智能变电站过程层以太网交换机技术规范(2018年试行版).doc
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1、Q/CSGXXXXX-2018Q/CSG中国南方电网有限责任公司 发布智能变电站过程层以太网交换机技术规范(2018年试行版)Technicalspecificationsforprocessbusethernetswitchinsmartsubstation中国南方电网有限责任公司企业标准I目 次前 言II1范围32规范性引用文件33术语和定义44缩略语55技术要求56通信安全127结构和外观128可靠性139检验规则1310产品随行文件1411标志、运输和贮存1411.1标志1411.2运输1411.3贮存1512与相关标准的衔接15附录 A (规范性附录) 交换机建模16附录 B (资料
2、性附录) WEB界面规范33附录 C (规范性附录) 流量控制41附录 D (资料性附录) 数据集示例43附录 E (规范性附录) 交换延时累加52附录 F (规范性附录) CSD配置文件54附录 G (资料性附录) 交换机面板布局63前 言为规范、指导南方电网智能变电站过程层以太网交换机选型配置,依据国家和行业的有关标准和规程,特制定本规范。本标准与Q/CSG 1204005.67.7-2014南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第6部分:厂站应用 第7篇:厂站装置功能及接口规范 第7分册:工业以太网交换机都是工业以太网交换机的标准,本标准规范了过程层以太网交换机部分,与Q/CSG 12
3、04005.67.7-2014相比,主要差异如下:新增过程层以太网交换机延时累加技术要求;新增过程层以太网交换机模型架构及内容;新增过程层以太网交换机CSD配置文件技术要求;新增过程层以太网交换机典型端口配置;新增过程层以太网交换机调试端口及运维端口技术要求;新增过程层以太网交换机默认出厂设置技术要求;增设过程层以太网交换机参数设置专用菜单及相关技术要求。附录A、C、E、F为规范性附录,附录B、D、G为资料性附录。本标准由中国南方电网有限责任公司系统运行部归口。本规范主要起草单位:中国南方电网电力调度中心、广东电网电力调度中心、广东电网公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、长园深瑞继保
4、自动化有限公司、广州思唯奇计算机科技有限公司本规范主要起草人:丁晓兵、史泽兵、徐鹏、张弛、余江、杨贵、许平凡、黄佳胤、高宏慧、陈桥平、胡春潮、陈飞、谢尧。其中第1-4章由杨贵主要编写,第5章由史泽兵主要编写,第6章由高宏慧主要编写,第7-8章由黄佳胤主要编写,第9章由胡春潮主要编写,第10-11章由徐鹏主要编写,附录A由杨贵主要编写, 附录B由陈飞主要编写, 附录C由杨贵主要编写, 附录D-G由杨贵、许平凡主要编写。本标准自2018年6月起试行。IIIQ/CSGXXXXX-2018智能变电站过程层以太网交换机技术规范1 范围 本标准规定了南方电网智能变电站过程层以太网交换机的技术要求,包括供电
5、、气候环境、接口、功能、性能、功耗、绝缘、机械性能和电磁兼容等,以及以太网交换机的通信安全、检验规则、结构、外观、标志、运输和贮存等。 本标准适用于南方电网范围内10kV及以上智能变电站的新建及改造工程。2 规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试
6、验Cab:恒定湿热试验GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则: 冲击GB/T 2423.18 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)GB 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)GB 9254 信息技术设备的无线电骚扰限制和测量方法GB/T 14598.3-2006 电气继电器 第5部分:量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验GB/T 15153.2-2000 远动设备及系统 第2部分: 工作条件 第2篇 环境条件(气候、机械和其它非电影响因素)GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰
7、度试验GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T 17626.6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.10 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.16 电磁兼容 试验和测量技术 0Hz150kHz共模传导骚扰抗扰度试验GB/T 17626.18 电磁兼容 试验与
