深圳南瑞IEC-103规约说明

深圳南瑞IEC-103规约说明
深圳南瑞IEC－103规约说明
深圳南瑞
编写：
校核：
2001年3月12日
前言 (6)
第一章IEC-103规约功能说明 (8)
第二章IEC-103规约结构 (10)
第三章IEC-103物理层说明 (11)
第四章IEC-103链路层说明 (11)
4.1 传输方式 (11)
4.2 传输速率、校验方式和重复帧传输的超
时时间间隔 (11)
4.3 帧格式 (11)
4.3.1 固定帧长帧格式 (12)
4.3.2 可变帧长帧格式 (13)
4.3.3 控制系统至保护设备报文控制域
的定义 (14)
4.3.4 保护设备至控制系统报文控制域
的定义 (17)
第五章IEC-103（深圳所）应用层说明 (20)
5.1 1级和2级用户数据的定义及其优先级
(20)
5.2 应用层系统介绍 (21)
5.3 初始化 (23)
5.4 时间同步 (38)
5.5 总查询 (39)
5.6 正常通信过程(正常情况下链路传输过
程) (52)
5.7 保护事件、告警信息、状态量的传输
(60)
5.8 命令传输过程(信号复归) (61)
5.9 通用分类服务(定值、测量值、软压板
（控制字）) (70)
5.9.1 通用分类服务概述 (70)
5.9.2 目录结构（组号条目号的定义）
(71)
5.9.3 通用分类服务原理 (74)
5.9.4 读取定值、测量值、软压板（控
制字） (75)
5.9.5 修改定值、软压板（控制字）
(81)
5.10扰动数据传输(录波数据传输) (88)
5.10.1 绕动数据的内容 (88)
5.10.2 绕动数据传输的过程 (88)
前言
IEC60870-5-103传输规约是1999年10月1日实施的电力行业标准（国内称为DL/T 667－1999继电保护设备信息接口配套标准），规约要求采用此规约的监控和保护装置必须符合该标准的所有强制性定义。

IEC60870-5-103规约作为新的变电站内通信规约，在以后的大量应用是必然趋势。

它理论上可以传送站内保护所有通讯数据，但同时灵活性也较大。

深圳所IEC-103是该标准的一个子集，主要目的在于明确应用层功能，满足IEC60870-5-103的所有强制性定义，如果该子集与IEC60870-5-103相冲突，则以IEC60870-5-103为准。

在本子集与IEC60870-5-103不相冲突的条件下，深圳所系列监控、保护须严格遵守该规约，以保证该规约的完整性。

本文档重点在于明确如何通过IEC-103规约传送站内继电保护设备各项数据及监控与保
护的报文交换过程，而较少涉及具体报文细节，相应内容可以参考国标规约。

深圳所保留在满足I EC60870-5-103传输规约强制性定义条件下修改该规约的权利，如有修改会尽快通知合作兄弟厂家。

深圳所拥有该规约的最终解释权。

注：下文中IEC60870-5-103指国家标准，IEC-103(深圳所)指深圳所定义的IEC60870-5-103国标子集。

第一章IEC-103规约功能说明
I EC60870-5-103规约描述了两种信息交换的方法，第一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元和为传输“标准化”报文的应用过程，第二种方法使用了通用分类服务，以传输几乎所有可能的信息。

（见规约Page1 范围和目的）。

IEC-103(深圳所)两种方法都采用。

利用第一种方法来实现校时、信号复归、传输保护事件、告警、状态量和故障录波数据；利用第二种方法来实现定值（包括修改定值）、测量值、软压板（控制字）（包括修改软压板（控制字））的传输。

下面是其详细列表(括号中是涉及到的主要长帧报文)。

1.保护动作事件(ASDU2)
2.保护告警信息(ASDU1)
3.保护状态信息(ASDU1)
4.故障录波
(ASDU23/ASDU24/ASDU25/ASDU26/ASD U27/ASDU28/ASDU29/ASDU30/ASDU31) 5.读取定值(通用分类服
务,ASDU10,ASDU21)
6.修改定值(通用分类服务,ASDU10)
7.读取测量值(通用分类服务, ASDU10,ASDU21)
8.读取软压板（控制字）(通用分类服务, ASDU10,ASDU21)
9.修改软压板（控制字）(通用分类服
务,ASDU10)
10.校时(ASDU6)
11.信号复归(ASDU20)
第二章IEC-103规约结构
IEC 60870-5-103 规约基于三层参考模型（增强性能结构），这种模型用三层来表示：物理层、链路层、应用层。

