1§2-6

飛機交流電源控制和保護

1§2-6

飛機交流電源控制和保護12交流電源的控制問題

主要控制對象

發電機勵磁控制繼電器(GCR)GCR：GeneratorControlRelay控制發電機勵磁電路的接通與斷開，決定發電機是否發電。發電機斷路器(GB)(又稱為發電機接觸器GC或發電機控制斷路器GCB)GB：GeneratorBreaker

GC：GeneratorContactor

GCB：GeneratorControlBreaker2交流電源的控制問題

主要控制對象發電機勵磁控制繼電器(2外電源接觸器(EPC)

EPC：ExternalPowerContactor決定地面電源是否向機上電網供電。

使發電機投入電網向發電機匯流條供電，即決定發電機是否輸出功率。匯流條連接斷路器(又稱并聯斷電器)(BTB)BTB：BusTieBreaker將各發電機匯流條與連結匯流條（或同步匯流條）接通或斷開，決定發電機是否并聯供電或是發電機匯流條之間是否轉換供電。

外電源接觸器(EPC)使發電機投入電網向發電機匯流條供電34控制保護裝置的作用:人工或自動地接通、斷開或轉換上述開關裝置。控制:主要是根據供電方式的需要及一定的邏輯關系，控制上述那些發電機和電網的開關元件，以完成發電機和電網主要匯流條的接通、斷開或轉換工作。保護:一般是在發電機或電網局部出現故障時，有選擇性地自動斷開某些開關裝置，使故障部分與正常供電系統隔離，防止故障擴大，保證系統正常供電。4控制保護裝置的作用:人工或自動地接通、斷開或轉換上述開關裝45控制保護裝置的類型繼電器型磁放大器型晶體管型

5控制保護裝置的類型繼電器型5交流電源系統的故障及保護中的一般問題

1.故障類型與保護項目過壓（OV）低壓（或欠壓UV）饋線和發電機內部短路（差動電流保護DP）低頻（或欠頻UF）或欠速（UN）電壓不穩定火警保護等等交流電源系統的故障及保護中的一般問題1.故障類型與保護項目62.對保護電路的基本要求（1）正確判斷和隔離故障，盡量縮小切除部位，保證系統的生命力。（2）保護裝置動作要準確及時，盡量不中斷或少中斷對用電設備的供電。（3）保護裝置既不應該誤動作也不應該拒動作。誤動作：在不應該動作時動作。拒動作：在應該動作時不動作。2.對保護電路的基本要求（1）正確判斷和隔離故障，盡量縮小切78二、單獨供電的控制關系

8二、單獨供電的控制關系891.地面外電源供電

91.地面外電源供電9102.APU發電機供電102.APU發電機供電10113.主發電機供電113.主發電機供電11124.故障狀態124.故障狀態1213單獨供電的控制特點對每一匯流條而言，任一時刻只能有一種電源供電，后者供電時前者自動斷開

不是連續供電，其供電可靠性較差（與并聯供電相比）

控制保護比較簡單

13單獨供電的控制特點對每一匯流條而言，任一時刻只能有一種電1314三、關聯供電的控制關系

14三、關聯供電的控制關系1415關聯供電的控制關系-并聯

15關聯供電的控制關系-并聯1516故障狀態

116故障狀態11617故障狀態217故障狀態21718單獨供電與并聯供電的混合狀態

18單獨供電與并聯供電的混合狀態1819并聯供電的控制特點

通過同步匯流條實現并聯供電

連續供電，供電可靠性高

控制保護復雜

19并聯供電的控制特點通過同步匯流條實現并聯供電1920（復習）控制與保護裝置

主要控制對象

發電機勵磁控制繼電器(GCR)

GCR：GeneratorControlRelay發電機斷路器(GB)(又稱為發電機接觸器GC或發電機控制斷路器GCB)

GB：GeneratorBreaker

GC：GeneratorContactor

GCB：GeneratorControlBreaker匯流條連接斷路器(又稱并聯斷電器)(BTB)

