智能变电站的工业以太网交换机组网测试技术.doc

智能变电站的工业以太网交换机组网测试技术张小飞,但富中,马莹(国网电力科学研究院电力工业通信设备质量检验测试中心,江苏南京210003中图分类号:;:A文章编号:1005-7641(201006-0001-,20100引言工业以太网交换机是智能变电站二次侧信息交换的枢纽,可保证数字信息的流通,确保各种电力装置相应功能正确高效地运行。交换机的功能及对环境的适应性对于变电站而言非常重要,随着变电站数字化、智能化程度的提高,其重要性也更显突出。因此,工业以太网交换机的测试成为变电站网络数据交换测试的研究重点。1工业以太网交换机的特点电力系统变电站中使用的交换机对稳定性和实时性要求很高,因此,基于以太网的电力装置所连接的交换机一般采用电力专用工业以太网交换机。工业以太网交换机相对于普通交换机有着很大的区别,实际工程中大多使用工业以太网交换机担负网络数据交换的功能。工业以太网交换机与民用以太网交换机的区别如下。1设计材料。工业以太网交换机产品在设计、元器件的选用、产品的强度和适用性等方面都能满足工业现场的需要。工业以太网外壳材料一般采用合金外壳,强度高于一般民用以太网交换机的塑胶外壳。2电源。工业以太网交换机电源一般为冗余双电源设计,民用以太网交换机为单电源。3安装位置。工业以太网交换机安装在DIN导轨、机架等位置,民用以太网交换机安装在桌面、机架上。4工作温度范围。工业以太网交换机工作温度范围宽(一般为-40~+70℃,至少为-20~+55℃,民用以太网交换机工作温度范围窄。5散热方式。工业以太网交换机采用无风扇外壳散热,民用以太网交换机采用风扇散热。6故障恢复时间。工业以太网交换机链路故障恢复时间<300ms,电力专用工业以太网的环网恢复时间<50ms,民用以太网交换机故障恢复时间>30s。由上述指标可以看出,民用交换机难以胜任工业环境需求,因此在越来越多的工业自动化领域里,特别是电力变电站内,应选择使用电力专用工业以太网交换机。电力二次系统由多台电力专用工业以太网交换机组成,变电站网络数据交换是以单台交换机作为数据交换节点的。因此,网络数据交换的测试是以单台工业以太网交换机的测试为基础,再结合具体的变电站组网模式,以及交换机的运行设置,从而总结出具体的网络数据交换的测试模型。2工业以太网交换机测试内容简介网络设备在整个智能变电站二次系统中占的比重较大,工业以太网交换机是数据传输核心,数据线将二次系统的各个网络设备连接起来,组成智能变电站的网络拓扑。根据工业以太网交换机的特点和使用环境,1··测试分为五大部分进行,即基本性能测试、功能测试、常规环境测试、电磁兼容测试、组网测试。这五部分既相互独立又相互关联。1基本性能测试。以***企业标准《以太网交换机技术规范》的各项性能指标作为评判,主要包括吞吐量、存储转发速率、时延、帧丢失率、背靠背帧、地址缓存能力、地址学****速率7项内容。从测试角度看,由于相关标准没有对特定设备性能测试做专门规定,传统上都遵守RFC2544和RFC2889标准来进行测试。RFC2544标准是网络基准性能测试标准,定义了6项基本性能测试规范,相关术语由RFC1242定义。RFC2889标准是局域网交换设备测试规范,定义了交换机测试的11个项目。2功能测试。包括虚拟局域网功能、优先级、环网恢复、网络风暴抑制功能、端口镜像功能、端口聚合功能、网络管理功能等7项测试内容。3常规环境测试。包括外观(长宽高、外壳防护、出线方式、冗余电源、电源影响、温度影响(高温、低温、绝缘性能(绝缘、耐压、冲击、湿热性能、整机功率、机械性能、光接口特性(光功率、接收灵敏度、光波长8项测试内容。4电磁兼容测试。包括静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、辐射电磁场抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、浪涌(冲击抗扰度、阻尼震荡波抗扰度、工频磁场抗扰度、0~150Hz共模传导骚扰抗扰度、电源暂降暂时中断抗扰度、辐射电磁骚扰10项测试内容。5组网测试。包括组网功能(星型、环型、双星型、设置变电站运行模式后交换机性能、混合包(帧性能、互操作等4项测试内容。以上5个测试内容,依据每种测试所考察侧重的角度而有所不同。一般来讲,单机测试按照基本性能测试、功能测试、常规环境测试、电磁兼容测试的先后顺序,将破坏性的测试放在功能、性能验证之后进行,最后进行组网测试。从现有对国内外几十个品牌工业以太网交换机的测试统计数据来看,一般出现的是性能问题和电磁兼容问题,这些问题直接影响智能变电站数据传输的稳定性和及时性。,组网前