南方电网远动101、104通信规约故障分析及排查基本方法培训讲义
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检测规程、标准及验收标准
1)DL/T 814-2002 配电自动化功能规范
2)DL/T 721-2000 配电网自动化系统远方终端
3)GB/T13729-2002 远动终端设备
4)DL/T 634.5-101远动设备及系统标准传输协议子集第101部分
5)DL/T 634.5-104远动设备及系统标准传输协议子集第104部分
6)Q/GDW 370城市配电网技术导则
7)Q/GDW 382配电自动化技术导则
8)生配电[2009]196号《配电自动化试点建设与改造技术原则》
9)GB/T 14598.10-2007《电气继电器第22-4部分:量度继电器和保护装
置的电气骚扰试验-电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验》
10)GB/T 14598.14-1998《量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分:
静电放电试验》
11)GB/T 14598.18-2007《电气继电器第22-5部分:量度继电器和保护装
置的电气骚扰试验-浪涌抗扰度试验》
12)GB/T 7261-2008《继电保护和安全自动装置基本试验方法》
13)DL/T 478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》
14)GB/T 15145-2008《输电线路保护装置通用技术条件》
15)Q/701-205.000-2010《质量手册》
16)Q/701-205.002-2010《环境和职业健康安全管理手册》
传输规约检验
1 101规约连通性测试
测试结果符合规约要求则填“√”,测试结果不符合规约要求则填“×”。
2 104规约连通性测试
测试结果符合规约要求则填“√”,测试结果不符合规约要求则填“×”。
第39卷第5期电力系统保护与控制Vol.39 No.5 2011年3月1日Power System Protection and Control Mar.1, 2011 应用101(104)规约的“电网调度自动化系统”在现场调试维护中的关键技术分析张士勇1,陈 春1,贾大昌2,陈云仑3(1.大丰市供电公司,江苏 盐城 224100;2.无锡市供电公司,江苏 无锡 214061;3.国电南京自动化股份有限公司,江苏 南京 210003)摘要:针对101(104)规约在调试运行中的一些常见问题,着重以分析报文为手段,介绍了数字通道、模拟通道的优缺点、101(104)规约设置时的注意点,分析了如何选择适合的101规约通道方式、101规约时对时是否达标的判别。
对改造扩建中误遥控问题、通道误码率较大的问题、遥测死区值的问题,变压器档位上送问题、通信服务器的可利用资源问题进行了分析,并提出解决方法。
介绍了判别104规约对时是否达标的方法,指出了分析报文对于发现规约通信问题的重要性。
关键词:101规约;104规约;调试;运行;通道;对时;调度自动化Analysis of the pivotal technique in fieldwork of electric power grid SCADA system which applied 101(104)protocolsZHANG Shi-yong 1,CHEN Chun 1,JIA Da-chang 2,CHEN Yun-lun 3(1. Dafeng Electric Power-Supply Company,Yancheng 224100,China;2.Wuxi Electric Power-Supply Company,Wuxi 214061,China;3. Guodian Nanjing Automation Co.,Ltd,Nanjing 210003,China)Abstract:The pro and con of digital channel and analog channel,the setup points of IEC 60870-5-101/104 transmission protocols (101/104 protocols)are introduced for the debug common problems of 101/104 protocols by analyzing messages.How to choose proper channel mode of protocol 101 and differentiate eligible timing alignment of protocols 101 is analyzed. The issues of error telecontrol of rebuild,high error code rate of channel, telemeter dead zone value,submittion of transformer layers and available resource of communication server are analyzed and resolved.The method of differentiating timing alignment of protocol 104 is presented,and