61850入门学习规约详解 共23页
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
③设计、施工、运行维护简单，工作量减小，节省人力及 时间，成本降低；
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用， 越来越多的间隔层功能（模拟量、开关量采集等）下放到过程层； 保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块，代之以光纤 通信接口；一次侧大电流情况下无饱和问题，为暂态量保护提供真 实可靠的数据；没有开路产生高压问题；
③将采样值以串行单向点对多点方式映射到底层实际的对象和通 信协议中点对点传输，通信发送方只有一个（合并单元），接收方是 一个或多个智能设备，且其传输方向是单向的；
④合并单元发送采样值报文均为组播包，且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间，IED通过在MAC层采取 硬件地址过滤方法接收。
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的 开关（SW/CB）。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据，可实现多个间 隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络，也 可以在同一物理网上根据需要设子网，或根据需要分由不同的物理 子网组成。数据流为单向。
抽象通信服务 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
特殊通信服务映射(SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采 样值 Part 9-2: IEEE 802.3之上的模拟采样值
据交换（尤其是采样）； IF5：过程层和间隔层之间控制数据交换； IF6：间隔和变电站层之间控制数据交换； IF7：变电站层与远方工程师办公地数据交换； IF8：间隔之间直接数据交换，尤其是象联锁这样快速功能； IF9：变电站层内数据交换； IF10：变电站（装置）和远方控制中心之间控制数据交换（不在 本标准范围）。
一、数字化变电站方案 二、61850体系下的数据流和接口 三、61850标准构成 四、61850与传统规约对比 五、通信功能映射及框架 六、数据模型和ACSI服务模型
一、数字化变电站方案
1、采用IEC61850协议、数字化CT/PT、智能一次设备的完全型数字 化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和数 字式的开关（ESW/ECB）。采样值传输使用IEC61850-9-2标准， 不需要合并单元。
⑦通信协议：独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务 接口(ACSI)。建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型， 包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据 集模型。客户通过ACSI，由特殊通信服务映射(SCSM)映射到所采用 的具体协议栈，如制造报文规范(MMS)等；
⑧如没有数字式的开关（ESW/ECB），可以将传统开关通过 智能单元接入；
3、仅采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准 来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化，方便实 现61850标准的各厂家IED接入，没有实现61850标准 的设备需通过61850转换网关将传统规约转为61850。 过程层仍然为模拟信号设备的常规CT/VT、开关 （SW/CB）。
二、61850体系下的数据流和接口
10
7
变电站层
功能A
9
功能B
1,6
间隔层 保护
3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
控制
8
保护
1,6
3
控制
过程层
4,5
过程接口
4,5
传感器
执行机构
高压设备
接口含义： IF1：间隔层和变电站层之间保护数据交换； IF2：间隔层与远方保护（不在本标准范围）之间保护数据交换； IF3：间隔层内数据交换； IF4：过程层和间隔层之间电压互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数
特点：①智能化一次设备、网络化二次设备；
②无论从逻辑概念还是物理概念上都将变电站的功能分为 3层，变电站层、间隔层和过程层。过程层主要完成开关量I/O、 模拟采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能；间隔层的 功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用，如线路 保护设备或间隔控制设备；变电站的功能分为两类，一是与过程 相关的功能，主要指利用各个间隔或全站的信息对多个间隔或全 站的一次设备发生作用的功能，如母线保护和全站范围内的逻辑 闭锁功能，二是与接口相关的功能，主要指与远方控制中心等通 信；
61850使用面向对象的方法给变电站统一建模，将变电站及相应设备的 功能进行抽象建模，将功能建模为逻辑节点，所有功能抽象为88个逻辑 节点，在标准的第五部分有这些逻辑节点的说明，然后在7-4部分中详细 介绍逻辑节点类的定义；逻辑节点内包含有数据(Data)，7-3部分对公共 数据类(CDC)进行了定义，数据又有若干数据属性，所有的公共数据类 都派生自Data基类，Data基类在7-2中定义。正是这样一个分支结构建模 了变电站及其智能电子设备(IED)的功能。对于不同IED之间的数据交换， 是通过将信息模型（即上面所说的逻辑节点、数据、数据属性）映射到
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型 和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放；
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开 放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配 置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
说明：①合并单元(MU)主要功能是同步采集多路（最多12路） ECT/EVT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设 备。帧内容中除了有电流、电压采样值信息外，还有一些标志采样 值是否有效的状态信息、同步信息和设备维修信息等；
