智能变电站交换机及组网方案v3

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330～750千伏智能变电站设计技术规定v3.3

ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q/GDW XXX-2009330kV～750kV智能变电站设计技术规定Design Rule for 330kV ～750kVSmart Substation(20090924)20XX－XX－XX发布 20XX－XX－XX实施国家电网公司发布目录前言 (1)1 范围 (1)2 引用标准 (1)3 术语和定义 (2)4 总则 (5)5 电气开关部分 (5)5.1 智能开关设备 (5)5.2 互感器 (8)5.3 设备在线监测 (10)6二次部分 (11)6.1 一般规定 (11)6.2 变电站自动化系统 (11)6.3 其他二次系统 (18)6.4二次设备组屏 (18)6.5 二次设备布置 (20)6.6 光/电缆选择和敷设 (20)6.7 防雷、接地和抗干扰 (20)7 变电站布置 (20)8 辅助系统 (20)附录A 本规定用词说明 (22)附录B 规范性附录 (23)条文说明 (24)前言国家电网公司提出建设具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网。

作为智能电网的重要组成部分，智能变电站的设计和建设应充分体现智能电网的的特征，执行“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，按照“试点先行、总结完善、稳步推进”的工作步骤，避免技术导向多样化，防止无序建设、重复研究和资源投入浪费。

通过广泛调研和深入讨论，编制完成了330kV~750kV智能变电站设计技术规定（以下简称“设计技术规定”）。

设计技术规定充分吸收了前期数字化变电站试点建设的先进经验，通过反复总结和提炼，择优传承了部分通过实践验证、相对完善的技术方案，围绕“信息化、自动化、互动化”的要求，发展智能高级应用，以实现提高变电站自动化水平与自诊断能力、优化资源配置与设备利用率、改善供电质量与可靠性。

鉴于目前智能变电站仍处于发展阶段，许多技术和方案尚待实践的检验，故技术规定应以指导为目的，并随着智能变电站的发展与成熟，逐步修订和完善。

智能变电站通信网络技术方案

智能变电站通信网络技术方案1 智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。

变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。

变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。

为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下，变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用100M及以上高速以太网构建。

通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SMV网光缆过程层网络GOOSE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。

拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。

国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~3个独立以太网口, 星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。

国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。

变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机2变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE信息传输网络。

