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IEC 61850过程层数据帧格式说明
2025-09-29 16:35:01 责编:小OO
文档
IEC 61850过程层数据帧格式说明

ISO/IEC 8802-3以太网帧结构

IEC 61850-9-2LE采样值报文在链路层传输都是基于ISO/IEC 8802-3的以太网帧结构。帧结构定义如下图所示:

字节27

26

25

24

23

22

21

20

1前导字段

Preamble

2
3
4
5
6
7
8帧起始分隔符字段Start-of-Frame Delimiter(SFD)
9MAC报头

Header MAC

目的地址

Destination address

10
11
12
13
14
15源地址

Source address

16
17
18
19
20
21优先级标记

Priority

tagged

TPID
22
23TCI
24
25以太网类型Ethertype

26
27以太网类型PDU

Ether-type

PDU

APPID
28
29长度 Length

30
31保留1 reserved1

32
33保留2 reserved2

34
35APDU
可选填充字节
帧校验序列

Frame check sequence

帧格式说明:

(1)前导字节(Preamble)

前导字段,7字节。Preamble字段中1和0交互使用,接收站通过该字段知道导入帧,并且该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入比特流的方法。

(2)帧起始分隔符字段(Start-of-Frame Delimiter)

帧起始分隔符字段,1字节。字段中1和0交互使用。

(3)以太网mac地址报头

以太网mac地址报头包括目的地址(6个字节)和源地址(6个字节)。目的地址可以是广播或者多播以太网地址。源地址应使用唯一的以太网地址。

建议目的地址为:

(4)优先级标记 (Priority tagged)

为了区分与保护应用相关的强实时高优先级的总线负载和低优先级的总线负载,采用了符合IEEE 802.1Q 的优先级标记。

优先级标记头的结构:

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26

25

24

23

22

21

20

TPID0x8100
TCIUser priorityCFIVID
VID
TPID值:0x8100

User priority:用户优先级,用来区分采样值,实时的保护相关的GOOSE报文和低优先级的总线负载。高优先级帧应设置其优先级为4~7,低优先级帧则为1~3,优先级1 为未标记的帧,应避免采用优先级0,因为这会引起正常通信下不可预见的传输时延。

采样值传输优先级设置建议为最高级7。

CFI:若值为1,则表明在ISO/IEC 8802-3 标记帧中,Length/Type 域后接着内嵌的路由信息域(RIF),否则应置0。

VID:虚拟局域网标识,VLAN ID。

(5)以太网类型Ethertype

由IEEE著作权注册机构进行注册,可以区分不同应用。

应用以太网类型码(16进制)

IEC 61850-8-1 GOOSE

88-B8
IEC 61850-9-1 采样值

88-BA
IEC 61850-9-2 采样值

88-BA
(6)以太网类型PDU

APPID:应用标识,建议在同一系统中采用唯一标识,面向数据源的标识。

为采样值保留的APPID值范围是0x4000-0x7fff。可以根据报文中的APPID来确定唯一的采样值控制块。

长度Length:从APPID开始的字节数。

保留4个字节

(7)应用协议数据单元APDU

APDU格式说明请参考以下部分。

(8)帧校验序列

4个字节。该序列包括32位的循环冗余校验(CRC)值,由发送 MAC方生成,通过接收MAC方进行计算得出,以校验被破坏的帧。

GOOSE报文APDU

gocbRef
timeAllowedToLive
datSetRef
ApplicationID
EventTimeStamp
StateNum
SequenceNum
Test Mode
Configure Revision
Need Commision
Data Entries
All Data
9-1 报文APDU

映射提供在APDU被递交到传输缓冲区以前将若干个应用服务数据单元(ASDU)连接成一个APDU的性能。被连接为一个APDU的ASDU的数目是可以配置的并与采样速率有关。为减少应用的复杂性,ASDU的连接不是动态可变的。

一个APDU可以由多个ASDU链接而成。

TagLengthASDU数目n(u16)

ASDU1ASDU2…………ASDUn
应用服务单元(ASDU)内容

27

26

25

24

23

22

21

20

字节1

报头msb数据集长度( =44dec)

字节2

lsb
字节3

msb逻辑节点名(LNName=02)

lsb
字节4

数据集msb数据集名(DataSetName)

lsb
字节5

msb逻辑设备名(LDName)