the importance of discovering protocol communication problems by analyzing messages is pointed out.Key words:protocol 101;protocol 104;debug;operation;channel;time alignment;SCADA中图分类号: TM76 文献标识码:B 文章编号: 1674-3415(2011)05-0148-050 引言随着国民经济增长,对电能的需求越来越大,随之一个变电站的主变、出线间隔数量也越来越多,需上传至主站的信号量也越来越大,这对调度自动化系统和厂、站自动化系统的数据通信提出了更高的要求[1],而传统的CDT规约传输的遥信量为512个、遥测量为256个、遥控量为256个,对于一个普通的35 kV变电站,容量足够,但对于一个220 kV 变电站或出线较多的110 kV变电站则远远不够,为此,目前“电网调度自动化系统”产品已大量采用101(104)规约,相应的变电站自动化产品技术也完全支持该规约接口。
远动101规约及工程中遇到的问题摘要简要分析02版101规约格式及基本应用实例,就工程中出现的一些问题进行简要分析。
以加强大家对101规约的理解。
IEC60870-5-101从出版以来,得到了广泛的应用,特别是2001年02版101规约出版以来。
我们莱芜是较早应用101规约的地调之一,2002年主站EMS系统iES500上线以来,101规约不断接入。
期间经过了多次主分站规约的改造,版本出现了很多。
今年8月,作为山东省十一五期间最后一批更换EMS的地调之一,我们莱芜供电公司开始了EMS更换的工作。
本次更换,我们调度自动化主站将采用南京南瑞科技公司的Open3000系统,如今上行调试已经结束,下行调试也接近尾声。
调试期间,由于对规约的不熟悉,出现了很多问题。
作为用户,我就101规约一些常用应用及工程中遇到的问题简要阐述一下。
101规约报文格式:101数据传输帧格式主要有三种:可变帧长、固定帧长及单个字符帧格式。
可变帧长格式用于主站向子站传输数据或由子站向主站传输数据;固定帧长格式用于子站回答主站的确认报文或主站向子站的询问报文。
可变帧长格式报文如下图所示:报文示例:总召唤命令报文->68 09 09 68 53 64 64 01 06 64 00 00 14 9A 16固定帧格式用于子站回答主站的确认报文,或主站向子站的询问报文。
具体格式为:报文示例:(召唤链路状态)M->R:1049014A16单个字符E5H除非有1级用户数据访问请求(ACD=1)或者后续报文将引起溢出(DFC=1)才采用固定帧长帧。
单个控制字符E5用来取代固定帧长肯定确认帧或固定帧长否定确认帧。
控制域格式RES:备用FCB:帧计数位:帧计数位0,1,为了每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。
帧计数位用来消除信息传输的丢失和重复。
启动站向同一从动站传输新一轮的发送/确认或请求/响应传输服务时,将帧计数位(FCB)取相反值,启动站为每一个从动站保留一个帧计数位(FCB)的拷贝,若超时未由从动站收到所期望的报文,或接收出现差错,则启动站不改变帧计数位FCB的状态,重复原来的发送/确认或者请求/响应服务。
101、104规约报文解析方法一、电力系统数据通信协议体系IEC60870-5系列:远动通信协议体系IEC60870-6系列:计算机数据通信协议体系IEC61850-7系列:变电站数据通信协议体系IEC60870-5系列;IEC TC57 WG03(远动规约)配套标准IEC60870-5-101:基本远动任务IEC60870-5-102:电能累计量IEC60870-5-103:继电保护IEC60870-5-104:IEC60870-5-101的网络访问其他规约类型;CDT、DNP3.0、MODBUS等。
二、远动传输规约IEC60870-5-104的解析方法1)程序启动后,首先发送链路连接请求帧,68 04 07 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即07 00 00 00)控制域第一个八位组:07H-->0000 0111由前两位11可知是U格式帧;由第三四位01可知是链路连接请求帧2)随后,接到模拟从站发送来的连接请求确认帧,68 04 0B 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即0B 00 00 00)控制域第一个八位组:0BH-->0000 1011由前两位11可知是U格式帧;由第三四位10可知是链路连接确认帧3)主站发送测试链路询问帧,68 04 43 00 00 00控制域第一个八位组:43H-->0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位01可知是链路测试请求帧4)从站发送链路测试确认帧;68 04 83 00 00 00控制域第一个八位组:43H-->0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位11可知是链路测试确认帧5)主站发送总召唤激活请求命令;召唤全数据格式例如;68 0E 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):0EH(14个字节,即00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14)控制域第一个八位组:00H-->0000 