摘 要：IEC 61850是新一代變電站自動化通信網絡標準，規定采用以太網作為變電站自動化系統的通信網絡。工業以太網交換機作為數字化變電站自動化系統中的關鍵設備，它起到非常重要的作用。本文論述了IEC61850標準、數字化變電站自動化系統的特點及其對工業以太網交換機的要求，介紹了我公司自主研發的基于光纖通信方式的工業以太網交換機的設計及其在數字化變電站的應用方案。
關鍵詞：IEC 61850；數字化變電站自動化系統；工業以太網交換機；應用
0引言
IEC61850標準是世界上統一的變電站
自動化系統結構和數據通信的國際標準。經過國調中心組織的6次IEC61850互操作試驗，中國已經從標準研究階段過渡到工程應用階段，并已有多個基于IEC 61850標準的變電站投入運行
[1]。
數字化變電站通信網絡必須滿足實時性、可靠性、安全性和擴展性的特殊要求，光纖通信憑借其帶寬寬、可靠性高、保密性強、抗干擾能力好及傳輸距離遠等優點，成為數字化變電站中理想的通信方式。
工業以太網交換機作為數字化變電站通信網絡的關鍵設備，IEC61850-3對其提出了嚴酷的要求，使其能在各種惡劣工業環境下長期穩定、可靠、安全應用，為數字化變電站保駕護航。基于光纖通信方式的工業以太網交換機在數字化變電站中的應用研究將對變電站
自動化水平的進一步提高產生積極的促進作用。
1 IEC 61850簡介
IEC61850《變電站網絡與通信協議》標準是由國際電工委員會第57技術委員會
(IECTC57)負責制定的，于2004年頒布。它是新一代的變電站
自動化通信網絡標準，其主要目的是使不同廠家的
智能電子設備（IED）之間通過相同標準實現互操作和
信息共享。IEC61850系列標準共10大類、14個標準，作為基于網絡通信平臺的變電站國際標準，它的發展方向是實現“一個世界、一種技術、一個標準”
[2]。
IEC61850標準將變電站通信體系分為變電站層、間隔層和過程層
[3]，如圖1所示。各層內部和各層之間通過高速以太網實現
信息共享。
Fig.1 information leveling in substation automation system
2 數字化變電站
自動化系統的特點及其對工業以太網交換機的要求
數字化變電站是指遵循IEC61850標準的變電站，其主要特征是
: “一次設備智能化，二次設備網絡化，符合IEC61850標準”。
(1)
智能化的一次設備：一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路，采用微處理器和光電技術設計，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程控制器代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。
(2)網絡化的二次設備：變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、測量控制裝置、防誤閉鎖裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享，常規的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動化的運行管理系統：變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化、
自動化；變電站運行發生故障時，能及時提供故障分析報告，指出故障原因及處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改為“狀態檢修”。
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