赵丽平李群湛陈小川 (西南交通年夜学电气工程学院成都610031) 摘要本文着重计议电工委员会IEC发布的IEC60870-5系列电力系统传输规约配套尺度的一部门：IEC870-5-103继电庇护装备信息接口配套尺度。首先介绍了103规约遵循的传输划定规矩，增强性能模式的理论参考模子，FT1.2帧花式，经常使用的若干种数据类型和问答进程等几个方面的内容。而后例举了103规约在牵引变电所综合自动化系统中的实现方式，凭据牵引变电所中的信息特点，采用通用分类服务完成了所要求的全数丈和控制功能，为相关的研究与工程人员理解和使用103规约提供了一定的扶助。
关头词IEC870-5-103规约传输划定规矩继电庇护
1前言
随着变电站和厂站自动化系统的兴起和成长，为了在兼容装备之间到达信息交换的目的，电工委员会在IEC60870-5系列电力系统传输规约尺度的根蒂根基上，凭据各类运用情况下的分歧要求制定了一系列配套尺度。其中，传输规约IEC870-5-103继电庇护装备信息接口配套尺度是针对分歧继电庇护装备和控制系统之间实现信息交换而制定的。该尺度描写了两种信息交换方式：一种方式是基于严酷划定的运用服务数据单元（ASDUs）和“尺度化”报文的传输运用进程、方式；另外一种是使用通用分类服务可以传输几近所有可能信息的方式。
本文首先对103规约进行理论描写：包括103规约遵循的传输划定规矩，增强性能模式的理论参考模子，FT1.2帧花式，经常使用的若干种数据类型等。由于牵引变电所综合自动化系统中的智能单元包括的信息很是丰硕，不仅包括各类庇护功能和丈控制功能，而且还需要将故障录波和整定值等各类信息上送，所以103规约界说的用和兼容范围其实不能知足牵引变电所综合自动化系统的需要。鉴于上述缘由，采用通用分类服务的目录组成方式加以界说，并经由过程通用分类服务的传输方式进行传输，就能够完成所有功能。
2IEC8705103规约的传输划定规矩
传输规约IEC-8705-103继电庇护装备信息接口配套尺度采用FT1.2异步式字节传输(Asynchronousbytetransmission)的帧花式，对物理层，链路层，运用层和用户进程作了年夜的具体的划定和界说，具体说了然继电庇护装备的信息接口。它适用于具有编码的位串行数据传输的继电庇护装备（或距离单元）和控制系统交换信息。
《IEC60870-5-2：链路传输规约》肯定了链路层的尺度链路传输进程：启动站的链路层仅在前一次所接收的报文传输请求或成功地完成或带过失指示地竣事，才能够接收一个新的报文传输的请求［1］。103规约采用窗口尺寸为1的非平衡方式传输的链路传输划定规矩，即由控制系统向继电庇护装备触发一次传输服务，或成功的完成，或陈述发生过失，以后才能起头下一轮的传输服务，对于发送/确认，请求/响应传输服务在传输进程中遭到干扰，用期待-超时-重发的方式发送下一帧，发送/确认和请求/响应这两种服务由一系列在请求站和响应站之间的不成朋分的对话要素所组成。
3IEC870-5-103规约的参考网络模子和帧花式
执行IEC8705103继电庇护装备信息接口配套尺度（以下简称103规约）依据的网络模子是增强性能结构EPA(EnhancedPerformanceArchitecture)。该结构是凭据ISO的OSI七层尺度模子转化而来的。由于103规约斟酌到传输的效率，即使远动系统在有限的带宽下获得出格短的反应时间，使用的参考模子只有三层。如图1所示［2］。
国内103规约选用传输帧花式是IEC6087052链路传输划定规矩中描写的FT1.2花式。该数据帧有3种规约［2］：单个字符帧，只包括一个字符“E5”（一个8位位组）；固定帧长帧，如图2；可变帧长帧，如图3所示。
固定帧长帧花式用于继保装备与系统之间传输简直认帧、忙帧和询问帧之用。可变帧长帧花式用于控制系统与继保装备传输数据之用。其中，上图2和图3中展开的数据帧中，报文长度L包括控制域、地址域和用户数据区的八位位组的个数，为二进制数；帧校验和是控制、地址和用户数据区八位位组的算术和。 4IEC870-5-103规约经常使用的信息体元素类型
由图4可以看到，103规约报文中重要部门信息体是由包括功能类型和信息序号的信息体标识单元，信息体元素和信息体时标（任选）三部门组成。
在任何一帧包括了信息体的数据报文中，仅从信息体标识（2个字节）即可判断出该报文中传递的数据基本类型，肯定是远信，远测，电度仍是远控点的数据信息。这是由于103规约为各类分歧基本类型的数据划定了分歧的功能类型和信息序号。
本配套尺度界说了两种信息序号：兼容范围和用范围。兼容范围信息序号包括了继电庇护装备和距离单元的一些基本信息内容。用范围的类型、标识功能类型和信息旌旗灯号是斟酌到国内已生产和使用的继电庇护装备在硬件方面可能发生较难顺应的问题而特殊处置的。对于年夜于本尺度所界说的信息内容和数目则采用通用分类服务的方式来传输信息，需要占用比力年夜的内存来界说各类目录和条目。
