vlan配置規(guī)范

1、VLAN配置規(guī)范3/23/2022隨著許繼數(shù)字化變電站工程合同的簽定，大量數(shù)字化變電站的工程應(yīng)用即將展開。作為其中一項(xiàng)重要內(nèi)容的對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)VLAN如何進(jìn)行劃分，必須要有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)。有鑒與此，我們經(jīng)過(guò)與自動(dòng)化、裝置設(shè)計(jì)部門等的多方討論，初步制定了如下規(guī)范，以作為對(duì)數(shù)字化變電站VLAN劃分原則的參考。下面以一個(gè)典型的110kV變電站為例，進(jìn)行圖解說(shuō)明。該變電站的配置為：2臺(tái)110kV主變，每個(gè)主變都是兩卷變，高壓側(cè)為110kV，低壓側(cè)為10kV，每臺(tái)主變有2條110kV進(jìn)線，每臺(tái)主變低壓側(cè)帶3條10kV出線。1. 按照間隔劃分VLAN這是最基本的劃分方法，每個(gè)間隔劃成一個(gè)VLAN。如

2、110kV線路間隔、110kV分段間隔、110kV PT測(cè)控間隔、主變間隔、10kV線路間隔、10kV分段間隔、10kV PT測(cè)控間隔、電容器間隔、電抗器間隔、所用變間隔等。如果10kV線路的間隔比較多(例如50多個(gè))，而所用交換機(jī)支持的最大VLAN個(gè)數(shù)有比較有限(例如RUGGEDCOM是64個(gè))，也就是說(shuō)如果最后的總間隔數(shù)如果大于交換機(jī)所能支持的最大VLAN數(shù)，可以將多個(gè)10kV間隔劃成一個(gè)VLAN，或者將一個(gè)10kV母線上的所有間隔劃成一個(gè)VLAN，以滿足交換機(jī)的性能要求。圖1 按照間隔的方式劃分VLAN2. 考慮備用電源自投的情況1) 高壓測(cè)(以110kV為例)VLAN劃分方法：“110

3、kV分段間隔 + 備投設(shè)定的2條110kV線路間隔”劃成一個(gè)VLAN2) 中、低壓側(cè)(以10kV為例)VLAN劃分方法：“10kV分段間隔 + 2個(gè)主變低壓側(cè)間隔”劃成一個(gè)VLAN注意：如果主變的高中低三側(cè)不分，則將三側(cè)全劃進(jìn)來(lái)成一個(gè)VLAN。圖2 高低壓側(cè)備投VLAN的劃分3. 考慮低周減載的情況序號(hào)10kV間隔分類與VLAN劃分有關(guān)的間隔與VLAN劃分無(wú)關(guān)的間隔110kV線路210kV母聯(lián)310kV PT測(cè)控4電容器5電抗器6所用變表1 10kV間隔分類與VLAN劃分的關(guān)系分兩種情況：1) 低周減載功能分布在每一個(gè)獨(dú)立的裝置之中這種情況沒(méi)有必要對(duì)低周減載再劃分VLAN，它和前面的按間隔劃分

4、VLAN重復(fù)。2) 由一臺(tái)專門的PT測(cè)控裝置來(lái)管理所有裝置的低周減載功能VLAN劃分方法(以10kV為例)：“所有的10kV線路 負(fù)責(zé)低周的PT測(cè)控裝置(只有1個(gè))”劃分成一個(gè)VLAN圖3 低周減載的VLAN劃分4. 考慮母線差動(dòng)保護(hù)的情況原則：?jiǎn)文妇€一般不需要母線保護(hù)，通常都是雙母線才需要母線保護(hù)。而且母線保護(hù)一般都是用于高壓測(cè)，低壓側(cè)只有在電壓等級(jí)高于110kV的時(shí)候才考慮用母線保護(hù)，并且是由用戶指定是否使用。一個(gè)變電站一般情況下只配有一個(gè)母線保護(hù)，特殊情況是電壓等級(jí)較高如500kV及以上電壓等級(jí)的變電站，或者是高壓側(cè)為4段母線帶5個(gè)分段的情況，采用2個(gè)母線保護(hù)。VLAN劃分方法：“所有高

