主站与子站间的接口标准与信息规范保护管理系统.docx

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主站与子站间的接口标准与信息规范保护管理系统

江苏电网继电保护运行及故障信息系统接口标准与信息规范

主编单位：

东大金智软件股份有限公司

批准单位：

江苏电力公司调度中心

前言

本规定是在江苏电网继电保护运行及故障信息系统的开发设计的基础上，经各开发厂家和江苏省电力调度通信中心共同讨论研究制定的，由东大金智软件股份有限公司编写。

目前，随着计算机网络技术和数据通信技术的飞速发展和普及，通过数据网络实时传输厂站端的故障录波数据，保护装置的动作及运行信息，以提高电网事故分析的技术水平和深度，及时了解系统保护的运行情况和事故情况，加快对事故及保护异常的处理，提高调度管理及运行管理水平，成为电网调度运行管理部门的重要需求。

因此，江苏电力公司调度中心开始组织和实施江苏电网继电保护及故障信息系统。

为了加快本系统的组织和实施，编写了本规定。

编写组进行了大量的分析研究，总结工程中的经验、教训，翻阅大量资料，征求了设计、运行、科研等单位的意见，编写了《江苏电网继电保护及故障信息系统接口技术规定》并通过江苏电力公司调度中心的审查。

本规定共分四章，其主要内容是对江苏电网继电保护运行及故障信息系统中的主站与子站之间的信息接口、103报文、业务处理流程以及装置的信息定义做了必要的规定。

本规定由江苏电力公司调度中心提出。

本规定起草单位：

东大金智软件股份有限公司。

本规定主要起草人：

李涛。

本规定于2001年12月22日经江苏电力公司调度中心定为推荐性规定。

目录

1．系统功能概要6

2．向主站提供的文档资料6

2.1输电线路的参数6

2.2变电站装置信息7

2.3采集接点信息7

2.4变电站的母线接排图8

2.5装置的信息定义8

3．传输报文规定8

3.1系统初始化的规定10

3.1.1概述10

3.1.2定义组的标题10

3.1.3定义组中的条目11

3.1.4传输报文11

3.2子站自发上传的信息规定14

3.2.1概述14

3.2.2报文之间的异同14

3.2.3传输报文15

3.3召唤查询运行定值规定20

3.3.1概述20

3.3.2传输报文20

3.4召唤查询模拟量规定22

3.4.1概述22

3.4.2传输报文22

3.5装置总查询24

3.5.1概述24

3.5.2传输报文25

3.6召唤查询历史信息27

3.6.1召唤历史动作信息27

3.6.2召唤历史动作信息的报文27

3.6.3召唤查询故障录波文件29

3.6.4召唤查询故障录波文件的报文30

4．网络连接32

5．通信程序接口33

5.1通信配置文件说明33

5.2接口函数说明34

5.2.1消息发送函数MQSend35

5.2.3消息接收函数MQReceive35

5.2.3初始化函数MQInit35

5.2.4子站程序中的回调函数MQCallBack35

6．附录36

6.1有关WXB-11C装置的规定36

6.1.1装置信息36

6.1.2定值38

6.2有关LFP-901A装置的规定40

6.2.1装置信息40

6.2.2定值41

6.2.3保护状态信息43

6.2.4模拟量43

6.3有关LFP-902A装置的规定44

6.3.1装置信息44

6.3.2定值45

6.3.3保护状态信息47

6.3.4模拟量48

6.4有关YS-8A装置的规定48

6.4.1装置运行状态48

6.4.2定值49

图表

图表1.输电线路参数表格6

图表2.变电站内装置信息表格7

图表3.装置类别表格7

图表4.采集接点信息表7

图表5.装置信息103表格8

图表6.103报文封装格式8

图表7.系统初始化的103报文9

图表8.系统运行时的103报文10

图表9.系统初始化流程10

图表10.组标题定义规定11

图表11.读装置组的标题报文12

图表12.读组的全部条目的描述、量纲报文13

图表13.KOD值的意义表格14

图表14.ASDU1和ASDU2比较表格15

图表15.ASDU41和ASDU43比较表格15

图表16.ASDU1报文16

图表17.ASDU1中SIN的意义表格16

图表18.ASDU2报文17

图表19.ASDU4报文18

图表20.ASDU200报文18

图表21.ASDU41报文19

图表22.ASDU43报文20

图表23.召唤定值报文21

图表24.召唤模拟量报文23

图表25.总查询的流程24

图表26.ASDU40和ASDU42报文之间的异同点24

图表27.ASDU7报文25

图表28.ASDU40报文25

图表29.ASDU43报文26

图表30.ASDU8报文27

图表31召唤查询历史动作信息流程27

图表32.主站下发报文ASDU202数据28

图表33.子站响应报文ASDU20229

图表34.召唤查询故障录波文件的流程30

图表35.主站下发报文ASDU20130

图表36.子站响应报文ASDU20131

图表37.主站下发报文ASDU20031

图表38.子站响应报文ASDU20032

1．系统功能概要

当电网发生故障后，子站管理机负责采集装置的动作信息及采集装置采集的接点变位信息转换为103规约定义的报文，分别把故障信息和变位信息存入通信程序的高优先级发送队列中，把录波文件存入低优先级的发送队列中通过广域网络或拨号网络进行数据上传。

