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智能变电站站内的光纤通信论文1智能光纤通信系统的主要实施手段1.1光缆线路设计在进行信息数据传输时，为了保证传输的稳定性和可靠性，使光纤在各种环境下都能够进行长期使用，需要将光纤制作成光缆。
在进行光缆设计时要对光缆进行足够的保护，保证光纤不受外界因素的损坏，光缆的材质要选择重量较轻、便于施工和维护的材料。
针对不同的传输环境，选择不同结构的光缆，从而将传输的线路进行优化处理。
在进行光缆的安装时，要对光缆之间的挤压、磨损、扭转等进行规范操作，清除光缆附近的障碍物，进行电场强度控制，使其感应电场不超过规定值。
由于110kV巍山智能变电站光缆的安装是在高电压的环境下进行安装，因此要格外注意人身安全和安装设备安全，在安装时要进行安全措施防护，保持作业的安全。
要注意施工的环境，在施工结束后要在附近悬挂警示牌和设立相关的标志，及时进行光缆的维护等。
1.2通信系统设计110kV巍山智能变电站的通信系统主要由传输设备、接入设备和电源设备组成，SDH传输设备是光纤系统的核心，所有的控制信号都要通过SDH进行转换才能进行数据的传输。
PCM接入设备将传输设备中的2M信号转换为可控制传输的64K信号，而电源设备是通信系统正常运行的重要保证，只有电源提供稳定的电源，才能保证数据传输的可实现性和准确性。
在进行通信设备施工时，要对施工人员进行大地放电，消除人体静电，以防止通信设备的损坏。
通信设备对周围环境的要求很高，要设置专门的通信机房，安装防静电地板，同时要保证机房的温度和湿度恒定，将通信电池和设备相分隔开，以防止火灾的发生。
巍山智能变电站的设计中采用了全封闭式的组合电器，具有很强的抗干扰功能，智能化远程遥控可以大大减少人为操纵的风险。
2现阶段变电站中光纤通信系统存在的问题2.1光缆施工安全隐患在智能变电站建设中，光纤通信作为其主要通信介质发挥出了极大的作用，但是在施工建设中容易出现一系列问题，导致变电站通信质量受到损坏。
在导入光纤时接口密封不严，使保护钢管中容易出现积水，造成冬天积水无法排除结冰膨胀，从而造成光纤被积压，不仅降低了传输效率，同时也影响了光缆的安全性。
变电站现场通信网络架构及其关键技术研究变电站作为能源传输和分配的关键设施，承担着重要的作用。
为了保障变电站的运行和安全，现场通信网络的建设和运行显得尤为重要。
本文将对变电站现场通信网络架构及其关键技术进行研究探讨。
一、变电站现场通信网络架构变电站现场通信网络是指用于变电站现场监控、维护和保护的通信系统。
根据实际需求和技术条件，变电站现场通信网络通常由多个子系统组成，包括监控系统、保护系统、通信系统和辅助系统等。
这些子系统之间需要进行数据交换和互联，以便实现变电站的自动化、信息化和智能化。
1. 监控系统监控系统是用于对变电站设备和电气参数进行实时监测和管理的系统。
其主要功能包括实时数据采集、数据处理和存储、远程控制和人机界面等。
监控系统通常由一组监控终端、工作站和服务器组成，它们之间通过网络互联，并与其他子系统进行数据交换和共享。
2. 保护系统3. 通信系统4. 辅助系统1. 数据传输技术数据传输技术是变电站现场通信网络的基础。
在变电站现场通信网络中，数据传输技术需要满足高速、可靠和安全的要求。
常用的数据传输技术包括光纤通信、微波通信和有线网络等。
光纤通信具有带宽大、抗干扰性强和安全可靠等优点，适合于变电站内部设备之间的数据传输；而微波通信具有传输距离远、覆盖范围广和抗干扰性强等优点，适合于变电站内部和外部设备之间的数据传输；有线网络则适合于变电站内部各子系统之间的数据传输。
数据处理技术是变电站现场通信网络的关键。
在变电站现场通信网络中，大量的数据需要进行采集、处理和存储，因此需要采用先进的数据处理技术来满足实时性、准确性和可靠性的要求。
常用的数据处理技术包括实时数据库、分布式计算和云计算等。
实时数据库能够实现数据的高效存储和快速检索，满足实时监测和控制的要求；分布式计算能够实现数据的高速处理和分布式存储，满足大规模数据处理和分析的要求；云计算能够实现数据的统一管理和智能分析，满足复杂系统的智能化运行和管理的要求。
数字化变电站自动化技术的应用探讨随着电力工业的不断发展和现代化，数字化变电站的自动化技术已经成为当前电力行业主流的趋势。