8、测量技术 阻尼振荡波抗扰度试验GB/T 17626.29 电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验DL/T 860 变电站通信网络和系统YD/T 1099-2013 以太网交换机技术要求国家发展与改革委员会第14令 电力监控系统安全防护规定国能安全201536号 电力监控系统安全防护总体方案公通字200743号 信息安全等级保护管理办法IEC 60721 环境条件分类 (Classification of environmental conditions)IEC 9314-3-1990 信息处理系统.光纤排列数据接口(FDDI).第3部分:物理层介质依
9、附关系(Information processing systems Fibre distributed Data Interface(FDDI) Part 3:Physical Layer Medium Dependent(PMD)IEC 62351-6 电力系统管理及其关联的信息交换.数据和通信安全.第6部分:IEC 61850的安全性(Power systems management and associated information exchange Data and communications security Part 6:Security for IEC 61850)IEC
10、62351-7 电力系统管理及相关信息交换.数据和通信安全.第7部分:网络和系统管理(NSM)数据对象模型(Power systems management and associated information exchange Data and communications security Part 7:Network and system management (NSM) data object models)IEEE 802.1q-2003 IEEE Standards for Local and metropolitan area networksVirtual Bridged Lo
11、cal Area NetworksIEEE 802.1p Local and metropolitan area networks LAN Layer 2 QoS/CoS Protocol for Traffic PrioritizationIEEE 802.3-2008 信息技术系统间通信和信息交换局域网和城域网特定要求第3部分:CSMA/CD接人方式和物理层规范(IEEE Standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems Local and me
12、tropolitan area networks Specific requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications)IETF RFC 2030 Simple Network Time Protocol (SNTP),Version 4 for IPv4,IPv6 and OSI3 术语和定义3.1 智能变电站过程层以太网交换机 process bus ethernet switc
13、h in smart substation应用于智能变电站过程层的以太网交换机,具有交换延时累加、自动配置、统一管理、流量控制和智能告警等功能,简称交换机。3.2 存储转发 storage-forward当整个帧已完全接收,再进行冗余码校验、过滤和转发处理的一种转发方式。3.3 吞吐量 throughput交换机在不丢帧情况所能达到的最大传输速率。3.4 存储转发时延 latency从输入帧的最后一个比特到达输入端口开始,至在输出端口上检测到该帧的第一个比特为止的时间间隔。3.5 交换延时switch latency从输入帧的第1个比特到达输入端口开始,至在输出端口上检测到该帧的第一个比特为止
14、的时间间隔。3.6 时延抖动 latency jitter存储转发时延的变化值。3.7 帧丢失率 frame loss rate交换机端口以特定频率转发特定数量数据帧情况下帧丢失的比率。3.8 背靠背帧 back to back frame最小帧间隔情况下,交换机一次能够转发的最多的长度固定的数据帧数。3.9 地址缓存能力 address caching capability每个端口/模块/设备能够缓存的不同MAC地址的数量。3.10 地址学习速率 address learning capability交换机在无洪泛和丢帧情况下能够学习新的MAC地址的最大速率。3.11 队头阻塞 head o
15、f line blocking交换机端口接收队列中因前序帧目的端口拥塞导致队列中去向未拥塞端口的帧出现丢失或时延增大的现象。3.12 虚拟局域网 virtual local area network一种通过将局域网内的设备逻辑地划分成多个网段(子集)从而实现虚拟工作组的技术。3.13 带外接口 Out-of-band interface带外接口是指独立于业务端口之外的网络接口,与业务端口相互独立、物理隔离,用于实现对过程层交换机的运维和调试。4 缩略语下列缩略语适用于本文件。ART:交换延时累加(Accumulated Residence Time)APDU:应用协议数据单元(Applicat
