摘要：500kV全数字化智能变电站吴宁变为例，介绍了现场以太网交换机的组网方式和运行维护中需要注意的问题，并提出了以太网交换机发生异常时的处理建议。

    基于IEC 61850标准的智能化变电站，实现了全站信息的数字化、通信平台的网络化和信息共享的标准化。智能变电站用工业以太网交换机作为站内网络通信平台的具体承载设备，使交换机成为智能变电站信息交互的中枢设备，其运行性能的稳定性与可靠性直接决定着智能变电站的安全、可靠运行。为此，工业以太网交换机应成为智能变电站日常运维的重要关注对象，必须对其运行工况进行密切关注，异常处理时应做好安全隔离措施。本文主要介绍华东电网500kV吴宁变站控层网络和过程层网络的组网方案及其特点，同时结合故障案例分析了过程层交换异常时的影响范围和处理建议。

    1 智能变电站的网络架构
    由于智能变电站的自动化通信网络对实时性和可靠性要求较高，须具备最长的运行时间和最少的故障时间以满足实时运行控制的需求，因此其网络性能要远高于一般的通信网络。国内智能变电站的网络拓扑结构主要有星型、环形两种方式。
    1.1星型网络
    星型网络结构以一个公共交换机为中心节点，各交换机分层级联而成。星型网络结构简单、易于布线、扩展方便，任何一个非中心节点故障对整个系统影响不大；传输速度快，从任一设备到另一设备至多经过3台交换机；报文延时固定，从结构上没有广播风暴的风险。但星型网络中心节点故障时会使全系统瘫痪，影响面较大；同时交换机数量较多，成本相对较高。目前，国网第二批及以后的智能变电站大多采用星型网络结构，例如500kV吴宁变的MMS网、GOOSE网以及SV网均采用星型网络结构，如图1所示。

    1.2环型网络
    环型网络结构由封闭的环组成。在环型网络中，报文按一个方向沿着环一站一站地传送，报文由源节点送至环上，由中间节点转发，并由目的节点接收。环形网交换机数量较少，成本相对较低。由于环型网络的各节点在环中串接，因而任何一个节点故障都会导致整个环的通信中断，但其冗余度好，网线或光纤故障时可自动重新组态。环型结构较复杂，通信经过多级交换机，导致延时增加；结构扩展、维护及隔离比较困难，若采用环型网络结构，宜按终期规模配置网络交换机，但将会增加一期工程的投资。例如500kV兰溪变MMS网络采用的就是双环网拓扑结构，如图2所示。

    2 吴宁变交换机网络情况
    500kV吴宁变作为华东电网首个500kV电压等级的全数字化智能站，无论采样和跳闸均实现了数字化和智能化。根据国网《智能变电站继电保护技术规范》的要求，500kV吴宁变除保护装置采用专用光纤实现直采直跳外，其余设备均通过以太网交换机实现网络通信。同时，除35kV的低抗、电容器、所用变等间隔的设备单套配置外，其余设备及交换机网络均按双重化配置。

    2.1 500kV过程层网络交换机配置情况
    500kV过程层网络采用单星型网络结构，按串配置的过程层网络子交换机通过光纤与50okV过程层网络中心交换机级联形成星型结构。500kV母线设备的保护、测控、智能组件等设备直接接入过程层网络中心交换机。
    考虑到500kV设备的重要性及信息量较大等因素，500kV GOOSE网与SV网分别配置交换机实现单独组网，使GOOSE网与SV网相互独立，保证了两网之间互不影响，从而减少了数据流量，提高了数据的传输效率，提升了传输网络的可靠性。同时500kV GOOSE网、SV网均配置A、B双网，且GOOSE网与SV网拓扑结构类似，其中GOOSE网结构如图3所示。

[1] [2] [3]  下一页