数字化变电站调试总结-马玉龙概要

数字化变电站
调试总结
2011-5-25
参考文档：
1. 《IEC61850标准》《IEC61850实施规范》
目录
一、全站清单制作 2
1、根据全站设备清单制作MMS层设备表格，如下表：2
2、根据全站设备清单制作过程层设备表格，如下表：3
3、IEDNAME的命名规则建议如下表：3
4、过程层地址建议按如下原则分配3
二、MMS层及过程层交换机分配及设置 10
1、东土交换机设置方法详见附录110
2、罗杰康交换机设置方法详见附录210
三、过程层设备之间的互操作试验 10
四、抓包及GOOSE报文、SV报文简析 13
1、如何抓包13
1.1 抓包工具 13
1.2 抓包方法 13
1.3 分析举例 13
1.3.1 设置抓包过滤条件 13
1.3.2 设置显示过滤条件 14
1.3.3 判别网络状况 14
2、GOOSE报文简析 17
3、MMS报文简析 18
4、采样报文 30
附录1:东土交换机设置方法 31
附录2:罗杰康交换机设置方法 35
一、全站清单制作
1、根据全站设备清单制作MMS层设备表格，如下表：
设备名称厂家
型号IED名称
MMS组
网端口
A网IP地址
B网IP地址
1#主变高压侧测控四方
CSI-200EA CT2201JHJ1-1192.168.1.20192.168.2.20
1#主变中压侧测控四方
CSI-200EA CT1101JHJ1-2192.168.1.21192.168.2.21
1#主变低压侧测控四方
CSI-200EA CT3501JHJ1-3192.168.1.22192.168.2.22
1#主变本体测控四方
CSI-200EA CT0001JHJ1-4192.168.1.23192.168.2.23
2、根据全站设备清单制作过程层设备表格，如下表：
间隔名称设
备
名
称
厂
家
I
E
D
名
称
GOOSE组
网端口
goID/svID
A
P
PI
D
V
I
D
110kV线路2间隔1
1
k
V
线
路
2
测
保
四
方
P
L
1
1
2
JHJ5-1
TRIP/LLN0$G
O$GoCBCtrl
6
1
4
TRIP/LLN0$G O$GoCBTrip 1
1
2
4
110kV线路2智能终端四
方
I
L
1
1
2
J
H
J
5
-
2
RPIT/LLN0$G
O$Pub_OPST
365 4
RPIT/LLN0$G O$Pub_In 3
6
6
4
RPIT/LLN0$G O$Pub_Self 3
6
7
4
RPIT2/LLN0$G O$Pub_OPST 3
6
8
4
3、IEDNAME的命名规则建议如下表：
IED类型设备类型电压等级编号套数
C测控G公用35—35kV 01 A第一套P保护B开关11—110kV 02 B第二套S四合一T主变22—220kV 03
R录波器L线路50—500kV 04
J远跳判别M母线……
I智能终端D直流
A自动装置X规转
R电抗
C电容
S所变
U所用电
E分段
F母联
4、过程层地址建议按如下原则分配
APPID与MAC地址最后两位一致
G OOSE组播地址分配原则（01-0C-CD-01-XX-YY）
a.测控装置地址范围：00-01至00-FF
b.保护A地址范围：01-01至01-FF
c.保护B地址范围：02-01至02-FF
d.智能终端A地址范围：03-01至03-FF
e.智能终端B地址范围：04-01至04-FF
f.合并单元A地址范围：05-01至05-FF
g.合并单元B地址范围：06-01至06-FF
S MV组播地址分配原则（01-0C-CD-04-XX-YY）：
a.合并单元A地址范围：01-01至01-FF
b.合并单元B地址范围：02-01至02-FF
二、MMS层及过程层交换机分配及设置
过程层设备VLAN划分原则：
a GOOSE以间隔为单位划分
b SV以合并单元为单位划分
1、东土交换机设置方法详见附录1
2、罗杰康交换机设置方法详见附录2
三、过程层设备之间的互操作试验
1、使用V2配置工具做集成工作时，在读入ICD模型时，要求各厂家
提供的ICD模型文件中包含communication部分，在《IEC 61850工程继电保护应用模型》文件中有要求详见 5 配置 a）注1 ICD文件，由装置制造厂商，提供给系统集成厂商，该文件描述了IED提供的基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称和通讯参数。

