【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高速帶寬、多業(yè)務(wù)承載、易于維護(hù)的更多優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線相比，其確定性及高效率、優(yōu)秀的綜合管理性能、多業(yè)務(wù)互通性能也為現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展帶來(lái)了更多機(jī)遇，充分?jǐn)U展了用戶需求的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用案例在工業(yè)及軍工行業(yè)中，以太網(wǎng)技術(shù)以其高可靠性、高品質(zhì)解決了諸多原有網(wǎng)絡(luò)無(wú)法處理的問(wèn)題，為工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和使用帶來(lái)了更高的實(shí)時(shí)性及可靠性。圖表 1 船用平臺(tái)管理系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)采用雙環(huán)網(wǎng)冗余設(shè)計(jì)，設(shè)兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)瀏覽服務(wù)器；兩臺(tái)域控制服務(wù)器，若干客戶端機(jī)器。兩種服務(wù)器都是互為熱備，配以網(wǎng)絡(luò)管理軟件，多功能操作站軟件，形成高可靠性的船舶平臺(tái)信息管理系統(tǒng)。通過(guò)平臺(tái)信息管理系統(tǒng)可以準(zhǔn)確可靠地對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、電站系統(tǒng)、損管系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、航行信號(hào)、液位遙測(cè)等眾多系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。智能電網(wǎng)的意義：傳統(tǒng)電網(wǎng)的不足與智能電網(wǎng)的意義：傳統(tǒng)電網(wǎng)只有單一向的電力傳送，無(wú)法達(dá)到雙向傳送及自動(dòng)修復(fù)能力；智能電網(wǎng)則可以通過(guò)通信技術(shù)和IT技術(shù)，將電網(wǎng)資訊集中至電力公司，使電力公司可以完全監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的所有元器件狀態(tài)，除了能夠控制所有電網(wǎng)元器件以外，智能電網(wǎng)還可以自動(dòng)化修復(fù)，如果一段輸電線路意外斷線，它將自動(dòng)使用備用線路等技術(shù)來(lái)保持整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)作來(lái)防止斷點(diǎn)的可能性。再者，智能電網(wǎng)同時(shí)也能提供工業(yè)用戶與家庭用戶及時(shí)監(jiān)控用電量的功能，用電消費(fèi)者除了可以隨時(shí)了解用電量，還可以決定花多少電，選擇何時(shí)用電，和愿意付多少電費(fèi)等等。工業(yè)交換機(jī)在數(shù)字化變電站中起到的作用：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，IEC618503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。數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)必須滿足實(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。數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)：(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”。數(shù)字化變電站對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的要求：在功能方面：（1）要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)支持快速存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式和QoS服務(wù)質(zhì)量，以保證網(wǎng)絡(luò)中重要的GOOSE數(shù)據(jù)包得到實(shí)時(shí)傳輸；（2）要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)支持基于端口和TAG標(biāo)簽的VLAN，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段隔離，保證重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、可靠傳輸并抑制網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴；（3）要求支持冗余的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如環(huán)網(wǎng)、星型網(wǎng)等，以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性；（4）要求支持RSTP快速生成樹(shù)協(xié)議，提高網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)的收斂速度，避免網(wǎng)絡(luò)環(huán)回和抑制網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴；（5）要求支持IGMP組播技術(shù)，利用其限制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，保證網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、可靠性等等。在電磁兼容方面：要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)必須通過(guò)靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度等電磁干擾實(shí)驗(yàn)和電擊、雷擊等測(cè)試。在環(huán)境溫度方面：要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)必須滿足（40℃～85℃）寬范圍的工作溫度，交換機(jī)的存儲(chǔ)溫度也要求滿足寬溫條件等等。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面：工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)必須通過(guò)專門的強(qiáng)振動(dòng)、大沖擊的承受度測(cè)試；滿足特定的防塵、防潮等要求；具備良好的散熱條件等等。通信網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的紐帶，而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接關(guān)系到變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如環(huán)型、星型、樹(shù)型等。采用光纖冗余環(huán)網(wǎng)和星型網(wǎng)相結(jié)合的方式，可以避免工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的多級(jí)級(jí)聯(lián)和單環(huán)節(jié)點(diǎn)過(guò)多而引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)缺陷，有利于提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實(shí)時(shí)性和擴(kuò)展性，有助于保障變電站的正常工作。圖表 2 數(shù)字化變電站控制系統(tǒng)在圖表2的數(shù)字化變電站控制系統(tǒng)中，存在大量的SV采集數(shù)據(jù)以及以Goose報(bào)文為代表的高實(shí)時(shí)要求的控制報(bào)文。本系統(tǒng)采用雙樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行了間隔層、站控層網(wǎng)絡(luò)劃分，并啟用了Qos服務(wù)質(zhì)量控制，VLAN隔離，使得在正常狀態(tài)下，采樣SV報(bào)文可優(yōu)先傳遞，當(dāng)Goose報(bào)文出現(xiàn)時(shí)，則對(duì)Goose報(bào)文進(jìn)行搶占式優(yōu)先處理。這樣，既保證了正常傳輸中對(duì)業(yè)務(wù)帶寬和延時(shí)的控制，又能達(dá)到在特殊情況下的高優(yōu)先級(jí)要求報(bào)文的質(zhì)量保證。東土工業(yè)交換機(jī)在河南淇縣數(shù)字化邊站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用：（1）項(xiàng)目介紹：淇縣智能變電站位于鶴壁市淇縣西部，京廣鐵路西側(cè)。2009年6月開(kāi)工，預(yù)計(jì)2010年12月底竣工投運(yùn)。建設(shè)規(guī)模為本期安裝180兆伏安主變壓器2臺(tái)。特點(diǎn)是該站采用電子式互感器，信息傳輸采用光纖以太網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)，該變電站按照全數(shù)字式變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)，220千伏和110千伏均采用戶外敞開(kāi)常規(guī)設(shè)備，220千伏、110千伏均采用雙母線接線。與傳統(tǒng)變電站相比節(jié)約大量電纜，減少了占地。由于本站二次系統(tǒng)基于IEC61850協(xié)議采用三網(wǎng)合一模式，過(guò)程層至間隔層全部采用光纖以太網(wǎng)通信，全站共需熔接光纖1152芯，集成度之高、光纖熔接量之大，國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)。同時(shí)，本站作為河南省第一個(gè)220