Q GDW 715-2012 智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件及编制说明.pdf

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1、ICS 29.240国家电网公司企业标准Q/GDW 715 2012智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件Technical specification for recorder and analyzer of messagesin smart substation network2012-07-10发布2012-07-10实施国家电网公司发布Q/GDWQ/GDW 715 2012I目次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 24 符号、代号和缩略语 25 总则 26 技术要求 26.1 正常工作大气条件 26.2 电源 36.3 功率消耗 36.4 接口要求 36.5

2、数据记录 36.6 监视与分析 36.7 数据管理 46.8 时钟精度 46.9 绝缘性能 46.10 耐湿热性能 56.11 机械性能 56.12 电磁兼容 56.13 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验 66.14 最高允许温度 66.15 连续通电 67 检验规则 67.1 出厂检验 67.2 型式检验 68 标志、包装、运输、储存 68.1 标志 68.2 包装 78.3 运输 78.4 贮存 79 质量保证 7附录 A（资料性附录） 网络报文记录分析装置报文文件格式（ PCAP） 8编制说明 11Q/GDW 715 2012II前言为规范网络报文记录分析装置在智能变电站中的应用，

3、使网络报文记录分析装置的设计、制造、调试、检验和使用有所遵循，特制定本标准。本标准由国家电力调度通信中心提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准起草单位：许继电气股份有限公司、国网电力科学研究院、中国电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、武汉中元华电科技股份有限公司、国电南思系统控制有限公司、许昌开普电器检测研究院、北京博电新力电气股份有限公司。本标准主要起草人：宋小会、金华蓉、刘明慧、张结、冯维纲、贺春、向前、舒治淮、王永福。本标准首次发布。Q/GDW 715 20121智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件1范围本标准规定了网络报文记录分析装置（以下简称装置）的基本技术要求

4、、技术参数、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。本标准适用于智能变电站中的网络报文记录分析装置，并作为装置设计、制造、调试和使用的依据。2规范性引用文件下列文件对于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 7261 2008 继电保护及安全自动装置基本试验方法GB/T 11287 2000 电气继电器 第 21 部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第 1 篇：振动试验（正弦）GB/T 14537 1993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T 14598

5、.9 2002 电气继电器 第 22-3 部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 辐射电磁场骚扰试验GB/T 14598.10 2007 电气继电器 第 22-4 部分： 量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 电快速瞬变 /脉冲群抗扰度试验GB/T 14598.13 2008 电气继电器 第 22-1 部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 1MHz脉冲群抗扰度试验GB/T 14598.14 2010 量度继电器和保护装置 第 22-2 部分：电气骚扰试验 静电放电试验GB/T 14598.17 2005 电气继电器 第 22-6 部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 射频场感应的传导骚

6、扰的抗扰度GB/T 14598.18 2007 电气继电器 第 22-5 部分： 量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 浪涌抗扰度试验GB/T 14598.19 2007 电气继电器 第 22-7 部分： 量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 工频抗扰度试验GB/T 17626.8 2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.11 2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T 25931 2010 网络测量和控制系统的精确时钟同步协议DL/T 663 1999 220kV 500kV 电力系统故障动态记录装置监测要求DL/T 8

7、60（所有部分） 变电站通信网络和系统DL/T 873 2004 微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件Q/GDW 383 智能变电站技术导则Q/GDW 393 110（ 66） kV 220kV 智能变电站设计规范Q/GDW 394 330kV 750kV 智能变电站设计规范Q/GDW 396 IEC 61850 工程继电保护应用模型Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范Q/GDW 715 201223术语和定义GB/T 25931、 DL/T 663、 DL/T 860、 DL/T 873、 Q/GDW 383、 Q/GDW 393、 Q/GDW 394、 Q/GDW 396和

