河南电网继电保护和故障信息管理系统.DOC

1、河南电网继电保护和故障信息管理系统主站子站通信规范版本号：V2.00河南省电力公司2008 年 3 月河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.01前 言随着计算机网络技术和数据通信技术的飞速发展和普及，通过数据网络、电话拨号等通信方式快速传输厂站端的故障录波数据、继电保护及安全自动装置的动作及运行信息，以提高电网事故分析的技术水平和深度，及时了解系统保护的运行情况和事故情况，加快对事故及保护异常的处理，提高调度管理及运行管理水平，成为电网调度运行管理部门的重要需求。为了规范河南省电网继电保护和故障信息管理系统主站子站之间的通信接口，加快本系统的组织和实施，河南省保护处组织相

2、关单位，总结了工程中的经验、教训，进行了分析研究，编写了河南省电网继电保护及故障信息处理系统主站子站通信规范 V2.0 。该版本主要增加了以下内容：1. 修改保护事件信息上送（ASDU2）格式，SIN 码改为 FPT/JPT，包含故障相别与跳闸相别，具体参见 5.5；2. 增加保护故障量信息的上送（ASDU10） ，具体参见 5.5；3. 简要录波简报中，对于实际的故障录波文件，简要录波报告中应包括实际故障信息，主站收到简要录波报告后主动召唤该录波文件；若简要录波报告无有效的故障信息，主站则认为该录波无故障信息，不主动召唤该录波。具体参见 5.9.2；4. 召唤装置故障历史信息中增加故障量的信

3、息，具体参见 5.11；5. 召唤子站配置时，规定对于子站内采用 IEC103 通信规约的保护设备，子站向主站转发时要求转发码表（定值码表、事件告警码表）应与保护设备的实际码表相应一致，子站内采用非 IEC103 通信规约的保护设备，子站向主站转发时可自定义转发码表。6. 召唤子站配置时，增加对故障量召唤配置（描述、属性结构） ，具体参见附录 A.7。河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.0i目 录1 范围 .2 引用标准 .3 子站提供的信息 .3.1 继电保护装置信息和操作 .3.2 故障录波器信息和操作 .3.3 其它智能电子设备的信息和操作 .4 主站子站通信的接

4、口要求 .4.1 物理接口 .4.2 链路层/网络层说明 .4.3 应用层说明 .4.3.1 应用服务数据单元公共地址 .4.3.2 功能类型 FUN 及信息序号 INF .4.3.3 关于配置信息 .5 主站与子站通信报文规范 .5.1 概述 .5.1.1 状态量信息 .5.1.2 模拟量信息 .5.1.3 故障录波数据及文件传输 .5.1.4 其它信息 .5.1.5 1 级数据、2 级数据和总召唤 .5.1.6 通信异常处理 .5.1.7 通信流程示意 .5.1.8 通信报文 .5.2 通信初始化过程 .5.2.1 概述 .5.2.2 传输报文 .5.3 对时 .5.3.1 概述 .5.3

5、.2 传输报文 .5.4 读取子站配置 .5.4.1 概述 .5.4.2 读子站配置的各组标题 .5.4.3 读一组信息的全部条目的描述 .5.4.4 读一组信息的全部条目的“属性结构” .5.5 保护事件/自检信息 /开关量变位信息/故障测距值/故障量上送 .5.5.1 概述 .5.5.2 传输报文 .5.6 读模拟量 .5.6.1 概述 .5.6.2 传输报文 .5.7 定值操作 .河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.0ii5.7.1 概述 .5.7.2 召唤定值 .5.7.3 修改保护定值 .5.8 总召唤 .5.8.1 概述 .5.8.2 传输报文 .5.9 故

6、障录波数据传输 .5.9.1 概述 .5.9.2 简要录波报告上送 .5.9.3 召唤子站侧录波文件 .5.9.4 召唤子站录波器侧录波文件 .5.9.5 召唤子站保护侧扰动数据 .5.9.6 召唤子站侧录波文件列表 .5.9.7 召唤子站录波器侧录波文件列表 .5.9.8 召唤子站保护侧扰动数据目录 .5.10 通用文件传输 .5.10.1 概述 .5.10.2 召唤文件列表 .5.10.3 召唤文件 .5.11 召唤装置故障历史信息 .5.11.1 概述 .5.11.2 传输报文 .附录 A 子站配置信息 .A.1 概述 .A.2 子站通用服务组序号的分配 .A.3 装置配置 .A.4 线

7、路配置 .A.5 模拟量配置 .A.6 状态量配置 .A.7 定值配置、故障量配置 .附录 B 子站配置资料表 .B.1 输电线路的参数 .B.2 变电站装置信息 .B.3 采集开关量信息 .B.4 变电站的母线接排图 .B.5 装置的信息定义 .河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.01 范围本规范规定了子站接入主站时对通信环境的要求、通信接口的规范以及主站与子站通信时的报文规范。本规范适用于河南省电网继电保护运行及故障信息处理系统。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。本规范出版时，所示版本为有效。所有标准均可能经过修订，使用本规范