字节6

lsb
字节7

msb额定相电流

(PhsA.Artg)

字节8

lsb
字节9

msb额定零序电流

(Neut.Artg)

字节10

lsb
字节11

msb额定相电压

(PhsA.Vrtg)

字节12

lsb
字节13

msb额定延迟时间

(PhsA.Vrtg)

字节14

lsb
字节15

msb数据通道1

(DataChannel#1)

字节16

lsb
字节17

msb数据通道2

(DataChannel#2)

字节18

lsb
字节19

msb数据通道3

(DataChannel#3)

字节20

lsb
字节21

msb数据通道4

(DataChannel#4)

字节22

lsb
字节23

msb数据通道5

(DataChannel#5)

字节24

lsb
字节25

msb数据通道6

(DataChannel#6)

字节26

lsb
字节27

msb数据通道7

(DataChannel#7)

字节28

lsb
字节29

msb数据通道8

(DataChannel#8)

字节30

lsb
字节31

msb数据通道9

(DataChannel#9)

字节32

lsb
字节33

msb数据通道10

(DataChannel#10)

字节34

lsb
字节35

msb数据通道11

(DataChannel#11)

字节36

lsb
字节37

msb数据通道12

(DataChannel#12)

字节38

lsb
字节39

msb状态字1

(StatusWord#1)

字节40

lsb
字节41

msb状态字2

(StatusWord#2)

字节42

lsb
字节43

msb采样计数器
字节44

lsb
字节45

msb采样速率lsb
字节46

msb配置版本号lsb
图25 -应用服务单元帧结构

9-2(LE)报文APDU

(1)IEC 61850-9-2 采样值报文 APDU部分

一个APDU可以由多个ASDU链接而成。

TagLengthASDU数目n(u16)

ASDU1ASDU2…………ASDUn
    

采用与基本编码规则(BER)相关的ASN.1 语法对通过ISO/IEC 8802-3 传输的采样值信息进行编码。

(2)IEC 61850-9-2 采样值报文 APDU结构

内容说明
savPdu tagAPDU 标记(=0x60)

savPdu lengthAPDU长度

noASDU tagASDU数目 标记(=0x80)

noASDU lengthASDU数目 长度

noASDU valueASDU数目 值(=1)

类型 INT16U

编码为asn.1整型编码

Sequence of ASDU tag

ASDU序列 标记(=0xA2)

Sequence of ASDU length

Sequence of ASDU 长度

ASDU ASDU内容(参考(3)部分)

(3)IEC 61850-9-2 采样值报文 ASDU结构

内容说明
ASDU tagASDU 标记(=0x30)

ASDU lengthASDU 长度

svID tag采样值控制块ID 标记(=0x80)

svID length采样值控制块ID 长度

svID value采样值控制块ID 值

类型:VISBLE STRING

编码为asn.1 VISBLE STRING编码

smpCnt tag采样计数器 标记(=0x82)

smpCnt length采样计数器 长度

smpCnt value采样计数器 值

类型 INT16U

编码为16 Bit Big Endian

confRev tag配置版本号 标记(=0x83)

confRev length配置版本号 长度

confRev value配置版本号 值

类型 INT32U

编码为32 Bit Big Endian

smpSynch tag采样同步 标记(=0x85)

smpSynch length采样同步 长度

smpSynch value采样同步 值

类型 BOOLEAN

编码为asn.1 BOOLEAN编码

Sequence of data tag采样值序列标记(=0x87)

Sequence of data length采样值序列 长度

Sequence of data value采样值序列 值(参考(4)部分)

(4)IEC 61850-9-2 采样值报文采样值序列结构

保护A相电流

类型 INT32

编码为32 Bit Big Endian

保护A相电流品质

类型为quality,8-1中映射为BITSTRING

编码为32 Bit Big Endian

(参考(5)部分)

保护B相电流

保护B相电流品质

保护C相电流

保护C相电流品质

中线电流
中线电流品质
测量A相电流

测量A相电流品质

测量B相电流

测量B相电流品质

测量C相电流

测量C相电流品质

A相电压

A相电压品质

B相电压

B相电压品质

C相电压

C相电压品质

零序电压
零序电压品质
母线电压
母线电压品质

模拟采样值需要乘上比例因子。

(5)数据品质

87654321
OpBTestSourceDetailQual
DetailQualValidity

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