数字化变电站自动化技术是将先进的信息技术与电力工业相结合的一项技术，它不仅提高了电力供应的可靠性和稳定性，也提高了电力系统运行的效率，为电力工业的快速发展提供了强有力的技术支持。
本文将针对数字化变电站自动化技术的应用探讨做出详细介绍。
一、数字化变电站自动化技术概述数字化变电站自动化技术是指通过先进的计算机技术、网络通信技术、自动控制技术和先进的人机接口技术等多种技术手段对电力系统的变电站进行自动化控制和监控。
数字化变电站自动化技术的最终目的是实现高效、智能、安全、可靠的电力供应，具有较高的经济效益和社会效益。
数字化变电站自动化技术主要包括电力系统监测、自动化控制、保护和信息管理等方面。
在电力系统监测方面，数字化变电站自动化技术可以实现变电站的全过程的实时监测和数据采集，包括电气参数、状态信号、操作信息等；在自动化控制方面，数字化变电站自动化技术可以利用先进的自动化控制系统实现对电力系统的智能化控制；在保护方面，数字化变电站自动化技术可以实现对变电站设备的全程保护，从而防止设备故障对电力系统的损害；在信息管理方面，数字化变电站自动化技术可以实现对电力系统各类信息实时、准确、科学的管理和分析。
二、数字化变电站自动化技术的应用数字化变电站自动化技术的应用可以分为以下几个方面：1、实现电力系统的智能化控制数字化变电站自动化技术可以实现对电力系统的智能化控制。
利用先进的控制技术和高性能的计算机系统，数字化变电站可以实现对电力系统运行状态的实时响应、自动调节和优化控制，提高电力系统的可靠性和稳定性。
同时，数字化变电站还可以实现对电力系统的全面监测，提高系统的运行效率和管理水平。
2、提高电力设备的保护水平数字化变电站自动化技术可以实现对电力设备的全程保护。
利用先进的保护技术和高性能的计算机系统，数字化变电站可以实现对电力设备的实时监测和全面保护，减少设备故障对电力系统的影响，提高设备的使用寿命和维修效率，降低电力系统维护成本。
数字化变电站技术及方案目录一、数字化变电站技术概述 (2)二、数字化变电站技术基础 (2)1. 数字化变电站定义及特点 (4)2. 关键技术原理 (5)3. 数字化变电站系统架构 (6)三、数字化变电站主要技术内容 (8)1. 智能化电气设备技术 (9)2. 互感器数字化技术 (11)3. 测控与保护技术 (12)4. 自动化监控系统技术 (13)5. 数据采集与处理技术 (15)6. 通信网络技术 (16)四、数字化变电站实施方案 (17)1. 设计原则与目标 (19)2. 系统规划与设计流程 (20)3. 设备选型与配置方案 (21)4. 系统安装与调试流程 (22)5. 工程实施案例分享 (24)五、数字化变电站的优势分析 (25)1. 提高工作效率与质量 (26)2. 降低运营成本及风险 (27)3. 增强系统可靠性与稳定性 (28)4. 提升设备智能化水平 (29)5. 促进信息化管理发展 (30)六、数字化变电站的挑战与对策建议 (31)1. 技术挑战分析 (33)2. 安全风险挑战与对策建议 (34)3. 管理挑战与对策建议 (36)4. 人员培训与技能提升策略 (37)5. 未来发展趋势预测与建议 (38)七、总结与展望 (40)1. 项目成果总结评价 (41)2. 经验教训分享与反思 (42)3. 未来发展趋势预测及展望 (44)一、数字化变电站技术概述实时监测：通过数字化的采样和处理技术，能够实现对电网状态信息的实时监测和获取，提高了电网监控的准确性和实时性。
自动化控制：利用先进的自动化控制技术，对电网设备进行自动调节和控制，提高电网运行的自动化水平。
数据集成与共享：数字化变电站技术实现了数据的集成与共享，便于不同系统间的数据交互和信息共享，提高了数据的利用效率和电网的管理水平。
提高供电质量：通过对电网运行状态的实时监控和控制调整，能有效保障电网的稳定运行和供电质量。
同时能够快速地识别和排除电网故障，减小电网的停电范围和停电时间。
数字化变电站的网络架构分析摘要：数字化变电站的重要特征是功能分散、数据共享，因此对通信提出了非常严格的要求。
IEC 61850由于其面向对象并且包含对过程层设备的模型描述，因此成为最适合数字化变电站使用的标准。
IEC 61850标准规定了三层两网的体系结构关键词：功能分散数据共享三层两网1 、前言数字化变电站的重要特征是功能分散、数据共享，因此对通信提出了非常严格的要求。