目前其他各厂家的ICD模型文件中都不包含communication部分，需要各厂家调试人员根据GOOSE控制块的内容加上对应的communication部分.
2、在使用其他厂家配置工具进行GOOSE发布订阅虚端子时，由于V2
配置工具的问题在使用南瑞科技提供的SCD文件导出配置文件前需要在发布订阅中重新挑任意一个点重新配置一下。

同时需注意其他厂家配置工具可能不会对我们模型中的双位置信号在取单位置情况时不做处理，这时需要调试人员进行处理，可以用我们的配置工具重新连接选择处理一次，也可以在配置文件中直接修改订阅信息的SubCfgNo, 该数据应为该信息sAddr的第5个字节，但在取跳位时该数据应为6，取合位时应为1.
3、在使用南瑞继保集成工具配置我公司装置的ICD模型时，南瑞继保的做法是将我公司装置的ICD模型文件中的communication部分删除重新增加communication部分的内容，但我公司装置的ICD模型文件中的communication部分中包含Private这个私有文件，南瑞继保重新增加的communication部分中不包含Private这个私有文件，这样会影响模型下装到装置中，61850功能不能正常启动，所以经南瑞继保集成工具配置后的SCD文件需要将我公司装置对应的communication部分中手动添加Private这个私有文件。

如下图：
4、深圳南瑞提供的ICD模型文件中xmlns中的2006一定要改成2003再用V2配置工具加载，否则V2配置会报错。

5、如果出现了GOOSE信号一对多的模式，我们装置软件是支持的，但需要手动更改配置文件。

例如本工程中出现了母差的同一信号给我们保护装置的“闭锁重合闸”和“远方跳闸”用。

用配置工具直接配置的结果如下图：
需要手动修改成下图所示：
四、抓包及GOOSE报文、SV报文简析
1、如何抓包
1.1 抓包工具
常用的抓包工具有Windows下的mms-ethereal，WireShark和Solaris下的snoop命令。

mms-ethereal可以自动解释mms报文，适合进行应用层报文的分析。

WireShark是ethereal的替代版本，界面更加友好，但标准版本中没有对mms报文分析的支持；snoop主要是用来抓包，没有图形化的分析界面，snoop抓取的文件可以用WireShark打开辅助分析；
1.2 抓包方法
对于广播和组播报文如装置的UDP心跳报文，可以用笔记本连接到交换机上任意端口抓取。

对于后台与装置之间的TCP通讯，有两种方法。

一是直接在后台机上安装软件来抓包，二是利用HUB连接后台与装置，将笔记本接到HUB上抓包。

注意一定要使用HUB，不能使用交换机。

WireShark和mms-ethereal均是图形化的界面，使用起来比较简单，注意选择正确的网卡即可。

snoop的使用方法可以用man snoop取得，最基本的命令为snoop -d bge0 -o
xx.snoop
1.3 分析举例
均以WireShark为例，mms-ethereal与之类似。

1.3.1 设置抓包过滤条件
在后台上抓包时，数据量比较大，文件一大之后，解析起来速度很慢，如果单纯为了分析应用层报文，可在抓包的时候设置过滤条件。

如果为了分析网络通断问题，一般不设置过滤条件，便于全面了解网络状况。

抓包过滤条件在Capture->Options->Capture Filter里设置，点Capture Filter会有很多现成的例子，下面列举几个最常用的。

tcp 只抓取tcp报文
udp 只抓取udp报文
host 198.120.0.100 只抓取198.120.0.100的报文
ether host 00:08:15:00:08:15 只抓取指定MAC地址的报文
1.3.2 设置显示过滤条件
打开一个抓包文件后，可以在工具栏上的filter栏设置显示过滤条件，这里的语法与Capture Filter有点差别，举例如下。

tcp 只抓取tcp报文
udp 只抓取udp报文
ip.addr==198.120.0.100 只抓取198.120.0.100的报文
eth.addr==00:08:15:00:08:15 只抓取指定MAC地址的报文
还可以在报文上点击右键选择apply as filter等创建一个过滤条件，比较方便。