8、Q/GDW 441 界定的术语和定义适用于本文件。4符号、代号和缩略语ACSI Abstract Communication Service Interface 抽象通信服务接口A/D Analog/Digital 模拟量 /数字量转换GOOSE Generic Object Oriented Substation Event 面向变电站事件的通用对象IP Internet Protocol 网际协议MMS Manufacturing Message Specification 制造报文规范SV Sampled Value 采样值SCD Substation Configuration Des

9、cription 变电站配置描述5总则5.1 装置应具备对全站各种网络报文（快速报文、中速报文、低速报文、原始数据报文、文件传输功能报文、时间同步报文、访问控制命令报文等）进行实时监视、捕捉、分析、存储和统计的功能。装置应具备变电站网络通信状态在线监视和状态评估的功能。5.2 装置对报文的捕捉应安全、透明，不得对原有的网络通信产生任何影响。5.3 装置所记录的数据应真实、可靠，并具有足够的安全性。不应因供电电源中断等偶然因素丢失已记录数据；按装置上任意一个开关或按键不应丢失或抹去已记录的数据。5.4 装置应按照 DL/T 860 标准建模，具备完善的自描述功能。装置应能导入 SCD 文件中相关

10、的配置信息。5.5 装置相关信息应经独立的通信接口直接上送站控层。5.6 装置的各网络接口，应采用相互独立的数据接口控制器。5.7 装置应具备防病毒和网络攻击能力；不应因病毒感染影响正常记录或丢失已记录的数据。5.8 装置应具有自复位功能。当软件工作不正常时，应能通过自复位功能自动恢复正常工作。 装置在任何情况下不得出现死机现象。5.9 装置应能通过全站统一时钟信号（ IRIG-B、 IEC 61588、 SNTP 等）实现对时功能，并满足对时精度要求。5.10 装置应具有远方复归信号的功能。5.11 装置应具有必要的自检功能，应具有装置异常、电源消失、事件信号的硬接点输出。5.12 装置应支

11、持双电源供电。5.13 装置应满足无人值班的要求。5.14 装置应易扩展、易升级、易改造、易维护。6技术要求6.1正常工作大气条件a） 环境温度： -10 +55；b） 相对湿度： 5 95；c） 大气压力： 86kPa 106kPa。Q/GDW 715 201236.2电源6.2.1交流电源a） 额定电压：单相 220V，允许偏差 -15 +10；b）频率： 50Hz/60Hz，允许偏差 0.5Hz；c） 波形：正弦，波形畸变 5。6.2.2直流电源a） 额定电压： 220V（ 110V） ，允许偏差 -20 +15；b） 纹波系数： 5。6.3功率消耗当正常工作时，宜不大于 100W。6.

12、4接口要求站控层宜采用 RJ45 接口；过程层宜采用光纤接口，光纤连接器应采用 1310nm 多模 ST 光纤接口。a） 以太网监听记录端口数： 8；b） 单个端口的报文接入能力： 100Mbps；c） 装置长期稳定工作时的最大报文接入能力： 400Mbps；d） 站控层通信端口： 2 个。6.5数据记录装置应能连续记录报文；当满足 6.6.1、 6.6.2 中规定的任一起动条件时，装置应能自起动并完整记录报文异常全过程。记录应满足以下要求：a） SV、 GOOSE、 MMS 报文连续记录： 3 天；b） 报文异常事件记录： 1000条；c） 记录数据的分辨率： 1us；d） 文件格式： PC

13、AP 格式（具体定义见本标准附录 A） 。6.6监视与分析6.6.1报文实时监视及分析装置应能够实时监视及分析报文，给出预警信息并自起动报文记录。起动报文记录的条件包括：a） 报文格式错误，如 SV、 GOOSE、 MMS 等报文格式错误；b） 报文不连续，如丢帧、重复、超时等；c） 7 报文不同步，如 SV 报文不同步等；d） 数据属性变化 , 如品质因数变化、同步标志变化等；e） SV 采样异常，如频率不稳定，双 A/D 不一致等：f） GOOSE StNum 与 SqNum 的变化规律，如变位、重启、状态虚变等；g） 对时服务事件，如时钟加入、时钟退出、时钟切换、报文超时等；h）与 SC

