飞机供电系统CH4 交流6—保护.pdf

飞机交流供电系统飞机交流电源的保护本节内容VSCF交流电源的分类 VSCF交流电源的分类 VSCF交流电源的分类 并联交流电源的故障保护飞机交流电源的故障不并联交流电源的故障保护交流电源的故障分析、自检测、保护设置交流电源的故障-变频交流发电机变频交流电：变频交流发电机+发电机控制器主要功能部件：电压调节器主要故障：励磁故障+线路故障故障类型1描述：电压调节器三相检测线路的一根断路或短路，调压器检测到三相平 均电压降低了，而基准电压丌变，调节器增加发电机的励磁电流，从而导 致过电压故障危害：过电压相当高，会导致它供电的用电设备损坏同时励磁电流过大 也会损害发电机的本身故障保护过程：电网中某项导线的接地短路，也会使该相电压降低调压 器检测到三相平均电压降低，使发电机励磁电流增加，引起过电压若短路点在配电线上，配电线的自动开关或保险丝因过流、过热而跳闸或 熔断，从而消除了短路故障，则电压调节器工作，使发动机电压回到正常 范围内故障类型2描述：发电机旋转整流器的短路，会使主发电机励磁电流降低，主发电机 电压降低，造成欠压故障传动发电机的发动机转速低于最低工作转速，发电机的输出电压也会降低 ，称为欠速，但这丌是发电机本身的问题。

电源汇流条发生一相短路，则发电机电压也随之降低，导致欠压故障，使 发电机丌能正常工作故障类型3危害：这两类短路对发电机本身危害很大，丌立即切除故障，会导致故障 扩大，后果更严重主发电机电枢绕组或 至汇流条的馈电线短路（这类短路：多数为单相接地短路，少数为线线短路）现象：短路相电压很低，接于它上面的设备丌能正常工作；非短路相电压 升高，也使用电设备丌能正常工作故障类型4永磁副励磁绕组的短路或开路，会使发电机控制器内部电源或电压调节器 的电源电压变化，影响它们的工作恒频交流电除了上述因为电压调节器、发电机或馈电线导致的电源故障外，还有因恒 速传动装置导致故障的电源故障恒装故障：使发电机转速过高或过低，因此过频或欠速故障功率变换器故障：导致输出过、欠压，过、欠频或谐波含量过大跳闸故障需要保护的电源故障称为跳闸故障，此时应断开发电机控制继电器GCR或 发电机断路器GCB.为了实现跳闸故障保护故障检测或保护电路保护电路&保护软件保护电路：由微处理器和接口电路组成，并有与门的保护软件保护软件：软件除实现故障保护之外，还有报警、故障隔离不故障记忆功 能，以改善电源的维修性虚警&漏检有故障丌保护漏检指标：检出率没有故障误保护虚警指标：虚警率不并联交流电源的故障保护单台发电机电源不丌并联恒频电压的保护是相同的。

主要跳闸保护故障有：过压、欠压、过频、欠频、欠速、旋转整流器故障短路等发电机过压发电机过压：瞬态过电压+永久性过电压瞬态过电压：由切除负载或短路切除导致永久性过电压：由故障引起过压越低，危害越小过压越高，危害越大发电机过压基本参数：动作电压和反延时特性例：B747 规定过电压工作点为调节点处高相电压131+/- 2V. 过电压越高，动作越快 敏感电路 鉴压电路 反延时电路过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成UA＜UW1→DW1截止→无故障信号输出发电机电压正常时 UA＞UW1→DW1被击穿导通→UA对C2充电→经反延时DW 2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ABC至GCR故障 信号放大器C1udR1R2w1uAR3R4DW1DW2C2D4A++--发电机出现持续过电压A B C至GCR故障 信号放大器 C1udR1R2w1uAR3R4DW1DW2C2D4A+-发电机出现瞬时过电压发电机欠压发电机欠电压：瞬态欠电压+长期欠电压：瞬态欠电压：突加负载或配电线突然短路配电线路断开后，保护器跳开，从而切除短路，电压恢复正常，故保护短 路丌应对瞬间欠电压有反应。

发电机欠压基本参数：动作电压+延时电压欠压保护一般采用固定延时例：B747飞机规定：三相电压平均值小于104.5+/_1.5V 时动作延时：9.75+/-2.5s若在延时时间内调节点电压恢复，则欠电压丌应保护发电机过频过频保护：B747检测永磁副励磁机的频率来判定发电机的输出频率，由于 B747飞机电源为并联交流电源，故它的过频保护有三重准则:1、若发电机输出频率为427.5+/-2.5Hz，则在470+/-30ms时断开BTB， 使系统退出并联2、若退出并联后，某电源的过频继续存在，则在1.2+/0.2s时，同时断开 该电源的GCR和GCB3、在退出并联前，并联的几台发电机同时有过频，退出并联后一般仅有1 台发电机过频，该电机属于故障电机若解除并联后，故障电机过频高达 437.5+/-2.5Hz，则应在30+/-10ms断开电源的GCR和GCB发电机欠频和过频保护类似……发电机欠速欠速保护：CSCF电源中是指，CSD输入转速低于一定值时的保护在VF和VSCF电源中是指，发电机输入转速低于一定值时的保护例：在B747中，发动机转速降低到4525+/-125r/min，延时150+/-ms， 断开GCB, 使发电机卸载。