华为交换机组网方案

华为交换机组网方案1. 引言华为交换机是一种用于数据通信的网络设备，可以连接多个计算机、服务器和其他网络设备，实现高速、稳定的数据传输。

组网方案是指在一个网络环境中，根据需求设置合适的交换机布局和连接方式，以便实现高效的网络通信。

本文将介绍华为交换机的组网方案，详细说明了如何使用华为交换机搭建一个安全、可靠的企业级网络。

2. 设备选型在组建网络之前，首先要进行设备选型。

根据网络规模和需求，选用适合的华为交换机型号。

华为交换机系列产品涵盖了各种规模的网络需求，从小型企业到大型数据中心都有适合的型号。

在选型过程中，需要考虑以下几个因素：•带宽需求：根据网络中的流量和连接终端的数量，选择具备足够带宽的交换机。

•可扩展性：如果将来有网络扩容的需求，需要选择支持堆叠或链路聚合的交换机。

•安全性：选择具备安全功能的交换机，如访问控制列表（ACL）和流量监控。

3. 组网方案3.1 单层组网方案在小型网络中，可以采用单层组网方案。

该方案适用于用户数量较少的场景，例如小型办公室或家庭网络。

以下是单层组网方案的步骤：1.连接互联网：将华为交换机的一端与互联网出口设备（如光纤调制解调器或路由器）相连。

2.连接终端设备：将计算机、服务器和其他网络设备与华为交换机的其他端口连接起来。

3.配置交换机：使用华为交换机的管理界面，配置网络参数、VLAN、ACL等功能，以及设置端口的速率和双工模式。

3.2 多层组网方案在大型企业或数据中心等场景中，需要采用多层组网方案。

该方案适用于用户数量较多、网络复杂的情况。

以下是多层组网方案的步骤：1.核心交换机设置：选取一台性能强大的华为交换机作为核心交换机，并将其与互联网出口设备相连。

2.子交换机设置：在不同楼层或不同区域安装华为子交换机，将其与核心交换机连接起来。

3.连接终端设备：将计算机、服务器和其他网络设备与子交换机的端口连接起来。

4.配置交换机：使用华为交换机的管理界面，配置网络参数、VLAN、ACL等功能，以及设置端口的速率和双工模式。

浅谈智能变电站组网方案

浅谈智能变电站组网方案摘要：变电站作为电力系统中一个重要的环节，是连接发电站与电力用户之间的一个关键所在。

目前智能电网技术的发展已经日趋成熟，国内变电站自动化、数字化、智能化也得到了相应的发展，由此产生了智能变电站。

文章首先介绍我国智能变电站发展现状，同时对智能变电站架构体系进行分析，并着重阐述智能变电站组网优化方案。

关键词：智能变电站；组网方案；电力系统；发电站；电力用户文献标识码：A中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）05-0117-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.05.059 常规变电站主要指的是变电站具有全站统一的数据模型和通信平台，变电站内一次电气设备和二次电子设备间均实现数字化通信，并在此平台基础上实现智能装置间的相互操作。

而智能变电站具有一次设备数字化、智能设备网络化、基础数据完备化、信息交换标准化、运行控制自动化、信息展示可视化、分析决策在线化、保护控制协同化、设备安装就地化等特点。

与常规变电站相比，智能变电站能实现很好的低碳环保效果，具有良好的交互性和可靠性等优点。

智能变电站的运行使用不但提高了电网体系运行质量与效率，而且对于保证电网运行的安全稳定性具有显著作用。

1 我国智能变电站发展现状我国智能变电站相对于国外发达国家研究与开发起步较晚，2009年我国的智能电网建设开始试点规划，到2010年底我国就已建成110～750千伏智能变电站18座，在建56座，同时在23个城市核心区建设智能配电网。

2011年我国智能电网建设在全国范围内全面起步，计划在“十二五”期间建成智能变电站5000座。

到2015年为止，我国的智能电网建设已经初见成效，国家电网将能够支撑9000万千瓦风电和800万千瓦太阳能发电的接入和消纳。

同时对于大家关心的智能电网的安全性问题，国家电网建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系，发布企业级标准267项、行业标准39项、国家标准20项、国际标准7项。

智能变电站题库(修改)

智能变电站题库（修改）2022年7月9日一、网络基础知识（一）填空题1、站控层由主机/和操作员站、工程师站、远动接口设备、保护及故障信息子站、网络记录分析系统等装置构成，面向全变电所进行运行管理的中心控制层，并完成与远方控制中心、工程师站及人机界面的通信功能。

2、间隔层由保护、测控、计量、PMU等装置构成，利用本间隔数据完成对本间隔设备保护、测量、控制和计量等功能。

3、过程层是一次设备与二次设备的结合面，主要由电子式互感器、合并单元、智能终端等自动化设备构成。

4、站控层、间隔层网络是连接站控层设备和间隔层设备、站控层内以及间隔层内不同设备的网络，并实现站控层和间隔层之间、站控层内以及间隔层内不同设备之间的信息交互。

5、过程层网络是连接间隔层设备和过程层设备、间隔层内以及过程层内不同设备的网络，并实现间隔层和过程层之间、间隔层内以及过程层内不同设备之间的信息交互。

6、智能变电站的网络应采用传输速率为100Mbp或更高的以太网，满足变电站数据交互的实时性和可靠性要求。

7、智能变电站自动化系统网络在逻辑结构上可分成站控层网络、间隔层网络和过程层网络，物理结构上宜分成站控层/间隔层网络和过程层网络。

8、智能变电站的站控层、间隔层网络和过程层网络宜独立组网，不同网络之间应在物理上相互独立。

9、智能变电站网络应具备网络风暴抑制功能、具备“故障弱化”的特性，即具有一定的容错能力，单点故障不能影响整个网络的正常工作。

10、智能变电站网络应具备通信工况、网络流量等指标的监视功能。

12、过程层网络设计必须满足GB/T14285继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求。

13、站控层、间隔层MMS信息主要用于间隔层设备与站控层设备间通信，应具备间隔层设备支持的全部功能，其内容应包含四遥信息及故障录波报告信息。

14、MMS报文采用请求/响应、总召、周期报告上送、突发报告上送、文件传输等服务形式；站控层MMS信息应在站控层、间隔层网络传输。

2023-智慧电力系统总体技术方案V3-1

智慧电力系统总体技术方案V3随着信息化、智能化和节能环保的推进，电力行业也在加速向智慧电网转型，建设智慧电力系统已经成为当今电力系统发展的大势所趋。

融合了新能源、物联网、大数据、人工智能等技术的智慧电力系统，可以实现对电力生产、输配电、用电及管理的全方位可视化监控和分析，提高电力系统的安全性、可靠性、经济性和智能化程度。