0000由第一位0可知是I格式帧;控制域第二个八位组:00H-->与第一个八位组的第2-8位组成0000 0000(高位)0000 000(低位)所以,发送序号N(S)=0(注:I格式帧计数)控制域第三四八位组:00H 00H-->0000 0000(第四个八位组,高位)0000 000(第三个八位组的第2-8位,低位)类型标识:64H(CON<100>:=总召唤命令)可变结构限定词:01H(SQ=0,number=1)传送原因:06H 00H(Cause=6,激活)APDU地址:01H 00H(ADDR=1,即0001H,低位在前,高位在后)信息体地址:00H 00H 00H(低位在前,高位在后)信息体元素:14H(召唤限定词QOI=20,站召唤全局)7)从站站发送总召唤激活结束命令,68 0E 06 00 02 00 64 01 0A 00 01 00 00 00 00 14传送原因;0A(结束字符)遥信报文;6)从站发送单点遥信数据帧;68 1E 02 00 02 00 01 05 14 00 01 00 0A 00 00 00 0C 00 00 00 0E 00 00 00 10 00 00 00 64 00 00 01控制域;02 00 02 00类型标识:01H(CON<1>:=单点信息)可变结构限定词:05H(SQ=0,number=5,由此可知有5个不连续的单点信息)传送原因:14H 00H(Cause=20,响应站召唤)终端地址:01H 00H第一个信息体地址:0AH 00H 00H(点号:10)第一个信息体数据:00H(遥信状态;分)第二个信息体地址:0CH 00H 00H(点号;12)第二个信息体数据:00H(遥信状态;分)。
101及104规约报文解析方法101、104规约报文解析方法一、电力系统数据通信协议体系IEC60870-5系列:远动通信协议体系IEC60870-6系列:计算机数据通信协议体系IEC61850-7系列:变电站数据通信协议体系IEC60870-5系列;IEC TC57 WG03(远动规约)配套标准IEC60870-5-101:基本远动任务IEC60870-5-102:电能累计量IEC60870-5-103:继电保护IEC60870-5-104: IEC60870-5-101的网络访问其他规约类型;CDT、DNP3.0、MODBUS等。
二、远动传输规约IEC60870-5-104的解析方法 1)程序启动后,首先发送链路连接请求帧,68 04 07 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即07 00 00 00)控制域第一个八位组:07H --> 0000 0111由前两位11可知是U格式帧;由第三四位01可知是链路连接请求帧 2)随后,接到模拟从站发送来的连接请求确认帧,68 04 0B 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即0B 00 00 00)控制域第一个八位组:0BH --> 0000 1011由前两位11可知是U格式帧;由第三四位10可知是链路连接确认帧 3)主站发送测试链路询问帧,68 04 43 00 00 00控制域第一个八位组:43H --> 0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位01可知是链路测试请求帧 4)从站发送链路测试确认帧;68 04 83 00 00 00控制域第一个八位组:43H --> 0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位11可知是链路测试确认帧5)主站发送总召唤激活请求命令;召唤全数据格式启动 68字节数 OE发序列发序列收序列收序列类型标识 64信息数 01原因 06原因 00公共地址 11公共地址 00信息地址 00信息地址 00信息地址 00召唤限定词 14例如;68 0E 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):0EH(14个字节,即00 00 00 00 64 01 06 00 01 0000 00 00 14)控制域第一个八位组:00H --> 0000 0000由第一位0可知是I格式帧;控制域第二个八位组:00H --> 与第一个八位组的第2-8位组成0000 0000(高位) 0000 000(低位)所以,发送序号N(S)=0(注:I格式帧计数)控制域第三四八位组:00H 00H --> 0000 0000(第四个八位组,高位) 0000 000(第三个八位组的第2-8位,低位)类型标识:64H(CON<100>:=总召唤命令)可变结构限定词:01H(SQ=0,number=1)传送原因:06H 00H(Cause=6,激活)APDU地址:01H 00H(ADDR=1,即0001H,低位在前,高位在后)信息体地址:00H 00H 00H(低位在前,高位在后)信息体元素:14H(召唤限定词QOI=20,站召唤全局)7)从站站发送总召唤激活结束命令,68 0E 06 00 02 00 64 01 0A 00 01 00 00 00 00 14传送原因;0A(结束字符)遥信报文;6)从站发送单点遥信数据帧;68 1E 02 00 02 00 01 05 14 00 01 00 0A 00 00 00 0C 00 00 00 0E 00 00 00 1000 00 00 64 00 00 01控制域;02 00 02 00类型标识:01H(CON<1>:=单点信息)可变结构限定词:05H(SQ=0,number=5,由此可知有5个不连续的单点信息) 传送原因:14H 00H(Cause=20,响应站召唤)终端地址:01H 00H第一个信息体地址:0AH 00H 00H(点号:10)第一个信息体数据:00H(遥信状态;分)第二个信息体地址:0CH 00H 00H(点号;12)第二个信息体数据:00H(遥信状态;分)。