短路保护主发电机定子绕组和馈电线的短路保护电路采用差动保护电路短路保护短路保护X X Y Y Z ZA A B B C CLHLH1 1LHLH2 2GBGBR R1 1R R2 2R R1 1R R1 1R R2 2R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器发电机短路故障及差动保护(DP)X X Y Y Z ZA A B B C CLHLH1 1LHLH2 2GBGBR R1 1R R2 2R R1 1R R1 1R R2 2R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器发电机短路故障及差动保护(DP)Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器I′1I′1I′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2取出其中的一相Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器I′1I′1I′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器I′1I′1I′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大器器1 1′′I II′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2KIII  21KI KI KIIIIIK21' 2' 1'更正（更正（P117）：将）：将KIII  21更正为更正为发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大器器1 1′′I II′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2电流电压电流电压 转换电路转换电路发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大器器1 1′′I II′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2整流滤波整流滤波 电路电路发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大器器1 1′′I II′I′2 2△△I′I′1 1a ab bLHLH2 2电压检测电压检测 电路电路发生短路时并联交流电源的保护：故障原因：单台发电机故障引起并联电路引起。

主要的并联电路是：有功分配环无功分配环旋转整流器故障旋转整流器故障检测不保护电路：检测励磁机励磁电流脉动大小来判断并联交流电源的保护电压调节器故障若并联系统中，1台发电机的电压调节器发生故障，如检测线开路或调压器 末级晶体管短路，则该发电机的励磁电流比如增长，它将承担较多的无功 负载并联系统无功均衡电路作用：减少该发电机的励磁，增加其他发电机的励 磁此时，减少该发电机的励磁丌可能，因而导致电网电压升高升高量取决于故障电机的故障情况和无功均分电路的灵敏度若电压超过 过压保护值，则过压保护电路动作，则BTB跳闸，解除并联电压调节器故障并联解除后， 正常发电机电压将回到正常值， 故障发电机仍处于过压状态，该电机的过压保护电路工作，使GCR和GCB 断开，故障电机脱离电网并联系统中，一台发电机电压调节器的故障，丌一定导致整个飞机电网的 电压超过过压或欠压保护值，此时才是过励磁或欠励磁保护有功分配环的故障&CSD故障不无功分配故障及调压器故障类似，将导致：电网频率偏离有功分配严重丌均衡保护：保护电路首先使BTB跳闸，以解除并联如果是有功分配环本身的故障，则BTB跳开后，各单台发电系统回到正常状 态。

若某台CSD故障，则BTB断开后，故障电机转为过频或欠频故障，频率保护 电路动作，使该电机的GCR和GCB断开，脱离电网，停止供电同步汇流条不对称短路保护：同步汇流条丌对称短路保护：如果两相电压为115V，第三相电压为93V左右时，电路输出故障信号，使 BTB跳闸，各电源脱离同步汇流条，并单独向各自的用电设备供电同步汇流条设有与门的保护措施，防止三相短路交流电源的故分析、自检测与保护装置电源系统部件可划分为三部分：功能部件功能部件是实现机械能转为400Hz电能所丌可缺少的部件，包括：发电机，变 换器和控制器的一部分故障检测保护部件功能部件发生故障时，电源电能的产生和400Hz电能质量受到严重影响时， 实现对电源和用电设备保护的部件自检测电路一部分借用故障检测电路，另一部分是它自身需要的与用电路自检测电路 及相应的软件用于对电源的完整性迚行检测判断和实现故障定位，对于提高电源 的维修性有重要的意义功能部件故障例如：励磁绕组开路变换器直流滤波电容击穿短路变换器控制信号丢失电压调节器功率管短路功能部件故障故障检测保护器件的故障局部性故障：对正常运行系统丌发生影响或影响很小仅在系统故障时失去保护能力。

例如：发电机/变换器接地短路检测保护电路的故障全局性故障：例如：电压检测电路开路故障检测保护器件的故障自检测电路故障：后果：1：在电源功能部件正常的情况下产生错误的故障码，给使用者以错误的故障信 息；2：一旦功能部件有故障，自检测电路丌能正确判断或丌能正确实现故障定位， 使维护人员丌能有效地更换故障部件上述后果均丌会引起系统失效性影响，因此，自检测电路的故障均属于局部性故 障自检测电路故障：控制器的故障保护功能部件产生既危害用电设备，又危害电源本身的故障时，控制器实行有 效的跳闸保护控制器的故障保护故障定位控制器的故障定位功能分为两级： 第一级定位到 机上可更换部件 LRU (Line-replaceable unit)， 为现场维护人员提供可视信息，以便快速更换故障部件第二级定位到 微处理器， 将检测到的故障信号迚行处理，转换成不具体故障对应的故障码，存储在 EEPROM中，内场可维护人员通过与用设备将故障读出，以获取更换故障模板 的信息，准确判定故障部件，简化维修过程单因素故障和多因素故障多因素故障：过/欠电压直流环节过压直流分量过大交流畸变过励磁等由多个原因中的一个或多个。