IEC 61850由于其面向对象并且包含对过程层设备的模型描述，因此成为最适合数字化变电站使用的标准。
IEC 61850标准规定了三层两网的体系结构。
三层是指站控层、间隔层、过程层三层设备。
两网是指以三层设备为节点的两层网络：站控层网络和过程层网络，都是以IEEE 802.3标准规定的以太网为基础的。
数字化变电站对站控层网络的要求与传统变电站并无本质区别，以下三点需要考虑。
数字化变电站的站控层网络完成MMS数据传输和变电站GOOSE联闭锁等功能，较之IEC 60870-5-103规约年代，通信数据量大幅增加，需要采用100M 的以太网。
至于网络拓扑结构究竟采用双星型还是环形，可以参照传统变电站的要求。
采用光纤以太网还是RJ45接口的以太网，建议根据变电站实际情况，不宜作硬性规定。
数字化变电站的过程层网络由于承担着变电站模拟量、开关量的实时传输，因此必须建立起高效、可靠、开放的网络才能满足需求。
目前，过程层网络可以考虑以下三种拓扑结构：2、SV和GOOSE均采用点对点传输方式该方案用类似于从源端到目的端的传统电缆连接方式来构建光纤通信回路，以保证继电保护、测控装置数据来源的可靠性、独立性、实时性。
可靠性是指数据采用点对点形式，没有中间环节，传输可靠；独立性是指不同的二次设备的光纤回路完全独立；实时性是指传输时间固定，不会存在类似交换机排队延迟等现象。
该方案的缺点有以下几个方面：实现了功能分布，但是不能满足数字化变电站对信息共享的要求；对二次设备通信能力提出了很高的要求，需要具有多个个光纤以太网口的通信能力；光纤数量众多，造成现场施工和日后运行维护难度大。
变电站现场通信网络架构及其关键技术研究变电站作为电力系统的重要组成部分，其现场通信网络架构及其关键技术一直备受关注。
在电力系统的运行过程中，变电站的通信网络起着至关重要的作用，它承担着信息传输、监控、控制、保护等重要功能。
对于变电站现场通信网络架构和关键技术的研究具有重要意义，不仅能够提高变电站的运行效率和安全性，还能够为电力系统的智能化发展提供支持。
一、变电站现场通信网络架构变电站的现场通信网络架构是指整个变电站通信设备之间的连接方式和组织结构。
它是变电站通信系统的基础，决定了系统的稳定性、可靠性和扩展性。
一般来说，变电站的现场通信网络架构可以分为三层：1. 应用层：主要承担着变电站监控、保护、控制等功能。
在这一层，通信设备与监控设备相连，通过通信协议协调各类设备之间的通信和数据传输。
2. 传输层：负责将各类信号传输到指定的设备之间。
它主要通过传输介质（如光纤、电缆）将通信信号传送到不同的设备之间。
3. 接入层：是通信网络的边界，主要负责将外部网络连接到变电站内部系统。
在这一层，通常会设置防火墙、路由器等设备，保证变电站内部通信网络的安全及稳定。
变电站现场通信网络的架构设计需要考虑到变电站内部设备的种类和数量、通信需求、扩展性和可靠性等因素，确保整个系统能够稳定、高效地运行。
二、变电站现场通信网络关键技术研究1. 通信协议技术：通信协议技术是变电站通信网络的基础。
在变电站内部设备间的通信过程中，需要遵循一定的通信协议，以确保数据传输的准确性和可靠性。
常见的通信协议包括Modbus、DNP3、IEC61850等，针对不同的通信设备和传输介质，需要选择合适的通信协议。
2. 网络安全技术：随着信息技术的发展，变电站通信网络也面临着越来越多的安全威胁。
网络安全技术成为了变电站通信网络关键技术之一。
网络安全技术主要包括防火墙、入侵检测、数据加密等技术手段，以确保变电站通信网络的安全和稳定。
3. 数据传输技术：在变电站内部，存在大量的监控数据、保护数据、控制数据等。
数字化变电站通信网络组网方案研究结合数字化变电站本身的特点，对数字化变电站通信网络的特征进行了分析；以D3型配电变电站为例，研究了基于全站唯一网络的数字化变电站通信网络组网方案，过程层设备与间隔层设备接入通信网络方案与全站唯一通信网络方案。
