Основная роль входного контакта переключателя тестера релейной защиты микрокомпьютера

2025-06-29 22:35:38

Микрокомпьютерный тестер релейной защиты является основным инструментом для отладки и проверки вторичного оборудования энергосистемы. Его функции включают логическую проверку устройства защиты, проверку времени срабатывания и весь набор тестов передачи.Являясь одним из ключевых интерфейсов тестера, входной контакт переключателя (цифровой вход, DI) выполняет основные задачи по сбору сигнала, обратной связи о состоянии и логическому распознаванию в процессе тестирования.Подробно рассматриваются три аспекта технического принципа, сценарий применения и функциональный анализ, его роль и рабочий механизм.

1. Основная структура и принцип действия входного контакта переключателя

1.1 Состав аппаратного обеспечения

Входной контакт переключателя обычно содержит следующие компоненты：

Интерфейс порта: Более изолированные клеммные колодки используются для обеспечения доступа к пустым контактам (сухие контакты) или потенциальным контактам (влажные контакты).

Схема формирования сигнала: преобразование уровня, фильтрация и обработка изоляции входных сигналов.

Оптронное устройство: Благодаря технологии изоляции оптронов (например, серии TLP521) для обеспечения электрической изоляции сильных и слабых электрических систем напряжение изоляции может достигать более 2500 В.

Блок логической обработки: на базе ПЛИС или микропроцессора реализовано распознавание состояния сигнала и запись временных меток.

1.2 Механизм передачи сигнала

Режим пустого контакта: подключается непосредственно к пассивным контактам (таким как вспомогательные контакты реле), и внутри тестера обеспечивается ток обнаружения слабого тока (обычно ≤5 мА).

Режим потенциального контакта: Состояние контакта определяется пороговым значением напряжения (например, 0-6 В замкнуто и 11-250 В отключено), которое совместимо с полевой системой питания постоянного/переменного тока.

2. Анализ основных функций

2.1 Прием сигналов состояния внешнего устройства в режиме реального времени

Контроль сигнала срабатывания защиты: Когда защитное устройство находится в рабочем состоянии, время и длительность срабатывания (с точностью до 0,1 мс) регистрируются путем подключения к его выходным контактам реле.

Обратная связь по положению автоматического выключателя: подключите вспомогательные контакты автоматического выключателя для синхронного контроля состояния размыкания/замыкания, что используется для логической блокировки или проверки последовательности действий.

Получение сигнала фиксации: получение инструкций по фиксации от систем защиты шин, защиты от сбоев и других систем для проверки правильности логики защиты.

Пример сценария：

При проверке дифференциальной защиты входной контакт переключателя может в режиме реального времени регистрировать сигналы отключения и фиксации CT с обеих сторон, чтобы предотвратить риск неисправности.

2.2 Совместимость с несколькими типами сигналов и адаптивное распознавание

Поддержка широкого диапазона напряжений: благодаря программируемым пороговым настройкам (например, 0-250 В постоянного/ переменного тока) он может быть адаптирован к системам подстанций с различными уровнями напряжения.

Обработка смешанных сигналов переменного и постоянного тока: схема полномостового выпрямителя и технология адаптивной фильтрации используются для устранения пульсаций сигнала переменного тока (например, помех на частоте питания 50 Гц).

Конструкция с защитой от сотрясений и помех: Алгоритмы цифровой фильтрации (например, метод сравнения окон) используются для предотвращения ошибочных оценок, вызванных дрожанием контактов.

2.3 Электрическая изоляция и безопасность оборудования

Механизм защиты изоляции: Технология фотоэлектрической изоляции полностью изолирует внешний высоковольтный сигнал от внутренней низковольтной цепи тестера (например, уровень TTL 5 В), чтобы блокировать помехи, такие как скачки напряжения и индуктивное электричество.

Оптимизация характеристик электромагнитной совместимости: Благодаря многослойной проводке на печатной плате, экранирующему покрытию и конструкции TVS-трубки (подавителя переходного напряжения) устройство отвечает требованиям стандарта IEC 61000-4 по защите от помех.

3. Типичные сценарии применения

3.1 Проверка времени срабатывания защиты

Измерение задержки срабатывания: Входной контакт регистрирует разницу во времени между срабатыванием защитного устройства с момента возникновения неисправности и срабатыванием выходного реле (например, для проверки времени срабатывания защиты от перегрузки по току).

Анализ времени повторного включения: Время всего процесса аварийного запуска, действия защиты, отключения автоматического выключателя и повторного включения регистрируется синхронно с помощью нескольких входных контактов.

3.2 Проверка логической блокировки

Имитация условий защелкивания: подайте внешний сигнал защелкивания (например, разностное защелкивание розетки, защелкивание разъединителя PT) через входной контакт, чтобы проверить, защелкивает ли защитное устройство розетку в соответствии с заданной логикой.

3.3 Весь комплекс испытаний на трансмиссию

Проверка соединения нескольких устройств: получите доступ к сигналу положения автоматического выключателя, контакту отключения защиты и обратной связи автоматического устройства, чтобы смоделировать процесс срабатывания цепи в реальных условиях эксплуатации.

В-четвертых, ключевые технические моменты

4.1 Технология высокоточной синхронизации времени

Временное разрешение входного контакта должно быть не менее 0,1мс, чтобы обеспечить точное определение границы перехода сигнала при тестировании переходного процесса (например, при анализе времени горения дуги в автоматическом выключателе).

4.2 Адаптивный алгоритм распознавания сигналов

Интеллектуальный алгоритм распознавания, основанный на динамической настройке порога, может автоматически адаптироваться к сопротивлению различных контактов (например, окисление приводит к увеличению сопротивления контактов) и ослаблению сигнала.

4.3 Регистрация неисправностей и анализ данных

Входной контактный сигнал синхронизируется по времени с аналоговыми записанными волновыми данными (такими как сигналы тока и напряжения), что позволяет воспроизводить и анализировать весь процесс неисправности.

V. Анализ примеров практического применения

Пример: Испытание канала продольной защиты линии

Требования к тестированию: Проверьте логику синхронного отключения с обеих сторон дифференциальной защиты оптического волокна.

Конфигурация входного контакта：

Эта сторона защищает размыкающий контакт и подключается к каналу DI1；

Сигнал защиты противоположной стороны активирует канал DI2 через сообщение GOOSE.

Процесс тестирования：

После имитации неисправности в данной области тестер записывает разницу во времени между срабатываниями защиты с обеих сторон по каналу DI, чтобы проверить, находится ли задержка передачи по каналу в пределах допустимого диапазона (обычно ≤10 мс).

6. Будущие тенденции развития

Интеллектуальное обновление: Интегрируйте алгоритмы искусственного интеллекта для автоматической диагностики нарушений сигнала (таких как прилипание контактов и предупреждение о разъединении).

Беспроводной интерфейс: Поддержка беспроводного модуля DI Bluetooth / Wi-Fi для упрощения подключения в полевых условиях.

Стандартизированный протокол fusion: совместим с протоколом GOOSE/SV стандарта IEC 61850 и непосредственно анализирует цифровые защитные сигналы.

Являясь “нервом восприятия” микрокомпьютерного тестера релейной защиты, входной контакт переключателя имеет ключевую ценность для реализации высоконадежного информационного взаимодействия между внешним оборудованием и тестовой системой.С популяризацией интеллектуальных сетей и цифровых подстанций их функции будут развиваться в направлении повышения точности, интеллектуальности и совместимости с протоколами, обеспечивая более мощную техническую поддержку для безопасной эксплуатации энергосистем.