南方电网通信规范(修订版060831).pdf
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1、j1j2 中国南方电网继电保护 故障信息系统通信与接口规范 中国南方电网有限责任公司 2006 年 8 月 继电保护故障信息系统通信与接口规范 I目 次 第二版前言.X 继电保护故障信息系统通信与接口规范继电保护故障信息系统通信与接口规范.1 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 主站与子站通信的接口要求.2 3.1 物理接口.3 3.2 链路层/网络层说明.4 3.3 应用层说明.4 4 主站与子站通信报文规范.8 4.1 概述.8 4.2 读取子站配置.14 4.3 下装子站配置.22 4.4 对时.31 4.5 保护事件/自检信息/开关量变位信息/故障测距值上送.33 4.6 读模拟
2、量.38 4.7 定值操作.40 4.8 总召唤.47 4.9 故障录波数据传输.50 4.10 通用文件传输.56 4.11 召唤装置故障历史信息.63 4.12 取消操作.66 附录 A 应用规约控制信息（APCI）的定义.67 A.1 控制域定义.67 A.2 相关说明.68 附录 B 子站配置信息.70 B.1 概述.70 B.2 子站通用服务组序号的分配.71 B.3 装置配置.72 B.4 线路配置.79 B.5 模拟量配置.82 B.6 状态量配置.83 B.7 定值区配置.85 B.8 定值配置.86 B.9 母线配置.89 B.10 开关配置.90 B.11 变压器配置.92
3、 B.12 发电机配置.93 B.13 电抗器配置.94 B.14 电容器配置.95 B.15 刀闸配置.96 附录 C 子站配置资料表.100 C.1 输电线路的参数.100 C.2 变电站装置信息.100 C.3 采集开关量信息.101 C.4 变电站的母线接排图.102 C.5 装置的信息定义.102 继电保护故障信息系统通信与接口规范 II图 表 图表 1 一般体系结构.3 图表 2 APDU 结构示意图.5 图表 3 ASDU 在 103 标准中的位置.6 图表 4 通信流程示意图.12 图表 5 主站-子站传输配置信息过程.12 图表 6 主站-子站正常通信用报文.13 图表 7
4、读子站配置各组标题.15 图表 8 子站上送各组标题.15 图表 9 读子站一组配置的全部条目的描述/值.16 图表 10 子站上送一组信息的全部条目.17 图表 11 读子站一组配置的全部条目的“属性结构”.18 图表 12 子站上送一组信息的全部条目的“属性结构”.18 图表 13 通用分类功能的信息序号语义的补充定义.22 图表 14 下传子站配置各组标题.22 图表 15 子站确认各组标题.23 图表 16 下传带执行的写标题.24 图表 17 子站响应带执行的写标题.25 图表 18 向子站下装一组配置的全部条目的描述.26 图表 19 子站响应带确认的写条目.26 图表 20 下传
5、带执行的写条目.27 图表 21 子站响应带执行的写条目.28 图表 22 向子站下装一组配置的全部条目的“属性结构”.28 图表 23 子站响应带确认的写全部条目的“属性结构”.29 图表 24 下传带执行的写条目.30 图表 25 子站响应带执行的写条目.30 图表 26 广播对时.32 图表 27 7 字节时标定义.32 图表 28 突发数据上送.33 图表 29 故障相别及类型 FPT 定义.36 图表 30 简要录波报告上送.37 图表 31 跳闸相别（JPT）定义.37 图表 32 主站读模拟量.39 图表 33 子站响应读模拟量.39 图表 34 主站召唤装置当前运行定值区号.4
6、1 图表 35 子站上传装置当前运行定值区号.42 图表 36 主站召唤装置定值.42 图表 37 子站上传装置定值.43 图表 38 修改定值：向子站下装定值.44 图表 39 修改定值：子站响应带确认的写条目.45 图表 40 修改定值：下传带执行的写条目.46 图表 41 修改定值：子站响应带执行的写条目.46 图表 42 主站启动总召唤.48 图表 43 子站上送双点信息状态.49 图表 44 总召唤结束.50 图表 45 主站调文件列表及子站上传文件列表头信息.51 图表 46 子站上传文件列表.52 图表 47 主站调录波文件.53 图表 48 子站上传文件内容.54 继电保护故障
7、信息系统通信与接口规范 III图表 50 主站召唤一般文件列表.57 图表 51 子站上传文件列表.57 图表 52 主站召唤文件内容.59 图表 53 子站上传文件内容.59 图表 54 主站下装文件的基本信息.60 图表 55 子站确认下装文件的基本信息.61 图表 56 主站下装文件的具体内容.62 图表 57 子站确认下装文件的具体内容.62 图表 58 主站召唤装置故障历史信息.64 图表 59 子站上送装置故障历史信息.65 图表 60 历史信息数据块定义.65 图表 61 信息传输格式类型（I 格式）的控制域.67 图表 62 编号的监视功能类型（S 格式）的控制域.67 图表
8、63 未编号的控制功能类型（U 格式）的控制域.68 图表 64 超时的定义.68 图表 65 未被确认的 I 格式 APDU 的最大数目 k 和最迟确认 APDU 的最大数目 w.68 图表 66 配置信息组标题特征字符串.71 图表 67 装置配置的“属性结构”定义.72 图表 68 装置配置表示例.74 图表 69 线路配置的“属性结构”定义.80 图表 70 线路配置表示例.80 图表 71 模拟量配置的“属性结构”定义.82 图表 72 模拟量配置表示例.82 图表 73 状态量配置的“属性结构”定义.83 图表 74 状态量配置表示例.84 图表 75 定值区配置的“属性结构”定义