省调端收到故障信息后由主站应用程序进行事故报警提示。

当电网正常运行下，主站通过子站管理机能够召唤查询如下信息量：

●保护装置的运行定值、模拟量和运行状态。

●故障录波装置的运行定值和运行状态信息。

●采集装置采集的采集接点的状态信息。

●存放在子站管理机上的保护装置的历史信息（装置故障动作、录波文件和自检异常信息）。

●故障录波装置的故障录波文件。

2．向主站提供的文档资料

系统运行前，需要向主站提供变电站的配置信息，内容是：

输电线路的参数、变电站装置信息、采集接点信息、变电站母线接排图和装置的信息定义。

2.1输电线路的参数

与变电站连接的输电线路参数信息内容如下表。

编号

线路名称

导线型号

导线长度

电压等级

R1

X1

R0

X0

2553

谏窦2553线

LGJQ-2*300

22.86（KM）

220（KV）

1.2575（欧姆）

7.1335（欧姆）

6.3104（欧姆）

26.5679（欧姆）

。

。

。

。

。

。

图表1.输电线路参数表格

“编号”是线路在系统中的唯一标识编号；

“线路名称”该线路的具体名称；

“电压等级”该线路的电压等级；

“导线长度、电阻和电抗”为该线路发生故障时，计算短路电流和测距所必需的参数。

其中，R1是指该线路的实测正序电阻，X1是指该线路的实测正序电抗，R0是指该线路的实测零序电阻，X0是指该线路的实测零序电抗。

2.2变电站装置信息

变电站内有哪些装置，并分别对其进行归类。

变电站内装置信息的表格如下。

被保护设备

装置名称

投运

地址

测距系数

其它说明

2553

LFP-901A

是

1

1.00

。

。

。

。

。

。

图表2.变电站内装置信息表格

“地址”是参数中非常重要的一个，子站和主站之间是通过地址来表识每一个装置。

“投运”表示该装置运行状态，如果本装置的投运状态是“否”，主站收到故障信息不告警。

装置上传的测距报文中有些是故障距离，有些是故障阻抗，需要与测距系数相乘才是故障距离。

其它说明中是装置的说明信息，例如：

馈线保护、旁路开关保护等。

试验系统中定义了三个装置类别：

微机保护装置、故障录波器和采集装置，把变电站中装置类型归为相应的类别。

表格如下。

序号

装置类型

类别

1

LFP-901A

微机保护装置

2

YS-8A

故障录波器

3

采集装置

采集装置

。

。

。

。

。

。

图表3.装置类别表格

2.3采集接点信息

采集装置采集的接点信息内容如下表。

采集装置地址

接点编号

接点名称

开到合意义

合到开意义

接点类型

10

1

母差CT断线

YES

NO

常开

。

。

。

。

。

。

图表4.采集接点信息表

通过“采集装置地址和接点编号”来定义和区分接点。

定义“非微机开关量名称、开到合、合到开意义”信息的作用是：

当有接点变位时，主站程序立即按接点名称中定义的内容，显示其最新状态。

“接点类型”指该开关量的类型。

2.4变电站的母线接排图

绘制变电站的母线接排图的目的：

在图形界面上快速直观的显示故障站点、线路以及动作的装置，通过图形界面查询变电站内的信息。

要求子站和主站定义的母线接排图一致。

2.5装置的信息定义

装置类型

类型表识

信息序号

信息描述

类型

WXB-11C

178

104

II段距离保护加速出口

动作类

。

。

。

。

。

。

图表5.装置信息103表格

这个表格先由装置生产厂家提供，经过多家讨论获得的。

在表格中通过“装置类型、类型表识和信息序号”来唯一确定信息内容，103报文中只是包含类型表识和信息序号两项。

例如：

子站上传一个故障动作报文ASDU1，装置地址是1，类型表识是178、信息序号是104。

主站找到对应的变电站中的对应装置，判断出装置的类型，从这个表格中取出对应的信息描述提示用户。

“信息类型”包括动作类、状态类和自检类三类。

对信息进行分类是为了信息的归类告警、统计和分析的。

子站和主站必须遵循统一的表格中的信息定义，以保证主站和子站信息的一致性。

3．传输报文规定

为了确保数据准确无误的传输，本系统中对103报文进行了进一步封装，封装格式如下表格：

报文类型（1个字节）

0：