1.3.3 判别网络状况
输入显示过滤条件tcp.analysis.flags，可以显示丢失、重发等异常情况相关的TCP 报文，此类报文的出现频率可以作为评估网络状况的一个标尺。

常见的异常类型有以下几个
[TCP Retransmission] 由于没有及时收到ACK报文而产生的重传报文[TCP Dup ACK xxx] 重复的ACK报文
[TCP Previous segment lost] 前一帧报文丢失
[TCP Out-Of-Order] TCP的帧顺序错误
偶尔出现属于正常现象，完全不出现说明网络状态上佳。

（1）监视TCP连接建立与中断
输入显示过滤条件，tcp.flags.syn==1||tcp.flags.fin==1|| tcp.flags.reset==1 SYN是TCP建立的第一步，FIN是TCP连接正常关断的标志，RST是TCP连接强制关断的标志
（2）统计心跳报文有无丢失
在statistics->conversations里选择UDP，可以看到所有装置的UDP报文统计。

一般情况下，相同型号装置的UDP报文的数量应该相等，最多相差1到2个，如果个别装置数量异常，则可能是有心跳报文丢失，可以以该装置的地址为过滤条件进行进一步查找。

调试61850的站，最好要家里带上一个HUB（库房一般是8口10M的TP-LINK）---不是交换机。

主要用于抓数据包，便于查问题。

没有HUB根本没有办法查看远动与装置的mms报文以及goose数据包。

抓报工具是归档里面的61850的报文监视工具。

如下：
滚屏显示
实时更新数据
打开抓报工具，点击左侧第二个按钮开始设置：
选择本计算机网卡，地址就是本地连接里面设置的IP地址：
设置要监视的装置的IP地址：格式为host 198.120.0.72。

点击browse按钮设置存储文件名及路径：
设置长期抓包存储，选中，按抓包大小存贮（m代表MB，可
以是KB或者GB）；按时间存储如下图：
把这个选项勾上就可以实时显示数据，便于查找问题。

点击“start”按钮开始抓包。

2、GOOSE报文简析
destination这两个MAC地址都是IL2215B的MAC地址，source是实际网卡的MAC地址，就是大家平时所说的MAC地址，destination是组播地址，在SCD中填写，体现在goose.txt文件中。

下面以一组报文进行分析
时间品质，详见8-1的.“时间标签”这一节
数据集中有22个数据
与SCD中GSEControl下的值相同
GOOSE程序处理后打的时标，实际意义不大
Goose.txt中的AppID
即装置的检修压板的位置
即SqNum
即StNum
Goose.txt中的DatSet
Goose.txt中的Appid的十进制表达
Goose.txt中的GoCBRef
我们实际分析 GOOSE 报文的时候，一般只需要分析 IEC 61850 GOOSE 下面的报文即可。

StNum：如果状态没有变化，每一帧报文的值相同，如果状态变化了，则值加1.
SqNum：如果状态没有变化，每一帧报文的值加1，如果状态变化了，则值清零。

在数据集中的每一个值，他反应的是最后一次变位的值，也就是当前的值，下面的SOE时间表示最后一次状态变位发生的时间，是格林威治时间，即比当前时间晚了8个小时。

时间品质反应最后一次状态变位发生时候的时间品质，而不是当前状态的时间品质。

报文中数据集与装置的GOOSE文件中的数据集一致，即顺序也一致，要想看某个值是否变位以及什么时候变位，直接在GOOSE的数据集中找到这个点，然后到报文中数数，数到这个点既可以看他的值。

或者在SCD的数据集中找这个点在数据集中的位置也可以。

实时抓包的时候不能保存，只有停止抓包了才能保存所抓的包，点击“File”下的“save”或者“save as”即可。

将保存的报文拖到程序主界面窗口即可自动打开
3、MMS报文简析
1. 后台的初始化请求
2. 装置的应答
3. 后台读装置模型、以及装置的回答
4.将报告使能置为假（所有的报告控制块）
装置回写成功
5.前置程序向装置写参数
6.前置写完参数将前置使能
7.前置测试心跳连接的报文
8. 总召,先写GI(General Interrogation的值。