BTB：BusTieBreaker外電源接觸器(EPC)

EPC：ExternalPowerContactor20（復習）控制與保護裝置

主要控制對象發電機勵磁控制繼電2021四、主要控制的邏輯關系21四、主要控制的邏輯關系2122（一）GCR的控制邏輯

22（一）GCR的控制邏輯2223（二）GB的控制邏輯23（二）GB的控制邏輯2324（三）BTB的控制邏輯24（三）BTB的控制邏輯2425(四)EPC的控制邏輯25(四)EPC的控制邏輯2526發電機短路故障及差動保護(DP)26發電機短路故障及差動保護(DP)2627發電機短路故障及差動保護(DP)27發電機短路故障及差動保護(DP)2728發電機短路故障及差動保護(DP)28發電機短路故障及差動保護(DP)2829取出其中的一相29取出其中的一相2930發生短路時30發生短路時3031發生短路時31發生短路時3132發生短路時32發生短路時3233電流電壓轉換電路發生短路時33電流電壓發生短路時3334整流濾波電路發生短路時34整流濾波發生短路時3435電壓檢測電路發生短路時35電壓檢測發生短路時3536CSCF電源故障保護發電機相斷路故障發電機電壓故障發電機勵磁故障發電機頻率故障發電機欠速故障旋轉整流器短路故障副勵磁機短路故障饋電線短路故障36CSCF電源故障保護發電機相斷路故障3637發電機相斷路故障定義：發電機的某一相負載電流遠小于其它兩相電流保護指標：當檢測到負載最小相電流還不足其它兩相中負載較輕相電流的15%時，應在4秒內斷開GCR延時方式：固定延時方式37發電機相斷路故障定義：發電機的某一相負載電流遠小于其它兩3738發電機電壓故障過壓故障欠壓故障電壓不穩定故障38發電機電壓故障過壓故障3839電壓故障原因發電機勵磁電路不正常，如旋轉整流器短路或開路、勵磁機電樞繞組短路等由調壓器故障導致當發電機輸出電壓幅值波動時，很可能是由于調壓器或CSD中的調速器的工作不穩定造成的

39電壓故障原因發電機勵磁電路不正常，如旋轉整流器短路或開路3940過壓故障危害容易損壞燈光照明與電子設備過壓愈高，造成損壞所需時間愈短

40過壓故障危害容易損壞燈光照明與電子設備4041過壓保護指標及要求電源系統中大功率感性負載斷開，或短路故障切除時，系統電壓也會出現大幅度波動，這是允許的，保護裝置不應該動作當發電機最高相電壓超過129.5V時，斷開GCR，發電機不能發電保護電路采用反延時方式

41過壓保護指標及要求電源系統中大功率感性負載斷開，或短路41交通運輸飛機交流供電系統課件4243過電壓故障及其保護裝置(OV)43過電壓故障及其保護裝置(OV)4344過電壓的種類瞬時過電壓持續過電壓44過電壓的種類瞬時過電壓4445敏感電路鑒壓電路反延時電路過壓保護電路的主要組成45敏感電路過壓保護電路的主要組成4546過壓保護電路的主要組成46過壓保護電路的主要組成4647UA＜UW1→DW1截止→無故障信號輸出

發電機電壓正常時47UA＜UW1→DW1截止→無故障信號輸出發電機電壓正常4748發電機出現持續過電壓UA＞UW1→DW1被擊穿導通→UA對C2充電→經反延時DW2被擊穿→輸出過電壓故障信號至GCR故障放大器→GCR觸點跳開→GB觸點跳開→發電機滅磁并退出電網48發電機出現持續過電壓UA＞UW1→DW1被擊穿導通→UA4849發電機出現瞬時過電壓49發電機出現瞬時過電壓4950欠壓保護指標及要求當發電機三相電壓平均值為103～106V時，要求在8～10秒內將發電機的GCR斷開保護電路采用固定延時欠壓故障的保護裝置功能往往被欠速和欠頻故障保護裝置的保護功能所覆蓋

