文章阐述了淇县220kV数字化变电站投运的意义，分析了IEEE1588在淇县220kV数字化变电站应用的主要技术优势，重点介绍了淇县220kV数字化变电站网络对时系统的具体方案，以及东土科技工业交换机同步以太网的技术特点。

淇县220kV数字化变电站是国家电网公司智能电网建设的试点项目，该变电站也是河南省首座220kV等级的数字化站，过程层网络通过工业以太网组建GOOSE和SV网络，全站通讯成功应用IEEE1588精密时钟对时技术。淇县220kV数字化变电站于2010年12月25日全面投产送电，该站的成功投运将为我国智能电网建设提供更多的参考选择，为智能变电站建设提供更多的参考依据。

IEEE1588应用的主要技术优势

IEEE1588对时系统是网络测量和对时系统的精密时钟同步协议标准，其同步精度可以达到亚微秒级。相对于传统的B码对时方式，IEEE1588不但实现了更高的对时精度，而且节省了大量的人力物力，保证了变电站内各个节点的时钟同步。传统的B码对时需要给对时设备提供点到点的线缆铺设，对时网络需要大量的光缆，光纤熔接等工程实施需要耗费大笔的资金，占用大量人力，同时也给后期的检测和维修带来了一定困难。

由于对时设备与时钟的距离不同，对时产生的路径延迟也各不相同；而采用IEEE1588对时，只需要将对时设备与IEEE1588工业交换机用少量的光缆连接，通过IEEE1588工业交换机实现对时网络的全覆盖，即可实现全站对时系统的时钟同步。由于工业以太网对时接线简单，占用资源达到了最小化，而且采用了独特的网络延迟请求算法，将网络延时误差消除到最小，因此能够保证对时系统内各个节点的时钟同步。

数字化变电站网络方案

1. 系统概述

淇县220kV数字化变电站过程层按照不同的电压等级组建SV网和GOOSE网，其中220kV和110kV均采用双母线接线，220kV母线设备、母联间隔、线路间隔以及主变间隔均采用双网结构，GOOSE网、SV网、IEEE1588对时网三网合一，110kV母线设备、母联间隔、线路间隔采用单网结构，35kV部分采用分段接线，按间隔配置交换机。网络对时采用IEEE1588精密对时协议，网络拓扑结构如图1所示。

2. IEEE1588对时方案

淇县220kV数字化变电站自动化系统设备涉及到多个装置厂家，网络对时需要各厂家装置支持IEEE1588协议。整个过程层网络根据高、中、低三个电压等级分为三个部分，每一部分网络均采用星型的网络结构，中心交换机与分支交换机采用千兆光口互联，分支交换机与终端设备之间采用百兆光口互联。

由于工业交换机是构建网络的基本单元，因此在整个对时系统中，工业交换机起着传输时钟信息的神经纽带作用，整体网络采用透明时钟P2P的对时模式。

网络对时系统技术特点

网络对时系统具有如下技术特点：

采用IEEE1588 V2透明时钟P2P对时模式；

以太网光电口、PPS、B码一体化的接口平台；

时钟信息透传VLAN的同步方式；

全千兆PTP接口选择；

简洁的中文配置界面。

东土交换机PTP配置界面如图2所示，根据淇县220kV数字化变电站对时系统的配置要求，只需要将对应的版本选择、时钟类型、网络类型和延时测量机制设置配置为对应模式，将交换机需要对时的接口配置为“使能”，就能够实现全网的时钟同步。

同步以太网技术特点

东土IEEE1588交换机支持G.8261同步以太网协议，通过同时启用同步以太网协议和IEEE1588V2的精密同步时钟传输协议，可以使网络的对时精度更高。

同步以太网是一种采用以太网链路码流恢复时钟的技术，由于以太网的物理层编码是4B/5B（FE）和8B/10B（GE），平均每4个BIT就要插入一个附加比特，因此此种编码方式绝对不会出现连续4个1或者4个0，更加便于提取时钟。

本地时钟根据同步以太网时钟线路码流中恢复出的时钟信息，调整本地时钟，实现与上级节点频率同步，通过IEEE1588协议的延时测量算法计算相位偏移，从而实现高精度的时钟同步。采用同步以太网技术与IEEE1588技术相结合的技术方案，其结果可以使单级PTP精密时钟精度达到±10ns。

为智能电网提供更多选择

淇县220kV数字化变电站的全面投产送电，不仅标志着IEEE1588对时系统在国内首次成功应用到220kV数字化变电站中，也将为我国智能电网的发展提供更多的选择。

东土公司将继续发挥本土企业的优势，为中国智能电网建设提供更丰富、更加符合实际应用的工业网络通信产品。