围绕智慧电力系统总体技术方案V3，我们可以来分步骤阐述：一、总体概述：智慧电力系统总体技术方案V3是国家电网公司提出的智慧电网顶层设计，基于全球电力行业最新技术标准和先进经验，结合中国电力行业实际情况，旨在构建具有良好安全性、经济性和可扩展性的智慧电力系统，并为未来电力行业发展提供可靠支撑。

二、技术路线：智慧电力系统总体技术方案V3采用了以物联网为核心，以大数据、云计算、人工智能等技术为支撑的技术体系，构建了电力生产、传输、配送、使用、监管以及环境保护的智慧化解决方案。

三、技术架构：智慧电力系统总体技术方案V3采用CBN(控制层/业务层/网络层)三层架构，以实现集中监管、分布式控制和安全保证。

其中控制层主要是实现电力系统的自动化和智能化，如以自动化控制为基础的调度、能量管理、生产运行等；业务层主要是实现电力行业的数据共享和应用，如企业管理、电量销售、能源金融等；网络层主要是实现电力系统的联网，包括传输和集成层，实现上下联通和左右联通。

四、核心技术：智慧电力系统总体技术方案V3核心技术包括：物联网技术、云计算技术、大数据技术、人工智能技术、智能电网技术、电力电子技术、无线通信技术、区块链技术等。

这些技术为智慧电力系统的实现提供了基础和保障。

五、应用案例：智慧电力系统总体技术方案V3已在多个项目中进行了应用和推广，包括实现基于人工智能和大数据技术的恶劣天气停电风险预测，实现电力设备智能巡检，实现电力企业供应链金融等。

综上所述，智慧电力系统总体技术方案V3，是智慧电力系统建设的关键技术支撑，是电力系统智能化、网络化和可持续发展的重要保证。

智能组网方案

2.安全风险：网络安全问题可能导致数据泄露。应对措施：加强网络安全防护，定期进行安全评估和漏洞修复。
3.项目进度风险：项目实施过程中可能遇到进度滞后。应对措施：制定详细的项目计划，合理安排资源，确保项目进度。
4.质量风险：网络设备质量不过关，可能导致网络不稳定。应对措施：选择知名品牌设备，严格把控设备质量。
（3）采用VPN技术，实现远程访问的安全保障。
（4）定期进行网络安全评估，确保网络安全的持续优化。
5.智能化管理
（1）采用网络管理系统，实现网络设备的统一管理、监控和故障排查。
（2）利用SDN（软件定义网络）技术，实现网络资源的动态调整和优化。
（3）通过自动化运维工具，简化网络运维工作，提高工作效率。
六、项目效益
1.提高工作效率：智能组网技术有助于简化网络管理，提高工作效率。
2.降低运营成本：优化网络资源配置，降低网络运营成本。
3.提升网络安全：加强网络安全防护，降低数据泄露风险。
4.可持续发展：网络系统具备良好的可扩展性，为业务发展提供有力支持。
本方案旨在为企业、机构提供一套合法合规的智能组网方案，助力业务发展。在实施过程中，需严格遵循相关法律法规，确保项目顺利进行。希望本方案能为您的网络建设提供有益参考。
四、实施步骤
1.项目立项：明确项目目标、范围、预算等，成立项目组，进行项目立项。
2.网络设备采购：根据设计方案，进行网络设备的选型和采购。
3.网络架构搭建：按照设计方案，搭建网络架构，包括设备安装、配置等。
4.网络安全部署：部署防火墙、入侵检测系统等安全设备，确保网络安全。
5.系统集成：将网络设备、安全设备、管理系统等进行集成，实现智能管理。
（1）部署防火墙，实现内外部网络的隔离，防止恶意攻击。