标准的103报文；1：

录波波形文件

报文长度（4个字节）

表识报文的长度

ASDU

103报文内容

图表6.103报文封装格式

说明：

●在103中ASDU代表报文，ASDU（21）指的是21号报文。

●在每一个报文中的都有ADDR地址项，它是用来表识装置的。

下面表格是系统初始化用到的103数据传输的报文规定。

信息方向

信息分类

对应报文

主站下发命令

读装置组的标题

ASDU（21）

读装置每个组的全部条目的描述（量纲、实际值、精度等）

ASDU（21）

子站上传信息

子站上传装置组的标题

ASDU（10）

子站上传装置每个组的全部条目的描述（量纲、实际值、精度等）

ASDU（10）

图表7.系统初始化的103报文

下面表格是系统运行时，处理业务时用到103数据传输的报文规定。

信息方向

信息分类

对应报文

子站自发上送信息

故障动作信息

ASDU（1/2）

故障测距信息

ASDU（4）

装置的自检异常信息

ASDU

（1）

装置运行状态变位信息

ASDU

（1）

采集接点变位信息（含通信状态）

ASDU（41/43）

故障录波文件（故障录波器和微机保护装置）

ASDU（200）

主站下发命令

查询装置的运行定值

ASDU（21）

查询装置的模拟量

ASDU（21）

装置总查询

ASDU（7）

召唤查询装置故障动作的历史信息

ASDU（202）

召唤查询装置波形文件列表

ASDU（201）

召唤查询波形文件

ASDU（200）

子站上传信息

装置的运行定值

ASDU（10）

装置的模拟量

ASDU（10）

装置的运行状态信息

ASDU

（1）

各接点及元件的当前状态

ASDU（40/42）

总查询结束

ASDU（8）

装置故障动作的历史信息

ASDU（202）

装置波形文件列表

ASDU（201）

装置的波形文件

ASDU（200）

图表8.系统运行时的103报文

下面详细规定每一个业务处理的流程和数据传输的格式规定。

3.1系统初始化的规定

3.1.1概述

在系统运行前需要对系统进行初始化，初始化指的时装置信息初始化。

系统初始化的应具备的条件是：

●系统的网络必须连通；

●系统的通信平台安装、调试完成；

●变电站的装置信息录入系统。

系统初始化的内容是：

针对每一个装置读所有被定义组的标题、读运行定值组的全部条目的描述、读运行定值组的全部条目的量纲、读模拟量组的全部条目的描述、读模拟量组的全部条目的量纲。

操作流程如下图。

图表9.系统初始化流程

3.1.2定义组的标题

保护装置的组标题的定义规定如下表格。

其中组标题的定义必须按照表格中的定义执行。

GIN

组标题

说明

0000H

系统组

0100H

定值区号

0200H

保护定值

02组是保护装置的定值组

0300H

模拟量

03组是保护装置的模拟量组

图表10.组标题定义规定

按照故障录波的定值文件来定义本装置的组标题即可。

3.1.3定义组中的条目

附录一是试验系统中的几类装置的组中条目的定义规定。

3.1.4传输报文

读装置组的标题

读装置组的标题的目的：

明确装置有多少组，哪个组是定值组。

哪个组是模拟量组。

下图是读组的标题的报文，ASDU21是主站向子站下发的读装置组的标题的报文，ASDU10是子站上传的响应组标题的报文。

报文值

说明

TYPE=21

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=42

通用分类读数据命令

ADDR

读标题的装置的地址（0-255）

FUN=254

通用分类功能类型

INF=240

读全部组的标题

RII

返回信息标示符

NOG=0

通用分类标识数目

成功

报文值

报文值

说明

TYPE=10

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=43

通用分类读命令无效数据响应

ADDR

与主站下发报文的地址要求一一对应

FUN=254

通用分类功能类型

INF=240

读全部组的标题

RII

返回信息标示符

3

通用分类数据集数目

GIN=0000H

