Требования к системам распределения электрической энергии

К БСРЭ также, как и к системе электроснабжения в целом, предъявляются следующие основные технические требования.

1. Надежность и живучесть системы. Под надежностью, как известно, понимают свойство системы выполнять свои функции и поддерживать технические характеристики в необходимых пределах при заданных условиях эксплуатации в течение определенного времени. Живучесть определяет способность системы выполнять заданные функции при появлении отказов ее элементов. Надежность БСРЭ согласно ОСТ 100394-80 характеризуется показателями безотказности системы, являющимися вероятностями снижения напряжения на шинах РУ ниже допустимой величины за время полета. Для обеспечения требуемых показателей безотказности системы электроснабжения в соответствии с ОСТ 100818-86 интенсивность отказов каждой БСРЭ λ должна быть не более 0,5710 - 4 1/ч.

2. БСРЭ должна иметь минимальную массу и габариты при достаточной надежности и обеспечении безопасности и удобства эксплуатации. Это требование обусловлено тем, что БСРЭ имеет значительную долю в общей массе оборудования ЛА. Так, анализ электрической сети ряда тяжелых магистральных самолетов показывает, что общая длина проводного монтажа составляет 200-250 км, а его масса 2500-3000 кг. Значительную массу имеют и электроконструкции БСРЭ (ЦРУ, РУ, щитки и т.д.).

3. Высокое качество электроэнергии на выводах приемников.

Приведем требования к качеству электрической энергии, установленные ГОСТ 19705-89, которые обеспечиваются функционированием системы генерирования и распределения электроэнергии.

Для системы электроснабжения переменного трехфазного тока с номинальным напряжением 115/200В и постоянной частотой 400Гц:

- базовыми параметрами электроэнергии являются параметры фазы, линейные параметры определяются по установленным параметрам фаз;

- однофазные приемники должны быть распределены между фазами каждого канала трехфазной системы электроснабжения так, чтобы разность нагрузок наиболее и наименее нагруженных фаз не превышала: при нормальной или частичной работе канала — 15% мощности фазы источника; при аварийной работе — 10% номинальной мощности канала либо 30% мощности фазы источника;

- угол сдвига фаз между векторами напряжений любых соседних фаз при нормальной или частичной работе системы должен быть в пределах 116-124^о;

- значения установившегося напряжения должны соответствовать указанным в табл.1:

- небаланс напряжений при неравномерности указанных нагрузок фаз для нормальной и частичной работы системы электроснабжения не должен превышать 3В, а при питании от аварийного источника электроэнергии - 4В. В системах электроснабжения вертолетов при нормальной или частичкой работе и неравномерности нагрузок фаз более 5 % мощности системы небаланс напряжений не должен превышать 4В;

- при ненормальной работе одного из раздельно работающих каналов системы электроснабжения защита соответствующего канала должна выдавать сигнал на отключение канала распределения электроэнергии от неисправного источника и подключение его на исправный источник не более чем за 7с, если такое подключение предусмотрено. В технически обоснованных случаях при ненормальной работе системы электроснабжения время переключения отдельных приемников или их групп может быть обеспечено не более 1 с установкой специальных аппаратов в системе распределения электроэнергии и выделения переключаемых секций шин.

Таблица 1

	Напря	жение лк	любой	Средн	ее ннапрям	напряжение
		фазы, В		ние т т	рех фаз, Е	В
		Ре	жим рабо	работы систем	системы
Точка	нормаль­	ненор­	аварий­	нормаль	ненор­	аварий­
измерения	ный или илиилиШ1И	маль­	ный	ный или	маль­	ный
	частич­	ный		частич­	ный
	ный			ный
Выводы приемников	108-119	97-134	102-	-	-	-
Точка регулирования	-	-	-	115-	101-	110-

Для системы электроснабжения постоянного тока с номинальным напряжением 27В:

- установившееся напряжение должно соответствовать указанному в табл. 2;

- при ненормальной работе одного из раздельно работающих каналов он должен отключаться от неисправного источника и подключаться к исправному не более чем за 7с, если это предусмотрено;

- при необходимости непрерывность электропитания приемника постоянным током должна обеспечиваться созданием в системе двух независимо работающих каналов или двух электрически независимых источников и возможностью электропитания приемника одновременно от обоих каналов без электрического соединения их внутри приемника.

Таблица 2

	Напряж	ение при работе сие	системы, В
измерения	нормальной или частичной	ненормальной	аварийной
Выводы приемника	24,0-29,4	21,0-33	18,0-31,0
Точка регулирования
в системе с регули­	27,0-29,0	24,0-33,0	20,0-29,0
руемым источником
Точка подключения
нерегулируемого вы­	25,4-29,4	21,0-33,0	20,0-31,0
прямительного уст­
ройства

Примечание: напряжение в точке подключения выпрямительного устройства может быть изменено с помощью уставки не более чем на ± 0,5В.