16、ion Protocal Data Unit)APPID:应用标识符(Application Identifier)CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Code)CSD:交换机配置描述(Configured Switch Description)DMAC:目的MAC(Destination MAC)DoS:拒绝服务(Denial of Service)FCS:帧校验序列(Frame Check Sequence)GOOSE:通用面向对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Events)GSE:通用变电站状态事件(Generi
17、c Substation Status Event)IED:智能电子设备(Intelligent Electronic Device)IP:网间互联协议(Internet Protocol)LD:逻辑设备(Logical Device)LN:逻辑节点(Logical Node)LLDP:逻辑链路发现协议(Logical Link Discovery Protocol)MAC:介质访问控制(Media Access Control)MTBF:平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure)OVF:溢出标志位(Overflow Indication Bit)PDU:协议数据单
18、元(Protocol Data Unit)QoS:服务质量(Quality of Service)SCD:变电站配置描述(Substation Configuration Description)SNMP:简单网络管理协议(Simple Network Manage Protocol)SNTP:简单网络时间协议(Simple Network Time Protocol)SV:采样值(Sampled Value)VLAN:虚拟局域网(Virtual Local Area Network)5 技术要求5.1 供电要求供电要求如下:a) 直流电源:220V、110V,允许偏差20%20%; b) 交
19、流电源:220V,允许偏差20%20%,频率50Hz; 5.2 气候环境要求5.2.1 正常工作大气条件正常工作大气要求如下:a) 室内安装对安装在户内时,可选择工作环境温度范围为表1中C1的设备。b) 室外安装安装在室外柜时,应选择工作环境温度范围为表1中C2的设备。c) 特定场合其他特定场合,应选择工作环境温度范围为表1中C3的设备。表1 工作场所环境温度和湿度分级级别环境温度湿 度使用场所范围 最大变化率h相对湿度注1%最大绝对湿度g/m3C125552059528室内C2407020510028室外C3建议从IEC 60721标准中选取参数特定注1:交换机内部既不应凝露,也不应结冰。5
20、.2.2 大气压力70kPa106kPa。注: 70kPa相当于海拔3000m。5.2.3 盐雾用于沿海地区的交换机应满足GB/T 2423.182012中严酷等级(2)要求。5.3 接口要求业务端口、调试端口、运维端口均应布置在机箱同一侧。百兆交换机接口按照百兆口1-16进行排序,千兆口按照25-28进行排序,端口面板印字按照端口序号进行印字,且千兆端口按照G1-G4进行千兆口印字,如G1(25)、G4(28)。千兆交换机接口按照1-16进行排序,端口面板印字按照G1-G16进行印字。运维端口按照MMS-A、MMS-B进行编号。5.3.1 接口规格变电站内的过程层交换机宜采用标准的接口配置,
21、至少应支持表2中的配置。表2 过程层交换机端口典型配置规格100M光口1000M光口调试端口运维端口机箱尺寸型6212两台拼成1U 19英寸整层型164121U 19英寸型016121U 19英寸注:采用LC接口时千兆光口应兼容百兆口。5.3.2 以太网电接口百兆 100BASE-TX 或千兆 1000 BASE-T 接口应符合 IEEE 802.3-2008 的规定,电接口应配有屏蔽层。5.3.3 以太网光接口百兆光接口应符合 IEC 9314-3-1990 的规定,千兆光接口应符合 IEEE 802.3-2008 的规定。千兆光 接口应为 1000BASE-SX 接口。具体指标见表3、表4
22、 要求。表 3 100BASE-FX 接口参数接口类型参数要求单位发送波长范围12701380nm光功率(最大)-14.0dBm光功率(最小)-20.0dBm接收波长范围12701380nm光功率(最大)-14.0dBm接收灵敏度-31.0dBm强制接收灵敏度-25.0dBm注:宜统一采用多模光器件,接口宜选用LC型,应支持热插拔。表 4 1000BASE-SX 接口参数接口类型参数要求单位62.5m MMF50m MMF发送波长范围770860nm平均发射光功率(最大)0.0dBm平均发射光功率(最小)-9.5dBm接收波长范围770860nm平均接收光功率(最大)0.0dBm接收灵敏度-1
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- 智能 变电站 过程 以太网 交换机 技术规范 2018 试行
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