智能变电站对网络交换机主要有什么要求？

智能变电站网络交换机用于变电站自动化系统的信息传输。

智能变电站对网络交换机的主要性能要求有：当交换机用于传输SV或GOOSE等可靠性要求较高的信息时应采用光接口；当交换机用于传输制造报文规范(MMS)等信息时宜采用电接口。

传输各种帧长的数据时交换机固有延时应小于10μs。

全线速转发条件下，丢包（帧）率为零。

交换机应支持VLAN标准和流量优先级控制标准，提供动态组播过滤服务。

交换机作为智能电子设备(IED)连接的汇集点，还具备实现所连接的IED时间同步的功能。

智能变电站对网络交换机的主要功能要求有数据帧转发、数据帧过滤、网络风暴抑制、组播、镜像、多链路聚合功能；星型、环型、双星型、双环型方式之一的组网功能；具备网络管理和通信安全控制能力等。

智能变电站以太网交换机讲解

智能变电站以太网交换机
变电站综合自动化
智能变电站以太网交换机
1、特点：
采用存储-转发机制，消除冲突 MAC 地址学习、优先级和VLAN技术可以优化数据流双绞线端口支持自动协商和自动交叉功能
即插即用，易于实现采用RSTP支持各种拓扑结构 (总线, 星形, 环形, 网状)
Hub采用的CSMA/CD链路访问机制已经过时
2 2
◆多个出口数据队列，较高优先级的数据可以先被发送
◆对实时数据（如声音/GOOSE）
减少抖动和网络延迟
◆与802.1Q VLAN共享标签字节
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
智能变电站以太网交换机
4、组播处理
重要性
过程层通信(GOOSE和采样值)均依赖组播！
装置组播过滤方案
A B
●普通交换机把组播向所有端口转发（当广播处理） ●以太网卡硬件依靠Hash算法进行过滤 ●很可能误收！
智能变电站以太网交换机
6、组播运作步骤
-要接收某个组数据的设备需发送 Declaration A B -组播数据发送者、转发者需 Register
组播运作步骤
-转发者重新组织发送 Declaration
C
D
-长时间无 Declaration时会终止组播的发送
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
智能变电站以太网交换机
2、IEC 61850交换机的网络管理功能
重要
不重要
●IGMP Snooping ●链接聚合 (IEEE 802.3ad) ●三层交换
可选 ●网络状态显示, 统计, 故障分析功能(SNMP) ●Rapid Spanning Tree (IEEE802.1w专科学校

智能变电站网络交换机技术规范讲解

Q/GDW 429 — 2010ICS 29.240国家电网公司企业标准Q / GDW 429 — 2010智能变电站网络交换机技术规范The technical specification for Ethernet LAN switch in Smart Substation2010-××-××发布2010-××-××实施国家电网公司发布Q/GDWQ/GDW 429 — 2010I目次前言 ······························································································································ II 1 范围··························································································································· 1 2 引用标准 ····················································································································· 1 3 基本技术条件 ··············································································································· 1 4 主要性能要求 ··············································································································· 3 5 安装要求 ····················································································································· 6 6 技术服务 ····················································································································· 6 编制说明 (7)Q/GDW 429 — 2010II前言由于现行国家标准、行业标准、企业标准和IEC 标准等未统一智能变电站网络交换机技术要求等内容，为使智能变电站网络交换机选型、设备采购等工作有所遵循，特编制本标准。

智能变电站三网合一网络流量管理实践

智能变电站三网合一网络流量管理实践摘要：随着时代和技术的发展，智能变电站已经成为综合自动化变电站的发展方向。

在智能变电站中，站控层和间隔层之间采用基于以太网的IEC61850协议通讯，取代了传统的103等通讯协议；同时，间隔层和过程层之间也取消了传统综自站的二次电缆，通过交换机网络传输保护跳闸命令、开关信号、采样值信息等，该网络称之为过程层网络。

