交通运输飞机交流供电系统课件

1§2-6

飞机交流电源控制和保护

1§2-6

飞机交流电源控制和保护12交流电源的控制问题

主要控制对象

发电机励磁控制继电器(GCR)GCR：GeneratorControlRelay控制发电机励磁电路的接通与断开，决定发电机是否发电。发电机断路器(GB)(又称为发电机接触器GC或发电机控制断路器GCB)GB：GeneratorBreaker

GC：GeneratorContactor

GCB：GeneratorControlBreaker2交流电源的控制问题

主要控制对象发电机励磁控制继电器(2外电源接触器(EPC)

EPC：ExternalPowerContactor决定地面电源是否向机上电网供电。

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。汇流条连接断路器(又称并联断电器)(BTB)BTB：BusTieBreaker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供电或是发电机汇流条之间是否转换供电。

外电源接触器(EPC)使发电机投入电网向发电机汇流条供电34控制保护装置的作用:人工或自动地接通、断开或转换上述开关装置。控制: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网的开关元件，以完成发电机和电网主要汇流条的接通、断开或转换工作。保护: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。4控制保护装置的作用:人工或自动地接通、断开或转换上述开关装45控制保护装置的类型继电器型磁放大器型晶体管型

5控制保护装置的类型继电器型5交流电源系统的故障及保护中的一般问题

1.故障类型与保护项目过压（OV）低压（或欠压UV）馈线和发电机内部短路（差动电流保护DP）低频（或欠频UF）或欠速（UN）电压不稳定火警保护等等交流电源系统的故障及保护中的一般问题1.故障类型与保护项目62.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动作。误动作：在不应该动作时动作。拒动作：在应该动作时不动作。2.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78二、单独供电的控制关系

8二、单独供电的控制关系891.地面外电源供电

91.地面外电源供电9102.APU发电机供电102.APU发电机供电10113.主发电机供电113.主发电机供电11124.故障状态124.故障状态1213单独供电的控制特点对每一汇流条而言，任一时刻只能有一种电源供电，后者供电时前者自动断开

不是连续供电，其供电可靠性较差（与并联供电相比）

控制保护比较简单

13单独供电的控制特点对每一汇流条而言，任一时刻只能有一种电1314三、关联供电的控制关系

14三、关联供电的控制关系1415关联供电的控制关系-并联

15关联供电的控制关系-并联1516故障状态

116故障状态11617故障状态217故障状态21718单独供电与并联供电的混合状态

18单独供电与并联供电的混合状态1819并联供电的控制特点

通过同步汇流条实现并联供电

连续供电，供电可靠性高

控制保护复杂

19并联供电的控制特点通过同步汇流条实现并联供电1920（复习）控制与保护装置

主要控制对象

发电机励磁控制继电器(GCR)

GCR：GeneratorControlRelay发电机断路器(GB)(又称为发电机接触器GC或发电机控制断路器GCB)

GB：GeneratorBreaker

GC：GeneratorContactor

GCB：GeneratorControlBreaker汇流条连接断路器(又称并联断电器)(BTB)

BTB：BusTieBreaker外电源接触器(EPC)

EPC：ExternalPowerContactor20（复习）控制与保护装置

主要控制对象发电机励磁控制继电2021四、主要控制的逻辑关系21四、主要控制的逻辑关系2122（一）GCR的控制逻辑

22（一）GCR的控制逻辑2223（二）GB的控制逻辑23（二）GB的控制逻辑2324（三）BTB的控制逻辑24（三）BTB的控制逻辑2425(四)EPC的控制逻辑25(四)EPC的控制逻辑2526发电机短路故障及差动保护(DP)26发电机短路故障及差动保护(DP)2627发电机短路故障及差动保护(DP)27发电机短路故障及差动保护(DP)2728发电机短路故障及差动保护(DP)28发电机短路故障及差动保护(DP)2829取出其中的一相29取出其中的一相2930发生短路时30发生短路时3031发生短路时31发生短路时3132发生短路时32发生短路时3233电流电压转换电路发生短路时33电流电压发生短路时3334整流滤波电路发生短路时34整流滤波发生短路时3435电压检测电路发生短路时35电压检测发生短路时3536CSCF电源故障保护发电机相断路故障发电机电压故障发电机励磁故障发电机频率故障发电机欠速故障旋转整流器短路故障副励磁机短路故障馈电线短路故障36CSCF电源故障保护发电机相断路故障3637发电机相断路故障定义：发电机的某一相负载电流远小于其它两相电流保护指标：当检测到负载最小相电流还不足其它两相中负载较轻相电流的15%时，应在4秒内断开GCR延时方式：固定延时方式37发电机相断路故障定义：发电机的某一相负载电流远小于其它两3738发电机电压故障过压故障欠压故障电压不稳定故障38发电机电压故障过压故障3839电压故障原因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，很可能是由于调压器或CSD中的调速器的工作不稳定造成的