实现这些信息的传输有两种方式：参照兼容范围界说方式，按距离庇护、过流庇护、变压器差动庇护和线路庇护四种功能类型来界说各类信息的信息序号；按装备来界说继电庇护信息的信息序号，如线路庇护1、变压器1、母线1等，将继电庇护信息分类给予信息序号。
5IEC870-5-103规约常见的问题进程
103规约的国家尺度文本中界说了相当丰硕的轮询问答进程，包括主站初始化、对时、总理睬呼唤等。
5.1初始化进程
包括继电庇护装备（简称继保）自己自己的复位和通讯功能的复位。这里介绍通讯功能的初始化。控制系统→继保，复位饬令帧C_CS_NA_3；继保→控制系统，复位确认响应帧M_CS_NA_3。
5.2对时进程
对时有两种方式，一种以广播饬令由控制系统发给所有的装备，另外一种以发送/确认的方式由控制系统发给某一装备，具体为：控制系统→继保，时间同步的发送帧C_SYN_TA_3；继保→控制系统，时间同步简直认帧M_CON_NA_3。
5.3总理睬呼唤进程
控制系统→继保，总理睬呼唤饬令帧C_IGI_NA_3；继保→控制系统，总理睬呼唤确认帧M_CON_NA_3；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，单点状态帧M_SP_NA_3；继保→控制系统，双点状态响应帧，等，当全数属于总理睬呼唤的表内容传完，继保→控制系统，总理睬呼唤终止帧M_TGI_NA_3。
5.4饬令传输
控制系统→继保，一般饬令帧C_GRC_NA_3；继保→控制系统，确认帧M_CS_NA_3；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，响应帧，做出肯定或否认回答M_TTM_TA_3。
5.5测试模式
控制系统→继保，总理睬呼唤启动帧C_IGI_NA_3；继保→控制系统，确认帧M_CS_NA_3；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，响应帧，指明当地测试模式激活，控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，响应总查询；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，响应帧，测试模式故障报文以test传送；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，响应帧，指明当地参数设定激活，做出肯定或否认回答M_TTM_TA_3。
5.6扰动数据的传输
控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，被记实的扰动表M_LRD_TA_3；控制系统→继保，发送死令进行故障选择C_ODT_NA_3；继保→控制系统，确认帧；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，扰动数据传输准备停当M_RTD_TA_3；控制系统→继保，发扰动数据的请求或终止饬令帧C_ADT_NA_3；继保→控制系统，确认帧；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，带标志的状态变位传输准备停当M_RTT_TA_3；控制系统→继保，发请带标志的状态变位传输或终止传饬令帧C_ADT_NA_3；继保→控制系统，确认帧；控制系统→继保，请求一级数据饬令帧C_PL1_NA_3；继保→控制系统，扰动数据传输竣事M_EOT_TA_3。
6IEC870-5-103规约在牵引变电所综合自动化系统中的实现
6.1牵引变电所综合自动化系统信息交换内容
6.1.1远丈
远丈在收到远测饬令时进行传送。远丈用于显示各庇护测控单元的运行参数，以领会其运行状态。被庇护、丈对象分歧，远丈也不不异。如馈线庇护测控单元远丈为母线电压和馈线电流。
6.1.2召丈
召丈仅在用户需要时召测，无召测饬令时，不需传送。内容包括：召测负荷录波、召测实时电、召测故障录波、召测自检陈述、召测事务陈述和故障陈述。
6.1.3远信
远信在收到远信饬令时进行传送。包括硬远信和软远信。被庇护、丈对象分歧，远信也不不异。
6.1.4远控
远控在收到远控饬令时进行传送。被庇护、丈对象分歧，远控也不不异。如馈线庇护测控单元远控包括馈线断路器选线、馈线电动隔脱离关选线、合闸继电器、跳闸继电器等。
6.1.5事务顺序记实
若远信各旌旗灯号发生变位，应作为事务按顺序记实，并按一级数据先传送。内容包括：开关号（或重合闸）、变位标的目的、变位时间、当地/远控操作等。
6.1.6故障陈述
