《智能变电站网络交换机技术规范》.doc
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Q/GDW429—2010
ICS29.24029.×××
Q/GDW
×××
国家电网公司企业标准
Q/GDW 429—2010
智能变电站网络交换机技术规范
ThetechnicalspecificationforEthernetLANswitchinSmartSubstation
2010-××-××发布 2010-××-××实施
国家电网公司 发 布
目 次
前言 II
1范围 1
2引用标准 1
3基本技术条件 1
4主要性能要求 3
5安装要求 6
6技术服务 6
编制说明 7
前 言
由于现行国家标准、行业标准、企业标准和IEC标准等未统一智能变电站网络交换机技术要求等内容，为使智能变电站网络交换机选型、设备采购等工作有所遵循，特编制本标准。
本标准的技术参数及功能要求是基于国内外数字化变电站网络交换机的设计、制造和运行经验，并结合智能变电站的技术导则及设计技术规范而提出。
由于智能变电站技术仍处于发展阶段，本规范的相关技术原则将随着技术的发展与成熟逐步修订和完善。
本规范由国家电网公司基建部提出并解释。
本规范由国家电网公司科技部归口。
本规范主要起草单位：
江苏省电力设计院、中国电力工程顾问集团公司、河南省电力勘测设计院、四川电力设计咨询有限责任公司，四川电力试验研究院、山东电力工程咨询院有限公司。
本规范参与起草单位：
浙江省电力设计院、陕西省电力设计院、安徽省电力设计院、国网电力科学研究院、浙江电力试验研究院。
本规范主要起草人：
褚农、朱东升、陈志蓉、曾健、孙纯军、苏麟、黄晓博、于广耀、郑旭、李琪林、周志勇、徐迪、黄国方、阮黎翔、朱凯进、吴琼、葛成。
I
Q/GDW429—2010
智能变电站网络交换机技术规范
1 范围
本规范规定了智能变电站中的网络交换机的技术要求、安装要求以及技术服务等内容。
本规范适用于国家电网公司系统内智能变电站的新建工程，其它扩建、改建工程可参照执行。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本规范书中引用而构成本规范书的条文。
所示标准均应采用最新有效版本。
GB2423 电工电子产品环境试验
GB4208—1993 外壳防护等级（IP代码）
GB9254—2008 信息技术设备的无线电骚扰限制和测量方法
GB/T17626 电磁兼容 试验和测量技术
YD/T1099—2005 以太网交换机技术要求
YD/T1627—2007 以太网交换机设备安全技术要求
YD/T1693—2007 基于光纤通道的IP存储交换机技术要求
DL/T860 变电站通信网络与系统
Q/GDW383—2009 智能变电站技术导则
Q/GDW393—2009 110（66）～220kV智能变电站设计技术规范
Q/GDW394—2009 330～750kV智能变电站设计技术规范
IEC62351 Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange-Dataandcommunicationssecurity 功率系统管理和联合信息交换—数据和通信安全性
IEC61588 Precisionclocksynchronizationprotocolfornetworkedmeasurementandcontrolsystems网络测量和控制系统的精密时钟同步协议
IEEE802.3 InformationTechnology 信息技术
3基本技术条件
3.1使用环境
a） 海拔高度：
≤1000m
b） 环境温度：
-5℃～+45℃（户内）
-25℃～+55℃（户外）
c） 最大日温差：
25K
d） 最大相对湿度：
95％（日平均）
90％（月平均）
e） 大气压力：
86kPa～106kPa。
f） 抗震能力：
水平加速度0.30g，垂直加速度0.15g。
注：
以上条件可根据工程本地区实际环境进行修正。
3.2 主要技术指标
3.2.1 电源
a） 基本参数
1） 额定电压：
DC220/110V。
为调试方便，交换机也应支持220VAC交流供电
2） 允许偏差：
-20％～+15％
3） 纹波系数：
不大于5％
b） 电源接线应采用端子式接线方式。
c） 将输入直流电源的正负极性颠倒，装置无损坏，并能正常工作。
d） 当电源参数在极限内变化时，交换机应能可靠工作，各项功能和性能指标应符合4.2要求。
e） 当装置满配满负荷工作条件下的整机功耗不大于60W。
3.2.2 绝缘性能
a） 绝缘电阻
在试验的标准大气条件下，装置的外引带电回路部分和外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的各回路之间，用1000V的直流兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于20MΩ。
b） 介质强度
1） 在试验的标准大气条件下，装置应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象；
2） 工频试验电压值按表3.2-1选择。
也可以采用直流试验电压，其值应为规定的工频试验电压值的1.4倍；
3） 试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
表3.2-1 工频试验电压值
被测回路
额定绝缘电压（V）
试验电压AC（V）
整机引出端子和背板线——地
＞60～250
2000
直流输入回路——地
＞60～250
2000
信号输出触点——地
＞60～250
2000
无电气联系的各回路之间
＞60～250