成功后装置会将GI的值置为false,并上送整个报告控制块的全部数据。

URCB为不带缓存的数据（一般为遥测），BRCB 为带缓存的数据（一般为遥信）。

9.装置上送总召的数据值
10.遥信总召数据
11.变位遥信上送：第12位为test位
12. 保护动作信号
13. 故障报告——A相接地
14. 读波形文件列表
15. 四方的保护装置在读波形的时候报错。

四方的保护波形文件目录是/COMTRADE/。

深南瑞的是/D/COMTRADE/。

所以装置回报错，这个要在通讯参数里面配置一下。

4、采样报文
使用Wireshark抓取的CSN15B发出的采样报文，如下图：
采样值品质Q中的各项描述，见下图：
附录1:东土交换机设置方法
1、连接方法：
各种连接方法的登录用户名都是admin，密码是123；
(1、Console口连接：
Console口位于交换机的前面板，需要交换机的特殊连接线，此线一头为RJ45，一头为9帧串口。

其中9帧串口连接到电脑上，电脑通过windows自带的超级终端，设置方法如下图：
(2、telnet远程登录：
交换机的默认管理ip地址为192.168.0.2，将电脑的网段设置为同一网段，如192.168.0.100，然后在cmd中敲入telnet 192.168.0.2即可登录：
(3、IE浏览器远程登录：
打开IE浏览器，在地址栏中输入http://192.168.0.2，然后回车，出现以下登录画面，输入用户名和密码（以下举例的交换机IP地址改为了192.168.0.5）：
2、交换机常用设置：
智能化变电站间隔层及过程层常用的设置包括IP地址、vlan设置、广播风暴抑制，下面分别对这些设置加以说明：
(1、IP地址设置：
由于出厂交换机默认地址一致，都为192.168.0.2，如果站内交换机有多台直连，建议修改此地址以方便现场维护。

进到“设备基本配置\IP地址”后出现以下画面：
直接在“IP地址”框中修改即可，其他参数不用修改。

(2、VLAN设置：
VLAN设置是智能化变电站很重要的一部分，特别是过程层，是网络数据通讯的基础，在进行这项之前需要首先规划好站内的VLAN分配，规划好后进行此项设置：
进入到“设备高级配置\VLAN配置”出现以下画面：
点击添加，出现以下画面：
输入事先规划好的VLAN名称和VLAN ID，选中该VLAN ID的VLAN成员，将PVLAN设置为“使能”。

不同的VLAN ID需要多次添加。

(3、广播风暴抑制：
此项设置为限制交换机中广播报文所占用的流量，防止广播报文影响正常报文的传输。

进入到“设备高级配置\端口流量配置”出现以下画面：
将广播报文的限值设置为1.
注意：以上设置修改完后需要保存才能生效，在根目录下的“保存所有
修改”里，点击保存。

3、交换机的配置备份：
由于交换机的设置较多，设备故障更换时重新设置比较麻烦，设置完成后最好将设置做个备份，方法分为两种：
(1、IE方式：
在“设备基本配置\配置上传下载”中完成，由于此项需要笔记本安装ftp服务器，设置较麻烦，暂时可以不使用。

(2、命令方式：
采用console方式通过超级终端连接时使用，登录后出现“SWITCH>
”，此时需要敲入“enable”切换到命令行模式，为“SWITCH#”，然后敲入命令“show run”显示目前的配置，下面出现的所有信息都是目前交换机的配置，将所有信息拷贝出来保存为文档，文档名对应相应的交换机即可。

命令行模式下敲入“config ter”，出现“SWITCH(config#”，此命令用于配置恢复，此时将上面备份的文档中的内容全部拷贝到这，然后回车，即将备份的配置恢复。

附录2:罗杰康交换机设置方法
1、连接方法：
各种连接方法的登录用户名和密码都是admin；
(1、Console口连接：
Console口位于交换机的前面板，需要交换机的特殊连接线，此线一头为RJ45，一头为9帧串口（也有两头都是9帧串口的，这种目前较少）。