标签：IEC61850；数字化变电站；全站唯一网络中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：1672-3198（2012）19-0165-02 0绪论随着新型互感器、智能设备、网络通信技术等相关数字化变电站应用技术的快速发展及IEC61850标准为我国数字化变电站与电力系统的信息化提供了全面统一的建设规范，基于IEC61850的数字化变电站通信经历了点对点通信模式与过程总线通信模式，鉴于上述两种通信模式在数字化变电站过程层信息共享与设备投资方面的局限性，本文主要对基于全站唯一网络的数字化变电站通信网络组网方案展开相关研究。
1数字化变电站全站唯一通信网络的组网方案IEC61850将数字化变电站的功能在逻辑上被分配到过程层、间隔层和站控层，站内各种功能的实现依靠通信网络。
通信网络的结构取决于过程层网络与站控层网络的存在形式，目前三层两网结构的数字化变电站应用技术已成熟，由于独立过程层网络和站控层网络都使用MMS作为应用层协议以及采用交换式以太网，为站控层网络和过程层网络连接合并构成全站唯一通信网络（如图1所示）提供了理论基础。
1.1过程层网络的基本组网结构根据IEC61850基于全站唯一网络的数字化变电站的过程层IED和间隔层IED可以采用4种不同的基本组网方案（如图1所示），可以在数字化变电站不同场合下应用并且能够满足通信可靠性的要求。
（1）面向间隔原则。
方案①中每个间隔布置自身的总线网络，同时还要装设1个全站范围下的总线网络用来连接各个间隔的总线网络。
优点是网络结构层次清晰、易于管理维护。
缺点是需要较多的交换机与路由设备，设备成本较高。
面向间隔组网方案适合于220kv系统及以上，应用于系统重要间隔组网。
数字化变电站的通信网络和主要协议数字化变电站自动化系统由站控层、间隔层和过程层3个层次组成，由过程总线和站级总线进行通信连接。
过程总线处理间隔层装置和智能化一次设备(如断路器、互感器、变压器之间的通信)，站级总线处理变电站层和间隔层的装置之间的通信。
1．过程总线及组网方式过程层是一次设备与二次设备的结合面，也就是智能化电气设备的智能化部分。
在过程层要实现以下功能：运行的电气一次设备实时模拟量的上送，即采样值的报文传输；运行的电气一次设备的状态参数在线检测和统计，如对变电站的断路器、隔离开关等工作状态等数据的上送；远程控制和操作命令的执行与驱动，如对断路器的分合闸命令的接收与执行。
过程层往间隔层传送的数据较多，且报文优先级不一样(如相对于开关设备状态检测信息，采样值传输和跳闸命令传输更重要)，而且这些数据在不同的运行方式下有不同的传输响应速度和优先级要求，为避免通道堵塞，过程层选择基于交换式以太网的串行通信网络。
相对于共享式以太网，交换式以太网具有端口带宽独享、端口之间全双工通信、支持虚拟局域网(VLAN)和报文优先级设置等诸多特点。
变电站自动化系统过程层与间隔层之间并行电缆连接被基于交换式以太网的串行通信网络所代替，这种通信方式又称作过程总线(Processbus)通信。
组网方式有四种原则：面向间隔、面向位置、单一总线、面向功能。
2．过程总线数据交换模式采样测量值和跳闸命令是过程总线上数据通信最为重要的两类信息。
IEC61850标准定义了两种抽象模型；采样值传输(SA V)模型和通用的以对象为中心的变电站事件(GOOSE)模型。
其中SA V模型应用于采样值传输及相关服务，而GOOSE模型则提供了变电站事件(如命令、告警等)快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等。
现代通信技术主要有3种通信中间结构：点对点、客户/服务器和发布者/订阅者。
发布者/订阅者(publisher/subscriber)通信结构是分布式系统应用首要方法，它支持多个节点之间的直接而快速的数据传输，并在各通信节点之间形成点对点直接通信，尤其适应于数据流量大且实时性要求高的数据通信。
110kV变电站通信系统设计毕业论文设计
本论文主要研究110kV变电站通信系统的设计。
论文分五个章节，分别是绪论、110kV变电站通信系统要求、系统设计、系统实
现与测试、结论与展望。
在绪论中，阐述了110kV变电站通信系统的背景，介绍了相关的技术和研究现状。
然后，提出了本文的研究内容和目的。
在第二章中，详细说明了110kV变电站通信系统的运行要求。
包括通信系统的稳定性、可靠性和安全性等等。
在第三章中，阐述了110kV变电站通信系统的设计。
详细介绍了系统的总体架构和各个模块的设计原理、功能和实现方法。
系统
的设计考虑了稳定性、可靠性和安全性等因素。