2000
以太网（电）接口——地
≤60
500
c） 冲击电压
交换机各导电回路与地（或与地有良好接触的金属框架）之间，对于额定绝缘电压大于60V的回路，应能承受1.2/50ms、开路试验电压为5kV的标准雷电波的短时冲击电压试验；对于额定绝缘电压小于60V的回路，应能承受1.2/50ms、开路试验电压为1kV的标准雷电波的短时冲击电压试验，交换机允许闪络，但不应出现绝缘击穿或损坏。
试验后，装置的技术性能指标应符合4.1、4.2的规定。
3.2.3 耐湿热性能
装置应能承受GB/T2423.9规定的恒定湿热试验。
试验温度为+40℃±2℃，相对湿度为（93±3）％，试验持续时间48h。
在试验结束前2h内，用1000V直流兆欧表，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻值应不小于1.5MW；介质强度不低于规定值的75％。
3.2.4 抗干扰性能
抗电磁干扰能力应满足DL/T860标准、GB/T17626系列等标准的相关要求，并提供型式试验检测报告。
网络交换机至少应通过表3.2-2所包含的电磁兼容类试验。
表3.2-2 抗干扰性能要求和试验
序号
试验
参考标准
严酷等级
1
静电放电抗扰度
GB/T17626.2
Ⅳ级
2
射频电磁场辐射抗扰度
GB/T17626.3
Ⅲ级
3
电快速瞬变脉冲群抗扰度
GB/T17626.4
Ⅳ级
4
浪涌（冲击）抗扰度
GB/T17626.5
Ⅲ级
5
射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T17626.6
Ⅲ级
6
工频磁场抗扰度
GB/T17626.8
Ⅴ级
7
脉冲磁场抗扰度
GB/T17626.9
Ⅴ级
8
阻尼振荡磁场抗扰度
GB/T17626-10
Ⅲ级
9
振荡波抗扰度
GB/T17626.12
Ⅱ级
10
直流电源暂降、暂时中断抗扰度
GB/T17626.29
0％
注：
评价等级均采用A。
3.2.5 无线电骚扰限值
无线电骚扰限值应符合《GB/T9254—2008信息技术设备的无线电骚扰限制和量测方法》。
表3.2-3 交换机在10m测量距离处的辐射骚扰限制
频率范围
MHz
准峰值限制
dB（μV/m）
30～230
230～1000
40
47
注：
1.在过渡频率处（230MHz）应采用较低的限制。
2.当出现环境干扰时，可以采取附加措施。
3.2.6 结构、外观及其他
a） 机箱尺寸宜采用标准19英寸机箱，高度采用1U的整数倍。
b） 装置的不带电金属部分应在电气上连成一体，具备可靠接地端子，并应有相应的标识。
c） 金属结构件应有防锈蚀措施。
d） 外观要求：
1） 应于交换机设备正面（非出线端）设置交换机品牌标志、型号名称；
2） 背面接线端口应标明端口序号或名称，电源端子上方应标注接线说明；
3） 底面板应标注交换机制造方名称、设备名称、型号、MAC地址、默认IP地址、产品序列号、硬件版本号、通过认证标志、产地及其它必要信息；
4） 交换机前后均设有按端口序号排列的指示灯。
4 主要性能要求
4.1 一般技术要求
4.1.1 装置应是模块化的、标准化的、插件式结构；大部分板卡应容易维护和更换，且允许带电插拔；任何一个模块故障或检修时，应不影响其它模块的正常工作。
4.1.2 装置电源模块应为满足现场运行环境的工业级产品，电源端口必须设置过电压保护或浪涌保护器件。
4.1.3 交换机应采用自然散热（无风扇）方式。
4.1.4 装置的所有插件应接触可靠，并且有良好的互换性。
4.1.5 单个交换机平均故障间隔时间MTBF≥200000小时。
4.1.6 双电源供电的交换机应支持电源输出报文告警功能。
4.1.7 网络交换机应具有完善的自诊断功能，并能以报文方式输出装置本身的自检信息，与变电站自动化系统状态监测接口。
4.1.8 当交换机用于传输SMV或GOOSE等可靠性要求较高的信息时应采用光接口；当交换机用于传输MMS等信息时宜采用电接口。
4.1.9 全光口配置的交换机的规格一般选用8口、16口或24口；全电口配置的交换机的规格一般选用16口、24口或48口；光口/电口混合配置的交换机可根据工程具体需求进行选型。
4.2 基本性能
4.2.1 交换机吞吐量等于端口速率×端口数量（流控关闭）。
4.2.2 在满负荷下，交换机可以正确转发帧的速率（端口吞吐量）应等于端口速率。
4.2.3 当SMV采用组网或与GOOSE共网的方式传输时，用于母线差动保护或主变差动保护的过程层交换机宜支持在任意100M网口出现持续0.25ms的1000M突发流量时不丢包，在任意1000M网口出现持续0.25ms的2000M突发流量时不丢包。
4.2.4 交换机MAC地址缓存能力应不低于4096个。
4.2.5 交换机学习新的MAC地址速率大于1000帧/s。
4.2.6 传输各种帧长数据时交换机固有时延应小于10μs。
4.2.7 交换机在全线速转发条件下，丢包（帧）率为零。
4.2.8 虚拟局域网VLAN
交换机应支持IEEE802.1Q定义的VLAN标准；
交换机应支持通过VLAN技术实现VPN，至少应支持基于端口或MAC地址的VLAN；
应支持同一VLAN内不同端口间的隔离功能；
单端口应支持多个VLAN划分；
交换机应支持在转发的帧中插入标记头，删除标记头，修改标记头；
其它具体要求参见YD/T1099中7.6规定。
4.2.9 交换机应支持IEEE802.1p流量优先级控制标准，提供流量优先级和动态组播过滤服务，应至少支持4个优先级队列，具有绝对优先级功能，应能够确保关键应用和时延要求高的信息流优先进行传输。
4.2.10
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