交换机在智能变站的应用.doc

交换机在智能变电站的应用 工业交换机和普通交换机的区别 工业以太网交换机主要是应用于复杂的工业环境中的实时以太网数据传输，利用了交换机技术以及以太网传输的技术，特别是以太网传输的速度。 工业以太网交换机在工业级设计一般在设计上满足：工业宽温设计，4级电磁兼容设计，冗余交直流电源输入，另外PCB板一般做“三防”处理。工业以太网交换机与普通交换机的区别，主要体现在功能和性能上。 (1)功能：工业以太网交换机与工业网络通讯更加接近，比如各种现场总线的互通互联、设备的冗余以及设备要求的实时性。 (2)性能：主要体现在适用外界环境的参数不一样，工业环境除了特别恶劣的环境之外，还要求有EMI电磁兼容、温度、湿度、防尘等，特别是温度对工业网络设备的影响是最广泛的。 虚拟局域网智能化变电站过程层网络信息数据总量十分可观，但大部份信息数据不需要横向流通，在过程层网络中采用VLAN组网技术，为100m以太网交换机在智能化变电站组网中的应用奠定了理论基础，既降低了组网成本，又满足了网络安全、可靠性。虚拟局域网VLAN(Virtual Local Area Networ)技术是通过将局域网内的设备逻辑地划分成不同网段，从而实现组建虚拟工作组的技术，达到减少碰撞和广播风暴、增强网络安全性，并为8021D协议的实现奠定了技术基础，提供了实现手段。VLAN划分的几种模式基于端口的LAN、基于MAC地址的LAN、基于路由的VLAN基于策略的VLAN基于端口的VLAN划分模式是最简单、有效的方法，在智能化变电站网络中得到了充分有效的应用。基于端口的VLAN模式是从逻辑上把交换机按照端口划分成不同的虚拟局域网络，使其在所需用的局域网络上流通。过程层网络VLAN划分原则对于采样值的处理：电流合并器和其对应的装置应该划分到一个VLAN，且全站唯一；电流合并器应和其所在母线上的全部需要电压的装置划分为一个VLAN且全站唯一。　　过程层网络VLAN划分方法按照间隔划分VLAN，是过程组网的基本原则，每个间隔划成一个VLAN。如110kV线路间隔、110kV分段间隔、110kVPT测控间隔、主变问隔、10kV线路间隔、10kV分段间隔、10kVPT测控间隔、电容器间隔、电抗器间隔、所用变间隔等。如果10kV线路的间隔比较多(例如50多个)，而所用交换机支持的最大VLAN个数又比较有限(如RUGGEDCOM型号交换机支持64个VLAN)，可以一段母线或者多条线路间隔划为1个VLAN，以满足交换机的本身参数要求。4.1　一般技术要求 4.1.1装置应是模块化的、标准化的、插件式结构；大部分板卡应容易维护和更换，且允许带电插拔；任何一个模块故障检修时，应不影响其它模块的正常工作。 4.1.2装置电源模块应为满足现场运行环境的工业级产品，电源端口必须设置过电压保护或浪涌保护器件。 4.1.3交换机应采用自然散热（无风扇）方式。 4.1.4装置的所有插件应接触可靠，并且有良好的互换性。 4.1.单个交换机平均故障间隔时间MTBF≥200 000小时。 4.1.双电源供电的交换机应支持电源输出报文告警功能4.1.8　当交换机用于传输SMV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MMS等信息时宜采用电接口。 4.1.9　全光口配置的交换机的规格一般选用8口、16口或24口；全电口配置的交换机的规格一般选用16口、24口或48口；光口/电口混合配置的交换机可根据工程具体需求进行选型。 4.2　基本性能 4.2.1交换机吞吐量等于端口速率×端口数量（流控关闭）。 4.2.2在满负荷下，交换机可以正确转发帧的速率（端口吞吐量）应等于端口速率。 4.2.4　交换机MAC地址缓存能力应不低于4096个。 4.2.交换机学习新的MAC地址速率大于1000帧/s。 4.2.传输各种帧长数据时交换机固有时延应小于10μs。 4.2.交换机在全线速转发条件下，丢包（帧）率为零。 4.2.虚拟局域网VLAN 交换机应支持IEEE 802.1Q定义的VLAN标准； 交换机至少应支持端口MAC地址； 单端口应支持多个VLAN划分； 交换机应支持在转发的帧中插入标记头，删除标记头，修改标记头； 具体要求见YD/T 1099中7.6规定。 4.2.交换机应支持IEEE 802.1p流量优先级控制标准，提供流量优先级和动态组播过滤服务，应至少支持4个优先级队列，具有绝对优先级功能，应能够确保关键应用和时延要求高的信息流优先进行传输。 4.2.为实现变电站通信网络设备一致性，恢复宜采用快速生成树协议RSTP或多生成树协议MSTP，并符合IEEE 802.1w，且与IEEE802.1d的兼容。 环形网络RSTP、MSTP最长恢复时间通过每个交换机不超过5ms。 4.2.1时钟传输性能 交