在第四章中，介绍了110kV变电站通信系统的实现和测试。
包括实现过程中遇到的问题及其解决方案，以及系统测试过程和结果。
在最后一章中，总结了本文的研究内容和成果，提出了进一步的研究展望。
通过本文的研究，可知110kV变电站通信系统是至关重要的，对电力生产和电网安全运行有着重要的作用，设计合理、运行稳定的通信系统对保障电网安全运行和质量具有重要意义。
浅谈数字化变电站建设中如何应用新技术摘要：随着电力在人们生活中发挥着越来越重要的作用，变电站技术趋于成熟。
数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备组成的，实现了变电站电气设备之间的相互操作以及信息共享。
随着科学技术的快速发展，数字化变电站技术日益提高，尤其是数字化变电站的电子式互感器、通信技术以及自动化系统，逐渐趋于成熟。
文章通过分析数字化变电站新技术的应用，以此推动变电站向数字化变电站转变。
关键词：数字化变电站；通信技术；电子式互感器；自动化系统数字化变电站主要是为了使变电站内部的一次和二次电子装置能够实现数字化，并能够建立数据通信平台，实现信息共享，提高设备之间相互操作性以及智能性，降低电力运行的成本。
随着科学技术和网络信息技术的快速发展，数字化变电站技术趋于成熟，为数字化变电站建设奠定了坚实的基础。
为了推动新技术在数字化变电站建设中的有效应用，文章主要分析电子式互感器、通信技术以及自动化系统在数字化变电站建设中的应用，并提出需要注意的问题，以此推动数字化变电站的发展。
1 通信技术在数字化变电站建设中的应用网络化通信技术在数字化变电站建设中的应用，使变电站内部可以有效实现电器设备相互操作性能、智能化以及信息共享。
数字化变电站的建设使用了大量通信设备，选择先进的通信技术，简化了二次设备之间的复杂性。
比如在江苏投建并运行的三个110 kV数字化变电站：无锡圆石变电站、徐州佟村变电站和淮安城南变电站。
无锡圆石变电站建设时间早，有效应用电子式CT/PT、采样值数字化传输等，并选用了PSI3000数字化变电站综合自动化系统。
徐州佟村变电站采用PSI5000系统。
淮安城南变电站建设时间晚，采用了光电式罗氏线圈CT，电感分压式电子式PT，IEC61850-9-1点对点采样值传输网络，独立GOOSE网络以及站控层GOOSE网络。
在数字化变电站中运用通信技术，提高了电网运行的安全性和可靠性。
同时在宁波即将建设的220 kV数字化变电站时，其中都是由标准化和模块化的微处理机代替二次设备，利用通信网络技术，实现了各个设备之间的互操作性和智能化，并达到了数据之间的共享。
数字化变电站中网络通信“黑匣子”的设计与应用 The Research and Application of the Network Communication Black Box in the Digital Substation 朱松林1蒋晔2 张结2 （1浙江省电力公司 浙江省杭州市 310009 2 深圳市国电南思系统控制有限公司 广东省深圳市 518057） Zhu Songlin 1 Jiang Ye 2 Zhang Jie 2 (1.ZheJiang Electric Power Cort. HangZhou ZheJiang 310009 2. SP-Nice System Control Inc. ShenZhen GuangDong 518057) 摘要：本文结合基于IEC61850标准变电站自动化系统试点工程，提出了IEC61850自动化系统网络通信黑匣子的设计思想，实现了自动化系统网络通信故障全过程的追忆，提供运行维护人员网络通信过程可视化工具，通过分析确定自动化系统动作行为是否正确，辅助维护人员准确定位故障原因，在变电站自动化系统的联调及运行维护中发挥了极其重要的作用。 