86. Требования предъявляемые к системам распределения электроэнергии вс.

Требования, предъявляемые к аппаратуре защиты энергосистем летательных аппаратов

Система защиты электросети должна автоматически отключать только те её участки, на которых ток увеличился сверх допустимого значения. Для этого защита должна иметь:

• селективность (избирательность), т.е. способность отключить только повреждённый участок так, чтобы остальные работали нормально;

• быстродействие – минимальное время между возникновением аварийного режима и срабатыванием защиты. Чем меньше это время, тем меньше воздействие недопустимых по значению токов и меньше их разрушительное действие. На короткое замыкание защита должна реагировать немедленно, на перегрузку – с некоторой задержкой времени;

• инерционность, под которой подразумевается её свойство не реагировать на кратковременные допустимые перегрузки (например, при пуске электродвигателей);

• высокую чувствительность – способность реагировать на аварийные режимы в начале их возникновения и в то же время не реагировать на случайные отклонения параметров сети;

• надёжность, которая определяется надёжностью самого аппарата и сети.

Вывод: система защиты электросети должна быть селективной, иметь хорошее быстродействие, инерционна к кратковременным перегрузкам, чувствительной к аварийным режимам и обладать высокой надежностью.

87. Состав срэ и классификация по способу распределения электроэнергии.

Методы резервирования авиационных систем электроснабжения

На многих современных ЛА для повышения надежности электроснабжения потребителей электрической энергии устанавливаются несколько генераторов. Как правило, эти генераторы работают на общую сеть, т.е. параллельно. Одно из основных преимуществ параллельной работы генераторов заключается в отсутствии значительных отклонений напряжения и частоты тока от номинальных значений при включении (отключении) мощных потребителей.

В системах электроснабжения ЛА в основном используются однотипные генераторы, При их параллельной работе необходимо, чтобы нагрузка между ними распределялась равномерно. В противном случае максимальная величина отдаваемой генераторами мощности будет меньше их общей установленной мощности. Это обусловлено тем, что с ростом нагрузки мощность наиболее нагруженного генератора может достигать предельной величины, превышение которой приводит к выходу его из строя, в то время как другие параллельно работающие генераторы будут нагружены не полностью.

Выравнивание нагрузок между параллельно работающими генераторами постоянного тока производится путём соответствующего регулирования их токов возбуждения.

Электрическая энергия от источников тока подводится к потребителям с помощью специальной системы распределения. Основными элементами этой системы распределения являются электрическая сеть, защитная и коммутационная аппаратура.

Электрическая сеть является важным звеном системы распределения, и от надежности её зависит обеспечение энергией всего авиационного оборудования. Электрическая энергия от источников тока по проводам сети сначала поступает к распределительным устройствам, а от них – к потребителям. В качестве распределительных устройств служат шины, расположенные в специальных коробках или щитках. В распределительных устройствах обычно устанавливается коммутационная и защитная аппаратура.

В зависимости от рода передаваемого тока различаются сети постоянного тока и сети переменного тока.

Сети постоянного тока бывают двухпроводными и однопроводными.

В двухпроводных сетях от источника питания к потребителям прокладываются по два провода – плюсовой и минусовый. В настоящее время такие сети на летательных аппаратах почти не применяются.

В однопроводных сетях источник питания с потребителями соединяется лишь одним, обычно плюсовым проводом. Вторым (минусовым) проводом служит металлический корпус летательного аппарата.

Недостатком однопроводной сети является то, что при нарушении изоляции касание оголённым участком плюсового провода корпуса вызывает короткое замыкание в сети. Поэтому возникает необходимость особенно тщательно изолировать провода сети от корпуса летательного аппарата.

Сеть переменного тока в зависимости от числа фаз бывает одно-, двух-, трёх и четырёхпроводной. Для обеспечения безопасности экипажа сеть в однофазной системе напряжением 115В и выше выполняется в основном двухпроводной.

Для трёхфазной системы могут применяться трёхпроводные сети с использованием или без использования корпуса летательного аппарата в качестве четвёртого (нулевого) провода.

По назначению электрическая сеть каждого летательного аппарата делится на питательную, первичную и вторичную распределительные сети.

Питательная сеть (Рис. 1) обеспечивает подвод электрической энергии от источника тока к центральному распределительному устройству (ЦРУ), первичная распределительная сеть – от ЦРУ к распределительным устройствам РУ, а вторичная распределительная сеть – от РУ непосредственно к потребителям. На самолёте может быть несколько ЦРУ, а в некоторых случаях ЦРУ могут совсем отсутствовать.

