飞机电源系统的控制与保护.课件.ppt
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- 飞机 电源 系统 控制 保护 课件
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1、飞机电源系统1第第7 7章章 飞机电源系统的飞机电源系统的控制与保护控制与保护飞机电源系统2一、交流电源的控制问题一、交流电源的控制问题主要控制对象主要控制对象 u发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 (GCR) GCR:Generator Control Relay控制发电机励磁电路的接通与断开,决定控制发电机励磁电路的接通与断开,决定发电机是否发电。发电机是否发电。u发电机断路器发电机断路器 (GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GC或发电机控制断路器或发电机控制断路器GCB) GB:Generator Breaker GC: Generator Contactor GCB:
2、Generator Control Breaker使发电机投入电网向发电机汇流条供电,使发电机投入电网向发电机汇流条供电,即决定发电机是否输出功率。即决定发电机是否输出功率。 飞机电源系统u外电源接触器外电源接触器 (EPC) EPC:External Power Contactor 决定地面电源是否向机上电网供电决定地面电源是否向机上电网供电。 u汇流条连接断路器汇流条连接断路器(并联断电器并联断电器) (BTB) BTB:Bus Tie Breaker 将各发电机汇流条与连结汇流条(或同步将各发电机汇流条与连结汇流条(或同步汇流条)接通或断开,决定发电机是否并联汇流条)接通或断开,决定发电
3、机是否并联供电或是发电机汇流条之间是否转换供电。供电或是发电机汇流条之间是否转换供电。 u辅助电源断路器辅助电源断路器 (APB) APB:Auxiliary Power Breaker控制辅助电源与联接汇流条的通断,以决定控制辅助电源与联接汇流条的通断,以决定是否由是否由APU.G供电供电。 飞机电源系统4控制保护装置的作用控制保护装置的作用: :人工或自动地人工或自动地接通、接通、断开或转换断开或转换上述开关装置。上述开关装置。控制控制: :主要是根据供电方式的需要及一定主要是根据供电方式的需要及一定的逻辑关系,控制上述那些发电机和电的逻辑关系,控制上述那些发电机和电网的开关元件,以完成发
4、电机和电网主网的开关元件,以完成发电机和电网主要汇流条的要汇流条的接通、断开或转换接通、断开或转换工作。工作。保护保护:一般是在发电机或电网局部出现故一般是在发电机或电网局部出现故障时,有选择性地自动断开某些开关装障时,有选择性地自动断开某些开关装置,使故障部分与正常供电系统隔离,置,使故障部分与正常供电系统隔离,防止故障扩大,保证系统正常供电。防止故障扩大,保证系统正常供电。飞机电源系统5控制保护装置的类型控制保护装置的类型继电器型继电器型磁放大器型磁放大器型晶体管型晶体管型 飞机电源系统交流电源系统的故障及保交流电源系统的故障及保护中的一般问题护中的一般问题 1.故障类型与保护项目故障类型
5、与保护项目过压(过压(OV)低压(或欠压低压(或欠压UV)馈线和发电机内部短路馈线和发电机内部短路(差动电流保护(差动电流保护DP)低频(或欠频低频(或欠频UF)或欠速()或欠速(UN)电压不稳定电压不稳定火警保护等等火警保护等等 飞机电源系统2.对保护电路的基本要求对保护电路的基本要求(1)正确判断和隔离故障,尽量缩小切除)正确判断和隔离故障,尽量缩小切除部位,保证系统的生命力。部位,保证系统的生命力。 (2)保护装置动作要准确及时,尽量不中)保护装置动作要准确及时,尽量不中断或少中断对用电设备的供电。断或少中断对用电设备的供电。(3)保护装置既不应该误动作也不应该拒)保护装置既不应该误动作
6、也不应该拒动作。动作。 (4)保护装置应具有自检和记忆功能。)保护装置应具有自检和记忆功能。误动作:误动作:在不应该动作时动作。在不应该动作时动作。拒动作:拒动作:在应该动作时不动作。在应该动作时不动作。飞机电源系统8二、单独供电的控制关系二、单独供电的控制关系 Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2飞机电源系统91. 1. 地面外电源供电地面外电源供电 Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPC
7、BUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2飞机电源系统102. APU发电机供电发电机供电 Gen1Gen1APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2飞机电源系统113. 主发电机供电主发电机供电 Gen1Gen1APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇
8、汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2飞机电源系统124. 故障状态故障状态Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2飞机电源系统13单独供电的控制特点对每一汇流条而言,对每一汇流条而言,任一时刻只能任一时刻只能有一种电源供电有一种电源供电,后者供电时前者,后者供电时前者自动断开自动断开 不是连续供电,其不是连续供电,其供电可靠性较差供电可靠性较差(与并联供电相比)(与并联供电相比) 控制保护比较控制保护比较简单简单 飞机电源系
9、统14三、关联供电的控制关系三、关联供电的控制关系 Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条飞机电源系统15关联供电的控制关系关联供电的控制关系-并联并联 Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条飞机电源系统16故障状态故障状态 1Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条飞机电源系统17故障状态故障状态 2 2Gen1Gen2Gen3