第一个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID=2

请求数据不存在

GIN=0100H

第二个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID=2

请求数据不存在

说明

TYPE=10

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=42

通用分类读命令有效数据响应

ADDR

与主站下发报文的地址要求一一对应

FUN=254

通用分类功能类型

INF=240

读全部组的标题

RII

返回信息标示符

2

通用分类数据集数目

GIN=0000H

第一个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID

通用分类标识数据

GIN=0100H

第二个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID

通用分类标识数据

图表11.读装置组的标题报文

读组的全部条目的描述、量纲

根据读到的装置组的标题确定出那一个组是定值组，才能读定值组的全部条目的描述，读模拟量组全部条目的描述类型定值组。

下图是读组的全部条目的描述报文，ASDU21是主站向子站下发的读组的全部条目的描述报文，ASDU10是子站上传的响应组的全部条目描述的报文。

报文值

说明

TYPE=21

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=42

通用分类读数据命令

ADDR

读条目装置的地址（0-255）

FUN=254

通用分类功能类型

INF=241

读一个组的全部条目的属性或值

RII

返回信息标示符

NOG=1

通用分类标识数目

GIN=0100H

通用分类标识序号

KOD=10

描述类别（描述）

成功

成功传输

报文值

报文值

说明

TYPE=10

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=43

通用分类读命令无效数据响应

ADDR

与主站下发报文的地址要求一一对应

FUN=254

通用分类功能类型

INF=241

读一个组的全部条目的属性或值

RII

返回信息标示符

N=2

通用分类数据集数目（本组中所含条目个数）

GIN=0100H

第一个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID=2

请求数据不存在

GIN=0101H

第一个标题的第二个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID=2

请求数据不存在

说明

TYPE=10

通用分类服务

VSQ=129

可变结构限定词

COT=42

通用分类读命令有效数据响应

ADDR

与主站下发报文的地址要求一一对应

FUN=254

通用分类功能类型

INF=241

读一个组的全部条目的属性或值

RII

返回信息标示符

N=2

通用分类数据集数目（本组中所含条目个数）

GIN=0100H

第一个标题的第一个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID

通用分类标识数据

GIN=0101H

第一个标题的第二个条目

KOD=10

描述类别（描述）

GDD

通用分类数据描述

GID

通用分类标识数据

图表12.读组的全部条目的描述、量纲报文

说明：

a.在读组的全部条目的描述之前必须完成读装置组的标题，以确定读哪个组的全部条目的描述。

b.上面例子读的是“01H”组的全部条目的描述，如果需要读其它组的全部条目的描述，需要把GIN改为相应的组。

例如：

读“03H”的全部条目的描述，设置GIN=“0300H”即可。

c.上面例子是读装置一个组的全部条目的描述的报文内容和格式。

如果需要读装置一个组全部条目的量纲，主站下发报文中需要把KOD的值改为相应的内容，子站上传报文根据下发报文的要求对应填写即可。

下面列出几个对应KOD值的例子。

序号

描述属性类别

KOD值

1

描述

10

2

