化變電站）和風力發電。數字化變電站介紹 數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站. 三層設備兩層網絡站控層設備：監控系統間隔層設備：保護、測控、錄波、PMU等過程層設備：合并單元、智能終端站控層網絡：連接上兩層過程層網絡：連接下兩層站控層主要包括監控系統。

2、硬件組成、連接關系同傳統變電站。采用IEC61850歸約（MMS）同間隔層設備通信。站控層網絡1.拓撲結構與傳統站相同，可以使用同類型交換機（沒有規定必須是工業交換機）。2.主要傳輸站控層MMS報文，同時也傳輸測控裝置間隔聯鎖的GOOSE報文。站控層功能電子式互感器合并單元電能表監控系統衛星時鐘遠動保信子站站用電源報文監視分析過程層間隔層站控層站控層功能1.程序化操作與視頻監控技術結合的智能操作應用；2.結合智能一次設備和在線監測技術，開展智能預警及變電站綜合分析決策功能的研究及應用。智能變壓器智能斷路器保護測控一體化裝置SMVGOOSE共網IEEE1588 數字化變電站智能化程序化操作視頻監

3、控一體化五防智能預警綜合分析決策區域應用變電站信息模型智能巡檢間隔層主要包括測控、保護等設備。與傳統裝置相比，對站控層仍然是以太網接口，但模擬量（SV）和狀態量（GOOSE）均通過以太網傳輸。過程層主要包括合并單元和智能操作箱。傳統站中無這類設備，主要功能是將一次設備接入過程層網絡過程層網絡1.傳統站無此類設備。2.主要連接合并單元、智能操作箱和間隔層設備。3.需要使用工業級光纖以太網交換機4.過程層網絡流量控制原則需規范化，包括流量控制及虛擬局域網劃分策略等；5.已經實現SMV與GOOSE共網，將來可嘗試過程層與站控層網絡合并。過程層網絡SMV網GOOSE網電子式互感器合并單元電能表監控系統

4、衛星時鐘遠動保信子站站用電源報文監視分析過程層間隔層站控層B碼/秒脈沖SNTP智能變壓器智能斷路器保護測控一體化裝置網絡流量控制虛擬局域網劃分SMVGOOSE共網時鐘同步系統電子式互感器合并單元電能表監控系統衛星時鐘遠動保信子站站用電源報文監視分析過程層間隔層站控層B碼/秒脈沖SNTP時鐘同步系統1.對時網絡與站內網絡的統一；2.時鐘同步系統和采樣同步系統的融合；3.電網統一時間同步系統研究及應用。智能變壓器智能斷路器保護測控一體化裝置SMVGOOSE共網IEEE1588 IEEE1588 V2.0實現區域/廣域對時時鐘同步系統行業標準變電站自動化系統在實現控制、監視和保護功能的同時，為了實現

5、不同廠家的設備達到信息共享，使變電站自動化系統成為開放系統，還應具有互操作性。為此，國際電工委員會(IEC)制定了變電站內通信網絡和系統標準體系IEC-61850IEC61850 的內容系統概貌1 介紹和概述2 術語3 總體要求4 系統和項目管理5 功能的通信要求和設備模型數據模型7-4 兼容邏輯節點類和數據類7-3 公用數據類抽象通信服務7-2 抽象通信服務接口(ACSI)7-1 原理和模型配置6 變電站自動化系統配置描述 語言映射到實際通信網絡8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-39-1 通過單向多路點對點串行通信鏈路采樣值 9-2 ISO8802-3之上的采樣值測試10 一致性

6、測試IEC62351標準電力系統管理和相關信息交換數據與通信安全IEC 62351-1: 數據和通信安全 通信網絡和系統安全 安全問題介紹。IEC 62351-2: 數據和通信安全 術語。IEC 62351-3: 數據和通信安全 通信網絡和系統安全 包含TCP/IP的協議集。IEC 62351-4: 數據和通信安全 包含MMS的協議集。IEC 62351-5: 數據和通信安全 IEC 60870-5及其衍生標準的安全。IEC 62351-6: 數據和通信安全 IEC 61850協議集安全。IEC 62351-7: 數據和通信安全 網絡和系統管理（NSM）的數據對象模型。IEC 62351-8：

7、數據和通信安全 電力系統管理的基于角色訪問控IEEE1613 IEEE1613定義了變電站內通訊互聯設備的標準環境和測試需求. 國內制定的標準根據IEC61850-3修改制定 工業以太網交換機產品至少要滿足其中的功能性要求、電磁兼容設計要求、寬溫環境要求和機械結構驗證等四大類要求 功能性方面，最重要的至少有兩點，一是要求工業以太網交換機能夠支持快速轉發和QoS服務質量以保證IEC61850標準中重要的GSE/GOOSE數據包得到實時的傳輸，并且能夠支持組播通信管理IGMPsnooping。二是工業以太網交換機必須能夠支持構建冗余的網絡拓撲例如環網架構以提高拓撲的可靠性，并且同時能夠提供極短的網

8、絡故障恢復時間。此外還包括像VLAN、優先級和快速生成樹等技術功能測試要求 在電磁兼容設計方面，工業以太網交換機要能夠通過包含電擊、雷擊和其他電磁干擾測試；在寬溫環境要求方面，交換機設備必須在-4085的極端溫度環境下可以正常工作；在機械結構要求方面，交換機設備還要通過專業第三方的振動和沖擊耐受度測試。 詳見數字化變電站技術規范.doc 組網方式一般是星型和環型組網包括星型、冗余星型、單環、雙環甚至IED智能設備參與組網。星型組網冗余星型單環多環IEDs 參與組環組網實例信易達工業交換機1.2.3.4.環網自愈時間小于5ms，有效地解決了丟包和大延時包的問題。提高了系統的實時性！環網自愈時間-

9、40-+75的工作溫度解決了我國大部分地區的溫度要求，有效的降低了成本。-40-+85的工作溫度滿足了更為嚴寒地區的使用！工作溫度EMC等級 四級，更好地抗電磁干擾。IEC 61850-3全標準設計，滿足了更高防護等級的需求！防護等級圖形化的網管軟件，可以更直觀的查看網絡的運行狀態和故障的具體原因。通過各類報警，保證系統無故障運行！網管軟件市場需求 “十二五”和“十三五”期間全國110kV750kV 電壓等級變電站新建和改造數量將達到34233 座（基本上是智能變電站），其中110kV 約26652 座、220kV 約6547 座、500kV 約736 座、750kV 約55 座。傳統變電站中交換機用量較少，智能變電站用量非常大：110kV 約需20 臺，220kV 需4050 臺，500kV 需7080 臺，750kV約需100臺.市場需求光口宜采用ST型站