摘 要：IEC 61850是新一代變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定采用以太網(wǎng)作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為數(shù)字化變電站自動(dòng)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(zhǔn)、數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)及其對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)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(jī)的設(shè)計(jì)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(dòng)化系統(tǒng)；工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；應(yīng)用
0引言
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是世界上統(tǒng)一的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)國(guó)調(diào)中心組織的6次IEC61850互操作試驗(yàn)，中國(guó)已經(jīng)從標(biāo)準(zhǔn)研究階段過(guò)渡到工程應(yīng)用階段，并已有多個(gè)基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站投入運(yùn)行
[1]。
數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)必須滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性和擴(kuò)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(qiáng)、抗干擾能力好及傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，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(jī)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(duì)其提出了嚴(yán)酷的要求，使其能在各種惡劣工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠、安全應(yīng)用，為數(shù)字化變電站保駕護(hù)航。基于光纖通信方式的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用研究將對(duì)變電站
自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。
1 IEC 61850簡(jiǎn)介
IEC61850《變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議》標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電工委員會(huì)第57技術(shù)委員會(huì)
(IECTC57)負(fù)責(zé)制定的，于2004年頒布。它是新一代的變電站
自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其主要目的是使不同廠家的
智能電子設(shè)備（IED）之間通過(guò)相同標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)互操作和
信息共享。IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)共10大類(lèi)、14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，作為基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)“一個(gè)世界、一種技術(shù)、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”
[2]。
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)將變電站通信體系分為變電站層、間隔層和過(guò)程層
[3]，如圖1所示。各層內(nèi)部和各層之間通過(guò)高速以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)
信息共享。
Fig.1 information leveling in substation automation system
2 數(shù)字化變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)及其對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的要求
數(shù)字化變電站是指遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)”。
(1)
智能化的一次設(shè)備：一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路，采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，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(qiáng)電模擬信號(hào)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(hù)裝置、測(cè)量控制裝置、防誤閉鎖裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無(wú)功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)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(chǎng)接口，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)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(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)：變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化、
自動(dòng)化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因及處理意見(jiàn)；系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。
[1] [2] [3] [4] 下一頁(yè)