14、D 配置不一致，如数据集、条目数、地址、参引等；i） ACSI 服务分析，如名称解析、数据解析、服务过程解析、捕获时间、否定响应等。6.6.2网络状态实时监视及分析装置应能够实时监视及分析网络状态。应能够实时监视网络中节点的增加和删除、报文流量、帧速、通信状态等，给出预警信息并自起动报文记录。起动报文记录的条件包括：流量异常、网络风暴、节点突增、通信超时、通信中断等。6.6.3电力系统数据实时监视及分析装置宜具备实时监视电力系统数据，如有效值、相角、频率、有功功率、无功功率、功率因数、差流、阻抗等当前量值及开关量当前状态的功能。装置宜具备实时分析电力系统数据的功能。Q/GDW 715 2012

15、46.6.4高级分析装置应具备网络流量、报文的统计功能。应具备在实时分析中实现的所有报文分析功能。6.7数据管理装置应提供就地人机交互接口，可对该装置进行数据查询和调用。对装置的操作（如用户登录等）以固定菜单形式实现并形成工况记录。应具有数据文件的管理列表，可对历史数据进行查询、分析、打印 、导出等管理。应能够根据时间、类型和服务等关键字对已记录的数据进行查询。装置应能根据设定的条件向调度端上传有关数据和分析报告，宜采用 DL/T 860 标准规定的文件服务进行传送。6.8时钟精度6.8.1同步对时精度a） IRIG-B 同步对时精度不超过 4us；b） SNTP 同步对时精度不超过 100m

16、s；c） IEC 61588 同步对时精度不超过 1us。6.8.2守时精度装置内部独立时钟 24 小时守时精度不超过 500ms。6.9绝缘性能6.9.1绝缘电阻在试验的标准大气条件下，装置各带电的导电电路对地（外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，分别用开路电压为 500V 的测试仪器测定，其绝缘电阻值应 20M。6.9.2介质强度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。若需要，也可采用直流试验电压。试验部位及其试验电压值按表 1 进行选择。表1试验部位及其试验电压6.9.3冲

17、击电压在试验的标准大气条件下，装置各带电的导电电路对地（外壳或外露的非带电金属零件）之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，应能承受 1.2/50us 的标准雷电波的短时冲击电压试验。试验后，装置应无绝缘损坏。试验部位及其试验电压值按表 2 进行选择。表2试验部位及其试验电压被试回路额定绝缘电压（ V）交流试验电压（有效值） （ V）直流试验电压（ V）各带电的导电电路对地 63 且 300 2000 2800电气上无联系的各带电的导电电路之间 63 且 300 2000 2800弱电部分对地 63 500 700被试回路额定绝缘电压（ V）试验电压（ V）各带电的导电电路对地 63 且

18、 300 5000电气上无联系的各带电的导电电路之间 63 且 300 5000弱电部分对地 63 1000Q/GDW 715 201256.10耐湿热性能可根据试验条件和使用环境，选择以下两种方法中的一种。6.10.1恒定湿热试验装置应能承受 GB/T 7261 2008 中 9.5 规定的恒定湿热试验。试验温度 +40 2，相对湿度93 3，试验持续时间 2d（ 48h） 。在试验结束前 2h，在试验箱（室）内测量绝缘电阻和进行介质强度试验。根据 6.9.1 的要求，各测试部位的绝缘电阻值不应小于 1.5M。6.10.2交变湿热试验装置应能承受 GB/T 7261 2008 中 9.4 规

19、定的交变湿热试验。高温试验温度 +40 2，低温试验温度 +25 3，试验持续时间 2d（ 48h） ，每周期 24h（ 12h+12h） 。在试验结束前 2h（即低温高温恒定阶段） ，在试验箱（室）内测量绝缘电阻和进行介质强度试验。根据 6.9.1 的要求，各测试部位的绝缘电阻值应不小于 1.5M；根据 6.9.2 的要求，各测试部位的介质强度应不低于规定试验电压值的 75。6.11机械性能6.11.1振动装置应具有承受 GB/T 11287 2000 中 3.2.1 规定的严酷等级为级的振动能力。6.11.2冲击装置应具有承受 GB/T 14537 1993 中 4.2.1 规定的严酷等级

