电力系统数字化通讯规约分析研究

汪懿平 黄培玲

【摘 要】在电力系统继保自动化调试工作中，数字化通讯调试是一项重要工作。目前有多种数字化通讯规约应用于电力系统中，但尚没有一种能够广泛应用于现场的通用型报文分析软件，这给通讯调试带来较大的困难。本文旨在研究一种应用于电力系统数字化通讯报文分析的软件，该软件可对常用的IEC101、IEC103、IEC104等通讯规约的报文进行解析，辅助进行通讯调试，提高现场工作效率。本文综述分析了目前电力系统继保自动化调试工作中的主要通讯规约，设计了一种新型便携式通用型SEL继电器用通讯连接器，研究了一种应用于电力系统数字化通讯报文分析的软件，该软件可对常用的IEC101、IEC103、IEC104等通讯规约的报文进行解析，辅助进行通讯调试，提高现场工作效率。

【关键词】 通讯规约 IEC101 IEC103 IEC104

1通讯规约简介

在远动装置及自动化系统中，调度端和厂站之间、自动化设备之间有大量的YC（遥测）、YX（遥信）、YK（遥控）、YT（遥调）信息需要进行传送（见图1）。为了保证双方能够准确有效地进行通信，并分清信息传送过程中的轻重缓急，区别所传送信息的类别，必须事先约定好数据传送的格式，在信息发送端和信息接收端做一系列的约定，这种数据传送的格式便是通讯规约。

图1 通讯规约基本模式

通讯规约是设备间进行数据交互的语言，规约中对通讯报文做了一系列的规定，即为该种交互语言的单词与语法的规定。因此，根据通讯规约的各类规定，对报文进行分析和解释，即可对这种设备交互的语言进行解读和分析。

电力系统常用的通讯规约有“循环式”和“问答式”两类。循环式规约以循环的方式周期性地传送信息给接收端，不顾及接收端的需求，也不要求接收端给予回答，常用的有CDT规约。问答式规约以主站端为主，依次向各个RTU或终端发出查询命令，各RTU或终端根据查询命令进行回答，回答信息串长度是可变的，常用的有N4F、IEC101、IEC103、IEC104规约等。

2通讯接口及新型连接器设计

常用通讯接口包括串行接口和网络接口。串行接口又根据连接形式的不同，分为RS232、RS422、RS485等多种类型。

美国SEL公司（SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES， INC.）生产的微机型继电器在电力系统中有较广泛应用，主要应用型号包括SEL351、SEL551、SEL387等型号。SEL系列继电器主要使用了RS232串口、EIA485串口两种端口进行通讯，进行设备调试、检修时需要分别使用专用连接线通过相应的端口与继电器进行连接，进而根据通讯规约开展相关工作。由于继电器相关设备调试工作一般都为现场移动作业，带多根不同类型的连接线较为不便，且在实际工作时容易拿错线导致影响工作效率。同时，新型笔记本电脑一般都不再配备RS232串口，只能使用USB转串口线，这使现场工作需再多携带一根USB转串口转接线，进一步增加现场工作复杂程度和难度。因此，我们设计一种便携式通用型SEL继电器用通讯连接器，方便SEL继电器现场调试、检修使用，如图2所示。

图2 便携式通用型SEL继电器用通讯连接器设计图

连接器一端（右侧）设计为现行通用型标准USB接口，可方便插入常用笔记本电脑所带的标准型USB口中，便于与笔记本电脑进行连接；连接器另一端（左侧）设计为与继电器进行连接的模块化接口，一侧为RS232接口，另一侧为EIA485接口，均采用标准9针串口公头形式，但针脚定义不同。

3电力规约报文解析软件研究

IEC101、IEC103、IEC104为目前在电力系统应用最为广泛的通讯规约。因此，可设计一种电力规约报文解析软件，以方便进行报文解析，如图3所示。

图3 电力规约报文解析软件

4结语

目前有多种数字化通讯规约应用于电力系统中，本文对电力系统常用的数字化通讯规约进行了调研与分析，根据调研分析结果，设计了一种新的便携式通用型SEL继电器用通讯连接器，针对常用的IEC101、IEC103、IEC104规约，提出了一种电力规约报文解析软件，可对常用的电力通讯规约进行解析，方便现场通讯及规约调试工作的开展。

作者简介：汪懿平（1988—），女，本科，从事继电保护工作；黄培玲（1990—），女，本科，助理工程师，从事继电保护工作。