摘 要：IEC 61850是新一代變電站自動化通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準，規(guī)定采用以太網(wǎng)作為變電站自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機作為數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它起到非常重要的作用。本文論述了IEC61850標(biāo)準、數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的特點及其對工業(yè)以太網(wǎng)交換機的要求，介紹了我公司自主研發(fā)的基于光纖通信方式的工業(yè)以太網(wǎng)交換機的設(shè)計及其在數(shù)字化變電站的應(yīng)用方案。
關(guān)鍵詞：IEC 61850；數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)；工業(yè)以太網(wǎng)交換機；應(yīng)用
0引言
IEC61850標(biāo)準是世界上統(tǒng)一的變電站
自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的國際標(biāo)準。經(jīng)過國調(diào)中心組織的6次IEC61850互操作試驗，中國已經(jīng)從標(biāo)準研究階段過渡到工程應(yīng)用階段，并已有多個基于IEC 61850標(biāo)準的變電站投入運行
[1]。
數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)必須滿足實時性、可靠性、安全性和擴展性的特殊要求，光纖通信憑借其帶寬寬、可靠性高、保密性強、抗干擾能力好及傳輸距離遠等優(yōu)點，成為數(shù)字化變電站中理想的通信方式。
工業(yè)以太網(wǎng)交換機作為數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，IEC61850-3對其提出了嚴酷的要求，使其能在各種惡劣工業(yè)環(huán)境下長期穩(wěn)定、可靠、安全應(yīng)用，為數(shù)字化變電站保駕護航。基于光纖通信方式的工業(yè)以太網(wǎng)交換機在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用研究將對變電站
自動化水平的進一步提高產(chǎn)生積極的促進作用。
1 IEC 61850簡介
IEC61850《變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議》標(biāo)準是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會
(IECTC57)負責(zé)制定的，于2004年頒布。它是新一代的變電站
自動化通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準，其主要目的是使不同廠家的
智能電子設(shè)備（IED）之間通過相同標(biāo)準實現(xiàn)互操作和
信息共享。IEC61850系列標(biāo)準共10大類、14個標(biāo)準，作為基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站國際標(biāo)準，它的發(fā)展方向是實現(xiàn)“一個世界、一種技術(shù)、一個標(biāo)準”
[2]。
IEC61850標(biāo)準將變電站通信體系分為變電站層、間隔層和過程層
[3]，如圖1所示。各層內(nèi)部和各層之間通過高速以太網(wǎng)實現(xiàn)
信息共享。
Fig.1 information leveling in substation automation system
2 數(shù)字化變電站
自動化系統(tǒng)的特點及其對工業(yè)以太網(wǎng)交換機的要求
2.1數(shù)字化變電站
自動化系統(tǒng)的特點
數(shù)字化變電站是指遵循IEC61850標(biāo)準的變電站，其主要特征是
: “一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準”。
數(shù)字化變電站
自動化系統(tǒng)的特點
[4]：
(1)
智能化的一次設(shè)備：一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路，采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程控制器代替，常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。
(2)網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備：變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護裝置、測量控制裝置、防誤閉鎖裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標(biāo)準化、模塊化的微處理機設(shè)計制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動化的運行管理系統(tǒng)：變電站運行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化、
自動化；變電站運行發(fā)生故障時，能及時提供故障分析報告，指出故障原因及處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。
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