50欠壓保護指標及要求當發電機三相電壓平均值為103～105051電壓不穩定保護指標及要求當發電機輸出電壓的幅值波動，且波動幅值超過了額定電壓的7%，頻率的波動值超過了9Hz時，要求斷開GCR采用反延時方式51電壓不穩定保護指標及要求當發電機輸出電壓的幅值波動，且波51發電機勵磁故障過勵欠勵發電機勵磁故障過勵52過勵磁保護線路過勵磁保護線路53過勵磁保護線路的兩個特殊點：（1）過勵磁保護電路檢測的信號應該是電壓調節檢測的主信號與無功電流差信號的疊加。（2）過勵磁保護的故障信號是送往BTB故障信號放大器的，它控制BTB的斷開，使發電機首先退出并聯電網。過勵磁保護線路的兩個特殊點：（1）過勵磁保護電路檢測的信號54欠勵磁保護其保護線路由檢測電路、鑒壓電路和固定延時電路三部分組成。在并聯供電系統中，欠勵故障檢測信號與過勵故障檢測一樣，都是電壓調節主信號與無功電流不均衡信號的疊加，最后控制BTB的斷開。在單獨供電系統中，欠壓和過壓一樣，都是反映發電機的故障，所以檢測的是發電機的端電壓。欠勵磁保護其保護線路由檢測電路、鑒壓電路和固定延時電路三部5556發電機頻率故障定義：發電機輸出電壓的頻率超過規定值一定時間原因：多是由恒速傳動裝置(包括調速器)以及飛機發動機的不正常工作引起的

56發電機頻率故障定義：發電機輸出電壓的頻率超過規定值一定5657發電機頻率故障分類過頻欠頻57發電機頻率故障分類過頻5758過頻保護指標及要求當發電機的輸出頻率為425～430Hz時，要求在1秒內斷開發電機的GCR采用固定延時方式58過頻保護指標及要求當發電機的輸出頻率為425～430H5859欠頻保護指標及要求當發電機的輸出頻率為370～375Hz時，要求在1秒內斷開發電機的GCR。當發電機的輸出頻率為345～355Hz時，要求在0.14秒內斷開發電機的GCR。同時，封鎖欠壓保護電路。欠頻保護電路采用固定延時

59欠頻保護指標及要求當發電機的輸出頻率為370～375H5960發電機欠速故障欠速故障一般由組合電源中的CSD或發動機故障引起發動機起動和停轉過程中，發電機轉速出現偏低則是正常現象。當IDG的輸入轉速低于額定轉速的55%時，應0.1秒內迅速斷開GCB保護電路采用固定延時

60發電機欠速故障欠速故障一般由組合電源中的CSD或發動機故6061旋轉整流器短路故障一旦發現旋轉整流器中的任一二極管短路，則應在5.5～7s內將GCR斷開保護電路采用固定延時方式61旋轉整流器短路故障一旦發現旋轉整流器中的任一二極管短路6162副勵磁機短路故障當永磁發電機任一繞組發生短路時，應在2s內將發電機的GCR斷開保護電路采用固定延時方式

62副勵磁機短路故障當永磁發電機任一繞組發生短路時，應在26263饋電線短路故障當發電機內部或發電機端到GCB之間的饋電線出現相對相或相對地之間的低阻抗短接現象時，則主電源系統出現了饋電線短路故障63饋電線短路故障當發電機內部或發電機端到GCB之間的饋電6364短路故障現象故障相電流大、電壓低三相電壓嚴重不均衡還會出現正常相過壓的現象64短路故障現象故障相電流大、電壓低6465短路故障原因振動斷線搭地絕緣磨損損壞偶然性接地等65短路故障原因振動斷線搭地6566短路保護當檢測到故障短路電流大于20%額定電流值時，應在0.02s內斷開發電機的GCR。