101、104规约报文解析方法一、电力系统数据通信协议体系IEC60870-5系列:远动通信协议体系IEC60870-6系列:计算机数据通信协议体系IEC61850-7系列:变电站数据通信协议体系IEC60870-5系列;IEC TC57 WG03(远动规约)配套标准IEC60870-5-101:基本远动任务IEC60870-5-102:电能累计量IEC60870-5-103:继电保护IEC60870-5-104:IEC60870-5-101的网络访问其他规约类型;CDT、DNP3.0、MODBUS等。
二、远动传输规约IEC60870-5-104的解析方法1)程序启动后,首先发送链路连接请求帧,68 04 07 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即07 00 00 00)控制域第一个八位组:07H --> 0000 0111由前两位11可知是U格式帧;由第三四位01可知是链路连接请求帧2)随后,接到模拟从站发送来的连接请求确认帧,68 04 0B 00 00 00起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):04H(4个字节,即0B 00 00 00)控制域第一个八位组:0BH --> 0000 1011由前两位11可知是U格式帧;由第三四位10可知是链路连接确认帧3)主站发送测试链路询问帧,68 04 43 00 00 00控制域第一个八位组:43H --> 0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位01可知是链路测试请求帧4)从站发送链路测试确认帧;68 04 83 00 00 00控制域第一个八位组:43H --> 0100 0011由前两位11可知是U格式帧;由第七八位11可知是链路测试确认帧5)主站发送总召唤激活请求命令;召唤全数据格式启动68字节数OE发序列发序列收序列收序列类型标识64信息数01原因06原因00公共地址11公共地址00信息地址00信息地址00信息地址00召唤限定词14例如;68 0E 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14起始字符:68H应用规约数据单元长度(APDU):0EH(14个字节,即00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14)控制域第一个八位组:00H --> 0000 0000由第一位0可知是I 格式帧;控制域第二个八位组:00H --> 与第一个八位组的第2-8位组成0000 0000(高位)0000 000(低位)所以,发送序号N(S)=0(注:I格式帧计数)控制域第三四八位组:00H 00H --> 0000 0000(第四个八位组,高位) 0000 000(第三个八位组的第2-8位,低位)类型标识:64H(CON<100>:=总召唤命令)可变结构限定词:01H(SQ=0,number=1)传送原因:06H 00H(Cause=6,激活)APDU地址:01H 00H(ADDR=1,即0001H,低位在前,高位在后)信息体地址:00H 00H 00H(低位在前,高位在后)信息体元素:14H(召唤限定词QOI=20,站召唤全局)7)从站站发送总召唤激活结束命令,68 0E 06 00 02 00 64 01 0A 00 01 00 00 00 00 14传送原因;0A(结束字符)遥信报文;6)从站发送单点遥信数据帧;68 1E 02 00 02 00 01 05 14 00 01 00 0A 00 00 00 0C 00 00 00 0E 00 00 00 10 00 00 00 64 00 00 01控制域;02 00 02 00类型标识:01H(CON<1>:=单点信息)可变结构限定词:05H(SQ=0,number=5,由此可知有5个不连续的单点信息)传送原因:14H 00H(Cause=20,响应站召唤)终端地址:01H 00H第一个信息体地址:0AH 00H 00H(点号:10)第一个信息体数据:00H(遥信状态;分)第二个信息体地址:0CH 00H 00H(点号;12)第二个信息体数据:00H(遥信状态;分)。
I综合研究・Zo*ghe Yanjiu远动使用南网104规约通信时主备机在遥信信号发生雪崩状态下的切换实验现象分析周运卓!陈泰峰#(1.南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司,江苏南京210000;2.南方电网海南数字电网研究院有限公司,海南海口570100)摘要:500kV变电站在投产前,远动机都要进行雪崩状态下的切换实验,以验证远动机在极端条件下的通信能力。