故障陈述记实了故障发生时的各类参数和系统状态，包括故障时间、故障动作开关号、庇护元件动作类型和庇护启动、出口、返回时间及相关电参数。故障录波记实了故障前两周波至庇护元件动作返回时间内的电流、电压波形及各通道谐波分析值。
6.1.7整定值上传或下送
整定值的上传和下送是牵引变电所中基本的信息交换内容，其具体内容凭据各个分歧的继电庇护装备具有分歧的庇护类型、庇护设置装备摆设和整定原则。如并补庇护测控装配设置装备摆设了电流速断、谐波过电流、过电流、过电压、低电压、谐波阻抗及个支路差流、差压庇护等，相对各类庇护具有分歧的整定值。
6.1.8自检陈述
当装配有自检陈述时，应将自检陈述作为一级数据立即传送到调剂端。自检陈述记实了庇护测控装配的自检状态。包括硬件自检和软件自检，通讯自检和继电器自检等信息。
6.1.9事务陈述
事务陈述记实了庇护测控装配的工作状态。包括装配复位信息、时钟修改信息、整定值修改信息和庇护元件启动但未出口的信息。
6.2通用分类服务的实现
通用分类服务是为了提供一种传送任何类型和花式数据的性能。该服务不仅提供了识别数据包括其类型，花式和描写的能力，还提供了读和写数据值的能力。为了会见在一个继电庇护装备内的通用分类数据，将数据编成目录，通用分类数据的每项存进单一的目录条目，这些目录条目由的通用分类标识序号（GIN）所识别。GIN用两个八位位组来代表，个八位位组是指类似相关条目的一个组，第二个八位位组是指在这个组内的条目的索引号。标识序号GIN可用来区分所有信息。
通用分类服务中的一个重要概念是具有传输任何类型数据的能力，和能够准确诠释其类型和花式，因而在现实数据的前面加上一个其结构被称为“数据集”的类型和长度信息（GDD），就能够形成能自我描写的通用分类数据。
以下以召测故障陈述为例说明通用分类服务的使用方式。
6.2.1故障陈述概述
故障陈述中记实的数据为工作人员准确分析故障缘由，研究反事故对策，实时处置故障事故、评价继电庇护和自动装配动作的准确性，提供了靠得住的依据，同时故障录波数据对于分析系统的故障参数、谐波含；各电气的变化纪律；进行故障定位和系统元件参数丈等具有重要作用。
故障陈述由故障扰动记实表，故障陈述和故障波形三部门组成。故障扰动记实表包括用户需要查看的时间范围内的所有故障陈述，并提供故障陈述的序号，状态和故障发生时间。故障陈述提供关于故障发生时的参数状态，包括故障发生时间、所跳开关号、动作标识、庇护启动、出口和返回时间、相关电及该故障时对应的事务陈述等。馈线故障陈述还包括故障点距离和有无重合闸。故障录波可查看故障前后分歧时刻的电压、电流波形和该次录波中电流或电压泛起的年夜瞬时值。同时提供对录波数据的谐波分析。
由以上信息交换内容可以看出，若采用兼容或用花式基本不成能将数据上送，但采用分类服务运用就可实现。
6.2.2通用数据结构界说
图5中以16组故障波形描写为例，说了然本系统使用的通用分类数据结构，采用上述结构，就能够形成能自我描写的通用分类数据。
6.2.3故障数据传输方式
故障发生后生成扰动表（GROUP=16，ENTRY=6），INF=244，COT=1，RII=0，作为1级数据传给控制系统。控制系统也可读扰动表。数据传输由控制系统写GROUP=11，ENTRY=6、7（INF=250，COT=40）来控制。对写饬令继电庇护装备都要响应，采用读一个组内所有条目的值的方式进行传输，由此发生数据INF=244，COT=12，RII=0同饬令。控制系统收到帧数据后，有无后续帧由后续位CONT(NGD)判断，CONT(NGD)=1暗示有后续帧，控制系统继续理睬呼唤，直至传完所有数据。具体流程如图6所示。
7结论
103规约是一种引进的尺度。IEC在制定IEC608705-5-103等系列协议的时辰，只是依照上经常使用电力系统装备的信息传输需求制定了用和兼容范围。我们在开发牵引变电所综合自动化系统时，由于电气化铁道微机庇护的特殊性，和斟酌到无人值班，远程诊断和未来系统扩大的需求，采用了使用兼容范围的通用分类服务方式交换数据。实践证实，通用分类服务的使用不仅能够知足今朝牵引变电所内包括故障负荷录波、整定值传送等信息和功能的数据交换的需要，而且对于未来扩大的功能和数据具有开放性。
8参考文献
1IEC60870-5-2.远动装备及系统第5部门传输规约第2篇链路传输划定规矩［S］.1992.
2DL/T6671999.远动装备及系统第5部门传输规约第103篇继电庇护装备信息接口配套尺度［S］.1999.
3IEC60870-5-1.远动装备及系统第5部门传输规约第1篇传输帧花式［S］.1990.
4西南交通年夜学，成都博力电气有限公司.牵引变电所平安监控与综合自动化系统说明书.2002.
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