参考模型的应用数据结构中规约数据单元由规约控制信息和服务数据单元组成。

各单元之间的关系见国标规约Page87 “参考模型”一节。

第三章IEC-103物理层说明
支持光纤或者RS-485方式。

控制系统在接入兄弟单位保护设备时，应询问对方保护装置是否提供必须的接口。

第四章IEC-103链路层说明
4.1 传输方式
非平衡传输。

控制系统组成主站，继电保护设备为子站，按照严格的Polling方式进行通信。

4.2 传输速率、校验方式和重复帧传输的超时时间间隔
传输速率为9600Kbit/s或19.2Kbit/s(可调)。

八位数据位，一位停止位，校验方式为偶校验。

重复帧传输的超时时间间隔为50ms，控制系统中此值应当可以调节。

4.3 帧格式
两种帧格式：固定帧长长帧格式和可变帧
长帧格式，本规约子集规定深圳所继电保护设备不支持单字符E5h.，但控制系统应该具备支持单字符E5的能力，以支持外单位支持单字符E5h的继电保护设备。

4.3.1 固定帧长帧格式
固定帧长帧格式用于控制系统向继电保护设备传输询问帧或命令帧（复位数据单元或复位帧计数位），或继电保护设备向控制系统传输确认帧或响应帧。

帧校验和是控制字、地址的算术和（不考虑溢出位即256模和）
子站和主站在接收报文时，校验启动字符、帧校验和、结束字符，检出任何一个差错，该数据帧无效。

4.3.2 可变帧长帧格式
可变帧长帧格式用于控制系统向继电保护设备传输数据，或由继电保护设备向控制系统传输数据之用。

长度L包括控制域、地址域、链路用户数据长度的总和，L最大值为255,子站和主站在组织报文时，要控制链路用户数据的长度，注意使控制域、地址域、链路用户数据长度之和不要超出255。

如果超出，则要考虑分包传送。

帧校验和是控制、地址、链路用户数据的算术和，（不考虑溢出位即256模和）。

子站和主站在接收报文时，应校验两个启动字符、两个L值应一致，接收字符数为L+6,帧校验和、结束字符，若检出任何一个差错，则舍弃此帧数据。

4.3.3 控制系统至保护设备报文控制域的定义
D7 D6 D5
D4 D3—D0
a. 备用位
始终为0。

b.启动报文位
始终为1。

表示是由控制系统向继电保护设备传输，控制系统为启动站。

c. FCB(帧计数位)
控制系统向同一个继电保护设备进行新一轮的发送/确认或请求/响应时，将FCB取反值。

控制系统应为每一个继电保护设备保留一个帧计数位(FCB)的拷贝，若超时未从继电保护设备
收到报文，或接收出现差错，则控制系统不改变帧计数位(FCB)的状态，重传原报文，重传次数大于等于3次，如果通信恢复，则继续正常通信过程，否则将复位该继电保护设备。

继电保护设备在发送报文时，应该保留该发送报文的一个拷贝。

在下一轮传输过程中如果控制系统的FCB 有效且没有取反，则继电保护设备重新发送上一次发送报文的拷贝。

在下一轮传输过程中如果控制系统的有效且FCB取反，则组织新报文发送，并保留此新报文的一个拷贝，并丢弃原来报文的拷贝。

这样有效防止了报文丢失。

复位命令的帧计数位(FCB)为0,帧计数有效位(FCV)为0。

广播校时报文不需要考虑报文丢失和重复重传，无需改变帧计数位(FCB)的状态，故在广播校时报文中帧计数有效位(FCV)为0。

d. F CV(帧计数有效位)
FCV=0:表示帧计数位(FCB)的变化无效。

FCV=1:表示帧计数位(FCB)的变化有效。

e. 功能码
4.3.4 保护设备至控制系统报文控制域的定义
a. 备用位
始终为0。

b. 启动报文位
始终为0：表示是由继电保护设备向控制系统传输。

c. ACD(要求访问位)
继电保护设备有1级用户用户数据，将ACD 置1通知控制系统召唤1级用户数据，如果继电保护设备没有1级用户数据，则将ACD置0。

d. DFC(数据流控制位)
DFC=0 表示继电保护设备可以接受数据。

DFC=1 表示继电保护设备的缓冲区已满，无法接受新数据。

本规约规定深圳所保护设备上送报文中DFC始终为0，即可以接受新数据，控制系统应能够处理DFC=1的报文。

e. 功能码
功能码0
继电保护设备从控制系统接收到复位、读写数据报文时，在传递1级用户数据之前，都要发送一个短帧来通知控制系统继电保护设备已经接收到复位或读写数据报文，且如果有1级用户数据则将ACD置1来通知控制系统召唤1级用户数据。