其中9帧串口连接到电脑上，电脑通过windows自带的超级终端，设置方法如下图：
(2、telnet远程登录：
交换机的默认管理ip地址为192.168.0.1，将电脑的网段设置为同一网段，如192.168.0.100，然后在cmd中敲入telnet 192.168.0.1即可登录：
(3、IE浏览器远程登录：
打开IE浏览器，在地址栏中输入http://192.168.0.1，然后回车，如果出现以下告警点击“是”：
然后出现登录画面：
2、交换机常用设置：
登录到交换机后出现以下管理画面：
我们常用的设置包括“Administration”、“Ethernet Ports”、“Virtual LANs”，分别对应地址设置、端口设置以及vlan设置，下面分别对这些设置加以说明：
(1、Administration：
此目录设置交换机的管理ip地址。

由于出厂交换机默认地址一致，如果
站内交换机有多台，建议修改此地址以方便现场维护：
进到Administration后出现以下画面：
点击“Configure IP Interfaces”后出现以下界面：
点击vlan后即可以修改ip，修改后点击Apply：
(2、Ethernet Ports：
此目录主要用于设置端口镜像，点击目录后出现以下界面：
端口镜像使用“Configure Port Mirroring”目录，点击进入以下界面：
其中“Source Ports Egr”为待镜像端口的发出报文，“Source Ports Ingr”为
待镜像端口的进入报文，“Target Port”为目标端口。

（早期版本“Source
Ports Egr”和“Source Ports Ingr”合并为“Source Port”，即待镜像端口的所
有报文）。

(3、Virtual LANs：
此目录设置交换机的vlan划分，点击进入后出现以下界面：
★首先点击“Configure Global VLAN Parameters”，此目录开放和关闭交换
机的vlan功能，需要vlan配合的站选中yes：
★然后点击“Configure Static VLANs”出现以下画面后点击“InsertRecord”，
出现以下界面：
此目录中的具体属性需要参考具体站的设置文档；
★点击“Configure Port VLAN Parameters”，此目录为每个端口的具体参数；
点击具体的端口后出现以下界面：
此目录中的具体属性需要参考具体站的设置文档；
★最后一个目录“View VLAN Summary”为查看交换机的整个vlan设置情
况，无需配置。

(4、Spanning tree：
交换机在判断自身构成了环路时，会自动启动生成树功能，并且将以优先级高的端口默认设为主通道，而如果端口的优先级相同的话，以端口号小的为主通道。

各端口默认的优先级都是128（此数越小优先级越高）。

在spanning tree的第二个菜单可以修改端口生成树的优先级。

3、交换机的配置备份：
由于交换机的设置较多，设置完成后需要将设置做个备份，方法分为两种：
(1、软件方式：
“RC-TFTP-1.16.1”为罗杰康专用的下载\上传软件，通过网络方式连接，软件打开后的界面为：
软件共有四个界面，分为“IP List”、“Upload to ROS”、“Download from ROS”、“Help”。

其中“IP List”为交换机IP地址管理，“Upload to ROS”为上传配置，“Download from ROS”为下载配置，“Help”为帮助目录。

★在“Add IP”框中输入目标交换机的IP地址，“Administrator Password”中输入密码admin，点击Add IP。

★进入到“Download from ROS”，出现以下界面：
将config.csv、syslog.txt、crashlog.txt、alarms全部选择上，在“Destination Folder”中输入下载路径，点击“download”后即可。

★进入到“Upload to ROS”后出现以下界面：
其中Main按钮为升级交换机使用；config为备份的交换机的配置文件，在更换交换机的时候需要将备份的配置文件下载到交换机中；另外三个“Reset after file(s upload？--文件下载后重起？”、“Load factory default--调取出厂默认”、“Clear logs after reset？--重启后清楚log？”按需选择。

选择完成后点击“Upload”按钮。

(2、命令方式：
命令方式必须采用console方式通过超级终端连接时使用，进入到管理界面后按ctrl+s键即进入命令行管理方式，命令行中输入“dir”回车，出现以下界面：
我们需要备份的文件为config.csv，敲入命令xmodem send config.csv后回车，
出现以上界面后选择超级终端的“传送\接收文件”，如下图：
出现以下界面后选择接收协议xmodem，设置好存放路径后点击接收
输入下载保存的文件名，建议和交换机中的名称一致为config.csv。

点击确定后即开始下载。

如有需要使用同样的方法下载其他文件。