8、的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。IEC60870-5-1：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 1 篇：传输帧格式IEC60870-5-2：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 2 篇：链路传输规则IEC60870-5-3：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 3 篇：应用数据的一般结构IEC60870-5-4：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 4 篇：应用信息元素的定义和编码IEC60870-5-5：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 5 篇：基本应用功能DL/T 634-1997：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 101 篇：基本远动

9、任务配套标准（以下简称 101 标准）DL/T 667-1999：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 103 篇：继电保护设备信息接口配套标准（以下简称 103 标准）IEC60870-5-104：远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 104 篇：采用标准传输文件集的 IEC60870-5-101 网络访问（以下简称 104 标准）ANSI/IEEE C37.111-1991 COMTRADE 暂态数据交换通用格式（以下简称COMTRADE 标准）3 子站提供的信息一般而言，继电保护及故障信息处理系统（以下简称故障信息系统）包括主站、子站两部分。在厂站端，故障信息系统的子站与继电

10、保护、故障录波器、安全自动装置等智能电子设备(IED)通信，收集这些装置的正常运行、异常告警及故障信息，经过初步处理之后上送到位于调度端的主站。子站与 IED 装置的通信不属于本规范的内容，本节仅简单列出子站应上送给主站的信息及子站应支持的可能操作。这些内容仅是基本要求，主、子站的具体实现应考虑支持其它更多要求的可能性。河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.03.1 继电保护装置信息和操作由于继电保护装置的类型、所用技术、生产年代、生产厂家等有所差别，子站所能收集并上送的信息并不完全相同。一般来说，子站应上送的保护装置信息主要有： 保护的运行定值、当前运行定值区； 保护的

11、动作信号、动作时间以及故障相别、故障测距； 保护故障时的扰动数据记录； 保护的自检信息； 保护的当前压板状态及相关开入量； 保护的当前模拟量； 其它必要信息。一般还要求子站： 可以通过通信口修改保护装置的时钟； 可以通过通信口修改装置定值、投退压板； 支持其它必要的操作。以上操作功能的实现必须以保护装置的支持为前提。3.2 故障录波器信息和操作一般来说，子站应上送的故障录波器信息主要有： 故障录波器运行状态信息； 故障录波器的工作参数、运行定值及相关国标规定的导出量； 指定时间段内的录波文件列表； 故障时的简要录波分析报告及符合 COMTRADE 格式的录波数据文件； 其它必要信息。一般还要求

12、子站： 可以通过通信口修改故障录波器的时钟； 可以通过通信口对录波器进行配置和启动； 支持其它必要的操作。以上操作功能的实现必须以故障录波器的支持为前提。3.3 其它智能电子设备的信息和操作在厂站端还可能有安全自动装置、行波测距装置等其它智能电子设备，对这些设备的信息和操作要求类似继电保护装置和录波器。4 主站子站通信的接口要求根据国电公司调度通信中心“十五”规划要求，为保证信息传输的实时性，信息传输的目标方案为：数据网络传输为主，拨号传输备用。鉴于统一远动信息和继电保护信息传输的新规约颁布还有较长时间，目前尚没有明确规定故障信息系统主站子站之间通信的国际、国家或电力行业标准，因此，本规范参考

13、 103 标准，并结合故障信息系统的实际需要，提出主子站间的通信接口要求和具体规定。河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.0103 标准适用于传输继电保护设备信息，但该标准只说明是用于继电保护设备与控制系统间交换信息，并规定采用 RS485 串行通信方式，而没有规定采用网络通信方式时如何处理。考虑到网络方式和串行方式下通信的差异、故障信息系统对通信实时性的要求，并考虑到实现的方便，本规范规定：在串行方式时参照 103 标准，在网络方式时采用 TCP/IP，其应用层报文包含完整的通信帧，且采用与串行方式相同的链路传输规则。也就是说，不论串行方式还是网络方式，通信链路两端的应

14、用程序收到的报文帧是完全一样的，参见下图示意。图表 1 一般体系结构说明：本图仅为示意说明，不代表 实际的网络配置或主、子站软件实现。本规范主要引用了 103 标准，并做了部分修改和扩充。在以下内容中，对于没有特别说明的地方，以 103 标准规定为准。4.1 物理接口在故障信息系统中，主站和子站之间的通信一般选用以下物理接口： 经电力数据网采用 TCP/IP 通信：本规范规定主站、子站负责通信的计算机应具备支持 TCP/IP 的网络接口，一般建议采用 10M/100M 以太网接口。本规范不规定主、子站间的网络构成，如网络结构、数据网物理信道等，因此也不规定主、子站计算机到数据网之间的具体设备配