9、.85 图表 76 定值区配置表示例.85 图表 77 装置定值的“属性结构”定义.86 图表 78 定值配置表示例.87 继电保护故障信息系统通信与接口规范 IV第二版前言 为了规范南方电网继电保护故障信息系统通信接口，以保证主站子站间以及主站主站间的互联、互通、互识，为今后各厂家故障信息系统之间通讯的兼容性、系统功能的准确定位、系统运行的稳定性以及工程施工打下一个良好的基础，中国南方电网电力调度通信中心牵头召集南方电网有关单位组织国内有关故障信息系统厂家进行南方电网继电保护故障信息系统一致性测试及互操作试验，主要检测各个厂家主站子站系统之间、子站接入典型 IED 装置的模型实现、协议实现与
10、中国南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范的一致性，以及各厂家主站、子站系统的实际接入能力和效果。根据测试期间发现的问题以及目前南方电网内主站、子站建设的需要，经过多次征求科研、设计、运行、厂家等单位的意见，对中国南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范进行修订。本规范由南方电网电力调度通信中心负责解释。继电保护故障信息系统通信与接口规范 V前 言 继电保护故障信息系统对继电保护及安全自动装置提供了统一的分析平台，有利于调度部门迅速掌握电网实际故障状况以及继电保护动作行为，及时分析电网事故、迅速做出正确判断并快速恢复系统，同时有助于掌握继电保护设备状况，有效地分析继电保护动作行为，提高调
11、度管理及运行管理水平。随着计算机网络技术和数据通信技术的飞速发展和普及，以及电力光纤数据网的建立和继电保护、故障录波等新技术的发展，建立继电保护故障信息系统已经具备了必要的条件和基础。为了规范南方电网继电保护故障信息系统主站子站之间的通信接口，加快继电保护故障信息系统的组织和实施，南方电网电力调度通信中心组织相关单位，总结了工程中的经验、教训，在对主站与子站之间的通信接口进行分析研究的基础上，征求了科研、设计、运行等单位的意见，参照 IEC60870-5-103 的标准并结合南方电网的实际情况编写了南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范。本规范由南方电网电力调度通信中心负责解释。继电保护故
12、障信息系统通信与接口规范 第 1 页 继电保护故障信息系统通信与接口规范 继电保护故障信息系统通信与接口规范 1 范围 本规范规定了南方电网继电保护故障信息系统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。本规范适用于南方电网继电保护故障信息系统。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。IEC60870-5-1：远动设备及系统 第
13、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：基本远动任务配套标准（以下简称 101 标准）DL/T 667-1999：远动设备及系
14、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）DL/T 634.5104-2002：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 C37.111-1999 COMTRADE 暂 态 数 据 交 换 通 用 格 式（以 下 简 称COMTRADE 标准）继电保护故障信息系统通信与接口规范 第 2 页 3 主站与子站通信的接口要求 一般而言，继电保护及故障信息系统（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
15、子站与继电保护、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。子站提供的信息应符合南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范的要求。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。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 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。103 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
16、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：在网络方式时采用 TCP/IP，主站与子站的通信链路采用 104 标准，其应用层报文包含 APCI，参见下图示意。TCP/IP网络应用程序网络驱动程序FT1.2帧APDU应用程序网络驱动程序FT1.2帧APDU 继电保护故障信息系统通信与接口规范 第 3 页 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
17、中，对于没有特别说明的地方，以 103 标准规定为准。3.1 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、子站负责通信的设备应具备支持 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、子站设备到数据网之间的具体设备配置。以下内容仅供参考，不作为规范的要求：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 n
