智能变电站网络通讯技术及测试方法
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智能变电站网络通讯技术及测试方法
文本预览
智智能能变变电电站站调调试试人人员员资资格格培培训训
智智能能变变电电站站网网络络通通讯讯技技术术
及及测测试试方方法法
国家电网公司
2013年05月一、交换机原理， 优先级和虚拟局域网技术
二、交换机标准与测试技术
三、典型智能变电站网络结构
四、光纤熔接和测试技术智能站我们到底应该关心什么
以往的电缆没有了 怎么办
回路的基础变成网络
回路检查还做不做，怎么做
网络是什么 网络如何测试
每天听61850 我在调试中该知道关于她的那些事情为什么网络如此重要
以前变电站的网络的工作性质 现在智能变电站网络的工作性
质其地位已经上升到和继电保护及安全自动装置同样的高度
与传统变电站相比，智能化变电站中的通信网络在结构、功能、性能和重要
性等方面存在较大差异。例如在过程层采用以太网的智能化站中，GOOSE
网络实际上相当于传统变电站中保护测控装置的跳合闸回路，一旦网络出现
问题同时系统又发生故障，就有可能出现保护动作但跳闸报文无法及时传输，
从而导致断路器无法及时跳开的情况，与之连接的保护装置完成不了正常工
作，处于瘫痪状态，所以通信网络的建设质量和性能决定了智能化站运行的
可靠性。其地位已经上升到和继电保护及安全自动装置同样的高度
在采用GOOSE 网的智能化变电站中，GOOSE 网实际上相当于传统变电站
中保护测控装置的跳合闸回路，其地位已经上升到和继电保护及安全自动装
置同样的高度，所以应该提高对网络重要性的认识，需要像对保护装置检验
一样对通信网络开展测试工作。我们应该掌握那些网络知识
什么是网络
网络就是用通信设备和通信介质，将分布在不同区域、操作相对独立的多台智
能设备连接起来，再配置相应的网络操作系统和应用协议，在原本独立的设
备之间实现软硬件资源共享和信息传递，那么这个系统就成为计算机网络了。网络有什么用
网络的基本功能
网络的功能很多，其中最重要的三个功能是：
数据通信
资源共享
分布处理既然重要那么首先他的架构方式是什么
什么是网络拓扑结构
计算机网络的连接方式叫做“网络拓扑结构”。网络拓扑是指用传输媒体互联
各种设备的物理布局。
把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信媒体抽象
为“线”，从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的平面几
何图型，从而抽象出网络系统的具体结构。我们称这种采用拓扑学方法抽象出
来的结构为计算机网络的拓扑结构。拓扑是一种研究与大小和形状无关的点、
线、面特点的方法。计算机网络系统的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、
树型、全互联型和不规则型等几种。 1、总线结构
典型的总线结构网络在这种结构中，每个交换机都通过其中的一个端口连接
相邻的交换机。这种端口被称为上行端口，与其他连接到IED的交换机端口相
比，具有更快的速度。交换机的最大数量N取决于统可承受的最大时延。例
如，连接在交换机1上的IED如果要向连接在交换机4上的IED传输数据帧，数
据帧的传输时延将包括交换机1、2、3的传输时延。因此如果要经过N台交换
机传输数据帧的时延将成倍数增加，这将严重影响变电站通信网络的实时性。
总线结构网络的优点是结构简单清晰，成本低廉，减少了IED设备与网络间的
连接线。然而该结构没有提供冗余，假若总线结构中的某一台交换机出现故
障，整个网络的通信都将中断，网络的可靠性不高。此外，网络的传输时延
大，不适合应用于实时性较高的场合。 2、环型结构
与总线结构相比，交换机1到交换机N之间形成了一个闭环。这种结构的通信
网络由于具有环路，所以环路上的任一连接点发生故障时都可以提供一定程度