目前典型的智能变电站网络结构均为“三层两网”，三层指站控层、间隔层和过程层，两网指站控层网络和过程层网络。

“三层两网”的典型网络结构在工程实际应用中已经相当成熟，在此基础上也有提出进一步优化网络设计的方案，特别是在110kV等级智能变电站优化原来“三层两网”的结构，试点采用“三网合一”的通信网络架构，将过程层、间隔层和站控层设备统一连接到一层网络，实现了全站信息共享。

该方案在新一代智能变电站实施中得到试点应用，从试点的情况看，在110kV等级及以下推广前景广阔。

关键词：智能变电站；过程层网络；三网合一；网络流量管理本文将详细讨论“三网合一”网络流量的特点，及网络流量管理的各种方式，并提出适合现阶段应用的网络流量管理方式。

1三网合一网络特点分析1.1.智能变电站的常用网络架构智能变电站二次设备网络结构一般分为站控层、间隔层和过程层，站控层和间隔层之间的网络为MMS网，间隔层和过程层之间的网络为GOOSE或SMV网(统称为过程层网络)。

目前，智能变电站大多采用星型网络结构，也有个别试点站在MMS网的主干网络采用环形组网，过程层网络使用环形组网的仅在低压配电网中有研究和应用。

过程层的SMV网和GOOSE网可共网或单独组网；如果再将站控层网络MMS网和SMV网、GOOSE网合一，则形成三网合一的网络结构，此时过程层网络和站控层网络共网运行。

