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1、西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 第六章 供电系统特性及其技术要求 6.1 概述 6.2 飞机供电系统特性参数 6.3 飞机直流供电特性要求 6.4 飞机交流供电特性要求 6.5 飞机供电系统的相容性 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.1 概 述 飞机供电系统的性能与质量是保证飞机整体性能的 重要因素。飞机供电系统除了功率容量指标需满足机 载用电设备的需求外，还应在飞机的各种工作状态下 ，具有符合规定要求的供电特性，包括供电的稳态性 能、瞬态性能、转换性能和系统的相容性。为此，供 电系统特性要求不仅要对系统中的发电系统与配电系 统提出严格规定，同时对用电设备也有
2、相应的限制。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 飞机供电系统特性是指飞机供电系统(包括电源系 统和配电系统)供给机载用电设备输入端处的电能质 量，包括电压、频率、波形、相位等电能物理量参数 的指标要求。即在正常工作状态时，这些电能物理量 参数的稳态、瞬态变化范围和持续时间；以及超出正 常工作范围的非正常工作状态时，电能物理量参数的 变化范围和持续时间。 为保证供电系统的供电质量，飞机供电系统正常工 作状态或非正常工作状态时，其电能物理量参数的变 化范围和持续时间都要有适当的规定，即要确定其变 化范围和持续时间的极限值，其目的是为保证飞机飞 行任务的完成和飞机及其设备与飞行人员的安
3、全。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 飞机供电特性标准 飞机供电特性的规定，也就是飞机供电特性标准 ，它是对飞机供电系统性能指标提出的具体要求，用 于供电系统中的电源系统、配电系统与用电设备之间 的协调，也是飞机供电系统和用电设备进行系统设计 时的依据。飞机供电特性标准所规定的技术指标与系 统中电源系统、配电系统和用电设备各自的规范规定 ，即分系统标准，都应协调配套，以充分保证供电系 统中各子系统之间，及其与用电设备之间，能很好地 协同工作。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.2 飞机供电系统特性参数 6.2.1 飞机供电系统特性参数定义 飞机供电系统的特性参
4、数是指系统处于各种运行 状态下，能表征系统在用电设备输入端瞬态、稳态 供电特性的物理量参数。 例如：交流供电系统处于稳态运行时，由于外界或 其内部原因，使其在用电设备输入端上的电压幅值 有周期性的或随机性的或两者兼有的变化，工程上 称之谓电压调制，航空领域将其1秒钟内电压幅值 变化的最大值和最小值之差，定义为电压调制幅度 。电压调制幅度表征了交流供电系统稳态运行时， 其用电设备输入端供电电压幅值的特性，电压调制 幅度就为交流供电系统的一个供电特性参数。 直流特性参数；而交流特性参数。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.2.2 直流供电系统供电特性参数 直流供电系统表征其供电特
5、性质量的电能物理量参 数是直流电压，而在系统各种运行状态和各种情况 下，系统用电设备端的直流电压，即使在稳态运行 条件下，也不是恒定的直流电压，而会有各种波动 与变化。 工程领域，将直流电压的波动与变化，分解成若干 物理量参数，作为飞机直流供电系统的供电特性参 数。直流稳态供电特性参数有：直流电压、直流电 压脉动幅值、直流畸变电压、直流畸变系数和直流 畸变频谱共五项；瞬态供电特性参数一项，即直流 电压瞬变。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.2.2 直流供电系统供电特性参数 稳态直流电压是指在不超过1秒钟的时间间隔内，在系统 用