66短路保護當檢測到故障短路電流大于20%額定電流值時，應在66同步匯流條短路故障同步匯流條短路故障67逆序電壓敏感電路逆序電壓敏感電路68飛機外部電源系統一、概述飛機停在地面，若機上無電源（主發電機、APU發電機都不工作時），由外部交流電源通過外部電源插頭供電到地面服務匯流條和地面操縱匯流條，提供115/200V，400HZ的三相交流電，以滿足飛機在地面時交、直流電氣設備的用電需要。另外，外部交流電源還可以向機上主負載匯流條提供電能。飛機外部電源系統一、概述飛機停在地面，若機上無電69交通運輸飛機交流供電系統課件70交通運輸飛機交流供電系統課件71交通運輸飛機交流供電系統課件72BPCU的作用:是控制外部交流電源接觸器（EPC）的通斷，決定外部交流電源是否向機上供電；控制地面操縱繼電器的通斷，使外部交流電源優先于APU發電機電源向地面操縱匯流條供電；控制地面服務匯流條的選擇繼電器和轉換繼電器的通斷，選擇主發電機、APU發電機和外部交流電源的任何一種電源向地面服務匯流條供電。BPCU的作用:是控制外部交流電源接觸器（EPC）的通斷，決73二、外部交流電源的供電控制與保護1.外部交流電源的接通需要外部交流電源向機上連結匯流條供電時，先插好外部交流電源的六釘插頭，接通飛機電瓶電門（或插好地面直流電源三釘插頭，接通地面直流電源電門）；然后把外部交流電源電門置于“接通”位。（一）外部交流電源的供電控制二、外部交流電源的供電控制與保護1.外部交流電源的接通（一742.外部交流電源的切斷當不需要外部交流電源向飛機連結匯流條供電時，可將外部交流電源電門置于“斷開”位，使EPC的線圈斷電而跳開，外部交流電源便停止向機上供電。3.聯鎖電路外部交流電源和APU交流發電機及主交流發電機向飛機電網供電是自動聯鎖的，防止它們相互間有并聯供電的可能性。2.外部交流電源的切斷3.聯鎖電路754.外部交流電源插頭中兩個輔助（短）插釘的作用當接好外部交流電源插頭時，兩個輔助（短）插釘被連成通路，當外部交流電源正在向飛機上供電時，當拔掉外部交流電源插頭，因為兩個輔助插釘比三相交流電源插釘短，所以在拔插頭時，兩個輔助插釘先斷開，這就防止了帶負載拔插頭而在插頭處引起強烈火花的可能性。4.外部交流電源插頭中兩個輔助（短）插釘的作用761.過壓保護外部交流電源的過壓保護電路的作用是當外部交流電源電壓超過一定數值時，自動切斷外部交流電源接觸器，停止向機上供電。（二）外部交流電源的故障保護2.逆相序保護1.過壓保護（二）外部交流電源的故障保護2.逆相序保護77781、電源系統中的差動保護區間是A．所有的短路故障B．激磁繞組的短路故障C．發電機電樞繞組及輸出饋線的短路故障D．旋轉整流器的故障練習781、電源系統中的差動保護區間是練習782、在發電機的故障保護裝置中設置延時的目的是（）。A．防止損壞負載B．防止誤動作C．防止發生故障時拒動作D．防止發生更嚴重的故障2、在發電機的故障保護裝置中設置延時的目的是（）。793、故障保護中反延時的含義是A．反向延時B．故障越嚴重，延時越短C．故障越嚴重，延時越長D．延時時間固定3、故障保護中反延時的含義是804．在電源系統設備中的故障保護反延時故障保護：A．過壓/欠壓B．過激磁/欠激磁C．過電壓、過激磁D．欠電壓，欠激磁4．在電源系統設備中的故障保護反延時故障保護：815、電源系統中對短路故障的差動保護采用A．固定延時B．反延時C．立即動作D．