15、置。以下内容仅供参考，不作为规范的要求：应用程序类 FT1.2 帧应用程序类 FT1.2帧串口驱动程序串行链路情形一 串口方式串口驱动程序应用程序应用程序类 FT1.2帧网络驱动程序情形二 网络方式网络驱动程序TCP/IP 网络类 FT1.2 帧Comment ycf1: 河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.0目前电力数据网中调度与变电站间的通信信道一般有：SDH、ATM 和以太网。变电站中提供的网络接口也各不相同，有 10M以太网接口、有 E1通信 2M接口、有 E1信道 n64K的接口。而每个 变电站有一台故障信息系 统子站计算机，子站 计算机的联网接口一般是标准的

16、以太网口（10/100M ）。因此，针对不同的接口情况需要分别处理。 变电站网络接口为 10M以太网接口：子站计算机直接联网。 变电站网络接口为 2M接口：子站计算机必须先通过 2M/10M转换器，才能将 10M以太网接口转换到 2M G.703信道上，至于 2M信道如何联接到不同的调度端，应由数据网所配置的交 换机、路由器来 实现 ，不属于本规范的内容。 变电站网络接口为 E1信道 n64K接口：子站计算机必须先通过2M/10M（具备可时隙功能）转换器，才能将 10M以太网接口转换到n64K信道上，至于 n64K信道如何联接到不同的调度端，应由数据网所配置的交换机、路由器来实现 ，不属于本

17、规范的内容。 串行通信方式：可采用经 MODEM接电话网或专用串行通道接口；原则上采用点对多点结构。子站一般应具备与三级调度主站的逻辑上独立的通信接口。4.2链路层/网络层说明故障信息系统中，主站与子站之间的通信应遵循以下约定： 网络通信规则采用电力数据网（TCP/IP）通信时： 主站与子站之间使用 TCP协议交换信息； 主站作为连接的客户端，子站作为连接的服务器端（监听者） ； 使用 TCP连接的端口号应是可配置的，一般在系统设计时与用户协商确定。建议在缺省情况下使用 IEC60870-5-104标准中经 IANA确认的端口号 2404。 所有子站计算机的 IP地址由调度统一分配，子站计算机

18、到不同调度的路由应由数据网管理单位/部门提供。 类 FT1.2帧格式考虑到网络传输时的效率，本规范对 103标准采用的 FT1.2帧格式作了一点修改改变了长度 L的规定，因此，本规范所采用的帧格式称为“类 FT1.2帧格式” ，包括类 FT1.2可变长帧和类 FT1.2固定长帧，其说明如下。图表 2 类 FT1.2帧格式说明类 FT1.2可变帧长帧格式 类 FT1.2固定帧长帧格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0启动字符（ 68H） 启动字符（ 10H）长度 L低 8位 控制域（C ）河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信

19、规范 V2.00 0 0 0 长度 L 高 4 位 链路地址域（ A）启动字符（ 68H） 帧校验和（CS）控制域（C ） 结束字符（ 16H）链路地址域（ A）链路用户数据（可变长度）（即应用服务数据单元 ASDU）帧校验和（CS）结束字符（ 16H）其中， 控制域 C 的定义如下图所示（具体各位的含义可参见 103 标准附录 C） ；图表 3 控制域 C 的定义D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0主站子站 0DIR 1PRM 帧计数位 FCB 帧计数有效位 FCV 23 22 21 20子站主站 传输方向位 1 启动报文位 0 要求访问位 ACD 数据流控制位 DFC 功能码 长

20、度 L：12 位，理论取值范围 04095，实际使用时由主子站双方根据通道类型、线路状况等确定合适的最大长度； 帧校验和 CS 的定义及使用完全遵从 103 标准的规定（参见 103 标准附录 C） ； 链路地址域 A：规定为子站编号，取值范围 1FEH，其具体数值在系统设计时由用户确定；FFH 用作主站对子站的广播地址，0H 保留。 链路传输规则采用窗口尺寸为 1 的非平衡方式传输的链路传输规则，即由主站向子站触发一次传输服务，或者成功的完成、或者产生差错报告，之后才能开始下一轮的传输服务。一问一答，不问不答。对于发送/确认（SEND/CONFIRM ） 、请求/ 响应（REQUEST/ R

21、ESPOND）传输服务在传输过程中受到干扰，用等待-超时- 重发的方式发送下一帧（参见 103 标准附录 C 和 101 标准 5.3 5.4） 。 超时时间及重发次数当采用电话拨号方式时，超时时间间隔与信道质量等密切相关，由用户及主/子站相关各方根据实际情况确定。当采用网络方式时，超时时间间隔与信道质量、网络路由等密切相关，由用户及主、子站相关各方根据实际情况确定。重发次数为 3 次。重发 3 次仍不成功，则认为本轮传输服务结束，丢弃过程中的不完整信息，重新初始化链路。对串行、网络方式下初始化链路的具体实现不属于本规范的内容。河南电网继电保护和故障信息管理系统 主站子站通信规范 V2.04.3 应用层说明应用层是故障信息系统中主站与子站之间数据通信的核心，在本规范中需要对应用层进行特别说明。在 103 标准中，应用层主要体现在应用服务数据单元（简称 ASDU，下同）中，为方便说明，将 ASDU 的结构示意图摘录如下。