5、壓側(cè)線路 所有高壓側(cè)分段 所有主變高壓側(cè)”劃分成一個(gè)VLAN圖4 母線差動(dòng)保護(hù)的VLAN劃分圖5 #1主變差動(dòng)保護(hù)的VLAN劃分5. 考慮主變差動(dòng)保護(hù)的情況說(shuō)明：主變差動(dòng)保護(hù)只是處理GOOSE信息，與PT信息無(wú)關(guān)。VLAN劃分方法：“主變間隔(三側(cè)開關(guān)) 與主變?nèi)齻?cè)相鄰的母聯(lián)間隔(開關(guān))”劃成一個(gè)VLAN6. 考慮母線PT測(cè)控的情況說(shuō)明：母線PT測(cè)控的情況是為61850-9-2的方式考慮的，對(duì)于61850-9-1的方式來(lái)說(shuō)則不存在該問(wèn)題。因?yàn)樵?1850-9-2的方式下要考慮多個(gè)間隔共享PT測(cè)控。VLAN劃分方法(多段母線分列運(yùn)行情況)：“掛到該母線上的所有線路 變壓器相關(guān)側(cè)間隔 相鄰母聯(lián)間隔

6、”劃在一起圖6 多母分列運(yùn)行方式下的母線PT測(cè)控的VLAN劃分VLAN劃分方法(多段母線并列運(yùn)行情況)：“所有相同電壓等級(jí)母線上的所有線路 變壓器相關(guān)側(cè)間隔 相鄰母聯(lián)間隔”劃在一起圖7 多母并列運(yùn)行方式下的母線PT測(cè)控的VLAN劃分7. 考慮防誤閉鎖的情況根據(jù)用戶的需求來(lái)確定，例如：母線PT地刀與該母線上的每個(gè)間隔上的斷路器在防誤閉鎖時(shí)要發(fā)生關(guān)系。8. 采用“9-1方式”與“9-2方式”對(duì)VLAN劃分的不同影響1) 9-1方式下，不用共享PT測(cè)控，每個(gè)間隔可以單獨(dú)劃分成一個(gè)VLAN。2) 9-2方式下，需要共享PT測(cè)控，所有需要與PT測(cè)控通信的間隔都要和該P(yáng)T測(cè)控間隔劃成一個(gè)VLAN。9. 總

7、體原則如果有多個(gè)間隔與某一共享間隔有信息交互，可以為每一個(gè)間隔單獨(dú)設(shè)置一個(gè)VLAN，再為該共享間隔分別配置多個(gè)VLAN，即與之有信息交互的所有VLAN。10. 一些問(wèn)題1) 所采用的交換機(jī)是否支持對(duì)交換機(jī)單個(gè)端口的多VLAN劃分？2) 所采用的合并器是否支持對(duì)多VLAN的Tag幀的處理？包括“接收”和“發(fā)送”。能否實(shí)現(xiàn)“同時(shí)發(fā)送帶有多個(gè)Tag的幀”？3) 所采用的保護(hù)和測(cè)控裝置是否支持對(duì)多VLAN的Tag幀的處理？包括“接收”和“發(fā)送”。能否實(shí)現(xiàn)“同時(shí)發(fā)送帶有多個(gè)Tag的幀”？假如我們的主變保護(hù)裝置是高中低三側(cè)合一的，那么劃分VLAN的時(shí)候可能會(huì)遇到需要分開的情況。4) 對(duì)于采用了61850-

8、9-2方式的變電站，需要考慮“高壓側(cè)母線差動(dòng)保護(hù)”的情況，此時(shí)如果有多臺(tái)主變，且是并列運(yùn)行狀態(tài)，那么全站所有的高壓側(cè)線路部分和高壓側(cè)主變部分都要?jiǎng)澐值揭粋€(gè)VLAN之中，這樣可能有超過(guò)10臺(tái)的合并器被劃入到一個(gè)VLAN之中。此時(shí)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的性能是否會(huì)受到較大影響？11. 交換機(jī)的IP地址分配規(guī)范交換機(jī)類型IP分段IP個(gè)數(shù)主干網(wǎng)交換機(jī)192.168.1.91192.168.1.944主變交換機(jī)192.168.1.81192.168.1.8446kV間隔交換機(jī)192.168.1.11192.168.1.291810kV間隔交換機(jī)35kV間隔交換機(jī)192.168.1.31192.168.1.49181