目前，智能开关还是采用普通开关加智能终端组合的方式实现，合并单元可接入电子互感器也可接入常规互感器。

过程层设备中保护装置的SMV和GOOSE报文可采用点对点通信模式，也可采用组网方式；测控装置的SMV报文和GOOSE报文一般均采用组网方式。

智能变电站网络架构

智能变电站网络架构在当今电力系统的发展中，智能变电站扮演着至关重要的角色。

而智能变电站的高效运行，离不开其精心设计的网络架构。

智能变电站的网络架构，简单来说，就是将变电站内的各种设备和系统通过网络连接起来，实现信息的快速、准确传输和共享，从而保障变电站的稳定运行和智能化控制。

要理解智能变电站网络架构，首先得知道它由哪些部分组成。

一般来说，主要包括站控层、间隔层和过程层。

站控层就像是整个变电站的“大脑”，负责对全站进行监测、控制和管理。

它包含了监控主机、数据服务器等设备，通过高速以太网与间隔层设备进行通信。

在这里，各种数据被汇总、分析和处理，运行人员可以直观地了解变电站的运行状态，并下达控制指令。

间隔层则像是各个“器官”，起到承上启下的作用。

它由保护装置、测控装置等组成，一方面与站控层进行通信，另一方面与过程层的设备进行交互。

间隔层的设备能够对本间隔的电气量进行测量、保护和控制，实现了对不同间隔的独立管理和协同工作。

过程层是最接近“一线”的部分，包括了互感器、智能终端、合并单元等设备。

它直接与一次设备相连，负责采集电气量、开关量等实时数据，并将控制命令传递给一次设备，实现对电力系统的实时监测和控制。

在智能变电站网络架构中，通信网络是关键的“桥梁”。

目前，常用的通信协议有 IEC 61850 标准。

这个标准就像是一套通用的“语言”，让不同厂家生产的设备能够相互理解和通信。

它规定了数据的格式、传输方式以及设备之间的交互规则，大大提高了系统的兼容性和开放性。

为了保障通信的可靠性和实时性，智能变电站通常采用多种网络拓扑结构。

常见的有星型、环形和总线型。

星型结构中，所有设备都连接到一个中心节点，这种结构易于管理和维护，但中心节点一旦出现故障，可能会影响整个网络。

环形结构则将设备连成一个环形，数据沿着环进行传输，具有较高的可靠性，但网络扩展相对困难。

总线型结构则是所有设备都连接在一条总线上，成本较低，但容易出现数据冲突。

智能变电站三网合一的网络架构与

2.3 IEC61588 同步对时网络
（3）经济性：因为在变电站内过程层一次设备的信息采集
IEC61588 对时原理利用的是偏差测量，其原理如图 2 所示。与数据的传输都是通过合并单元经过光纤输送到过程层与间
主时钟
从时钟
隔层之间的中心交换机中，中心交换机汇集了来自各个间隔的
To
T1
同步
附加信息报文（T1）
关键词：智能化；变电站；三网合一
0 引言
GPS 对时主机监控主机 1 监控主机 2 全景数据平台各级调度中心各级调度中心
随着电子式互感器、断路器技术以及高速工业通信网络技术的发展和 IEC61850 标准的推广运用、高压设备的智能化，加快了变电站智能化革新的
站控层
A网 IEC61588 B 网对时网络
1 智能化变电站网络结构
2 智能化变电站网络传输分析
2.1 IEC61850－9－2 采样值网络化传输智能变电站在过程层目前主流是采用 IEC61850－9－2 采样
值网络化传输方式和 GOOSE 网络，其中 IEC61850－9－2 采样值网络化传输方式主要是将采样测量值实时地发送到间隔层的
1.1 智能化变电站的概念智能变电站指由先进、可靠、节能、环保、集成的智能设备
SMV+GOOSE
点对点
点对点
点对点
A网 B网
过程层总线
换，无论是从安装还是运维方面都是
比较简单方便的。过程层传输的信息除了 SMV 采样值和 GOOSE 信息外，还有少量辅助信息，如对时信息、网络设备管理信息等［ 1 ］，这些信息都是采用独立的物理通道，数据获取和运行维护方面都在一定程度上存在很多不方便的地方。

智能变电站交换机及组网技术42页PPT

。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
智能变电站交换机及组网技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走完。 17、一般情况下)不想三年以后的事，只想现在的事。现在有成就，以后才能更辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的人只能引为烧身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。

220kV智能变电站网络结构及交换机配置优化方案研究

孙中尉/工程师关键词/Keywords智能变电站·两层一网·单环形网络·GMRP 组播注册协议·220kV 智能变电站网络结构及交换机配置优化方案研究围绕智能变电站自动化设计方案，分析智能变电站网络结构及以太网交换机的先进技术，结合工程实际提出采用数字化系统网络的措施和方案及以太网交换机配置优化方案。

孙中尉张凡束娜/山东电力工程咨询院有限公司近年来基于IEC 61850标准的智能变电站建设越来越多，多数220kV 的智能变电站配置站控层、间隔层和过程层3层结构。

随着对IEC 61850标准研究和应用的深入以及国内各厂商基于IEC 61850标准产品的丰富，特别是智能一次设备中更多的整合二次设备的功能，利用先进的以太网交换机信息传播技术，使间隔层与过程层合并在技术上成为可能。

本文描述的智能变电站含2个电压等级220/66kV ，2台主变压器，4回220kV 出线，10回66kV 出线，220kV 配电装置采用双母线接线，66kV 采用单母线分段接线。

通过经济技术比较，提出了220kV 智能变电站两层设备一层网络的网络结构体系，并对组网交换机进行优化配置。

智能变电站设备的整合优化1）智能化的一次设备。

一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序控制器代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

220kV 智能变电站220kV 配电装置集成智能接口装置，包括合并单元和智能终端，智能接口装置对外接口均为光纤以太网口，实现了一次设备对二次的智能接入。

2）网络化的二次设备。

变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置、远动装置、故障录波装置、同期操作装置以及在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装置重复的I /O 现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。

智能变电站 - 继电保护配置方案

释义
220kV及以上电压等级继电保护装置应遵循双重化配置原则
特别说明
母联保护
3/2接线断路器保护
继电保护基本技术原则
智能变电站继电保护
双重化配置保护对应的过程层合并单元、智能终端均应双重化配置（包括主变中低压侧）。
示意图
线路间隔
合并单元2
智能终端2
线路保护2
合并单元1
智能终端1
线路保护1
继电保护基本技术原则
释义
继电保护基本技术原则
智能变电站继电保护
4.12保护装置宜独立分散、就地安装，保护装置安装运行环境应满足相关标准技术要求。
《智能变电站技术导则）：保护宜独立分散、就地安装。就地安装：在一次配电装置场地内紧邻被保护设备安装。保护就地安装对保护装置本身和运行环境都有严格要求。本条主要是针对运行环境提出的要求。鉴于目前的制造工艺：保护设备就地安装时，应置于开关柜、GIS汇控柜或智能控制柜内。柜内温度控制在-25℃～70℃，相对湿度控制在90%以下。
智能变电站继电保护配置方案
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智能变电站继电保护
4.4 220kV及以上电压等级继电保护系统应遵循双重化配置原则，每套保护系统装置功能独立完备、安全可靠。双重化配置的两个过程层网络应遵循完全独立的原则。
释义
继电保护配置原则
智能变电站继电保护
5.3.c)变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；变压器保护跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用GOOSE网络传输。变压器保护可通过GOOSE网络接收失灵保护跳闸命令，并实现失灵跳变压器各侧断路器。

