4．故障信息系统的子站系统的通信协议
4.1 子站系统内部的通信协议
位于厂站的子站系统的结构如图2所示。子站是子站系统中的保护工程师站，通过以太网与厂站中的各个保护装置（安全自动化装置）、故障录波器和接口装置连接。考虑到厂站内常常存在有不同厂家、不同安装时期、不同型号的装置，其通信协议和接口方式不一样的实际情况，在系统中有新设计的、可直接上以太网的装置，也有已由保护管理机集中转换后，接入以太网的装置，以及有经协议转换器接入以太网的装置和故障录波器。协议转换的方式采用尽量下放到接近装置，分散处理的原则。这样，在以太网上就已经统一为IEC60870-5-103/TCP/IP协议，避免规约转换集中到保护工程师站处理，以充分利用分布式处理的灵活性和简化单个协议转换中的复杂度和处理量，更好地满足系统的开放性和提高协议标准化程度的要求。在装置层次，仍可保留各自不同的通信协议。协议转换器可设计各种装置的通信接口和协议。
保护工程师站收集处理子系统内各装置的信息，同时负责与远方调度端的主站通信，转发经过过滤，整理后的保护、故障录波数据。由于子站系统的IEC60870-5-103/TCP/IP协议和远方协议非常接近，转换工作量大大减少。
子站系统的IEC60870-5-103/TCP/IP协议中的故障录波数据采用IEC60870-5-103标准中的扰动数据通信格式。保护工程师站收集负责转化成COMTRADE 格式文件。这样做更符合保护装置使用的IEC60870-5-103通信接口标准的要求，也很好地满足了保护工程师站的故障录波数据存储和数据分析交换时的复制要求。
4.2 子站系统与厂、站自动化系统的通信
子站系统与厂、站自动化系统的通信网彼此各自独立，各自独立地与下属的相关装置采集数据信息，因此，也不需要工程师站转发保护等装置的监视信息数据给厂、站自动化系统的监控、远动主站，达到了减轻工程师站的处理量，同时提高厂、站自动化系统的通信可靠性的目的。即使是在子站系统与厂、站自动化系统公用同一个以太网时，它们也仅仅是网络物理层公用，子站系统与厂、站自动化系统的通信也仍保持逻辑上的彼此各自独立。厂、站自动化系统的通信协议采用与IEC60870-5-103/TCP/IP协议无关的IEC60870-5-104协议。
5．故障信息系统使用IEC61850标准的看法
考虑到IEC61850标准只是一个变电站内协议，以及故障信息系统仅是处理与保护有关的信息，因此，设计故障信息系统的主站与子站间的通信协议，采用IEC60870-5-103标准较为合理和便于应用。而站内子系统在目前采用IEC60870-5-103标准较为合理，将来考虑结合IEC61850标准则比较合理（目前采用IEC61850标准的变电站还很少）。未来变电站内必定会推广IEC61850标准。
6．实际应用情况介绍
本节简要介绍一下许继电气公司的故障信息系统在湖南省电网的一些实际应用情况。
湖南省电网为故障信息系统专门提供的通信通道总共有3类：① 2M通信通道；② 64K通信通道；③ 4路电话通道。
①②类信道中，主站和多个子站通过2M或64K通道网络互连，这两类通道采用光纤/微波网络，为系统的主（高速）通道。③类信道为系统的（低速）备用通道（前期建设中也是子站M+1 ~ 子站N的唯一通道），系统的主站端共设有4路电话的拨号服务器，通过电话交换网与若干个子站相连，每个子站可拨号4路电话中的任何一部电话与主站通信，最多时为4个子站分别通过4路电话与主站同时通信。主站也可通过拨号4路电话中的任何一部电话与子站通信。当子站有数据或主站有命令（数据）时，子站或主站主动拨号。未来通信网络建设全部完成后，所有的子站全部连在主（高速）通道上，在主通道失败时，均可以自动切换到（低速）备用通道上。不管是光纤网络的高速通道，还是备用低速通道，子站与主站间的通信均采用TCP/IP协议。通信过程中报文错或丢失时的TCP连接控制方式，严格按IEC60870-5-104协议标准执行。
我们的故障信息系统的结构和通信协议方案，就是采用本文以上介绍的方案，在子站系统中有多家厂家、不同时期生产的多种型号的保护装置和故障录波器，实践证明实际效果达到了预先设计的要求。
7．结束语
故障信息系统的通信协议是故障信息系统的研发设计和实际应用中的核心之一，也是最主要的工作之一，具有很大的意义。由于故障信息系统的实际应用刚开始不久，不象变电站自动化系统的应用那么多和早，目前，故障信息系统的通信协议的研究工作开展还不够，积累的经验也还不多。
由于故障录波数据在子站和主站的存储和交换的需要，子站与主站之间的故障录波数据的传送，采用COMTRADE 格式文件传送，较为方便。
由于故障信息系统所传送的信息数据都是与电网异常时动作的装置的信息，可归结到保护信息和故障录波数据/文件，故障信息系统的通信协议总体采用IEC60870-5-103标准协议较为合理。也容易与越来越多地采用了IEC60870-5-103协议标准保护装置相协调。今后的录波器也可以采用IEC60870-5-103协议标准中扰动数据格式传送方式，这比现有的录波器的通信协议，更容易与保护装置集成到一个故障信息系统中。
面对数据通道的形式多样，采用TCP/IP协议作为网络层协议，较为容易统一和实现，在实现IEC60870-5-103/TCP/IP协议时，采用IEC60870-5-104标准中的结合方式，是一种很好的方式。
采用TCP/IP协议族中的FTP协议，传送COMTRADE 格式文件具有较多的方便。
采用标准实现的通信协议具有通信可靠、易于实现互操作性等优点，所以，本文提出的方案中所采用的所有的协议部分都来自于相关的标准。
故障信息系统的主站与子站间的通信协议，采用IEC60870-5-103标准较为合理和便于应用。而站内子系统在目前采用IEC60870-5-103标准较为合理，将来考虑结合IEC61850标准则比较合理。
子站系统中的协议转换的方式采用尽量下放到接近装置，分散处理的原则，有利于充分利用分布式处理的灵活性和简化单个协议转换中的复杂度和处理量，更好地满足系统的开放性和提高整个系统的通信协议的标准化程度的要求。
经过实际应用检验，故障信息系统的通信协议总体采用IEC60870-5-103/TCP/IP协议标准，组合FTP协议，传送COMTRADE 格式的故障录波数据文件较为合理。