39电压故障原因发电机励磁电路不正常，如旋转整流器短路或开路3940过压故障危害容易损坏灯光照明与电子设备过压愈高，造成损坏所需时间愈短

40过压故障危害容易损坏灯光照明与电子设备4041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当发电机最高相电压超过129.5V时，断开GCR，发电机不能发电保护电路采用反延时方式

41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41交通运输飞机交流供电系统课件4243过电压故障及其保护装置(OV)43过电压故障及其保护装置(OV)4344过电压的种类瞬时过电压持续过电压44过电压的种类瞬时过电压4445敏感电路鉴压电路反延时电路过压保护电路的主要组成45敏感电路过压保护电路的主要组成4546过压保护电路的主要组成46过压保护电路的主要组成4647UA＜UW1→DW1截止→无故障信号输出

发电机电压正常时47UA＜UW1→DW1截止→无故障信号输出发电机电压正常4748发电机出现持续过电压UA＞UW1→DW1被击穿导通→UA对C2充电→经反延时DW2被击穿→输出过电压故障信号至GCR故障放大器→GCR触点跳开→GB触点跳开→发电机灭磁并退出电网48发电机出现持续过电压UA＞UW1→DW1被击穿导通→UA4849发电机出现瞬时过电压49发电机出现瞬时过电压4950欠压保护指标及要求当发电机三相电压平均值为103～106V时，要求在8～10秒内将发电机的GCR断开保护电路采用固定延时欠压故障的保护装置功能往往被欠速和欠频故障保护装置的保护功能所覆盖

50欠压保护指标及要求当发电机三相电压平均值为103～105051电压不稳定保护指标及要求当发电机输出电压的幅值波动，且波动幅值超过了额定电压的7%，频率的波动值超过了9Hz时，要求断开GCR采用反延时方式51电压不稳定保护指标及要求当发电机输出电压的幅值波动，且波51发电机励磁故障过励欠励发电机励磁故障过励52过励磁保护线路过励磁保护线路53过励磁保护线路的两个特殊点：（1）过励磁保护电路检测的信号应该是电压调节检测的主信号与无功电流差信号的叠加。（2）过励磁保护的故障信号是送往BTB故障信号放大器的，它控制BTB的断开，使发电机首先退出并联电网。过励磁保护线路的两个特殊点：（1）过励磁保护电路检测的信号54欠励磁保护其保护线路由检测电路、鉴压电路和固定延时电路三部分组成。在并联供电系统中，欠励故障检测信号与过励故障检测一样，都是电压调节主信号与无功电流不均衡信号的叠加，最后控制BTB的断开。在单独供电系统中，欠压和过压一样，都是反映发电机的故障，所以检测的是发电机的端电压。欠励磁保护其保护线路由检测电路、鉴压电路和固定延时电路三部5556发电机频率故障定义：发电机输出电压的频率超过规定值一定时间原因：多是由恒速传动装置(包括调速器)以及飞机发动机的不正常工作引起的

56发电机频率故障定义：发电机输出电压的频率超过规定值一定5657发电机频率故障分类过频欠频57发电机频率故障分类过频5758过频保护指标及要求当发电机的输出频率为425～430Hz时，要求在1秒内断开发电机的GCR采用固定延时方式58过频保护指标及要求当发电机的输出频率为425～430H5859欠频保护指标及要求当发电机的输出频率为370～375Hz时，要求在1秒内断开发电机的GCR。当发电机的输出频率为345～355Hz时，要求在0.14秒内断开发电机的GCR。同时，封锁欠压保护电路。欠频保护电路采用固定延时

59欠频保护指标及要求当发电机的输出频率为370～375H5960发电机欠速故障欠速故障一般由组合电源中的CSD或发动机故障引起发动机起动和停转过程中，发电机转速出现偏低则是正常现象。当IDG的输入转速低于额定转速的55%时，应0.1秒内迅速断开GCB保护电路采用固定延时

