摘要：智能变电站通信网络逐渐成为支撑社会存在的基石之一。许多事情我们无法做到百无一疏，为了保证智能变电站通信网络的正常运作，用现场测试技术对智能变电站通信网络进行检测成了重要的研究话题。本文来论述一下现场测试技术对智能变电站网络通信的测试。
关键词：变电站；交换机；现场测试
引言
在智能变电站的建设过程中，非常规互感器和网络化智能电子设备开始被普智能变电站自动化系统开始依赖通信网络的存在。由于智能变电站对其通信网络的稳定程度、时效性和安全性能指数的高标准，为了保证变电站的正常运转，我们应该对通信网络的功能和性能等以及以太网交换机进行测试。
1.智能变电站通信网络和现场测试综述
相对于普通数据通信网络，智能变电站通信网络有四个优点：
就安装来讲，智能变电通信网络布线使用固定线槽，组网采用双星或环网的形式，安装方式多样化，便于再从中选取最优安装方式；传统变电通信网络的布线较为单一，采用单星型组网，不利于完善和更改。
就设备来讲，智能变电通信网络使用以二层交换机为主的以太网交换机，装备晋级为高新材料，无论是设计方面或是功能性能方面，都比传统变电通信网络更胜一筹，譬如无风扇设计；传统变电通信网络采用的则是民用级交换机，虽然普适性强，不需要过高的技术，但是操作步骤繁琐，效率较低。
就数据来讲，智能变电通信网络扩大了数据和信息的储量，网络使用的高频率、封包的小容量、突变数据的减少，满足了对数据传输的时效性和网络连接的稳定性更高的需求。
就工作环境来讲，传统变电通信网络的电磁环境和温度湿度的大幅度波动，导致灰尘的聚集，影响电磁环境的清洁，从而对工作结果产生消极作用。而且部分数据通信网络对于环境的要求高，各种因素的变动都要在考虑范围中，温湿度和电磁环境需达到IEC 1613 class4和IEC 61850—3的标准。智能变电站通信网络能在根据环境变化自动收集数据信息进行分析和判断，进而自动调整相应的状态来适应更为极端的环境。
为了保证智能变电站通信网络的正常使用，我们必须跟进对其的测试技术和认证工作。对智能变电站通信网络的测试平台分为两种，一种是型式试验，即是在实验室中，独立的环境下单独测试交换机，可实现现实所不具备的条件（如电磁兼容等）；另一种是现场测试，它是在现场条件下针对实际运作状态来打造的测试平台，根据建立数据库、取样数据库、分析数据信息，对功能与性能测试并收集数据的判断处理，可以与型式试验产生互补作用。在工业上，以太交换机是智能变电站二次信息交换的关节，导通着重要数据信息的流动，作为电子设备稳定可靠运作的关键部分。在测试完交换机单体后，按照现场实际条件设计图纸，搭建智能变电站通信网络的模拟平台测试网络的功能、性能。
2.智能变电站交换机的现场测试
2.1 交换机功能测试
功能测试包括：
端口镜像功能测试。假设使交换机端口a镜像到端口c，测试仪端口1和2分别连接端口a、b以20Mb/s的速率互发报文。检测的是报文复制地准确性。VLAN划分功能测试。VLAN划分功能在解决以太网全网广播和安全性问题上得到了体现，后面详细阐述了VLAN数量和范同性能测试。报文优先级QoS功能测试。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测试仪从交换机端口a、b以80Mb/s的速率分别发送2条不同IEEE802.1Q优先级的数据流到端口c，在检测过程当中察看发生堵塞的情况下每条数据流的延时和丢包率，使高优先级的数据流零丢包率，且延时较小。抑制广播风暴功能测试。广播风暴是由IED损坏或交换机故障引起的，我们需检测交换机自身的完整性。隔绝VLAN间报文功能测试。分别将不同的VLAN和相同的VLAN的交换机端口和测试仪端口相连接，检测报文的去向，要求结果是同VLAN的报文被转发，而异VLAN的报文被隔离。安全功能测试。硬件方面应采取无电扇设计。软件方面，杜绝防火墙的安全漏洞，授权管理软件管理、日志及认证功能。告警功能测试。当交换机出现故障或者信息中断，能正常发出警告提示。IEC61588功能测试。测验交换机支持的时钟版本是否符合实际时钟源，交换机在透明时钟模式要尽量与主时钟同步。
2.2 交换机的性能测试
性能测试主要包括：
双向线速转发能力检测。测试仪器端口与交换机所有的端口相连接，利用不同满足RFC2544推荐的字节长度的帧长进行双向检测，要求在30s内，转发和发送速率都为线速，在正确的帧序下，实现零丢包率。双向转发时延检测。固有延时极小，转发时忽略不计。在上述双向线速转发能力测试的基础上，保证最大延时<50ms。MAC地址表容量检测。开始在地址学习端口发送地址学习帧，在将送端口发送测试流量到所有端口2的MAC地址，寻找MAC的最大地址容量。端口速率为发送速率的两倍，至少验证两个以上的不同端口，MAC地址容量>4K。最大广播包转发速率检测。端口1为试帧端口，其他都是接受端口。当发送速率达到线速时，转发速率即为广播包抑制值。Frame Error Filter 检测。交换机端口分别都连接上测试仪端口。异常的数据包定义为RFC2889的，能被交换机检测出来并丢弃掉。组播转发性能检测。端口连接同上述一样其中端口1作为仿真组播源以线速发送报文到交换机，检测其他仿真组播接受端口能否接受到报文。测试64、512及1518B的帧长，100组组播数，在30s测试时间内组播报文发送到VLAN内的全部端口。VLAN数量和范围检测。将PC工作站和交换机连接，试着创建VID（VLAN ID）的最值，在保存配置，重新打开交换机，检测VID是否正确。收敛时间等于端口1发送帧总数减去端口2和端口3接受帧总数再比上端口1发送帧速率。
3.智能变电站通信网络的现场测试
3.1 智能变电站通信网络的基础性能测试
测试光纤、超五类网线的物理链路和图实一致性检测；检验光功率裕度，使用光功率计和光衰耗器检测光纤发送功率和装备接收功率。（光裕度>5DB）光纤、超五类网线安装工艺检测，这就要求现场检测人员熟知验收规范。
3.2智能变电站通信网络的全面性能测试
测试内容包括网络吞吐量、网络传输延时、网络丢包率、数据链路层健康状况、VLAN间报文隔离功能和故障倒换时间。根据RFC2544的要求，分别测试数据包帧长为128、256、512、1024、1280、1518B的吞吐量、传输延时和丢包率。分歧帧长的数据包要反复测试三次，末了取均值。数据链路健康度测试。VLAN间报文断绝性能测试，要求同VLAN的报文被转发，异VLAN的广播报文被断绝。
4.结语
在这个电力系统发达时代，社会的正常运行少不了电的存在，智能变电站的发展为我们带来了福利。一则只有对智能变电站通信网络做到精确严格及时的测试，才能保证智能变电站的正常运行，才能保证智能变电站为人们更好的服务。
参考文献：
[1]林国新，唐志军，朱维钧，等.智能变电站通信网络的现场测试.《电力电工》，[J]，2012，32（2）：29-32.
[2]]何磊，郝晓光数字化变电站通信网络的性能测试技术.2010（10）.
论文作者:康增尚,徐波,李宏涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/16
标签：变电站论文; 端口论文; 测试论文; 交换机论文; 通信网络论文; 智能论文; 报文论文; 《基层建设》2017年第11期论文;