②采样值传输使用IEC61850-9-1标准，面向间隔原则，以太网 数据帧格式固定，12路采样值，可以包含状态量；
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用， 越来越多的间隔层功能（模拟量、开关量采集等）下放到过程层； 保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块，代之以光纤 通信接口；一次侧大电流情况下无饱和问题，为暂态量保护提供真 实可靠的数据；没有开路产生高压问题；
③将采样值以串行单向点对多点方式映射到底层实际的对象和通 信协议中点对点传输，通信发送方只有一个（合并单元），接收方是 一个或多个智能设备，且其传输方向是单向的；
④合并单元发送采样值报文均为组播包，且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间，IED通过在MAC层采取 硬件地址过滤方法接收。
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的 开关（SW/CB）。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据，可实现多个间 隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络，也 可以在同一物理网上根据需要设子网，或根据需要分由不同的物理 子网组成。数据流为单向。
抽象通信服务 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
特殊通信服务映射(SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采 样值 Part 9-2: IEEE 802.3之上的模拟采样值
据交换（尤其是采样）； IF5：过程层和间隔层之间控制数据交换； IF6：间隔和变电站层之间控制数据交换； IF7：变电站层与远方工程师办公地数据交换； IF8：间隔之间直接数据交换，尤其是象联锁这样快速功能； IF9：变电站层内数据交换； IF10：变电站（装置）和远方控制中心之间控制数据交换（不在 本标准范围）。
一、数字化变电站方案 二、61850体系下的数据流和接口 三、61850标准构成 四、61850与传统规约对比 五、通信功能映射及框架 六、数据模型和ACSI服务模型
一、数字化变电站方案
1、采用IEC61850协议、数字化CT/PT、智能一次设备的完全型数字 化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和数 字式的开关（ESW/ECB）。采样值传输使用IEC61850-9-2标准， 不需要合并单元。
⑦通信协议：独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务 接口(ACSI)。建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型， 包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据 集模型。客户通过ACSI，由特殊通信服务映射(SCSM)映射到所采用 的具体协议栈，如制造报文规范(MMS)等；
⑧如没有数字式的开关（ESW/ECB），可以将传统开关通过 智能单元接入；
3、仅采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准 来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化，方便实 现61850标准的各厂家IED接入，没有实现61850标准 的设备需通过61850转换网关将传统规约转为61850。 过程层仍然为模拟信号设备的常规CT/VT、开关 （SW/CB）。
二、61850体系下的数据流和接口
10
7
变电站层
功能A
9
功能B
1,6
间隔层 保护
3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
控制
8
保护
1,6
3
控制
过程层
4,5
过程接口
4,5
传感器
执行机构
高压设备
接口含义： IF1：间隔层和变电站层之间保护数据交换； IF2：间隔层与远方保护（不在本标准范围）之间保护数据交换； IF3：间隔层内数据交换； IF4：过程层和间隔层之间电压互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数
特点：①智能化一次设备、网络化二次设备；
②无论从逻辑概念还是物理概念上都将变电站的功能分为 3层，变电站层、间隔层和过程层。过程层主要完成开关量I/O、 模拟采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能；间隔层的 功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用，如线路 保护设备或间隔控制设备；变电站的功能分为两类，一是与过程 相关的功能，主要指利用各个间隔或全站的信息对多个间隔或全 站的一次设备发生作用的功能，如母线保护和全站范围内的逻辑 闭锁功能，二是与接口相关的功能，主要指与远方控制中心等通 信；
61850使用面向对象的方法给变电站统一建模，将变电站及相应设备的 功能进行抽象建模，将功能建模为逻辑节点，所有功能抽象为88个逻辑 节点，在标准的第五部分有这些逻辑节点的说明，然后在7-4部分中详细 介绍逻辑节点类的定义；逻辑节点内包含有数据(Data)，7-3部分对公共 数据类(CDC)进行了定义，数据又有若干数据属性，所有的公共数据类 都派生自Data基类，Data基类在7-2中定义。正是这样一个分支结构建模 了变电站及其智能电子设备(IED)的功能。对于不同IED之间的数据交换， 是通过将信息模型（即上面所说的逻辑节点、数据、数据属性）映射到
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型 和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放；
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开 放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配 置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
说明：①合并单元(MU)主要功能是同步采集多路（最多12路） ECT/EVT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设 备。帧内容中除了有电流、电压采样值信息外，还有一些标志采样 值是否有效的状态信息、同步信息和设备维修信息等；
②采样值传输使用IEC61850-9-1标准，面向间隔原则，以太网 数据帧格式固定，12路采样值，可以包含状态量；