功能码1：
如果控制系统向继电保护设备召唤1级用户,继电保护设备能够确定有需要发送的1级用户数据,但由于某种原因无法立即组织好,可以用此功能码来组织短帧10 21 01 22 16（假定地址为1）通知控制系统该继电保护设备链路忙，控制系统在接收到此报文后在下一个周期轮询到此继电保护设备时，继续召唤1级用户数据。

第五章IEC-103（深圳所）应用层说明
5.1 1级和2级用户数据的定义及其优先级
1级用户数据（优先级由高到低）：1．有关一次设备的工作状态和系统工作状
态发生变位时形成的数据。

2．继电保护设备动作信号。

3．初始化过程中，继电保护设备发送的
ASDU5报文。

4．控制系统发送总查询命令后，继电保护传
送的状态量或动作信息，继电保护设备发
送的总查询结束报文。

5．命令传输过程中，继电保护设备形成的肯
定或否定认可报文。

6．在通用分类服务控制系统发送读或写命
令后，继电保护设备发送的ASDU10报文。

7．继电保护设备在故障录波后形成扰动数
据时所产生的如下内容：
————扰动数据表ASDU23
————扰动数据传输准备就绪ASDU26
————被记录的通道传输准备就绪
ASDU27
————带标志的状态变位传输准备就绪
ASDU28
————传送带标志的状态变位的状态
ASDU29
————传送扰动值ASDU30
————带标志的状态变位传输结束
ASDU31
2级用户数据：
二级用户数据主要用来传输测量值，IEC－103(深圳所)规定深圳所继电保护设备测量值采用通用分类服务传输，故无2级用户数据，当主站召唤2级用户数据时，用无所请求报文数据回答。

但要求在非深圳所继电保护设备利用ASDU3、ASDU9上送测量值的情况下，深圳所控制系统能够支持。

5.2 应用层系统介绍
IEC－103（深圳所）是严格的Polling规约，按照非平衡方式传输，控制系统为主站，继电保护为子站。

通信开始时，控制系统向继电保
护设备发送服务命令使通信功能复位，然后是对保护进行广播校时，和总查询，总查询完毕后进入通常的召唤2级用户数据的过程。

如果有突发事件，则子站首先通过ACD标志位置1通知主站本子站有1级用户数据，主站然后根据ACD标志位为1来召唤1级用户数据。

对于控制系统主动发送的命令或通用分类服务读命令，子站首先响应一个短帧来确认收到此命令，并将ACD位置1，通知主站有1级用户数据，主站然后根据ACD标志位为1来召唤1级用户数据，如果此时子站尚未准备好1级用户数据，则可发送链路忙报文并将ACD置1以通知主站子站忙，主站接收到此报文后应继续召唤1级用户数据，直到最后接收到1级用户数据或无所请求报文为止。

为了防止主站对某一个子站进行查询的时间过长，规定与某一个子站通信一次后应马上转入与下一个子站的通信过程，主站应该记录与该子站的通信状态，以便下一次轮询到此子站时能够继续正常通信。

应用层功能实现：
利用ASDU1传送告警、状态信息
利用ASDU2来传送事件
利用ASDU6来对保护装置校时
利用ASDU20来对保护装置信号复归
利用通用分类服务实现调取和修改定值、调取和修改测量值、调取测量值，其中定值支持调取多组定值。

5.3 初始化
在以下两种情况下主站发送初始化命令：
——控制系统被复位
——在某一个循环重复时段内未对控制系统作反应
复位命令不影响保护功能，仅仅复位保护的通信功能，被传送的命令可以是复位帧计数位(FCB)或复位通信单元(CU)。