6、电设备输入端，瞬时直流电压的时间平均值。 直流电压脉动幅值系统稳态工作期间，用电设备输入端直 流电压围绕直流稳态电压的变化称直流电压脉动；稳态直流电 压和瞬时直流电压最大差值的绝对值，为直流电压脉动幅值。 直流畸变电压系统用电设备输入端直流电压中交流电压分 量的方均根值。 直流畸变系数直流畸变电压与直流稳态电压之比。 直流畸变频谱直流电压中交流电压分量波形的频谱曲线， 以每一频率分量幅值的量化值表示。 直流电压瞬变系统瞬态过程中，用电设备输入端直流电压 瞬时变化的时域曲线。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.2.3 交流供电系统供电特性参数 交流供电系统表征其供电特性质量的电
7、能物理量参数比直流系统 多得多，交流供电系统的基本参数，除电压量值外，还有频率 、相位；此外，交流供电往往是多相系统，供电特性参数中还 需要有反映相间平衡的某些参数。同时，供电系统的性能质量 ，不但有稳态工作状态时的特性指标要求；瞬变工作过程中， 同样也要有特性指标的要求。 线性负载波形 整流性负载波形 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 飞机交流供电系统的稳态供电特性参数 (1) 稳态供电特性电压参数 共8项。后四项，是涉及交流电压波形的参数。 稳态交流电压系统用电设备输入端相线对中线之间的交流电 压每一半波之方均根值在不超过1秒钟时间间隔内的平均值。 交流电压峰值交流电压波形中
8、，最大瞬时电压的绝对值，即电 压波形的单峰值。 交流电压直流分量交流电压正负半波瞬时电压的平均值。 交流电压调制幅度在系统稳态工作的任何1秒钟时间内，交流 电压波形最大单峰值和最小单峰值之间的差值。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 交流电压波峰系数在不小于1秒钟的时间内，交 流电压半波波形峰值与其方均根值之比的极大值。 交流畸变电压交流电压波形中，除基波电压分量 之外的电压分量之方均根值。 交流电压畸变系数交流电压中，其交流畸变电压 与基波电压分量的方均根值之比。 交流电压畸变频谱交流电压中，除基波电压分 量之外的电压分量之频谱曲线，以每一频率分量幅值 的量化值来表示，其中包括
9、谐波和非谐波分量。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 (2) 稳态供电特性频率参数 交流供电系统稳态运行过程中，其频率也是在不断变化的，而 反映并表示这种供电频率变化规律与特点的参数，可确定为供 电系统稳态供电特性的频率参数。在飞机供电特性标准中，已 确定的稳态供电特性频率参数有：稳态频率和频率调制幅度两 项。 稳态频率供电系统用电设备输入端，其供电电源频率在 不超过1秒钟时间间隔内频率的平均值。 频率调制幅度交流供电系统稳态工作期间电源频率变化 ，在任意1分钟时间间隔内，所出现的最大频率与最小频率的差 值。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 (3) 稳态供电特性相
10、间平衡参数 交流供电一般均采用三相供电系统，理想情况则是三相稳态交流 电压相等，电压之间的相位正好互差120度，且三相相序要符 合规定要求。其中相序靠供电系统中网络的连接结构次序来保 证； 供电特性标准，允许其有一定的偏差，规定的偏差极限值， 反映了供电特性的质量。 稳态供电特性相平衡参数有： 电压不平衡供电系统用电设备输入端，三相稳态交流电压 之间差值的最大值。 电压相位差供电系统用电设备输入端，任意两相电压基波 分量从负到正方向过零相邻交点之间的电角度之差。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 2. 飞机交流供电系统的瞬态供电特性参数 供电系统由一个稳态工作状态转变到另一个稳
11、态工作状态时，总要经过一个瞬态过程才能达到新 的稳定。而瞬态过程中，系统的供电特性也需满足 瞬态供电特性的质量要求。为能判定，并表达供电 系统瞬态供电特性质量水平，也就需要有能表征系 统瞬态供电特性的参数，即瞬态供电特性参数。在 飞机供电特性标准中，已确定的瞬态供电特性参数 有：瞬态峰值电压、电压瞬态、频率瞬变和电压尖 峰四项。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 2. 飞机交流供电系统的瞬态供电特性参数 瞬态峰值电压供电系统瞬变过程中，交流电压波形最大峰值 (单峰值)的绝对值。 电压瞬态供电系统瞬变过程中，系统用电设备输入端供电 电
