101规约在基于DSP和ARM的FTU中应用

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摘 要：IEC 60870-5-101规约的出现使电力自动化系统有了统一的国际标准规约，我国等同引用作为国家标准DL/T 634.5101-2002。本文在简要介绍101规约和ftu的基础上，详细说明了101规约在FTU中的具体实现。对于规约中没有详细定义，但是国内电力系统又要求的一些功能给出了具体的解决方案。

关键词：馈线自动化；馈线终端单元；101规约

1 101规约简介

（1） FT1.2帧格式：101规约采用IEC 60870-5基本标准中的FT1.2异步式字节传输帧格式，有固定长度，可变长度和单个字符3种帧格式。其中本FTU不采用单个字符的帧格式，固定长度帧格式用于子站回答主站的确认报文或主站向子站发送询问报文；可变长度帧格式用于主站向子站传输数据或子站向主站传输数据。

（2） 增强性能结构模型：101规约使用的参考模型源于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但由于远动系统在有限的传输带宽下要求较短的反应时间，故采用增强性能结构模型（EPA），这种模型仅用3层，即物理层、链路层和应用层。

（3） 链路传输规则：数据通信由服务原语和传输过程所描述，本FTU采用GB/T 18657.2-2002中定义的四种服务原语和基本传输过程，为了适应国内配电网的网络接线结构，采用非平衡传输模式。

（4） 基本应用功能：根据GB/T 18657.5-2002中的定义，本装置实现总召唤，时钟同步，遥测，遥信，遥控，遥脉，录波文件，报告文件（保护动作的详细信息），谐波文件，测量值限值的设定，定值的远方修改和查看等基本应用功能。

2 101规约的软件实现

本装置支持总召唤，时钟同步，遥测，遥信，遥控，遥脉，录波，报告，谐波，SOE，定值的远方修改与察看，测量值限值设定等功能，采用非平衡式传输方式。

（1） 总召唤。采用GB/T 18657.5―2002中6.6的召唤过程。主站向子站发送总召唤命令帧（类型标识为100，传送原因为06），子站向主站发送总召唤命令确认帧（类型标识为100，传送原因为07），然后子站向主站发送单点遥信帧（类型标识为01，传送原因为20），双点遥信帧（类型标识为03，传送原因为20），遥测帧（类型标识为13，传送原因为20），最后向主站发送总召唤命令结束帧（类型标识为100，传送原因为10）。

（2） 时钟同步。采用GB/T 18657.5―2002中6.7的同步过程。主站向子站发送时钟同步命令（类型标识为103，传送原因为06），传输延时由主站计算并附加到向子站传送的时间上。子站对时成功后，向主站发送相同的时钟进行确认（类型标识为103，传送原因为07）。

（3） 遥测。遥测为二级数据，主站轮循请求二级数据时，子站将遥测量上传（类型标识为13，传送原因为05）。

（4） 遥控。采用GB/T 18657.5―2002中6.8的命令传输过程。为适应国内电力系统的需要，本装置设有3个遥控功能，分别为：遥控一，远方复归（对保护动作信号进行远方复位）和电池活化。3个功能用不同的信息对象地址加以区分（遥控一为6001H，远方复归为6002H，电池活化为6003H）。主站向子站发送遥控选择命令（类型标识为46，传送原因为06），选择成功后可以发送遥控执行命令（类型标识为46，传送原因为06），如果选择后不想执行，可以发送遥控撤消命令（类型标识为46，传送原因为08）。遥控操作结束后，子站向主站发送遥控命令结束帧（类型标识为46，传送原因为10）。DOC中的DCS，QU和S/E的值用来区别命令的性质，DCS=1代表开，DCS=2代表和；QU=1代表短脉冲，QU=2代表长脉冲，QU=3代表持续输出；S/E=0代表执行，S/E=1代表选择。

（5） 文件传输。采用GB/T 18657.5―2002中6.12.1的文件传输过程。本装置共有三种数据采用文件传输的方式，分别为：谐波数据，录波数据和报告文件。谐波数据为8个通道的1到11次谐波，信息对象地址定义为6802H，分为1节3段进行传输。本装置能存储16套录波数据，套号为1至16，0号为当前录波，不同的录波文件用不同的信息对象地址加以区分，例如：当前录波的信息对象地址定义为6810H，1号录波的信息对象地址定义为6811H，2号录波的信息对象地址定义为6812H，依次类推。每套录波文件分为8节，每节分为3段进行传输。报告文件记录了保护动作的详细信息，本装置支持32套报告文件的存储，套号的规定和区分和录波文件方法相同。报告文件较小，一帧就可以输送完毕，但是101规约中并未定义满足报告文件传输的ASDU，所以本装置采用文件传输的形式来传送报告文件。

（6） SOE数据。SOE作为二级数据进行传输，但是其优先级又比遥测数据高。当主站召唤二级数据时，如果子站有SOE数据（单点遥信类型标识为30，双点遥信类型标识为31，传送原因为03）则优先上传。

（7） 保护定值。国内电力系统常常要求能够远方查看和修改保护定值，由于DL/T 634.5101―2002是引进标准，所以在这方面的定义不能完全满足国内电力系统的需要。本装置本着尽量符合规约的原则，实现了上述功能。本装置共有十套定值，主站查看保护定值时，向子站发送类型标识为136（DL/T 634.5101―2002附录C中定义），传送原因为05，不带定值数据的帧格式，套号也是由信息对象地址加以区分。子站收到查看定值命令以后，给主站回复类型标识为136，传送原因为05，带定值数据的帧格式。主站修改保护定值时，向子站发送类型标识为136，传送原因为06，带修改后定值数据的帧格式，子站接收到定值数据后，给主站肯定确认（类型标识为136，传送原因为07）。需要注意的是子站接收到保定定值后，只是保存起来，并没有激活应用。主要如果想激活某套定值，向子站发送类型标识为113，传送原因为06的帧格式，套号也是由信息对象地址加以区别，子站激活相应套号的定值成功后，给主站肯定确认（型标识为113，传送原因为07）。

（8） 遥脉和测量值限值设定。由于本装置只有两路遥脉量，所以采用和遥测量一起组帧上传的方式。测量值限值设定采用GB/T 18657.5―2002中6.10的装载参数过程。

3 结论

101规约是国际标准，使用101规约作为FTU与配电网主站的通信规约，可以使产品间具有更好的兼容性、开放性和标准性。本文详细地介绍了101规约在FTU中的具体应用，对于规约中没有详细定义，但是国内电力系统又要求的一些功能给出了具体的解决方案，但是不同的人对规约的理解不同，一些细节问题还需要在不同厂家的产品进行联调时协商解决。

参考文献：

[1] GB/T 18657.1―2002 远动设备及系统第五部分：传输规约 第一篇：传输帧格式.

Telecontrol Equipment and Systems Part

[2] GB/T 18657.2―2002 远动设备及系统第五部分：传输规约 第二篇：链路传输规则.

[3] GB/T 18657.5―2002远动设备及系统第五部分：传输规约 第五篇：基本应用功能.

[4] DL/T 634.5101―2002远动设备及系统第5―101部分：传输规约基本远动任务配套标准.