什么是DI/DO、开关量信号、模拟量信号？微机保护装置常用的信号有哪些？

首先我们来回答什么是DI、DO、开关量信号、模拟量信号。在微机保护装置中，会用到多种电气量信号和逻辑信号，以实现对电力系统设备（如变压器、线路、发电机等）的故障检测、保护和控制。常见的微机保护装置后面的端子排接入的信号大致分为以下几种：

一、模拟量信号

模拟量信号分为模拟量输入信号（AI）和模拟量输出信号（AO），是表示连续变化的信号，可以表示任意范围内的值。

1.模拟量输入 AI（Analog Input）

定义：

用于采集连续变化的物理量信号（如温度、压力、流量等），并将其转换为数字信号供控制系统处理。

信号类型：电流信号（电流互感器CT）、电压信号（电压互感器PT）、零序电流/电压（专用零序CT或三相CT合成/开口三角PT）、频率信号、功率信号、4-20mA（最常用）、0-10V、0-5V、热电偶（mV级）、RTD（PT100）。

典型应用

电力监测：电流/电压互感器（CT/PT）的二次信号（如5A/100V → 4-20mA）。

传感器信号采集：温度变送器（PT100 → 4-20mA）、压力变送器（0-10V → PLC）、流量计（脉冲或模拟量）

特点

需抗干扰（如屏蔽线、差分输入）。

需量程标定（如4mA对应0℃，20mA对应100℃）。

2. 模拟量输出AO（Analog Output）

定义

将控制系统的数字指令转换为连续可调的模拟信号，用于调节执行设备，信号类型：4-20mA（主流）、0-10V、±10V。

典型应用

执行器控制：调节阀开度（4-20mA → 阀门定位器）、变频器调速（0-10V → 电机转速）

功率调节：加热器功率（4-20mA → SSR固态继电器）

特点

电流型（4-20mA）抗干扰强，适合远距离传输。我们VIP-96S88发电机综合保护装置就用到了4-20ma的AO信号输出。

电压型（0-10V）接线简单，但易受线路压降影响。

二、开关量信号

开关量信号分为开关量输入信号（DI）和开关量输出信号(DO)，只有两种状态的信号，表示“开”或“关”、“通”或“断”（如 0/1、ON/OFF）。

1. 开关量输入DI（数字量输入Digital Input）

定义

接收开关状态信号（通/断），通常为无源触点或有源电平信号。微机保护装置需要接收外部开关状态、保护信号、断路器位置等数字量信号，用于逻辑判断和闭锁控制。

信号类型：

干接点（无源）：按钮、限位开关（通断信号）、断路器位置信号（断路器辅助触点）、保护压板信号（硬压板或软压板）、外部闭锁信号（其他保护装置或自动化系统（如BZT闭锁））、故障信号（其他保护装置或传感器（如瓦斯继电器、温度过高））、手动操作信号（就地/远方操作按钮）。

湿接点（有源）：24V DC/220V AC（如PLC输入模块）。

典型应用

状态监测：断路器分/合闸状态（辅助触点）、急停按钮信号（NC触点）

脉冲计数：流量计/编码器脉冲（高速DI）。

保护动作依据：防止重合闸误动作（如断路器已跳闸时闭锁重合闸）、投退保护功能（如差动保护压板）、防止保护误动（如母差保护闭锁线路保护）、触发保护动作（如变压器瓦斯保护跳闸）。

特点

需考虑防抖滤波（避免机械触点抖动误触发）。

隔离设计（防止高压串扰，如光耦隔离）。

2.. 开关量输出DO（数字量输出 Digital Output）

定义

微机保护装置通过继电器输出控制断路器、报警装置等设备。输出开关控制信号，用于驱动继电器、指示灯等设备。

信号类型：

继电器输出：触点型（常开/常闭），支持AC/DC（如220V AC）、跳闸信号、合闸信号、报警信号、信号复归、远动信号

晶体管输出：高速开关（如24V DC，驱动电磁阀）。

典型应用

设备控制：电机启停（DO → 接触器线圈）、报警灯/蜂鸣器（DO → 220V AC 或48V DC）、触发断路器跳闸（如过流保护动作）、控制断路器合闸（如自动重合闸）、触发声光报警（如过负荷告警、CT断线告警）、复位保护装置状态（如故障指示复归）、传保护动作信息至SCADA系统（如SOE事件记录）

逻辑连锁：自动生产线步骤控制（DO → 气缸电磁阀）

特点

继电器输出：我们的微机保护装置的开关量输出就是DO信号，负载能力强，但寿命有限（机械触点）。

晶体管输出：响应快（kHz级），但仅支持低压直流。