Abstract: Based on the pilot project of the IEC 61850 SAS, the idea of the network communication black box in the IEC 6185 SAS was proposed in this article, and as a result, it realized the recollection of the full fault process of the SAS network communication and provided a visualization tool for the operation and maintenance of communication networks. By the help of this tool, through the analysis of the SAS behavior, the maintenance personnel can locate the cause of the fault accurately. It played a vital role in the substation automation system maintenance and operation of the SYS. 关键字：IEC61850 变电站自动化 通信黑匣子 故障追忆 分析定位 Key Words: IEC 6185 SAS, Communication Black Box, Fault Recollection, Analysis and Locate 0 引言 在以往的变电站自动化系统联调和运行中，后台监控、无人值班集控站和调度自动化主站系统遥信或事件不完整、遥控不成功、测量跃变等情况时有发生，当这些情况发生在远方或就地自动闭环控制的无功电压自动控制（AVQC）、自动发电控制（AGC）等系统时，其严重性就更为突出。实践表明这些情况很多是由于通信故障引起的，但是，由于缺乏有效技术手段，问题发生时的通信过程不能得以重现，往往很难进行问题的判断、定位和处理。 随着数字化变电站的发展，通信技术越来越成为变电站自动化的关键[1]。在数字化变电站中，监控系统的联闭锁、继电保护及自动装置的跳合闸等功能均将采用网络通信方式实现。传统的二次回路由直观电缆连线转为看不见、摸不着的网络通信过程。特别是随着电子式电流、电压互感器以及智能断路器产品应用的全数字化变电站出现，变电站二次系统的设计、安装、调试和运行维护都将产生深刻的变革，也使从事保护自动化维护人员的二次回路概念发生了变化。在电网故障、自动化系统异常时，如何重现当时二次系统网络通信的全过程，如何分析自动化系统动作行为是否正确，如何辅助维护人员准确定位故障原因，已成为IEC61850变电站自动化系统迫切需要解决的课题。 从变电站保护故障录波器在电网故障时，通过相关电网电气参数记录与分析，发现电力系统继电保护是否正确动作中得到启迪，我们在浙江绍兴220kV外陈变自动化系统试点工程中开展了IEC61850变电站自动化系统网络通信黑匣子课题的研究，其目的在于通过监听记录自动化系统网络通信报文，并对记录的通信协议进行分析，以重现变电站自动化系统网络通信的全过程，进而准确定位和分析变电站自动化系统的故障原因，为运行维护人员迅速排查故障提供有效的辅助手段，消除自动化系统存在的安全隐患。 1 网络通信黑匣子 网络通信黑匣子由监听设备和记录设备组成。在确保不影响变电站自动化系统网络通信正常运行的前提下，具备同时记录和存储变电站自动化系统站内网络通信、与无人值班监控中心以及调度自动化主站远动通信报文的能力。出于对通信故障进行分析、定位的目的，所存储的通讯报文为完整的、带时标的被监听点通信记录。 1.1 监听设备 依据监听设备物理接口的不同，监听设备分为：低速率MODEM模拟信号转串口通信监听设备、串口系列通信监听设备、高速率以太网电口与光口通信监听设备等。无论接口为何种类，一个重要的设计原则是：当监听设备在正常或故障、失电等情况下不能影响被监听网络的正常通信，并且不能对被监听的通信信号产生干扰。 对于串口系列监听设备，要求必须采用有源光电隔离设备，以避免对被监听串口通信电平造成影响，同时能够自适应被监听通信速率，以避免由于被监听通信速率调整而引起的记录异常。 对于以太网系列监听设备，可根据现场情况分二种方法确定监听方案：一种方案是，当被监听自动化系统网络交换机具备监听功能，可以通过交换机网管软件将需要监听的通信口设置到一个监听口，再将监听口接入通信记录装置。实际应用中往往需要监听一台交换机的多个通信口，则将所有被监听通信口设置到一个监听口，因此理论上要求监听口速率大于被监听通信口速率之和，否则就存在丢报的问题。另一种方案是，当交换机无监听功能时，就需要以太网光口（图1）和电口监听设备，采用无源分光或分电器，类似三通设计原理，在不影响被监听网络通信的前提下截取通信收发信号，经过监听处理模块中的接收信号放大接入记录设备。要求监听设备符合802.3 以太网通信标准，其中光口通信监听按被监听网络光纤类型（多模、单模）以及通信速率（10M/100M/1000Mbps），选用不同类型的无源分光器，以满足现场通信监听接口的技术要求。