控制系统被初始化后应发送复位通信单元命令。

子站接收到复位命令后，以相应的复位确认响应，并将ACD置1，主站根据ACD为1向子站请求1级用户数据，子站响应以ASDU5来传送保护设备的一些信息(具体内容见Page28 图7).，如果在此过程中有状态变位或者事件信息，这些报文应当在ASDU5报文之前传送。

ASDU5传送完毕后，初始化结束，主站发送广播校时命令后开始总召唤。

初始化过程当中，监控系统应屏蔽对继电保护设备的命令操作，包括定值、测量值、软压板（控制字）操作及信号复归。

报文举例(两个子站，地址为1和2)：
主站：10 5b 01 5c 16 01子站：无回答
主站10 5b 02 5d 16 02子站：10 09 02 0b 16
主站：10 5b 01 5c 16 01子站：无回答
主站10 7b 02 5d 16 02子站：
10 09 02 0b 16
主站：10 5b 01 5c 16 01子站：无回答
主站：10 5b 02 5d 16 02子站：10 09 02 0b 16
主站：10 40 01 41 16 01子站：10 20 01 21 16(确认报文，ACD=1)
主站10 7b 02 5d 16 02子站：10 09 02 0b 16
启动字符
（10H）
控制域
（C）
链路地址
域（A）
帧校验和
（CS）
结束字符
（16H）
主站10 7A 01 7B 16 01子站
6 8
0 E
0 E
6 8
2 8
0 1
0 1
8 1
0 1
0 1
D 2
C E
0 2
2 4
6 D
2 5
0 B
0 2
F 2
1 6
(状态
变
位
报
文
，
A
C
D
=
1
) 主站10 5b 02 5d 16 02子站10 29 02 2b 16 (ACD=1)
主站10 5A 01 5B 16 01 子站
6
8
1
5
1
5
6
8
0 8
0 1
0 5
8 1
0 4
0 1
D 2
0 3
0 3
C 9
E E
D B
D A
C 4
C F
C 8
F 0
4 2
5 0
3 2
4 2
2
9
1
6 主站10 7A 02 7C 16 02子站
6
8
E
E
6
8
8
2
1
8 1 0 1 0 2 D 2 C E 0 2 2 4 6 D
2 5 0 B
0 2 D 4 1 6
5.4 时间同步
在初始化结束后主站发送广播校时报文来对子站进行报文校时，主站还应该周期性地发送广播校时报文。

主站发送广播校时后，即转入下一通信过程。

子站接收到广播校时报文后，修改子站时钟且不发送应答报文。

报文举例：
主站：ASDU6(地址为FF)
子
站
68 0F 0F 68 44 FF 06 81 08 FF FF 00
无
回
答4A 93 2C 0D 8E 03 02 79 16
5.5 总查询
每一次初始化之后都要传送总查询启动报文，在通常的通信过程中，主站周期性地向子站传送总查询报文，周期为15分钟。

子站接收到总查询启动报文后，首先发送确认帧，并将ACD 置1。

主站根据ACD=1开始向子站查询1级用户数据以收集总查询所采集的信息、
总查询过程中，子站传送自身所采集的状态量，为了和自发（突发）的状态变位报文相区
分，状态量报文的传送原因COT为<9>(总查询)。

当总查询正在进行中，子站出现了自发（突发）的状态变位报文，则此自发（突发）的状态变位报文优先传送。

当子站传送完所有状态量后，子站随即发送总查询结束报文，主站与子站的通信转入正常通信过程(正常情况下链路传输过程)。

主站：总查询启动01子站：确认
68 09 09 68 73 01 07 81 09 01 FF 00 00 05 16 10 20 01 21 16
主站：召唤2级用户数据02子站：无所请求报文
10 5b 02 5d 16 10 09 02 0b 16
主站：请求1级用户数据
1
子
站
：
A
S
D
U
1
,
注
意
传
送
原
因
=
1 10 5A 01 5B 16
主站：召唤2级用户数据
02子站：无所请求报文
10 7b 02 7d 16
10 09 02 0b 16
主站：请求1级用户数据
1
子
站
：
A
S
D
U
1
,
注
意
传
送
原
因
=
9 10 7A 01 7B 16
主站：召唤2级用户数据
02子站：无所请求报文
10 5b 02 7d 16
10 09 02 0b 16
主站：请求1级用户数据
1
子
站
：
A
S
D
U
8
,
总
查
询
结
束10 5A 01 5B 16。