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南网103规约简介


南网 103 规约简介

府河电气集团
刘永清 二○○八年四月三日

内容索引 基本特点-该规约的发展与特点及主要不足 功能范畴-该规约文档定义了哪些功能 数据报文-定义了哪些用于传送命令和数据报文的帧 功能实现-定义的功能是如何在定义的报文帧上实现的 配置定义-子站配置和装置数据定义 报文规范-详细的数据报文的格式


南网 103(又称南网 104)来源和特点
南网 103 与全国各地区一样, 是根据 IEC60870-5-103,在内蒙保信 系统主子站通信规约(内蒙 103)的基础上发展而来,并汲取各地方 完善改良的经验而成。继本质上与内蒙 103 是同一个系列,所以大部 分内容都是相似的。经过发展,它新增了以下几个主要特点: ? 应用数据的通信报文的控制方式由主从式(也就是标准 103 规定 的问答式) 更改为 IEC-60870-5-104 的报文窗口计数的方式。 这样 可以简化应用程序的实现,提高效率,减少通信带宽的占用。 ? 对命令报文交换的过程全面增加了一个标识,使通信过程更为可 靠,命令执行的控制更为方便,也为命令的并发执行提供了条件。 ? 增加了 CPU 概念,使得处理对象的粒度可以细化到装置的 CPU 插件。 ? 扩充了功能,完善了语义,规约的功能和语义表达能力得到了增 强,统一并提高了主子站系统的数据表达与综合能力。 它的主要不足之处是: ? 没有脱离标准 103 的基本框架,它是以信息分类分组为核心而不 是以功能为核心的,导致部分命令的执行过于复杂,部分功能有 歧义。

定义的功能范畴 1, 从子站读取配置

? 读取子站一次设备对象和二次装置对象(IED)的配置信息 已经定义的对象有: 母线、线路、发电机、变压器、断路器、刀闸、电抗器、电容 器、智能装置(IED) ? 读取 IED 的数据定义信息(点表) IED 的数据定义了如下类别: 定值区、定值、软压板、模拟量、开关量、保护动作、自检信 息、异常告警信息、通讯状态、启动事件、跳闸事件、重合事 件、测距事件、故障量、录波通道、故障报告 2, 定制子站的数据

主站可以定制子站要传送到主站的数据。通过定制,子站只有在 满足传送条件下传送定制的数据,其他数据不主动上传。 定制包括范围和条件。定制范围可以指定全子站和指定装置。定 制的条件由多种条件组合而成,包括: 运行状态、数据类别、点表条目、时间范围等。 3, 获取子站一级的数据,包括装置的通信状态和运行状态

? 从子站读取装置的通信状态 主站可以手动或定时读取子站所有装置当前的通信状态 可以通过在主站设定来实现定时从子站刷新装置的通信状态。 一般装置通信状态改变要求子站主动上送。

? 从子站读取装置的运行状态 主站可以手动或定时读取子站所有装置当前的运行状态 可以通过在主站设定来实现定时从子站刷新装置的运行状态。 一般装置运行状态改变要求子站主动上送。 4, 获取运行装置的当前数据,包括定值区、定值、模拟量、开关

量、软压板 ? 读取装置的当前定值区或定值 ? 主站可以通过手动或定时读取装置的当前定值区或定值 ? 可以指定定值区或指定 CPU 读取指定的定值,也可以直接 指定为当前定值区 ? 可以指定从子站库存或从装置读取 ? 读取装置的模拟量的当前值 ? 主站可以通过手动或定时读取装置的模拟量的当前值 ? 可以读取指定 CPU 的当前模拟量值 ? 可以指定从子站库存或从装置读取 ? 读取装置的开关量的当前值 ? 主站可以通过手动或定时读取装置的开关量的当前值 ? 可以读取指定 CPU 的当前开关量值 ? 可以指定从子站库存或从装置读取 ? 读取装置的软压板投退的当前值 ? 主站可以通过手动或定时读取装置的软压板的当前值 ? 可以读取指定 CPU 的当前软压板

? 可以指定从子站库存或从装置读取 5, 实时获取子站一级的突发数据,包括:

? 子站通信状态变化 主站与子站通信状态由通信连接决定,主站和子站应自动处理 ? 装置通信状态变化 子站连接的装置通信状态改变时由子站立即主动上送 ? 子站配置变化 子站的配置改变时由子站上送一条信息,可以为手动或自动触 发 ? 装置定值改变 装置定值改变时由子站主动上送,一般应自动触发上送 6, 实时获取装置的突发数据,包括:

? 定值区的切换 ? 定值变化数据 ? 软压板投退 ? 开关量的变位 ? 自检信息 ? 运行告警 ? 启动事件 ? 动作事件 ? 跳闸事件 ? 重合事件

? 测距信息 ? 故障量 ? 故障简报 以上信息全部由子站实时自动地上送,主站根据配置有选择地显 示相应的信息 7, 重新获取子站的历史数据

? 子站的突发数据和装置的突发数据应长期保存在子站。 ? 主站在必要时可以有选择地重新读取保存在子站的历史数据。 ? 重新读取历史数据时选择的条件有: ? 指定整个子站范围内或指定某个装置 ? 指定要读取的数据的时间范围 ? 指定要读取的数据的类型 8, 获取装置的故障录波文件列表

? 子站自动从装置获取录波文件并形成录波文件列表 ? 子站对录波文件作初步故障分析 ? 对于判断出有故障的录波文件,以故障简报主动上送 ? 主站通过指定装置和时间范围来重新获取所指定装置的录波 时间位于指定时间范围的所有的故障录波文件的清单 9, 获取装置的故障录波文件

主站可以获取指定装置指定名称的录波文件 10, 获取子站或装置的故障报告 通过指定子站或装置的一个有效故障绝对时间来获取子站得到或

综合的故障报告,子站上送时间上最接近的故障报告数据 11, 从子站获取一般文件列表 可以指定一个包含通配符的串来获取一个指定的一般文件列表 12, 从子站获取一般文件 可以获取从获取的一般文件列表中的一般文件,如子站的建模文 件等 13, 对时 ? 可以对子站单独对时 ? 对子站广播对时 ? 可以对装置单独对时 14, 切换定值区 在功能开放和操作允许的情况下可以切换装置的运行定值区 15, 修改定值 在功能开放和操作允许的情况下可以修改装置的定值 16, 投退软压板 在功能开放和操作允许的情况下可以投退装置的软压板 17, 其他功能 ? 主站可以取消当前尚未完成的命令,子站要停止命令执行并终 止传送数据

定义的数据报文帧说明 报文帧基本格式以 iec104 中定义的 APCI 为报文传送控制规范, 以 iec103 为基础扩展的 ASDU 为数据传送规范, 它们共同构成传 送的报文格式。通信过程需要一些控制帧来协助完成,这些属于 iec104 中规定的内容,与具体的数据无关。 这个规范中有以下几点为特别扩充的部分: ? APCI 中报文长度字段被扩展为两个字节

? ASDU 中应用服务数据单元公共地址被扩展为两个字节 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: ? 0H 表示子站本身; ? 1H~FEH 表示变电站内装置编号;规定一台装置只使用一 个编号; ? FFH 用于对子站内所有装置广播。

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。如下图: 扩 ASDU 公共地 址 展 字 D8 节 高5位 定值区号 D D D D4 D3 7 6 5 设备地址 ? 凡有报文交换的通信过程,基本上都扩充了报文匹配标识字段 这种扩充使得主站与子站通信功能的并发执行成为可能,可以 有效地利用有限的带宽高效地完成并发命令 ? 数据报文帧列表 下行报文(主站向子站发送的报文) 报文类型 ASDU6 ASDU7 ASDU10 ASDU21 ASDU13 ASDU15 ASDU17 ASDU101 ASDU103 报文说明 对时 总查询 通用分类写 通用分类读 召唤录波文件 兼容性 标准 标准 标准 标准 扩展 低 3 位 CPU 号 D2 D1

召唤录波文件列表 扩展 召唤历史数据 扩展

召唤一般文件列表 扩展 召唤一般文件 扩展

上行报文(子站发送到主站的报文) 报文类型 ASDU1 ASDU2 ASDU4 ASDU8 ASDU10 ASDU12 ASDU14 ASDU16 ASDU18 ASDU42 ASDU102 ASDU104 报文说明 突发的非故障事件 突发的故障事件 测距值 总查询结束 通用分类数据 故障简报 上传录波文件 上传录波文件列表 上传历史数据 上传状态量 上传一般文件列表 上传一般文件 兼容性 标准 标准 标准 标准 标准 扩展 扩展 扩展 扩展 标准 扩展 扩展

定义功能的实现
此处说明完成功能时需要的数据报文帧交换的过程。 1, 唤子站配置

召唤子站组标题, 得到一次设备对象和装置的列表以及这些对象的属 性和它们之间的关联关系。这些对象包括:母线、线路、发电机、变 压器、断路器、刀闸、电抗器、电容器、装置(IED) 。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第一组对象列表 得到 N 个对象分组 备注

主站 召唤子站组标题 子站 上传组标题 主站 召唤第一组的描述 子站 上传第一组的描述 … 主站 召唤第 N 组的描述 子站 上传第 N 组的描述 主站 召唤第一组的属性结构 子站 上传第一组的属性结构 … 主站 召唤第 N 组的属性结构 子站 上传第 N 组的属性结构

ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第一组对象属性 和对象间的关联关系 得到第 N 组对象列表

ASDU21 ASDU10
得到第 N 组对象属性 和对象间的关联关系

完成此过程后,主站将拥有子站的全部对象的定义,拥有这些这些对

象的重要属性,并可在它们之间建立起关联关系。特别是,主站拥有 最主要的管理对象装置的列表和基本信息, 可以自动或手动地完成召 唤装置的数据定义信息 (点表) 。 装置最重要的属性是装置编号、 CPU 数目和 CPU 编号。 2, 召唤装置定义

这就是召唤装置的数据定义信息(点表) 。召唤装置定义后可得到该 装置的下列信息的详细定义:定值区、定值、软压板、模拟量、开关 量、保护动作、自检信息、异常告警信息、通讯状态、启动事件、跳 闸事件、重合事件、测距事件、故障量、录波通道、故障报告。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第一个 CPU 第一 组数据定义描述 得到第一个 CPU 数据 定义 N 个分组信息 备注

主站 召唤装置的第 1 个 CPU 组标题 子站 上传装置的第 1 个 CPU 组标题 主站 召唤第 1 个 CPU 第一组的描述 子站 上传第 1 个 CPU 第一组的描述 … 主站 召唤第 1 个 CPU 第 N 组的描述 子站 上传第 1 个 CPU 第 N 组的描述 主站 召唤第 1 个 CPU 第一组属性结构 子站 上传第 1 个 CPU 第一组属性结构 … 主站 召唤第 1 个 CPU 第 N 组属性结构

ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第一个 CPU 第一 组数据定义的属性 得到第一个 CPU 第 N 组数据定义描述

ASDU21

子站 上传第 1 个 CPU 第 N 组属性结构 … 主站 召唤装置的第 N 个 CPU 组标题 子站 上传装置的第 N 个 CPU 组标题 主站 召唤第 N 个 CPU 第一组的描述 子站 上传第 N 个 CPU 第一组的描述 … 主站 召唤第 N 个 CPU 第 N 组的描述 子站 上传第 N 个 CPU 第 N 组的描述 主站 召唤第 N 个 CPU 第一组属性结构 子站 上传第 N 个 CPU 第一组属性结构 … 主站 召唤第 N 个 CPU 第 N 组属性结构 子站 上传第 N 个 CPU 第 N 组属性结构 3,

ASDU10

得到第一个 CPU 第 N 组数据定义的属性

ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第 N 个 CPU 第一 组数据定义描述 得到第 N 个 CPU 数据 定义 N 个分组信息

ASDU21 ASDU10 ASDU21 ASDU10
得到第 N 个 CPU 第一 组数据定义的属性 得到第 N 个 CPU 第 N 组数据定义描述

ASDU21 ASDU10
得到第 N 个 CPU 第 N 组数据定义的属性

获取装置当前的定值区、定值、模拟量、开关量、软压板

这些信息都是被定义为通用分类数据,因此其实现过程相似。主站在 召唤装置定义后拥有这些数据的分组信息, 因此召唤这些数据就是找 到相应的分组然后召唤相应组的当前值。如果指定了 CPU 则只召唤 相应的 CPU 即可。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU21
备注

主站 召唤第 1 个 CPU 第一组的当前值

子站 上传第 1 个 CPU 第一组的当前值 … 主站 召唤第 1 个 CPU 第 N 组的当前值 子站 上传第 1 个 CPU 第 N 组的当前值 … 主站 召唤第 N 个 CPU 第一组的当前值 子站 上传第 N 个 CPU 第一组的当前值 … 主站 召唤第 N 个 CPU 第 N 组的当前值 子站 上传第 N 个 CPU 第 N 组的当前值 4,

ASDU10

得到第一个 CPU 第一 组当前值

ASDU21 ASDU10
得到第一个 CPU 第 N 组当前值

ASDU21 ASDU10
得到第 N 个 CPU 第一 组当前值

ASDU21 ASDU10
得到第 N 个 CPU 第 N 组当前值

获取子站一级的数据,包括装置的通信状态和运行状态

这是通过对子站总查询来完成的。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 主站 总召唤 子站 上传装置通信状态和运行状态 子站 总召唤结束 5, 实时获取子站和装置的突发数据 命令或数据 报文帧 ASDU7 ASDU42 ASDU8
地址为 0 得到装置通信状态和 运行状态 备注

这是通过子站主动上传报文来完成的。下面的报文是子站自动发送 的,只有在发生相应的事件时才会有报文上送。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧
备注