60发电机欠速故障欠速故障一般由组合电源中的CSD或发动机故6061旋转整流器短路故障一旦发现旋转整流器中的任一二极管短路，则应在5.5～7s内将GCR断开保护电路采用固定延时方式61旋转整流器短路故障一旦发现旋转整流器中的任一二极管短路6162副励磁机短路故障当永磁发电机任一绕组发生短路时，应在2s内将发电机的GCR断开保护电路采用固定延时方式

62副励磁机短路故障当永磁发电机任一绕组发生短路时，应在26263馈电线短路故障当发电机内部或发电机端到GCB之间的馈电线出现相对相或相对地之间的低阻抗短接现象时，则主电源系统出现了馈电线短路故障63馈电线短路故障当发电机内部或发电机端到GCB之间的馈电6364短路故障现象故障相电流大、电压低三相电压严重不均衡还会出现正常相过压的现象64短路故障现象故障相电流大、电压低6465短路故障原因振动断线搭地绝缘磨损损坏偶然性接地等65短路故障原因振动断线搭地6566短路保护当检测到故障短路电流大于20%额定电流值时，应在0.02s内断开发电机的GCR。

66短路保护当检测到故障短路电流大于20%额定电流值时，应在66同步汇流条短路故障同步汇流条短路故障67逆序电压敏感电路逆序电压敏感电路68飞机外部电源系统一、概述飞机停在地面，若机上无电源（主发电机、APU发电机都不工作时），由外部交流电源通过外部电源插头供电到地面服务汇流条和地面操纵汇流条，提供115/200V，400HZ的三相交流电，以满足飞机在地面时交、直流电气设备的用电需要。另外，外部交流电源还可以向机上主负载汇流条提供电能。飞机外部电源系统一、概述飞机停在地面，若机上无电69交通运输飞机交流供电系统课件70交通运输飞机交流供电系统课件71交通运输飞机交流供电系统课件72BPCU的作用:是控制外部交流电源接触器（EPC）的通断，决定外部交流电源是否向机上供电；控制地面操纵继电器的通断，使外部交流电源优先于APU发电机电源向地面操纵汇流条供电；控制地面服务汇流条的选择继电器和转换继电器的通断，选择主发电机、APU发电机和外部交流电源的任何一种电源向地面服务汇流条供电。BPCU的作用:是控制外部交流电源接触器（EPC）的通断，决73二、外部交流电源的供电控制与保护1.外部交流电源的接通需要外部交流电源向机上连结汇流条供电时，先插好外部交流电源的六钉插头，接通飞机电瓶电门（或插好地面直流电源三钉插头，接通地面直流电源电门）；然后把外部交流电源电门置于“接通”位。（一）外部交流电源的供电控制二、外部交流电源的供电控制与保护1.外部交流电源的接通（一742.外部交流电源的切断当不需要外部交流电源向飞机连结汇流条供电时，可将外部交流电源电门置于“断开”位，使EPC的线圈断电而跳开，外部交流电源便停止向机上供电。3.联锁电路外部交流电源和APU交流发电机及主交流发电机向飞机电网供电是自动联锁的，防止它们相互间有并联供电的可能性。2.外部交流电源的切断3.联锁电路754.外部交流电源插头中两个辅助（短）插钉的作用当接好外部交流电源插头时，两个辅助（短）插钉被连成通路，当外部交流电源正在向飞机上供电时，当拔掉外部交流电源插头，因为两个辅助插钉比三相交流电源插钉短，所以在拔插头时，两个辅助插钉先断开，这就防止了带负载拔插头而在插头处引起强烈火花的可能性。4.外部交流电源插头中两个辅助（短）插钉的作用761.过压保护外部交流电源的过压保护电路的作用是当外部交流电源电压超过一定数值时，自动切断外部交流电源接触器，停止向机上供电。（二）外部交流电源的故障保护2.逆相序保护1.过压保护（二）外部交流电源的故障保护2.逆相序保护77781、电源系统中的差动保护区间是A．所有的短路故障B．激磁绕组的短路故障C．发电机电枢绕组及输出馈线的短路故障D．旋转整流器的故障练习781、电源系统中的差动保护区间是练习782、在发电机的故障保护装置中设置延时的目的是（）。A．防止损坏负载B．防止误动作C．防止发生故障时拒动作D．防止发生更严重的故障2、在发电机的故障保护装置中设置延时的目的是（）。