工業交換機在數字化變電站中的應用優勢

所謂數字化變電站，就是使變電站的所有資訊採集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬資訊全部轉換為數字資訊，並建立與之相適應的通訊網路和系統。

長期以來，國內主流的變電站自動化系統中廣泛採用的是國際電工委員會IEC於1997年頒佈的繼電保護資訊介面配套標準IEC60870-5-103規約。由於該規約制定時間較早，受技術條件的限制，在乙太網和智慧數字化裝置迅速發展的今天，其缺陷日益明顯，直接導致變電站自動化系統在建設過程中不同廠裝潢置之間互操作性較差，不同廠裝潢置之間互聯需要規約轉換裝置，需要進行大量的資訊對點工作，變電站自動化系統整合工作量增加，系統資訊處理效率低下。

隨著變電站二次裝置及系統的發展，裝置一體化、資訊一體化已成為必然的趨勢，迫切需要一個統一的資訊平臺實現整個自動化系統。為了統一變電站通訊協議，統一資料模型，統一介面標準，實現資料交換的無縫連線，實現不同廠家產品的互操作，減少資料交換過程中不同協議間轉換時的浪費，IEC TC57工作組在IEEE協議UCA2.0基礎上，組織制定了IEC61850——變電站通訊網路和系統系列標準，並於2004年正式釋出。

IEC61850是一個關於變電站自動化系統結構和資料通訊的國際標準，其目的是使變電站內不同廠家的智慧電子裝置之間透過一種標準(協議)實現互操作和資訊共享。電力行業尤其是變電站環境對數字化網路通訊的要求是非常苛刻的。按照IEC61850系列標準的要求，工業交換機產品至少要滿足其中的功能性要求、電磁相容設計要求、寬溫環境要求和機械結構驗證等四大類要求。

功能性方面，最重要的至少有兩點，一是要求工業交換機能夠支援快速轉發和QoS服務質量以保證IEC61850標準中重要的GSE/GOOSE資料包得到實時的傳輸，並且能夠支援組播通訊管理IGMPsnooping。二是工業交換機必須能夠支援構建冗餘的網路拓撲例如環網架構以提高拓撲的可靠性，並且同時能夠提供極短的網路故障恢復時間。此外還包括像VLAN、優先順序和快速生成樹等技術功能測試要求。

在電磁相容設計方面，工業交換機要能夠透過包含電擊、雷擊和其他電磁干擾測試; 在寬溫環境要求方面，工業交換機裝置必須在-40℃～85℃的極端溫度環境下可以正常工作; 在機械結構要求方面，工業交換機裝置還要透過專業第三方的振動和衝擊耐受度測試。

現中國市場，越來越多的工業交換機廠家在推出符合電力行業IEC61850標準的產品。工業交換機做為數字化變電站通訊系統的主要裝置，採用了嚴苛的標準，使之可在各種各樣極端工業條件下長期穩定、可靠、安全應用，為數字化變電站提供保障。其應用優勢表現在以下幾個方面：

（1）工業交換機支援快速儲存轉發方式及QoS服務水平，以確保網路中關鍵的GOOSE資料包得以即時傳送；