20、为级的冲击能力。6.11.3碰撞装置应具有承受 GB/T 14537 1993 中 4.3 规定的严酷等级为级的碰撞能力。6.12电磁兼容6.12.1静电放电试验装置应能承受 GB/T 14598.14 2010 第 4 章规定的严酷等级为 4 级的静电放电试验。6.12.2脉冲群抗扰度试验装置应能承受 GB/T 14598.13 2008 第 4 章规定的频率为 1MHz 脉冲群抗扰度试验。6.12.3电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验装置应能承受 GB/T 14598.10 2007 第 4 章规定的严酷等级为 A 级的电快速瞬变抗扰度试验。6.12.4浪涌抗扰度试验装置应能承受 GB/T 14

21、598.1 2007 第 4 章规定的浪涌抗扰度试验。试验电压值见表 3。表3试验端口的试验电压及电源阻抗6.12.5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验装置应能承受 GB/T 14598.17 2005 第 4 章规定的严酷等级的射频场感应传导骚扰抗扰度试验6.12.6辐射电磁场抗扰度试验装置应能承受 GB/T 14598.9 2002 第 4 章规定的严酷等级的辐射电磁场抗扰度试验。6.12.7工频磁场抗扰度试验装置应能承受 GB/T 17626.8 2006 第 5 章规定的严酷等级为 5 级的工频磁场抗扰度试验。试验端口试验条件：线对地 试验条件：线对线开路试验电压 10kV耦合网络开路试验

22、电压 10kV耦合网络R（ ）C（ F）R（ ）C（ F）辅助电源 2.0 10 9 1.0 0 18输入 /输出 2.0 40 0.5 1.0 40 0.5通信端口 1.0 0 0 不试验 Q/GDW 715 201266.13电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验装置应能承受 GB/T 17626.11 2008 中规定的电压中断、电压暂降 40持续 100ms 和电压变化为 40的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验。6.14最高允许温度当环境温度为最高标称温度时，装置的电源回路施加 1.1 倍额定值，长期带电工作的发热元件，最高允许温度为 150，并且没有出现绝缘、元器件损坏现象。6

23、.15连续通电装置进行不少于 100h（室温）或 72h（ +40）的连续通电试验，装置的性能应符合第 5 章、第 6章的要求。7检验规则7.1出厂检验每台装置出厂前应由生产厂家的检验部门进行出厂检验。出厂检验在试验的标准大气条件下进行，检验项目如下：a） 结构和外观；b） 主要功能及技术性能；c） 绝缘电阻；d） 介质强度；e） 连续通电。7.2型式检验7.2.1应进行型式试验的情况：a） 新产品定型鉴定前；b） 产品转厂生产定型鉴定前；c） 正常生产时，定期或累计一定产量后（周期和数量由企业标准规定） ；d） 正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时；e）产品停产

24、 1 年以上又重新恢复生产时；f） 国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式检验要求时；g） 出厂检验结果与上批产品检验有较大差异时；h） 合同规定时。7.2.2型式检验项目：a） 结构和外观；b） 主要功能和技术性能；c） 电源影响；d） 功率消耗；e） 绝缘性能；f） 电磁兼容；g） 高、低温、湿热、最高允许温度；h） 机械性能；i） 动态模拟（选做） 。8标志、包装、运输、储存8.1标志产品执行的标准编号应予明示。Q/GDW 715 201278.1.1装置标志a） 装置型号及代号；b） 产品名称的全称；c） 生产厂家的厂名全称及商标；d） 额定参数；e） 出厂年月及编号。8.1