793、故障保护中反延时的含义是A．反向延时B．故障越严重，延时越短C．故障越严重，延时越长D．延时时间固定3、故障保护中反延时的含义是804．在电源系统设备中的故障保护反延时故障保护：A．过压/欠压B．过激磁/欠激磁C．过电压、过激磁D．欠电压，欠激磁4．在电源系统设备中的故障保护反延时故障保护：815、电源系统中对短路故障的差动保护采用A．固定延时B．反延时C．立即动作D．随机延时5、电源系统中对短路故障的差动保护采用826、在并联供电系统中，过电压与过激磁保护动作的先后次序为A．过电压先于过激磁B．过激磁先于过电压C．两者同时动作D．故障严重的先动作6、在并联供电系统中，过电压与过激磁保护动作的先后次序为837、电源系统中的过激磁故障指的是A．单独供电系统中由于激磁电流太大而使发电机电压升高B．并联供电系统中由于激磁电流太大而使发电机电压升高C．单独供电系统中由于激磁电流太大而使发电机承担过多的无功负载D．并联供电系统中由于激磁电流太大而使发电机承担过多的无功负载7、电源系统中的过激磁故障指的是848．地面电源可以向飞机上的A．全部负载供电B．重要负载供电C．应急设备供电D．通用设备供电8．地面电源可以向飞机上的859、在变压整流器中输入滤波器的作用是（）A．滤掉整流电压中的交流脉动成分B．滤掉输入电压中的交流脉动成分C．抑制电磁干扰D．增大容量9、在变压整流器中输入滤波器的作用是（）8610、飞机上的交流发电机与地面电源供电方式A、单独供电系统中发电机与地面电源可以并联B、并联供电系统中发电机与地面电源总是并联供电的C、一般是分开单独供电的D、一般是并联供电的10、飞机上的交流发电机与地面电源供电方式8711、变压整流器的功用是把:A、三相115／200伏交流电变为单相115伏交流电B、28伏直流电变为单相115伏交流电C、三相115／200伏交流电变为28伏直流电D、28伏直流电变为三相115／200伏交流电11、变压整流器的功用是把:8811、航空变压整流器的电压调整率越小，表示A、整流器输出电压随负载变化小B、整流器空载电压与额定负载时电压差值小C、整流器外特性比较平D、三种说法都正确11、航空变压整流器的电压调整率越小，表示8912、航空变压整流器中滤波电路的组成元件通常是A、RCB、LCC、LD、LR13、为减轻航空变压整流器中滤波器的重量，希望整流后的电压所含脉动频率A、高B、低C、适中D、与频率无关12、航空变压整流器中滤波电路的组成元件通常是13、为减轻航9014、Ｙ／△、Ｙ／Ｙ、Ｙ／ＹＹ连接的三相全波变压整流器输出整流电压每秒脉动次数为A、4800次B、2400次C、1200次D、3600次15、Ｙ／Ｙ△、Ｙ／ＹＹ连接的三相全波变压整流器输出整流电压每秒脉动次数为A、Ｙ／Ｙ△：3600次B、Ｙ／Ｙ△、Ｙ／ＹＹ：2400次C、Ｙ／ＹＹ：1200次D、Ｙ／Ｙ△：4800次14、Ｙ／△、Ｙ／Ｙ、Ｙ／ＹＹ连接的三相全波变压整流器输出整9116、Ｙ／ＹＹ型连接比Ｙ／Ｙ型连接的变压整流器A、输出电压脉动大一倍B、输出电压高一倍C、承担负载电流大一倍D、输出电压脉动小一倍16、Ｙ／ＹＹ型连接比Ｙ／Ｙ型连接的变压整流器9217、Ｙ／Ｙ△型连接比Ｙ／Ｙ型连接的变压整流器A、输出电压脉动大一倍B、输出电压高一倍C、承担负载电流大一倍D、输出电压脉动小一倍18、现代大中型飞机上常用变压整流器容量大小的单位是A、安培B、伏特C、伏安D、安培小时17、Ｙ／Ｙ△型连接比Ｙ／Ｙ型连接的变压整流器18、现代大中931、为什么在飞机电源系统的故障保护中要设置延时？什么叫反延时？2、什么是过激磁／欠激磁故障？有什么危害？3、哪些故障可以采用差动保护？如何进行差动保护？差动保护电路的保护范围指的是什么？1、为什么在飞机电源系统的故障保护中要设置延时？什么叫反延时941、为什么在飞机电源系统的故障保护中要设置延时？什么叫反延时？飞机电源系统在工作过程中，在突加载／卸载、发动机状态突变等突发情况下，会发生瞬时的过压／欠压、过频／欠频等现象，但