12、压的瞬态变化。 频率瞬态供电系统瞬变过程中，系统用电设备输入端供电 电源频率的瞬态变化。 电压尖峰叠加在交流瞬时电压上的持续时间小于50s的瞬 变电压(波形)。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.3 飞机直流供电特性要求 6.3.1 飞机直流供电系统稳态特性要求 飞机直流供电系统存在额定电压为28伏和270伏直流两线制或负线 接地的两种类型，它们的供电特性参数相同，而具体的特性指 标要求不一样。 1. 28伏直流供电系统稳态特性要求 (1) 正常工作状态时的供电特性要求 飞机28伏直流供电系统正常工作状态时，其稳态供电特性参数稳 态直流电压、直流电压脉动幅值和直流畸变系数的质
13、量要求如 表所示。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 直流畸变频谱的特性 直流畸变频谱的特性要求见图,图中频谱曲线限制了直流畸变电 压中各频率分量电压方均根值的极限。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 (2) 非正常工作状态时的供电特性要求 28伏直流供电系统非正常工作时，常常会出现过、欠压现象，供电 特性要求规定了系统保护装置动作之前的过、欠压极限值， 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 (3) 应急工作状态时的供电特性要求 28伏直流供电系统应急工作时，供电电源的容量有限，系统中仅 少数配电装置和用电设备工作，保证飞机返航与降落时的飞行 与人员安全。
14、此时，直流稳态电压的供电特性要求，比正常工 作状态时有所降低，允许的极限范围为18至29伏。 (4) 电起动工作状态时的供电特性要求 28伏直流供电系统电起动工作状态时，由于负载电流很大，供电 电源一般采用蓄电池，其直流稳态电压的供电特性要求降得更 低，允许的极限范围为12至29伏。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 2. 270伏直流供电系统稳态特性要求 (1) 正常工作状态时的供电特性要求 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 (2) 非正常工作状态时的供电特性要求 270伏直流供电系统非正常工作时，供电特性要求所规定的系统保 护动作之前，过、欠压极限值由图所示。
15、西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.3.2 飞机直流供电系统瞬态特性要求 直流供电系统瞬态工作过程中，其供电特性要求是规定了系统从瞬态开始时刻，在用电设备 输入端电压变化的极限，包括对电压变化持续时间的限制和稳态直流电压的极限范围。 270伏直流供电系统的瞬态供电特性要求。 28伏直流供电系统的瞬态供电特性要求， 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 6.4 飞机交流供电特性要求 6.4.1 飞机交流供电系统稳态特性要求 1. 相序要求 飞机交流供电系统一般都采用Y形连接中线接 地的三相四线体制，供电系统和用电设备A、 B、C三相的相序都应符合图所示规定。 图6.4.
16、1 三相交流供电系统相序关系矢量图 2. 飞机恒频交流供电系统稳态特性要求 (1) 正常工作状态时的供电特性要求 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 供电系统交流电压畸变频谱 供电系统交流电压畸变频谱的特性要求，则由图规定了交流电压中， 除基波电压分量外，其它频率分量的极限值，电压量值以方均根值表 示。 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统 2) 非正常工作状态时的供电特性要求 飞机恒频交流供电系统非正常工作状态时，其稳态供电特性要求比正常工作状态 时有所降低，其稳态交流电压的极限范围为100.0V至125.0V；稳态频率的极限 范围为380Hz至420Hz。而其它稳态供电特性参数要求同正常工作状态。 非正常工作状态时的供电特性要求还规定了系统过、欠压和过、欠频保护装 置动作之前的过、欠压和过、欠频的 极限值。上图为过、欠压保护极限； 西北工业大学自动化学院电气工程系-飞机电力系统