智能变电站过程层交换机信息流

智能变电站过程层交换机信息流在智能站信息流中，对于智能站点对点与组网传输方式：前者通过光纤直连，将保护电压电流、跳合闸命令或是一次设备状态等信息传递至相应的智能设备。

而后者则通过过程层交换机，将信息通过GOOSE/SV网络传递。

本文将结合典型220kV智能站过程层交换机的配置，详细阐述过程层交换机作为信息交互的枢纽，是如何将组网信息传递至各个智能设备的。

一、过程层交换机典型配置限于篇幅，只探讨典型220kV智能站过程层交换机配置。

在220kV母差保护信息流、主变保护信息流等推送中提到过，位于母差保护屏上的过程层中心交换机是各个过程层网络的核心，负责联通各间隔的设备。

而各个间隔的交换机可以看成是中心交换机的网口拓展，设置的目的是实现更多过程层设备信息的交互。

因此，针对220kV智能站过程层A、B、C、D网，过程层交换机也就相应地有4套配置。

过程层A、B网主要针对220kV设备，主要配有：220kV母差保护过程层A(B)网中心交换机、线路间隔过程层A(B)网交换机、主变220kV 及本体过程层A(B)网交换机。

过程层C、D网主要针对110kV及35kV设备，主要配有：110kV 母差保护过程层C(D)网中心交换机、线路间隔过程层C网交换机、主变110kV、35kV过程层C(D)网交换机。

下面分别针对过程层A、B、C、D网，讨论过程层交换机在信息流中所处的位置。

二、过程层A网一般而言，过程层A网包括的设备有：保护、合并单元、智能终端、测控装置以及其他辅助设备共5大类。

保护：220kV线路(主变、母分)间隔的第一套保护；220kV第一套母差保护；合并单元：220kV线路(主变高压侧及本体)、母分间隔的第一套合并单元；220kV母线压变第一套合并单元；智能终端：220kV线路(主变高压侧)、母分间隔的第一套智能终端；主变本体智能终端；220kV正母(副母)智能终端测控装置：220kV电压等级所有测控装置(包括母线、主变本体测控)；辅助设备：网络分析仪；220kV线路故障录波器；主变故障录波器；图1 220kV过程层A网设备联系图注：限于篇幅，各间隔仅画到间隔交换机一级，具体设备未画出。

智能变电站的网络方案.

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网络方案
5、采样同步网
IEEE 1588 精密对时协议
◆硬件对时精度在ns级别，满足计量需要； ◆与数据网络合一，减少了故障点，增加了系统的可靠性； ◆支持绝对时间；
◆与GPS信号的配合关系；
◆保护、测控装置不需要采用硬件1588对时，光纤纵差保护除外。
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网络方案
环网和星型网对比
环型网络（国外应用较多）
-具有一定的冗余特性（对随机性的数据流效果较好） -有因为交换机软件bug导致网络风暴的风险
星型网络（国内应用较多） -简单、经济、可靠，无冗余链路不会造成广播风暴 -和变电站的主接线及数据流天然一致 -冗余需采用双套网络设备，且需设备支持
-利用网络实现双重化：实现特殊应用需求 -多一倍网络投资，实际增加了故障点
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网络方案
4、采样值网络
2005年—2008年 ●以点对点方案为主 ●单间隔采用IEC 61850-9-1或IEC 60044-8 FT3 ●跨间隔采用IEC 60044-8 FT3 2009年
智能变电站的网络方案
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网络方案
1、IEC 61850组网原则
IEC 61850
要使用者根据可行性、可靠性和重要性等因素综合分析！
站控间隔层网络单多套用成熟方案（国外单环网，国内单 / /双星）双星）
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网络方案
环网
需要采用RSTP 实现备用连接
IED冗余接线增强网络弹性