的冗余。然而，由于以太网交换机采用环型连接，信息传输在环内有两个链路，
造成网络流量增大，带宽开销大。鉴于环型网络结构的特点，IEEESO2.ID标准
定义了采用生成树协议来消除或阻止交换机之间的冗余回路。环型结构的优点
是网络提供一定程度的冗余配置，当网络中某一节点中断时，可以通过另一端
口实现网络重构。类似于总线结构网络，该结构接线少。缺点是网络重构要求
网络中的所有交换机必须是管理交换机，从而增加了系统设置的复杂性。 3、星型结构
交换机N作为主交换机，连接所有其他交换机。这种结构的网络系统等待时
间短，任意两个交换机之间的IED交换信息只需要跨过两个交换机即可，大
大减少了网络传输时延，提高了变电站通信网络的实时性。星型结构具有等
待时间最少的优点，但网络结构没有提供冗余，如果主交换机N发生故障，
其他交换机上的IED间将无法进行信息交换。智能变电站网架结构
过程层组网的设计目标主要明确以下两点:
第一、该网络是取代原来的二次接线,对实时性、安全性和可靠性要求很高;
第二、一个交换机的故障要尽可能减少影响保护的套数。基于上述两点，总线型网络的可靠性不能满足过程层网络的要求,因为一台
交换机故障有可能导致失去多串设备保护。
环形网络,其一有产生网络风暴的可能,其二环网中普遍采用快速生成树技术
实现网络的冗余,其网络故障恢复的时间是秒级的,在此期间电网发生故障,将延缓
电网切除时间,对电网极为不利。
所以我们建议星型网是目前过程层网络较好选择。架构有了 他如何传递信息
Hello!
Internet
数据通信的基本过程及原理
我们要掌握的3个名词 MAC IP 报文数据的封装与解封装过程
高层数据
应用层
PDU
Hello 表示层
会话层
TCP/UDP头 Hello
段
传输层
IP包头 TCP/UDP头 Hello 网络层
报文
LLC子层 IP包头 TCP/UDP头 Hello
LLC子层 帧
数据链路层
MAC子层 LLC子层 IP包头 TCP/UDP头 Hello FCS
MAC子层
物理层
比特数据的封装与解封装过程数据的封装与解封装过程
高层数据
智智能能变变电电站站网网络络通通讯讯技技术术
及及测测试试方方法法
国家电网公司
2013年05月一、交换机原理， 优先级和虚拟局域网技术
二、交换机标准与测试技术
三、典型智能变电站网络结构
四、光纤熔接和测试技术智能站我们到底应该关心什么
以往的电缆没有了 怎么办
回路的基础变成网络
回路检查还做不做，怎么做
网络是什么 网络如何测试
每天听61850 我在调试中该知道关于她的那些事情为什么网络如此重要
以前变电站的网络的工作性质 现在智能变电站网络的工作性
质其地位已经上升到和继电保护及安全自动装置同样的高度
与传统变电站相比，智能化变电站中的通信网络在结构、功能、性能和重要
性等方面存在较大差异。例如在过程层采用以太网的智能化站中，GOOSE
网络实际上相当于传统变电站中保护测控装置的跳合闸回路，一旦网络出现
问题同时系统又发生故障，就有可能出现保护动作但跳闸报文无法及时传输，
从而导致断路器无法及时跳开的情况，与之连接的保护装置完成不了正常工
作，处于瘫痪状态，所以通信网络的建设质量和性能决定了智能化站运行的
可靠性。其地位已经上升到和继电保护及安全自动装置同样的高度
在采用GOOSE 网的智能化变电站中，GOOSE 网实际上相当于传统变电站
中保护测控装置的跳合闸回路，其地位已经上升到和继电保护及安全自动装
置同样的高度，所以应该提高对网络重要性的认识，需要像对保护装置检验
一样对通信网络开展测试工作。我们应该掌握那些网络知识
什么是网络
网络就是用通信设备和通信介质，将分布在不同区域、操作相对独立的多台智
能设备连接起来，再配置相应的网络操作系统和应用协议，在原本独立的设
备之间实现软硬件资源共享和信息传递，那么这个系统就成为计算机网络了。网络有什么用
网络的基本功能
网络的功能很多，其中最重要的三个功能是：
数据通信