18、64K 的接口。而每个变电站有一套故障信息系统子站设备，子站设备的联网接口一般是标准的以太网口（10/100M）。因此，针对不同的接口情况需要分别处理：1）变电站网络接口为 10M 以太网接口：子站设备直接联网。2）变电站网络接口为 2M 接口：子站设备必须先通过 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。3）变电站网络接口为 E1 信道 n64K 接口：子站设备必须先通过 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
19、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，不属于本规范的内容。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。3.2 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：?链路层说明 继电保护故障信息系统通信与接口规范 第 4 页 网络方式下，链路层传输由底层网络 TCP/IP 协议子集（RFC2200）实现，不在本规范范围内。?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，一个子
20、站仅使用一个端口号。在缺省情况下使用 IEC60870-5-104 标准中经 IANA 确认的端口号 2404。所有子站设备的 IP 地址由调度统一分配，子站设备到不同调度的路由应由数据网管理单位/部门提供。3.3 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。在网络方式下，本规范参照 104 标准，规定应用层结构采用 FT1.2 格式中的 APDU，如下图所示。图表 2 APDU 结构示意图 APCI 的定义与 104 标准相同，其控制域定义及相关内容参见附录 A。启动字符 68H 定义了数据流内的起始点.应用规约数据单元的长度定义了应用规约数据单元主体的长度，它由应用 继
21、电保护故障信息系统通信与接口规范 第 5 页 规约控制信息的四个控制域八位位组和应用服务数据单元所组成。笫一个被计数的八位位组为控制域的笫一个八位位组，最后一个被计数的八位位组为应用服务数据单元的最后一个八位位组，如下图：图 2.1 APDU 长度域 高 5 位 低 3 位 扩展字节 0 0000APDU 长度低 3 位 APDU长度(由低 13位表示)APDU 长度低 8 位 应用服务数据单元的最大帧长为 2041,而控制域的长度是 4 个八位位组，应 用规约数据单元的最大长度为 2045(APDUMAX=2048 减启动长度域(两个 八位位组)。控制域定义抗报文丢失和重复传送的控制信息、报
22、文传输的启动和仃止、传输连接的监视。控制域的计数器机构是按照 X.25 建议的 2.3.2.2.1 至 2.3.2.2.5 节。ASDU 中各部分含义与 103 标准的对照如下表所示。具体说明请参见 103 标准。图表 3 ASDU 在 103 标准中的位置 数据单元数据单元 标识符标识符 103 标准标准 对应章节信息体对应章节信息体 103 标准标准 对应章节对应章节 类型标识（TYP）7.2.1 功能类型（FUN）7.2.5.1 可 变 结 构 限 定 词（VSQ）7.2.2 信息序号（INF）7.2.5.2 传送原因（COT）7.2.3 信息元素集 7.2.6 ASDU 公共地址 3.
23、3.1 应用服务数据单元公共地址 应用服务数据单元公共地址（简称 ASDU 地址）使用两个字节，高 8 位用于区分应用层内容是与子站本身相关还是与站内某台装置相关，规定：1 0H 表示子站本身；2 1HFEH 表示变电站内装置编号；规定一台装置只使用一个编号；3 FFH 用于对子站内所有装置广播。继电保护故障信息系统通信与接口规范 第 6 页 ASDU地址的低3位用来识别CPU号。当进行定值处理时，该域高5位标识定值区号，定值区号0表示当前定值区。若不区分CPU时，CPU地址为0。如下图:图 3.1 ASDU 公共地址 高 5 位 定值区号 低 3 位 CPU 号 扩展字节 D8 D4 D3
24、D2 D1 ASDU 公共地址 设备地址 3.3.2 功能类型 FUN 及信息序号 INF 功能类型 FUN：由子站根据装置情况确定，子站自身应单独视为一个装置。信息序号 INF：由子站根据装置情况确定。说明：1.信息表一般应由子站提前提交给主站，如有自定义或定义冲突等情况由双方协商。2.各接入的二次设备的“通讯状态”可以视为子站的一组遥信量，使用 103 协议中的专用部分功能类型 FUN（定为 253），信息序号 INF 代表装置地址。在总查询时，使用 ASDU42 上送子站遥信时上送全部设备的“通讯状态”；运行过程中的装置“通讯状态”变化使用 ASDU1 立即上送。3.为了能够在主站及时的
25、反应出装置定值变化情况，本系统子站采用定时读取装置定值，每次取到定值后与前一次对比如果发生变化的话需要上送相应的告警信息通知主站的作法，具体定时周期由子站设置；定值的变化可视为子站的一组遥信量，使用 103 协议中专用部分功能类型 FUN（定为 252），信息序号代表装置地址，运行过程中发现装置定值变化时使用 ASDU1 立即上送 3.3.3 关于配置信息 为了正确地传递和解释信息，主站、子站对于装置信息量的含义、格式等必须理解一致。一般而言，常规方式是主站、子站根据用户要求确定统一的信息表，各自输入其数据库。由于 103 标准提供通用服务，信息可以自描述，因此可以通过通用服务传递信息配置表，
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