子站 突发的非故障事件 子站 突发的故障事件 子站 故障测距 子站 故障量 子站 故障简报 6, 重新获取子站的历史数据

ASDU1 ASDU2 ASDU4 ASDU10 ASDU12

定值改变 FUN=252 配置改变 FUN=0

功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU17 ASDU18
备注

主站 召唤历史数据 子站 上传历史数据 7, 获取装置的故障录波文件列表

功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU15 ASDU16
备注

主站 召唤录波文件列表 子站 上传录波文件列表 8, 获取装置的故障录波文件

功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 报文帧 ASDU13 ASDU14
备注

主站 召唤录波文件 子站 上传录波文件 9, 获取子站的一般文件列表

功能的完成过程和报文交换流程如下:

主体

命令或数据

报文帧 ASDU101 ASDU102

备注

主站 召唤一般文件列表 子站 上传一般文件列表 10, 获取子站的一般文件 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据

报文帧 ASDU103 ASDU104

备注

主站 召唤一般文件 子站 上传一般文件 11, 对时 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 主站 对时 12, 切换定值区、修改定值、投退软压板 这是通过通用分类写来完成的。 功能的完成过程和报文交换流程如下: 主体 命令或数据 命令或数据

报文帧 ASDU6

备注

报文帧 ASDU10 ASDU10 ASDU10 ASDU10

备注

主站 带确认的写条目 子站 肯定或否定确认写条目 主站 带执行的写条目 子站 肯定或否定执行写条目 13, 取消命令

发送一帧 COT=252 其他与命令帧完全相同的帧。

配置定义详细说明
1, 子站配置组标题定义
GIN 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 特征字符串 装置配置 线路配置 母线配置 开关配置 变压器配置 发电机配置 电抗器配置 电容器配置 刀闸配置 备注

2,

装置数据组标题定义
GIN 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 0xx00H 特征字符串 定值 定值区号 模拟量 软压板 状态量 包括保护事件、自检信息、开入量等,一般都用 FUN/INF 组合来表示, 用 ASDU1、 ASDU2、 ASDU42 等传输 主要指装置动作时产生的故障量信息,例如:最大 电流、零序电流、故障时各项电压等等!具体值信 息通过 ASDU10 报文自动上送; 第 0 条目固定为“故障时间” ,描述无需上送,但 每次上送实际值必须填写,其它信息条目号从 1 开 始起编; 备注

0xx00H

故障量

3,

装置数据类型定义

类型标识 0 1 2

类型含义 开关量 保护动作信号 装置自检告警

4,

故障类型定义

用一个字节表示故障类型,简称 FPT
“FPT”是一个字节共八位,每一位的意义分别如下 位 1 0 D7 有效 位 无效 位 D6 保 留 保 留 D5 保 留 保 留 D4 区外 故障 区内 故障 D3 接地故 障 非接地 故障 D2 C 相故 障 C 相无 故障 D1 B 相故 障 B 相无 故障 D0 A 相故 障 A 相无 故障

例如:0000,0001 表示无效;1000,1001 表示 A 相接地故障;1000,0011 表示 AB 相间故障,1001,0000 表示有故障但是区外故障,类型未知。

5,

跳闸相别定义

用一个字节表示故障类型,简称 JPT
“JPT”是一个字节共八位,每一位的意义分别如下 位 1 0 D7 有效 位 无效 位 D6 保留 保留 D5 保留 保留 D4 保留 保留 D3 保留 保留 D2 C 相跳 闸 C 相无 跳闸 D1 B 相跳 闸 B 相无 跳闸 D0 A 相跳 闸 A 相无 跳闸

例如:0000,0001 表示无效;1000,1001 表示 A 相跳闸;1000,0111 表示三相跳闸。

6,

运行状态的定义
状态标识 0 1 2 3 其它 停用 运行 调试中 :检修 未定义 状态含义

7,

装置类型的定义
类型标识 0 1 2 3 4 5 6 8 10 11 子站 母差保护 变压器保护 线路保护 发变组保护 断路器保护 电抗器保护 电容器保护 故障录波器 母联保护 类型含义

12 13 14 15

低频解列装置 测控装置 安全自动装置 其他装置

报文定义
参见南网 103(2.0)规约文本 用户提供的信息: ? 画图软件智能化,自动生成图。 (完善画图软件的功能) ? 规约中不需要主站对子站任务的操作控制功能。 (提供修订的通信规约) ? 录波器单独组网,并直接接入到主站。 (提供组网方案) ? 网络全部改为数据网(用户完成) ? 远程控制实现方法,完成主要的远程控制功能,可以重新启动通信程序或系统,查看系 统运行状态(制定远控协议) 孟皓 13947165352


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