配電自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)終端ftu開關(guān)量采樣通道及軟件設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 10:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輔助觸點(diǎn)，提供給IED裝置的輔助觸點(diǎn)信息有兩種：有源觸點(diǎn)和無源觸點(diǎn)。有源觸點(diǎn)，通過一個(gè)電壓反映設(shè)備開關(guān)量信息。無源觸點(diǎn)，相當(dāng)一個(gè)開關(guān)，輸入IED裝置時(shí)，無論反映的是“合”還是“分”，觸點(diǎn)兩端均無電位差。斷路器、隔離刀閘的信息，均是無源觸點(diǎn)。 一般的IED具備開關(guān)量的輸入功能，因此開關(guān)量輸入是IED的重要功能之一。因此，對(duì)IED中開關(guān)量采樣通道及軟件的處理算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)原理 電路原理設(shè)計(jì)： (1)信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)（無源、有源）裝換成計(jì)算機(jī)可接 收的邏輯電平信號(hào)。(2)信號(hào)調(diào)理：將邏輯電平信號(hào)進(jìn)行、濾波和消抖處理。例RC濾波器。(3)隔離:實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和微處理機(jī)或單片機(jī)的隔離。(4)接口電路:實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和CPU處理信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。 各個(gè)環(huán)節(jié)的電路 信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié):無源觸點(diǎn)： 當(dāng)開關(guān)量作為輸入信號(hào)，在開關(guān)量發(fā)生變化時(shí)，往往伴隨著電氣設(shè)備的 操 作，電氣設(shè)備操作產(chǎn)生的干擾，可能耦合到信號(hào)回路中，信號(hào)回路由此產(chǎn)生高頻干擾，因此，在電路中設(shè)置低通濾波回路，對(duì)部分高頻量進(jìn)行濾波。例如采用RC濾波器。 消抖電路，各類繼電器，節(jié)點(diǎn)動(dòng)作時(shí)，觸點(diǎn)均有一個(gè)抖動(dòng)的過程，加上 干擾，使?fàn)顟B(tài)發(fā)生錯(cuò)誤。處理結(jié)果表現(xiàn)為，一次分或合的過程，表現(xiàn)為多次，“分”“合”“分”。下圖為一個(gè)典型的消抖電路：當(dāng)Ui加大到UT+時(shí)，Uo由 低變成高電平，當(dāng)Ui減到UT 時(shí)，Uo變成低電平。 電氣隔離電路由于斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)所處環(huán)境惡劣，例IED裝置有一定的距離，現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量與邏輯電路之間采用電氣隔離。作用：使現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電回路和IED裝置的弱電回路隔離，以免損壞處理器。 利用現(xiàn)場(chǎng)斷路器或隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)SS2接通，去啟動(dòng)小信號(hào)繼電器 KK2，然后由KK2的觸點(diǎn)以K1K21等輸入至測(cè)控裝置，這樣做可起到很好的隔離作用。：并行接口芯片，鎖存器等。 74LS373等實(shí)現(xiàn)速度匹配。 三、詳細(xì)設(shè)計(jì)：（1）開關(guān)量輸入:10個(gè)（2）分辨率：5ms（3）兩次事件處理能力：≤25ms。（4）光電隔離: 耐壓1000V（5）耐浪涌電壓: 2000V 性能指標(biāo)計(jì)算及元器件的選擇： 開關(guān)量輸入:10個(gè)； 因此采用10路通道。 分辨率：5ms； 確定時(shí)間有兩種方法：立即計(jì)時(shí)法,最終計(jì)時(shí)法。 一般按照定是方式掃查，Ts為周期。如果掃查時(shí)間為 t為0時(shí)，兩種方法結(jié)果一致。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 大于Ts 時(shí)，時(shí)間標(biāo)記不會(huì)一樣。不 足Ts 時(shí)，時(shí)間標(biāo)記相同 為了確定事件的先后順序，用以分開各個(gè)事件所需的最小時(shí)間間隔，標(biāo)為事件的分辨率，如果掃描周期為Ts在理想情況下，事件分辨率為Ts. 因此，程序設(shè)計(jì)，定時(shí)5ms掃描一次。 兩次事件處理能力：≤25ms。 在25ms之內(nèi)完成兩次事件的處理。 光電隔離: 耐壓1000V； 選擇光電耦合器PC817：耐壓值5000V；正向電流：If=50mA；輸出集電極電流：Ic=50mA。 選擇標(biāo)準(zhǔn)：耐壓值要求大于1000V，而PC817的耐壓值為5000V，符合要求。 穩(wěn)壓二極管。選擇IN757型穩(wěn)壓二極管， 穩(wěn)壓值：——；最大工作電流：52mA。 選擇標(biāo)準(zhǔn)：由于光電耦合器的正向電流為50mA，所以穩(wěn)壓管的最大工作電流要求在50mA左右，IN757的最大工作電流為52mA，符合要求。
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