Рис. 1. Схема радиальной сети: 1, 2, 3 – автоматы защиты

Фидером называется участок сети, отходящий от РУ и питающий один или группу потребителей через один аппарат защиты.

В зависимости от способа подключения РУ в сеть питательные сети делятся на радиальные и магистральные.

В радиальных сетях все РУ подключаются к шине генератора параллельно, отдельными проводами (рис. 1). В магистральной сети РУ включаются в одну магистраль провода последовательно друг за другом, как это показано на участке а – b – с – d (Рис. 2).

Рис. 2. Схема замкнутой сети

В радиальных сетях колебания напряжений на шинах РУ значительно меньше, чем в магистральных сетях. Однако радиальные сети имеют больший вес, чем магистральные.

Для надёжного снабжения потребителей электроэнергией в любых условиях полёта, когда возможны отказы или боевые повреждения сети, электрические сети летательных аппаратов во многих случаях выполняются с резервированием.

В зависимости от того, как выполняется резервирование, сети делятся на однолинейные и многолинейные, разомкнутые и замкнутые, основные и аварийные.

Многолинейными называются сети, в которых энергия к РУ передаётся по нескольким параллельным проводам одной фазы. Каждый провод имеет защиту, отключающую его при коротком замыкании на корпус. Обрыв одного или более проводов не должен прекращать питание потребителей, если оставшиеся провода рассчитаны на протекание по ним полного тока нагрузки.

Замкнутыми называются сети, в которых питание к распределительным устройствам подводится не менее чем с двух сторон (рис. 2). Такие сети иногда называют петлевыми или кольцевыми. Отказ любого участка сети не вызывает прекращения питания РУ.

Если питание к РУ подводится только с одной стороны, то сеть является разомкнутой (рис. 1).

Основной называется сеть, от которой питаются все потребители электроэнергии при полностью исправной электроэнергетической системе летательного аппарата.

Если выходит из строя часть источников электроэнергии или основная сеть, то вступает в работу аварийная сеть. К аварийной сети подключены только самые важные потребители электроэнергии, без которых невозможно продолжение полёта.

Если на самолёте с одним генератором отсутствуют аварийные сети, то в случае отказа генератора мощные не жизненно важные потребители автоматически отключаются от сети с помощью специальных реле.

На рис. 3 в качестве примера изображена схема питательной сети самолёта-истребителя.

Рис. 3. Схема питательной сети самолета-истребителя

В этой сети используются три вида шин: шина генератора ШГ, шина аварийная АШ и сверхаварийная шина аккумулятора ША. Все эти шины размещены в распределительных коробках ЦРК, РК1, РК2, РК3 и в щитке автоматов защиты сети АЗС.

С шин РК и ЦРК получают питание все мощные потребители электроэнергии; управление этими потребителями и питание маломощных потребителей осуществляется с щитков АЗС, расположенных в кабине самолёта.

К шине генератора ШГ подключены элементы управления мощными потребителями, без которых возможно закончить полёт и совершить посадку при отказе генератора. При включенном генераторе контакторы К1 и К2 соединяют шины ШГ и АШ параллельно. При этом часть сети получается замкнутой. Шины АШ и ШГ в щитке АЗС получают двустороннее питание через контакты К1 и K2. Соединение всех шин АШ образует участок магистральной сети. Контактор К3 обеспечивает подключение шины аккумулятора ША к аварийной шине АШ. В случае отказа генератора контакторы К1 и К2 отключают от аварийной шины АШ шину генератора ШГ вместе с питающимися и управляющимися от неё потребителями. Питание аварийных шин АШ теперь осуществляется от аккумулятора. При необходимости выключателем А можно отключить аккумулятор от аварийных шин АШ. Тогда от аккумулятора питание будут получать только особо важные потребители.

Вывод: на современных ДА для повышения надежности электроснабжения потребителей электрической энергии устанавливаются несколько генераторов. В системах электроснабжения ЛА в основном используются однотипные генераторы, При их параллельной работе необходимо, чтобы нагрузка между ними распределялась равномерно. В радиальных сетях колебания напряжений на шинах РУ значительно меньше, чем в магистральных сетях. Однако радиальные сети имеют больший вес, чем магистральные.

Для надёжного снабжения потребителей электроэнергией в любых условиях полёта, когда возможны отказы или боевые повреждения сети, электрические сети летательных аппаратов во многих случаях выполняются с резервированием.