现主要介绍了南网104规约实施细节,并分析了雪崩状态下远动主备机切换实验时所产生的现象是否符合南网104规约实施细节。
关键词:南网104规约;远动机;雪崩状态;主备机切换0引言本文以远动机使用南网104规约通信时,在信信生雪崩状态下的主备机切换实验生的现象研究象,合南网104规约实施细节,分析实验现象产生的。
雪崩状态是指信号在时间内(1mm)聚集骤增,发生雪崩一样的现象。
1南网104规约实施细节的相关要求1.1南网104规约报文基本格式此类报文的基本主要有3U S格式、I格式。
I 文的主要功能是信;S文的主要能是;U文的主要能是e1.1.1I格式I文的第1个,0是一;的3个,0是一e规,在此,用数APDU—要有一个或一个以上的ASDUe1.1.2++++SS文1的第一,特等10,3一0e 规定S的A PDU APCIe1.1.3U格式U文的1个,1是一;的3,0是一e 规,在此,用数APDU R 能有APCI存在e STARTD或STOPDT或TESTFR在同一时刻内以一能e1.2报文的丢失预防和重复发送控制一APD U以方向,N(S)发送序列号以及N(R)的都1e增在方,增在方。
站实现APD U数字的,并,站APDU e站在一了一是APDU,—用,有所有是的数字,以此的APDU e要在一个方的数据,就应该在另一方进行S文的发送,并在超时之前是溢之前APDU予以e此,在创建一TCP连接后,都设置0e 1.3通过启停命令控制传输在站通过数启动以停动站所数进行时,站有链打开并以利用时,次有一链用于数e启动停能的用在于由一链接向另一个链接切换过程中防止丢失数据e当建立好之后,站不以在的用户数,也就是在建立好一之后,停能缺省e此时,站不会在进行任何数的,了未编号的能以能之外,站一定要借助:进行一个启动命令的,以此实现用户在一中的数,站要借助于启动能实现这一命令的响e若未启动能,关闭被控站,即初始化站以后,的所有待发数都在了启动功能之后才以e1.4端口号在任何一个TCP地址中,其组成都包括一个端口号和一个IP地址e任何一个和TCP-LAN进行的设备的IP地址都是的,但是系统整体的端口义则相e,南网104规约所规的端口是2404e1.5I格式发送方报文保存和接收方报文确认在某时间段没有实现DTE的最I续APD U数目!e I帧需要按照0-"-1模数进行,此处的模数的是"这一参数的模数e在将"模数进行操时,!始终"-1e规I的APD U没有确定是否达到!值,发送方需要停e方没有I格式报文的最大接收数是#e通常情况下,方I文的数量不超过#个,方就给发送方确认e!的最大推荐范围是1〜32767,推荐值为12,精一APDUe#的最推荐范围是1〜32767,推荐值为8,精一个APDUe!值#值e2实验过程中的现象分析2.1遥信信号分类信信号主要分成两个大类:COS SOEe COS是指不带时的变化信信号;SOE是带有时标的事件记录,即把信生的时按先后逐个记录下e2.2实验现象分析(1)!=12,#=8,主备机104参数里配置了链路重建时清除128Zonghe Yanjiu♦综合研究|COS的信号。
104规约归纳整理目录1 总体介绍 (4)1.1 适用范围 (4)1.2 总体规则 (4)2 基本格式 (4)2.1 基本报文格式 (4)2.2 报文格式分类 (5)2.3 不同报文格式的控制域 (5)2.3.1 I格式报文控制域 (5)2.3.2 S格式报文控制域 (6)2.3.3 U格式报文控制域 (6)3 报文实例 (6)3.1 约定 (6)3.2 初始化 (7)3.2.1 初始化流程 (7)3.2.2 初始化结束指令 (7)3.3 总召唤命令 (7)3.3.1 总召唤流程 (7)3.3.2 总召唤指令格式 (7)3.4 时间同步命令 (8)3.4.1 时钟同步流程 (8)3.4.2 时钟同步指令格式 (8)3.5 时间读取命令 (8)3.5.1 时间读取流程 (8)3.5.2 时间读取指令格式 (9)3.6 复位进程命令 (9)3.6.1 复位进程流程 (9)3.6.2 复位进程指令格式 (9)3.7 遥信数据上报 (9)3.7.1 遥信数据上报流程 (9)3.7.2 遥信数据上报指令格式1(SQ=0) (10)3.7.3 遥信数据上报指令格式2(SQ=1) (10)3.8 遥测数据上报 (11)3.8.1 遥测数据上报流程 (11)3.8.2 遥测数据上报指令格式1(SQ=0) (11)3.8.3 遥测数据上报指令格式2(SQ=1) (12)3.9 遥控命令 (12)3.9.1 遥控操作流程 (12)3.9.2 遥控操作指令格式 (13)3.10 故障事件(新增) (13)3.10.1 故障事件上报操作流程 (13)3.10.2 故障事件上报指令格式 (13)3.11 参数设置 (14)3.11.1 参数设置操作流程 (14)3.11.2 参数设置指令格式1(单个) (14)3.11.3 参数设置指令格式2(多个) (14)3.12 参数读取 (15)3.12.1 参数读取操作流程 (15)3.12.2 参数读取指令格式1(单个) (15)3.12.3 参数读取指令格式2(多个) (16)3.13 文件传输 (16)3.13.1 文件传输-召唤目录操作流程 (16)3.13.2 文件传输-传输段操作流程 (16)3.13.3 文件传输-传输节操作流程 (17)3.13.4 文件传输指令格式 (17)1 总体介绍1.1 适用范围规定了配电网自动化主站系统和配电自动化终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。