资源共享
分布处理既然重要那么首先他的架构方式是什么
什么是网络拓扑结构
计算机网络的连接方式叫做“网络拓扑结构”。网络拓扑是指用传输媒体互联
各种设备的物理布局。
把工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信媒体抽象
为“线”，从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的平面几
何图型，从而抽象出网络系统的具体结构。我们称这种采用拓扑学方法抽象出
来的结构为计算机网络的拓扑结构。拓扑是一种研究与大小和形状无关的点、
线、面特点的方法。计算机网络系统的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、
树型、全互联型和不规则型等几种。 1、总线结构
典型的总线结构网络在这种结构中，每个交换机都通过其中的一个端口连接
相邻的交换机。这种端口被称为上行端口，与其他连接到IED的交换机端口相
比，具有更快的速度。交换机的最大数量N取决于统可承受的最大时延。例
如，连接在交换机1上的IED如果要向连接在交换机4上的IED传输数据帧，数
据帧的传输时延将包括交换机1、2、3的传输时延。因此如果要经过N台交换
机传输数据帧的时延将成倍数增加，这将严重影响变电站通信网络的实时性。
总线结构网络的优点是结构简单清晰，成本低廉，减少了IED设备与网络间的
连接线。然而该结构没有提供冗余，假若总线结构中的某一台交换机出现故
障，整个网络的通信都将中断，网络的可靠性不高。此外，网络的传输时延
大，不适合应用于实时性较高的场合。 2、环型结构
与总线结构相比，交换机1到交换机N之间形成了一个闭环。这种结构的通信
网络由于具有环路，所以环路上的任一连接点发生故障时都可以提供一定程度
的冗余。然而，由于以太网交换机采用环型连接，信息传输在环内有两个链路，
造成网络流量增大，带宽开销大。鉴于环型网络结构的特点，IEEESO2.ID标准
定义了采用生成树协议来消除或阻止交换机之间的冗余回路。环型结构的优点
是网络提供一定程度的冗余配置，当网络中某一节点中断时，可以通过另一端
口实现网络重构。类似于总线结构网络，该结构接线少。缺点是网络重构要求
网络中的所有交换机必须是管理交换机，从而增加了系统设置的复杂性。 3、星型结构
交换机N作为主交换机，连接所有其他交换机。这种结构的网络系统等待时
间短，任意两个交换机之间的IED交换信息只需要跨过两个交换机即可，大
大减少了网络传输时延，提高了变电站通信网络的实时性。星型结构具有等
待时间最少的优点，但网络结构没有提供冗余，如果主交换机N发生故障，
其他交换机上的IED间将无法进行信息交换。智能变电站网架结构
过程层组网的设计目标主要明确以下两点:
第一、该网络是取代原来的二次接线,对实时性、安全性和可靠性要求很高;
第二、一个交换机的故障要尽可能减少影响保护的套数。基于上述两点，总线型网络的可靠性不能满足过程层网络的要求,因为一台
交换机故障有可能导致失去多串设备保护。
环形网络,其一有产生网络风暴的可能,其二环网中普遍采用快速生成树技术
实现网络的冗余,其网络故障恢复的时间是秒级的,在此期间电网发生故障,将延缓
电网切除时间,对电网极为不利。
所以我们建议星型网是目前过程层网络较好选择。架构有了 他如何传递信息
Hello!
Internet
数据通信的基本过程及原理
我们要掌握的3个名词 MAC IP 报文数据的封装与解封装过程
高层数据
应用层
PDU
Hello 表示层
会话层
TCP/UDP头 Hello
段
传输层
IP包头 TCP/UDP头 Hello 网络层
报文
LLC子层 IP包头 TCP/UDP头 Hello
LLC子层 帧
数据链路层
MAC子层 LLC子层 IP包头 TCP/UDP头 Hello FCS
MAC子层
物理层
比特数据的封装与解封装过程数据的封装与解封装过程
高层数据