25、.2包装箱标志a） 发货厂名、产品名称、型号；b） 收获单位名称、地址、到站；c） 包装箱外形尺寸（长宽高）及毛重；d） 包装箱外面书写“防潮” 、 “向上” 、 “小心轻放”等字样。8.2包装应有内包装和外包装。插件等可动部分应锁紧扎牢。包装应有防尘、防潮、防雨、防水、防震等措施。8.3运输应适于陆运、水（海）运、空运，运输装卸按照包装箱上的标志进行操作。8.4贮存装置贮存的极限环境温度为 -25 +75。长期不用的装置应保留原包装，在相对湿度不大于 85的库房内贮存，并且室内无酸、碱、盐、无腐蚀性、爆炸性气体或灰尘，不受雨、雪的侵害。9质量保证平均无故障时间 MTBF 20 000h。Q/

26、GDW 715 20128附录A（资料性附录）网络报文记录分析装置报文文件格式（PCAP）A.1基本格式表A.1基本格式表A.2文件头结构体sturctpcap_file_headerUnsigned int magic;Unsigned short version_major;Unsigned short version_minor;Unsigned int thiszone;Unsigned int sigfigs;Unsigned int snaplen;Unsigned int linktype;说明：1） magic 标识位： 32 位，这个标识位的值是 16 进制的 0xa1b2c

27、3d4。宜采用大端模式；2） version_major 主版本号： 16 位，默认值为 0x2；3） version_minor 副版本号： 16 位，默认值为 0x04；4） thiszone 区域时间： 32 位，实际上该值并未使用，因此可以将该值设置为 0；5） sigfigs 精确时间戳： 32 位，实际上该值并未使用，因此可以将该值设置为 0；文件头格式如结构体pcap_file_header数据包头 1格式如结构体pcap_pkthdr数据包 数据包 数据包头 n-1格式如结构体pcap_pkthdr数据包 数据包数据包头 n格式如结构体pcap_pkthdr数据包 数据包Q/G

28、DW 715 20129注：此处可指定为时间戳精度， 0：微秒， 1：纳秒。6） snaplen： 32 位，该值设置所抓获的数据包的最大长度。例如：想获取数据包的前 64 字节，可将该值设置为 64。如果所有数据包都要抓获，将该值设置为 65535；7） 链路层类型： 32 位，数据包的链路层包头决定了链路层的类型。以下是数据值与链路层类型的对应表。表A.2数据值与链路层类型的对应表A.3数据包头结构体structpcap_pkthdrstructtimeval ts;Unsigned int caplen;Unsigned int len;structtimevalUnsigned int

29、 GMTtime;Unsigned int us说明：类型 描 述 备 注0 BSD loopback devices, except for later OpenBSD1 Ethernet, and Linux loopback devices以太网类型， 大多数的数据包为这种类型。本系统使用此值。6802.5TokenRig7 ARCnet8SLIP9 PPP10 FDDI100 LLC/SNAP-encapsulated ATM101 raw IP, with no link102 BSD/OS SLIP103 BSD/OS PPP104 Cisco HDLC105 802.11108l

30、ater OpenBSD loopback devices（ with theAF_valuein network byteorder）113 special Linuxcooked capture114 LocalTalkQ/GDW 715 201210a） 时间戳，包括：秒计时： 32 位，一个 UNIX 格式的精确到秒的时间值，用来记录数据包抓获的时间，记录方式是记录从格林尼治时间的 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 到抓包时经过的秒数；微秒计时： 32 位，抓取数据包时的微秒值；注：此处可受头结构中的 sigfigs 字段限制，精度为微秒或纳秒。b） 数据包长度32 位，标识所抓获的数据包保存在 PCAP 文件中的实际长度，以字节为单位；c） 数据包实际长度所抓获的数据包的真实长度，如果文件中保存的不是完整的数据包，那么这个值可能要比前面的数据包长度的值大。Q/GDW 715 201211智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件编制说明Q/GDW 715 201212目录一、编制背景 13二、编制主要原则