微机保护开关量输入及输出回路

本文主要介绍光电耦合器、开关量输入回路以及开关量输出回路。并将详细了解它的应用情况和工作方式。
一、光电耦合器：
这部分将会介绍光电耦合器定义、组成及其作用。
1. 光电耦合器定义：
把发光器件和光敏器件按照适当的方式组合，就可以实现以光信号为媒介的电信号变换，采用这种组合方式制成的器件为光电耦合器。
2. 组成：
光电耦合器内部一般是发光二极管和光敏晶体管组成的集成功能模块，将光隔离器与逻辑功能组合在一起。
3. 作用：
因光隔离器件和光敏器件被相互绝缘地分别设置在输入和输出两侧回路，可实现两侧之间的电气隔离。
光电耦合器既可以用来传递模拟信号，也可以作为开关器件使用，甚至继电器的控制功能（指在弱电）。
与隔离变压器相比，光电耦合器的工作频率范围宽、体积小、耦合电容小，输入输出之间的绝缘电阻高，并能实现信号的单方向传递。
光电耦合器的输入特性就是光器件（常用发光二极管）的特性，输出特性取决于输出侧的器件，隔离阻抗不小于1010欧姆，输入输出间的耐压不小于1kV。当输出侧为光敏三极管时，由于它的结电容大，按负载电阻1k欧姆考虑，工作频率应小于100kHz。当输出侧为达林顿型三极管时，工作频率应小于1kHz。
4. 应用情况
在微机保护中使用光隔离器主要是利用了开关器件的功能，应用于逻辑电平和信号的控制，实现两侧信号的传递和电气的绝缘。
5. 使用光电耦合器控制逻辑电平的两种工作方式：
当发光二级管侧通过电流较小时，产生的光电流较小，光敏器件侧处于截止状态。
当发光二极管侧通过电流较大时，产生的光电流较大，光敏器件侧处于导通状态。
二、开关量输入回路：
微机保护装置的开关量输入（触点状态的接通或断开）两类：
第一类：装在保护装置面板上的触点：此类触点主要指用于人机对话的键盘以及部分切换装置工作方式用的转换开关等。可直接接至微机的并行接口。
第二类：从装置外部经过端子排引入装置的触点：使用光电耦合器件实现电气隔离。当外部继电器触点闭合时，电流经限流电阻R2流过发光二极管使其发光，光敏晶体管受光照射而导通，其输出端呈现低电平“0”。
三、开关量输出回路：
开关量输出DO： DO（Digital Output—开出）主要包括保护的跳闸出口、本地和中央信号以及通信接口、打印机接口等。
数字信号输入/出接口：对于通信接口、打印机接口等装置内部的数字信号，可用下图接法。

图1 开关量输出回路