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论文
IEC101
、
IEC103
和
IEC104<
/p>
协议的分析
IEC101
、
IEC103
和
IEC104
协议的分析
山东省沂南县供电公司
滕晓辉
摘
要
：阐述了国际电工委员会（
IEC<
/p>
）制定的用于变电站自动化系统的国际标
准
IEC 60870
－
5
－
101
（行标
DL
／<
/p>
T 634.5101
－
2002
）
、
IEC 60870
－
5
－
104
（行
标
DL
／
T 634.5104
－
2002
）和
IEC60870
－
5
－
103
（行标
DL
／
T 667
－
1
999
）
。
分
析了这些标准对变电站自动化系统所提出的要求和实现。
关键词：变电站自动化系统；传输规约；
RS485
总线；以太网
1
IEC60870-5-103
标准
1
．
1
为互换性和互操作性对物理层的规范要求
IEC60870
－
5
－
103
标准为继电保护设备
（智能电子设备
（
IED
）
或间隔单元）
信息接
口配套标准。
此标准规定，
在变电站自动化系统中物理层应采用
光纤传输
系统和／或
RS485
总线系
统。
（
1
）光纤传输系统
为了提高抗电磁干扰能力和传输距离，
应采用光纤传输系统，
继电保护设备
（或间隔单元或
IEDs
）的接口必须是光纤连接器。
（
2
）
EIARS485
接口
作为上述光纤传输的一种变通，<
/p>
在控制系统和继电保护设备或间隔单元之间
可以采用基于双绞线的
传输系统。此种传输系统应符合
EIARS485
标准。
1999
年
10
月国际电工委员会将
RS485
总线和／或光纤传输系统定为变电站
自动化
系统（
SAS
）中和智能电子设备（
I
ED
）及变电站三层（变电站层、间隔
层／单元层、过程层）间
通信总线网的国际标准。
1
．
2
EIARS485
总线网技术性能
EIA
RS485
总线是世界上广泛使用的用于双向和平衡传输的电气接口通信
标准。
此标准是工业多站系统需要的，
为长距离传输数
据而开发的总线网络。
它
抗干扰能力强，数据传输速率快，价格
低廉，维护成本低，能实现多站、远距离
通信。目前已广泛用于工业控制系统。
（
1
）抗干扰能力强。
RS485
总线是采用差分平衡电气接口，
RS485
收发器
采用平衡发送和差分接收，
因此具有抑制共模干扰和电磁干扰的能力。<
/p>
RS485
总
线采用双绞线作为传输线，
对电磁感应噪声亦有较强的抑制能力。
若采用屏蔽双
绞线，则还具有较强的抑制由静电感应引起的噪声的能力。
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论文
IEC101
、
IEC103
和
IEC104
协议
的分析
（
2
）传输线采用双绞线。在差分平衡
系统中，一般用双绞线作为信号传输
线。
由于双绞线在长度、<
/p>
方向上完全对称，
因而它们所受的外界干扰程度也完全
相同。
干扰信号以共模方式出现。
在接收器的输入
端由于共模干扰受到抑制，
所
以能实现信号的可靠传送。
（
3
）传输距离远。
RS485
收发器具有高的灵敏度，能检测低到
200
mV
的
电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。所以使用
< br>RS485
总线，通信距离可
达
1200 m
。
（
4
）能连
接
32
个单元设备。根据
RS485<
/p>
标准，每个单元收发器的输入阻
抗大于等于
12 kΩ
（称为单位负荷）
，总线上最多能连接
32
个收发器。如果希望
单元数多于
32
个，则应选用输入阻抗更高的单元收发器。
（
5
）数据传输率。
RS485
的通信距离主要
受到传输线的欧姆阻抗、集肤效
应等损耗引起的信号畸变的制约。
由于损耗与频率有关，
因而通信距离与数据传
输率有关。最高
数据传输率为
10 Mb
／
s
。在此速率下，传输距离为
10
m
。若数
据传输率在
105 b
／
s
以下，传输距离则可达
< br>1200 m
。可见，通信距离随着数据
传输率的降低而
增加。
1
．
3
编制
IEC60870-5-103
协议要
求
（<
/p>
1
）
IEC60870
< br>－
5
－
103
< br>标准未必一定适用于将继电保护和测量控制功能电
路组合在同一个装置内并共用一
通信口的设备。
（
2
）
2
种信息交换方法。
<
/p>
·
兼容范围。严格规定应用服务数据单元和为传输
“
标准化
”
报文的应用过程。
·
通用分类服务。采用各间隔层单元自我描述和自我定义的方法对要求传输
的信息进行定义。
它具有传送任何类型数据的能力。
数据可
通过通用分类服务按
同一种方式进行访问。
所有数据可在所有设
备上按相同方法构成，
这样就解决了
各厂家所要传输信息无法统
一的矛盾。
这使新技术不受限制，
提高了开放的可能
性。
因此，
必须按兼容范围和通用分类服务进行协议编制，
才能保证互换性和互
操作性，避免大量的规约转换工作。而绝不能采用专用范围。
2
IEC60870-5-101
与
IEC608
70-5-104
标准
2
．
1
变电站自动化系统与调度主站的通信
我国变电站自动化系统与调度主站的通信，都是通过专用远动
通道实现的。
通信规约应采用国际电工委员会
（
IEC
）
于
1995
年发布的
IEC60870
－
< br>5
－
101
（我
国行标
DL
／
T634.51
01
－
2002
）标准。此标准在我国
已普遍使用。
< br>欧美一些国家调度主站与变电站
RTU
的通信已逐步采用
以太数据网。
为此，
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