電力系統(tǒng)數(shù)字化通訊規(guī)約分析研究

汪懿平 黃培玲

【摘 要】在電力系統(tǒng)繼保自動(dòng)化調(diào)試工作中，數(shù)字化通訊調(diào)試是一項(xiàng)重要工作。目前有多種數(shù)字化通訊規(guī)約應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，但尚沒(méi)有一種能夠廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的通用型報(bào)文分析軟件，這給通訊調(diào)試帶來(lái)較大的困難。本文旨在研究一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)數(shù)字化通訊報(bào)文分析的軟件，該軟件可對(duì)常用的IEC101、IEC103、IEC104等通訊規(guī)約的報(bào)文進(jìn)行解析，輔助進(jìn)行通訊調(diào)試，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率。本文綜述分析了目前電力系統(tǒng)繼保自動(dòng)化調(diào)試工作中的主要通訊規(guī)約，設(shè)計(jì)了一種新型便攜式通用型SEL繼電器用通訊連接器，研究了一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)數(shù)字化通訊報(bào)文分析的軟件，該軟件可對(duì)常用的IEC101、IEC103、IEC104等通訊規(guī)約的報(bào)文進(jìn)行解析，輔助進(jìn)行通訊調(diào)試，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率。

【關(guān)鍵詞】 通訊規(guī)約 IEC101 IEC103 IEC104

1通訊規(guī)約簡(jiǎn)介

在遠(yuǎn)動(dòng)裝置及自動(dòng)化系統(tǒng)中，調(diào)度端和廠站之間、自動(dòng)化設(shè)備之間有大量的YC（遙測(cè)）、YX（遙信）、YK（遙控）、YT（遙調(diào)）信息需要進(jìn)行傳送（見(jiàn)圖1）。為了保證雙方能夠準(zhǔn)確有效地進(jìn)行通信，并分清信息傳送過(guò)程中的輕重緩急，區(qū)別所傳送信息的類別，必須事先約定好數(shù)據(jù)傳送的格式，在信息發(fā)送端和信息接收端做一系列的約定，這種數(shù)據(jù)傳送的格式便是通訊規(guī)約。

圖1 通訊規(guī)約基本模式

通訊規(guī)約是設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的語(yǔ)言，規(guī)約中對(duì)通訊報(bào)文做了一系列的規(guī)定，即為該種交互語(yǔ)言的單詞與語(yǔ)法的規(guī)定。因此，根據(jù)通訊規(guī)約的各類規(guī)定，對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析和解釋，即可對(duì)這種設(shè)備交互的語(yǔ)言進(jìn)行解讀和分析。

電力系統(tǒng)常用的通訊規(guī)約有“循環(huán)式”和“問(wèn)答式”兩類。循環(huán)式規(guī)約以循環(huán)的方式周期性地傳送信息給接收端，不顧及接收端的需求，也不要求接收端給予回答，常用的有CDT規(guī)約。問(wèn)答式規(guī)約以主站端為主，依次向各個(gè)RTU或終端發(fā)出查詢命令，各RTU或終端根據(jù)查詢命令進(jìn)行回答，回答信息串長(zhǎng)度是可變的，常用的有N4F、IEC101、IEC103、IEC104規(guī)約等。

2通訊接口及新型連接器設(shè)計(jì)

常用通訊接口包括串行接口和網(wǎng)絡(luò)接口。串行接口又根據(jù)連接形式的不同，分為RS232、RS422、RS485等多種類型。

美國(guó)SEL公司（SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES， INC.）生產(chǎn)的微機(jī)型繼電器在電力系統(tǒng)中有較廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用型號(hào)包括SEL351、SEL551、SEL387等型號(hào)。SEL系列繼電器主要使用了RS232串口、EIA485串口兩種端口進(jìn)行通訊，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、檢修時(shí)需要分別使用專用連接線通過(guò)相應(yīng)的端口與繼電器進(jìn)行連接，進(jìn)而根據(jù)通訊規(guī)約開(kāi)展相關(guān)工作。由于繼電器相關(guān)設(shè)備調(diào)試工作一般都為現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)，帶多根不同類型的連接線較為不便，且在實(shí)際工作時(shí)容易拿錯(cuò)線導(dǎo)致影響工作效率。同時(shí)，新型筆記本電腦一般都不再配備RS232串口，只能使用USB轉(zhuǎn)串口線，這使現(xiàn)場(chǎng)工作需再多攜帶一根USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)接線，進(jìn)一步增加現(xiàn)場(chǎng)工作復(fù)雜程度和難度。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)一種便攜式通用型SEL繼電器用通訊連接器，方便SEL繼電器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、檢修使用，如圖2所示。

圖2 便攜式通用型SEL繼電器用通訊連接器設(shè)計(jì)圖

連接器一端（右側(cè)）設(shè)計(jì)為現(xiàn)行通用型標(biāo)準(zhǔn)USB接口，可方便插入常用筆記本電腦所帶的標(biāo)準(zhǔn)型USB口中，便于與筆記本電腦進(jìn)行連接；連接器另一端（左側(cè)）設(shè)計(jì)為與繼電器進(jìn)行連接的模塊化接口，一側(cè)為RS232接口，另一側(cè)為EIA485接口，均采用標(biāo)準(zhǔn)9針串口公頭形式，但針腳定義不同。

3電力規(guī)約報(bào)文解析軟件研究

IEC101、IEC103、IEC104為目前在電力系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的通訊規(guī)約。因此，可設(shè)計(jì)一種電力規(guī)約報(bào)文解析軟件，以方便進(jìn)行報(bào)文解析，如圖3所示。

圖3 電力規(guī)約報(bào)文解析軟件

4結(jié)語(yǔ)

目前有多種數(shù)字化通訊規(guī)約應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，本文對(duì)電力系統(tǒng)常用的數(shù)字化通訊規(guī)約進(jìn)行了調(diào)研與分析，根據(jù)調(diào)研分析結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種新的便攜式通用型SEL繼電器用通訊連接器，針對(duì)常用的IEC101、IEC103、IEC104規(guī)約，提出了一種電力規(guī)約報(bào)文解析軟件，可對(duì)常用的電力通訊規(guī)約進(jìn)行解析，方便現(xiàn)場(chǎng)通訊及規(guī)約調(diào)試工作的開(kāi)展。

作者簡(jiǎn)介：汪懿平（1988—），女，本科，從事繼電保護(hù)工作；黃培玲（1990—），女，本科，助理工程師，從事繼電保護(hù)工作。