9、10kV間隔交換機(jī)192.168.1.111192.168.1.12918330kV間隔交換機(jī)192.168.1.131192.168.1.14918500kV間隔交換機(jī)192.168.1.151192.168.1.16918220kV間隔交換機(jī)192.168.1.221192.168.1.23918表2 過(guò)程層總線網(wǎng)所用交換機(jī)的IP地址分配指導(dǎo)思想：1) 采用192.168.1.0的網(wǎng)段，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，192.168.1.1192.168.1.254共有254個(gè)IP地址可用。2) IP地址名稱直觀化：從分配好的IP地址名稱上能直接看出來(lái)是那種類型的交換機(jī)。l 10kv

10、：10111，所以地址1129，(2位數(shù)字)l 35kv：為了方便記憶，從31開始，3149，(2位數(shù)字)l 110kv：1101111，所以地址111129，(3位數(shù)字)l 220kv：2201221，所以地址221239，(3位數(shù)字)l 330kv：因?yàn)橥粋€(gè)網(wǎng)段上ip地址的最大范圍是0255，而330超過(guò)了255的范圍，所以在100200之間選擇一個(gè)空段，131149與之對(duì)應(yīng)。l 500kv：500超過(guò)了0255的范圍，所以選擇相近的151169段為它的范圍。3) 關(guān)于0kV和6kV間隔交換機(jī)，考慮到二者不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)站內(nèi)，所以將二者合并，共用一個(gè)范圍。而且以10kV較常見，所以分配

11、IP以10kV名字為主。12. VLAN_ID的使用規(guī)范目的：規(guī)范化使用VLAN_ID，使得VLAN_ID能夠直觀的反映其所在間隔的信息。方法：鑒于目前常用的電壓等級(jí)范圍在6kv500kv之間，也就是數(shù)字在6500之間，而可用的VLAN_ID的范圍在24094之間，后者可以完全覆蓋前者，這樣為了便于記憶，我們?cè)诙xVLAN_ID時(shí)，就以所在的電壓等級(jí)數(shù)字為參考，完后增加數(shù)字。具體定義如下：間隔類型VLAN_ID其他情況主變間隔2，3，,9對(duì)于如下6種情況，也按照相應(yīng)的電壓等級(jí)，劃到左邊所列間隔的后邊，VLAN_ID按數(shù)字順序增加：1. 主變差動(dòng)保護(hù)間隔2. 母線差動(dòng)保護(hù)間隔3. 母線PT測(cè)控間

12、隔4. 備用電源自投間隔5. 低周減載間隔6. 防誤閉鎖間隔6kv間隔11,12,2910kv間隔35kv間隔31,32,79110kv間隔111,112,199220kv間隔221,222,299330kv間隔331,332,399500kv間隔501,502,599表3 過(guò)程層總線網(wǎng)所用交換機(jī)的IP地址分配不足之處：上表的不足之處在于，當(dāng)一個(gè)變電站中有10kv和35kv同時(shí)存在時(shí)，上表所分配的ID范圍可能不夠用，這種情況下需要做一些特殊處理，占用一些別的數(shù)字范圍。13. 間隔交換機(jī)的配置方法說(shuō)明：本配置方式是針對(duì)羅杰康的RSG2100交換機(jī)來(lái)寫的。RSG2100面板上沒(méi)有Reset按鈕，長(zhǎng)

13、按(超過(guò)5秒)Mode按鈕，可以起到Reset的作用。本配置方法中的VLAN劃分是基于交換機(jī)端口的，所以交換機(jī)的端口與所連設(shè)備之間的關(guān)系一旦確定下來(lái)，在以后的使用中請(qǐng)不要隨意更換端口。1) 打開交換機(jī)的配置界面l 硬件連接：RSG2100交換機(jī)在出廠的時(shí)候，隨機(jī)配置的有一根數(shù)據(jù)線，一頭是USB接口，一頭是RJ45水晶頭。將USB接口連到要調(diào)試的電腦上，RSG2100交換機(jī)的前面板上有一個(gè)以太網(wǎng)插口，上面標(biāo)著CONSOLE(控制臺(tái)接口)，和57600-N-8-1，表示該串口的波特率是57600 bps，將RJ45接頭連接到該接口。l 軟件連接：打開Windows自帶的軟件“超級(jí)終端”(開始/程序