隨機延時5、電源系統中對短路故障的差動保護采用826、在并聯供電系統中，過電壓與過激磁保護動作的先后次序為A．過電壓先于過激磁B．過激磁先于過電壓C．兩者同時動作D．故障嚴重的先動作6、在并聯供電系統中，過電壓與過激磁保護動作的先后次序為837、電源系統中的過激磁故障指的是A．單獨供電系統中由于激磁電流太大而使發電機電壓升高B．并聯供電系統中由于激磁電流太大而使發電機電壓升高C．單獨供電系統中由于激磁電流太大而使發電機承擔過多的無功負載D．并聯供電系統中由于激磁電流太大而使發電機承擔過多的無功負載7、電源系統中的過激磁故障指的是848．地面電源可以向飛機上的A．全部負載供電B．重要負載供電C．應急設備供電D．通用設備供電8．地面電源可以向飛機上的859、在變壓整流器中輸入濾波器的作用是（）A．濾掉整流電壓中的交流脈動成分B．濾掉輸入電壓中的交流脈動成分C．抑制電磁干擾D．增大容量9、在變壓整流器中輸入濾波器的作用是（）8610、飛機上的交流發電機與地面電源供電方式A、單獨供電系統中發電機與地面電源可以并聯B、并聯供電系統中發電機與地面電源總是并聯供電的C、一般是分開單獨供電的D、一般是并聯供電的10、飛機上的交流發電機與地面電源供電方式8711、變壓整流器的功用是把:A、三相115／200伏交流電變為單相115伏交流電B、28伏直流電變為單相115伏交流電C、三相115／200伏交流電變為28伏直流電D、28伏直流電變為三相115／200伏交流電11、變壓整流器的功用是把:8811、航空變壓整流器的電壓調整率越小，表示A、整流器輸出電壓隨負載變化小B、整流器空載電壓與額定負載時電壓差值小C、整流器外特性比較平D、三種說法都正確11、航空變壓整流器的電壓調整率越小，表示8912、航空變壓整流器中濾波電路的組成元件通常是A、RCB、LCC、LD、LR13、為減輕航空變壓整流器中濾波器的重量，希望整流后的電壓所含脈動頻率A、高B、低C、適中D、與頻率無關12、航空變壓整流器中濾波電路的組成元件通常是13、為減輕航9014、Ｙ／△、Ｙ／Ｙ、Ｙ／ＹＹ連接的三相全波變壓整流器輸出整流電壓每秒脈動次數為A、4800次B、2400次C、1200次D、3600次15、Ｙ／Ｙ△、Ｙ／ＹＹ連接的三相全波變壓整流器輸出整流電壓每秒脈動次數為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連接的三相全波變壓整流器輸出整9116、Ｙ／ＹＹ型連接比Ｙ／Ｙ型連接的變壓整流器A、輸出電壓脈動大一倍B、輸出電壓高一倍C、承擔負載電流大一倍D、輸出電壓脈動小一倍16、Ｙ／ＹＹ型連接比Ｙ／Ｙ型連接的變壓整流器9217、Ｙ／Ｙ△型連接比Ｙ／Ｙ型連接的變壓整流器A、輸出電壓脈動大一倍B、輸出電壓高一倍C、承擔負載電流大一倍D、輸出電壓脈動小一倍18、現代大中型飛機上常用變壓整流器容量大小的單位是A、安培B、伏特C、伏安D、安培小時17、Ｙ／Ｙ△型連接比Ｙ／Ｙ型連接的變壓整流器18、現代大中931、為什么在飛機電源系統的故障保護中要設置延時？什么叫反延時？2、什么是過激磁／欠激磁故障？有什么危害？3、哪些故障可以采用差動保護？如何進行差動保護？差動保護電路的保護范圍指的是什么？1、為什么在飛機電源系統的故障保護中要設置延時？什么叫反延時941、為什么在飛機電源系統的故障保護中要設置延時？什么叫反延時？飛機電源系統在工作過程中，在突加載／卸載、發動機狀態突變等突發情況下，會發生瞬時的過壓／欠壓、過頻／欠頻等現象，但