图1 以太网光口监听原理框图 The Schematic of the Optical Ethernet Monitor 1.2 记录设备 记录设备负责在变电站现场环境下连续完整的存储通讯报文。由于IEC61850中测控联闭锁和保护快速报文（GOOSE）以及电子式电流、电压互感器的测量报文（SMV）在链路层传送，所以，记录设备所记录的通信协议必须包括链路层及以上的全部通信协议，需要依据被监听通信流量，确定记录文件保存的时间和记录存贮介质的容量，当记录文件到设定记录容量后，采用覆盖历史记录的方式进行记录。 记录设备的原理框图如图2所示，之所以采用无损记录方式，以确保被监听通信报文的完整记录，而没有采用CPU方式的原因是，当记录多个网口通信时，由于操作系统采用分时或中断处理方式，不能确保被监听网络通信在短报文高负载或突变通信流量下形成完整的记录。 此外，为确保记录设备正常工作，对记录程序工作是否正常还需要进行监管、重启及日志记录，以避免记录装置程序故障失去记录功能，当记录装置硬件故障、失电等造成记录装
无源分光器 Tx Rx 原信号中继端口 无源分光器 原信号中继端口 监听处理模块 通信记录设备 置无法正常工作时，需提供告警输出接点，通过接入变电站自动化系统监视通信黑匣子运行工况。记录设备还可以根据分析系统的要求传送通信协议记录文件，以支持就地或远方分析系统通过内部通信协议读取记录文件。
图2 通信黑匣子原理图 The Schematic of Communication Black Box 2 通信协议分析 通信协议分析包括离线分析和在线分析，目的是发现变电站自动化系统网络通讯故障隐患，辅助维护人员对网络通信故障进行分析，排查由于通信故障而造成的变电站自动化系统内部以及系统与无人值班集控中心和调度端自动化系统之间信息误报、漏报、遥控失败等具体原因，为完善变电站网络通信信息传送机制提供技术依据。 根据变电站自动化系统内外网通信协议，目前需要分析的协议主要包括： 站内IEC61850通信使用的MMS、GOOSE和SMV应用协议，与调度中心通信使用的101和104应用协议，也包括这些协议的下层TCP/IP协议和链路通信协议。协议分析往往以逻辑通道为单位进行，对应用层报文的分析，主要依据IEC61850标准，以及变电站建模结果（SCD文件），包括GOOSE和MMS通信故障分析：GOOSE报文符合性分析、GOOSE心跳报文中断、GOOSE报文与SCD文件不匹配等内容；对TCP/IP层及链路层协议的分析包括通信建立与中断、报文校验错误、单报文不完整，通信中断和控制过程不完整，以及报文的符合性分析等。 报文分析除了能够直观显示通信全过程，如显示报文的类型、内容，详细分析结果等外，还具备故障报文的查询、解析、定位功能，如按初始化、遥信、遥测、控制、GOOSE等报文类型进行查询、解析和定位；也可以根据逻辑通道、时间等关键字、报文内容等单个或组合条件对原始通信记录和过程报文进行查询。报文分析工具也为维护人员进行通信协议学习提供了辅助手段。 以下以对GOOSE报文的分析为例简述通信故障特征分析和判断，包括： 1、 对GOOSE报文的符合性判断[2]： 依据IEC61850，StNum和SqNum的变化分为如下三种情况： 1） 心跳报文时，StNum的值不变，SqNum的值加1，如果SqNum的值达到最大值，则SqNum的值变为1。 2） 有新事件时，StNum的值加1，SqNum的值为0，如果StNum的值达到最大值，则StNum的值变为1。 3） 初始化时，StNum的值为1，SqNum的值为1。 判断主要的针对GOOSE报文中的StNum和SqNum，当发现不符合上述规律时给出错误提示。 2、 对GOOSE通信中断故障判断： 判断主要针对SCD文件中配置的minTime和maxTime的值，当两帧报文的时间间隔大于（maxTime×4+minTime）的值时，认定为通信中断。 3、 对GOOSE报文与SCD文件的符合性判断：