14、/附件/通信/超級(jí)終端)，在彈出的窗口中隨便輸入一個(gè)名字，然后彈出一個(gè)新串口，如下圖： 圖8 選擇端口類型 圖9 設(shè)置端口屬性在“連接時(shí)使用”下拉框中選擇“COM1”。然后在新彈出的對(duì)話框中，將“每秒位數(shù)”選擇為“57600”，將“數(shù)據(jù)流控制”選擇為“無(wú)”。然后RSG2100交換機(jī)的配置界面就會(huì)自動(dòng)彈出。默認(rèn)的用戶名：admin，密碼：admin。2) 設(shè)置交換機(jī)的IP地址在配置界面中選擇菜單“Administration/Configure IP Services”，里面有很多與IP地址相關(guān)的子項(xiàng)，可以分別對(duì)他們進(jìn)行設(shè)置。3) 設(shè)置交換機(jī)的VLANl 先畫一張能表示本交換機(jī)端口的示意圖，標(biāo)出

15、所有端口組合的VLAN，并寫上VLAN的名稱，如圖10所示。圖10 基于端口的VLAN劃分示意圖 VLAN的取名規(guī)范按照如下約定(名字長(zhǎng)度不能超過(guò)19個(gè)英文字符)：“VLan _” +VLAN_ID(含電壓等級(jí))線路名拼音縮寫數(shù)字(可選)如：110kv許禹線VLan_111xy110kv許鄭線VLan_112xz110kv分段VLan_113fd110kv母線IIVLan_114mx235kv備自投.VLan_31bzt主變3VLan_zb3主變3差動(dòng)VLan_zb3_cd這樣從名稱上即可以看出VLAN_ID，又可以看出間隔名稱。另外注意：雖然VLAN的總個(gè)數(shù)是受到一定的限制的，如64個(gè)，但是

16、每一個(gè)VLAN的ID是可以從24094之間任意挑選一個(gè)的。l 進(jìn)入交換機(jī)配置界面菜單“Virtual LANs/Configure Static VLANs”，按照前面畫的圖，填寫菜單中的表格，如表4所示VIDVLAN NameForbidden PortsIGMP1ManagementVLANNoneOff111VLan_111xy1-2,7-16Off112VLan_112xz1-5,9-16Off113VLan_113fd1-8,11,15-16Off114VLan_114mx1-4,8-12,16Off表4 VLAN的靜態(tài)配置表注意：填寫Forbidden Ports(被禁端口)的時(shí)候

17、，用逗號(hào)“,”可以將單個(gè)的端口分開，用連字符“-”可以將連續(xù)的端口號(hào)接起來(lái)。l 根據(jù)表4，自己制作一個(gè)表格，如表5所示交換機(jī)上的端口列表p1p2p3p4p5p6p7p8p9p10p11p12p13p14p15p16VLan_111xy××××VLan_112xz×××VLan_113fd×××××VLan_114mx××××××端口類型表5 端口的類型判斷表說(shuō)明：(1) 灰色部分：被每個(gè)特定VLAN禁止的端口(2)

18、帶“×”部分：被分配了VLAN_ID的端口(3) 黃色部分：未被使用的端口(4) 帶“”部分：被分配了多個(gè)VLAN的端口(5) 帶“”部分：只被分配了1個(gè)VLAN的端口l 進(jìn)入菜單“Virtual LANs/Port VLAN Parameters”，根據(jù)表5，填寫新打開的菜單中的表格內(nèi)容，如表6所示：Port(s)TypePVIDPVID FormatGVRP1TaggedDisabled2TaggedDisabled3Edge111TaggedDisabled4Edge111TaggedDisabled5Trunk1TaggedDisabled6Trunk1TaggedDisabled7Trunk1TaggedDisabled8Edge112TaggedDisabled9Edge113TaggedDisabled10Edge113TaggedDisabled11TaggedDisabled12Edge113TaggedDisabled13Trunk1TaggedDisabled14Trunk1TaggedDisabled15Edge114TaggedDisabled16TaggedDisabled