实际值

1

3

量纲

9

4

精度

5

图表13.KOD值的意义表格

3.2子站自发上传的信息规定

3.2.1概述

当电网发生故障或装置运行出现异常时，子站把装置的动作信息或异常信息转换为103报文格式，上传给主站。

主站接收到103报文快速进行处理，给调度员和保护专工进行故障异常告警提示。

由于故障和异常发生的随机性，本系统定义这类信息子站自发上传。

在本系统中定义了需要自发上传的信息有：

1.线路故障时，微机保护装置的动作信息，用到的103报文：

ASDU1、ASDU2、ASDU4和ASDU200；

2.故障录波器的故障录波动作信息，用到的103报文：

ASDU200；

3.微机保护装置的自检异常信息，用到的103报文：

ASDU1；

4.微机保护运行状态和故障录波器运行状态的变位信息，用到的103报文：

ASDU1；

5.采集装置采集量的变位信息，用到的103报文：

ASDU41和ASDU43。

3.2.2报文之间的异同

下面对子站自发上传的信息用到的几个相近的报文进行比较，相近的报文有：

ASDU1和ASDU2、ASDU41和ASDU43。

ASDU1和ASDU2比较表格如下。

比较项

ASDU1

ASDU2

相同点

用来传输保护装置的动作信息的带时标的报文

不同点

不带相对时间

带相对时间

图表14.ASDU1和ASDU2比较表格

ASDU41和ASDU43比较表格如下。

比较项

ASDU41

ASDU43

相同点

用来传输采集量的变位信息的带时标的报文

不同点

单点信息

双点信息

图表15.ASDU41和ASDU43比较表格

3.2.3传输报文

下面根据报文的类型，详细定义每一个报文的数据格式。

装置动作、自检和运行状态变位报文ASDU1

字节

报文内容

说明

1

类型标识（TYP）

<1>01H

2

可变结构限定词

81H

3

传送原因（COT）

<1>自发（突发）

<2>循环

<7>测试

<9>总查询

<11>当地操作

<12>远方操作

<20>命令的肯定认可

<21>命令的否定认可

4

应用服务单元公共地址

<0-254>保护装置的地址

5

功能类型（FUN）

<128>距离保护（兼容范围）

<160>过流保护（兼容范围）

<176>变压器差动保护（兼容范围）

<192>线路差动保护（兼容范围）

6

信息序号（INF）

兼容范围（通用分类功能除外）

7

双点信息DPI

0000-00DPI

8-11

四个八位位组二进制时间

毫秒（L）

0-59999ms

毫秒（H）

分

0-59min

时

0-23h

12

附加信息（SIN）

与主站命令报文中的返回信息标示符（RII）一致

图表16.ASDU1报文

说明：

1.通过“应用服务单元公共地址”来表识变电站内哪一个保护装置发生动作事件、自检异常和运行状态变位。

2.当主站收到ASDU1时，在信息表格中找到“功能类型FUN和信息序号INF”对应的描述进行分类告警提示。

当“功能类型FUN和信息序号INF”对应的信息类型是“状态类”时，“双点信息DPI”表示状态。

DPI=1时表示状态是“开（OFF）”；DPI=2时表示状态是“合（ON）”；DPI=0或3时状态未用。

3.对一次故障的时间段：

故障时间在20秒内的属于一次故障内容。

4.用附加信息SIN来表示故障相别，“SIN”是一个字节共八位，每一个字节的意义分别如下。

序号

位数

意义

1

最高位

1：

有效位；0：

无效位

2

最低位

1：

A相故障；0：

没有故障

3

倒数第二位

1：

B相故障；0：

没有故障

4

倒数第三位

1：

C相故障；0：

没有故障

5

倒数第四位

1：

接地故障；0：

没有故障

6

其它位

无效

图表17.ASDU1中SIN的意义表格

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。

5.“四个八位位组二进制时间”表示保护装置动作或故障时间。

6.报文“ASDU1”另一个功能是总查询时，上传保护运行状态状态。

传送原因COT值设置9，附加信息SIN要与主站命令报文中的返回信标示符RII一致。

带相对时标的装置动作报文A