10、Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条飞机电源系统18单独供电与并联供电的混合状态单独供电与并联供电的混合状态 Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条飞机电源系统19并联供电的控制特点 通过同步汇流条实现通过同步汇流条实现并联并联供电供电 连续供电,连续供电,供电可靠性高供电可靠性高 控制保护控制保护复杂复杂 飞机电源系统20(复习)控制与保护装置(复习)控制与保护装置主要控制对象主要控制对象 发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 (G
11、CR) GCR:Generator Control Relay发电机断路器发电机断路器 (GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GC或发电或发电机控制断路器机控制断路器GCB) GB:Generator Breaker GC: Generator Contactor GCB: Generator Control Breaker汇流条连接断路器汇流条连接断路器(又称并联断电器又称并联断电器) (BTB) BTB:Bus Tie Breaker外电源接触器外电源接触器 (EPC) EPC:External Power Contactor飞机电源系统21四、主要控制的逻辑关系四、主要控制的逻辑
12、关系 飞机电源系统22(一)(一)GCR的动作逻辑及控的动作逻辑及控制制 闭合断开GCR(BTB)或故障信号 GCR.S(BTB.S)闭 GCR.S(BTB.S)断GCR的动作逻辑的动作逻辑飞机电源系统23GCR的控制电路的控制电路飞机电源系统24GCR的控制电路的控制电路飞机电源系统25(二)(二)GB的动作逻辑及控制电路的动作逻辑及控制电路飞机电源系统26GCB/BTB内部结构示意图内部结构示意图飞机电源系统27 GCB 通通/ 断控制电路断控制电路飞机电源系统28(三)(三)BTB及其控制电路及其控制电路断路器控制示意图断路器控制示意图飞机电源系统29BTB断开断开/闭合驱动电路闭合驱动
13、电路飞机电源系统30(四四)EPC及其控制及其控制控制逻辑控制逻辑飞机电源系统31EPC的控制电路的控制电路飞机电源系统32EPC结构结构飞机电源系统33(五五)APB及其控制及其控制控制逻辑控制逻辑飞机电源系统34电源系统频率电源系统频率故障及其保护故障及其保护定义定义:发电机输出电压的频率超过规定值:发电机输出电压的频率超过规定值一定时间一定时间 原因原因:多是由恒速传动装置:多是由恒速传动装置(包括调速器包括调速器)以及飞机发动机的不正常工作引起的以及飞机发动机的不正常工作引起的 飞机电源系统35发电机频率故障分类发电机频率故障分类过频过频欠频欠频过频保护指标及要求过频保护指标及要求 当
14、发电机的输出频率为当发电机的输出频率为425430Hz时,要时,要求在求在1秒内断开发电机的秒内断开发电机的GCR采用采用固定延时固定延时方式方式 飞机电源系统36欠频保护指标及要求欠频保护指标及要求 当发电机的输出频率为当发电机的输出频率为370375Hz时,时,要求在要求在1秒内断开发电机的秒内断开发电机的GCR。当发电机的输出频率为当发电机的输出频率为345355Hz时,时,要求在要求在0.14秒内断开发电机的秒内断开发电机的GCR。同。同时,封锁欠压保护电路。时,封锁欠压保护电路。欠频保护电路采用欠频保护电路采用固定延时固定延时 飞机电源系统37飞机电源系统38飞机电源系统39过频保护
15、过频保护飞机电源系统40电源系统的电压电源系统的电压故障及其保护故障及其保护过压故障过压故障 欠压故障欠压故障 电压不稳定故障电压不稳定故障飞机电源系统41电压故障原因电压故障原因发电机励磁电路不正常,如旋转整流器短发电机励磁电路不正常,如旋转整流器短路或开路、励磁机电枢绕组短路等路或开路、励磁机电枢绕组短路等由调压器故障导致由调压器故障导致当发电机输出电压幅值波动时,很可能是当发电机输出电压幅值波动时,很可能是由于调压器或由于调压器或CSD中的调速器的工作不稳中的调速器的工作不稳定造成的定造成的 飞机电源系统42过压故障危害过压故障危害容易损坏灯光照明与电子设备容易损坏灯光照明与电子设备 过
16、压愈高,造成损坏所需时间愈短过压愈高,造成损坏所需时间愈短 过压保护指标及要求过压保护指标及要求 电源系统中大功率感性负载断开,或短路电源系统中大功率感性负载断开,或短路故障切除时,系统电压也会出现大幅度波故障切除时,系统电压也会出现大幅度波动,这是允许的,保护装置不应该动作动,这是允许的,保护装置不应该动作 当发电机最高相电压超过当发电机最高相电压超过129.5V时,断开时,断开GCR,发电机不能发电,发电机不能发电 保护电路采用保护电路采用反延时反延时方式方式 飞机电源系统43过电压保护过电压保护上限曲线上限曲线过电压保护下过电压保护下限曲线限曲线曲线曲线a以下部分:安全区以下部分:安全区
17、曲线曲线b以上部分:损坏区以上部分:损坏区曲线曲线a、b之间部分:动作区之间部分:动作区飞机电源系统44立即动作立即动作:危害严重的故障,如短路(:危害严重的故障,如短路(DP)固定延时固定延时:为了防止瞬时过电压时的:为了防止瞬时过电压时的误动作误动作,通过置延时来判别不同的故障原因。通过置延时来判别不同的故障原因。采用固定延时的故障种类采用固定延时的故障种类: UV、OF、RR、PMG、UB、OL、OC、UE反延时反延时:延时时间根据故障严重程度自动调整:延时时间根据故障严重程度自动调整: 故障越严重,延时越短故障越严重,延时越短采用反延时的故障种类采用反延时的故障种类:OV、OE、SP、
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