Перечисленные требования обеспечиваются следующими способами их реализации:

1. Синтезом структуры БСРЭ, включающим в себя выбор способа передачи и рапределения электроэнергии, обеспечение аварийным питанием приемников электроэнергии первой и второй категории, выделение отключаемых шин и т.д.

2. Топологической оптимизацией БСРЭ, заключающейся в определении конфигурации электрической сети, количества РУ и их размещении на борту ЛА, в распределении фидеров приемников электроэнергии между ЦРУ и РУ.

3. Правильным выбором элементов электрической сети и их защиты, проведением поверочных расчетов выбранных аппаратов защиты.

4. Схемными решениями, обеспечивающими резервирование и при необходимости непрерывность питания электроэнергией.

5. Выбором оптимальных сечений проводов электросети из условий допустимых потерь напряжения и нагрева, защищаемости аппаратами защиты, механической прочности.

6. Рациональным электромонтажом БСРЭ, включающим оптимизацию разводки электрических соединений внутриблочного и межблочного монтажа, формирования сложных жгутов, прокладки трасс жгутов и др.

7. Анализом с помощью ЭВМ нормальных и аварийных режимов работы БСРЭ, позволяющим определить соответствие спроектированной сети требованиям ГОСТов и ОСТов, проверить аппаратуру сети на устойчивость к токам короткого замыкания и т.д.

8. Проведением стендовых испытаний макетов БСРЭ, которые должны включать в себя проверку: соответствия электрическим схемам; качества электроэнергии в нормальных, ненормальных и аварийных режимах работы; качества электроэнергии наземных источников; защиты бортовой электросети от коротких замыканий; токов и напряжений в различных участках БСРЭ;

проверку системы резервирования сети при различных режимах ее работы, а также исследование электрической сети.

Более подробно различные способы обеспечения требований, предъявляемых к БСРЭ, будут рассмотрены далее в соответствующих разделах учебного пособия. Отметим только ряд требований, касающихся схемных решений и проектирования электромонтажа.

1. Система распределения электроэнергии соответственно системе электроснабжения в целом должна состоять не менее чем из двух электрически независимых подсистем за исключением однодвигательных самолетов и вертолетов (учебных, для сельскохозяйственной и спортивной авиации). ЦРУ каждой электрически независимой части системы распределения электроэнергии должны устанавливаться на разных бортах самолета и вертолета.

2. Должно обеспечиваться резервирование электропитания шин каждого ЦРУ от шин ЦРУ другой подсистемы с временем восстановления нормального питания обесточенных шин не более 7 с.

3. При необходимости непрерывное электропитание постоянным током систем бортового оборудования должно обеспечиваться их одновременным подключением к шинам не менее, чем двух независимых подсистем распределения электроэнергии. При этом не должна образовываться электрическая связь подсистем по цепям внутри приемников.

4. Для исключения перерывов электропитания бортовых ЭВМ и других систем, критичных к перерывам питания, допускается применение в БСРЭ схем,

обеспечивающих одновременное подключение к шинам разных подсистем, наземного источника и генератора вспомогательной силовой установки (ВСУ) или наземного и основного источника, или генератора ВСУ и основного источника электроэнергии. При этом должна исключаться возможность включения контактора объединения подсистем при одновременном включении на бортовую сеть перечисленных вариантов подключения источников.

5. К одному аппарату защиты должен подключаться один приемник (или группа функционально-взаимодействующих приемников одной системы бортового оборудования) электроэнергии 1-й или 2-й категории или не более трех приемников 3-й категории.

6. Цепи дублирующих друг друга приемников электроэнергии должны иметь отдельные аппараты защиты и питаться от различных, не зависящих друг от друга подсистем БСРЭ.

7 Автоматы защиты сети (АЭС) допускается использовать в качестве выключателей, если участок от шин РУ до автомата защиты не превышает 1 м и не содержит электрических соединителей и промежуточных контактов и надежно защищен от коротких замыканий.

8. Жгуты проводов бортовых электросетей должны прокладываться специальными трассами, обеспечивающими минимальную длину прокладки и защитуот механических повреждений и агрессивной среды.

9 Фидеры источников электроэнергии разных каналов и дублирующие линии первичной БСРЭ должны прокладываться, по возможности, раздельно.

10. Жгуты аварийной и основной сети БСРЭ должны прокладываться, где это возможно, раздельно.

11. АЗС, не выполняющие функции выключателей, устанавливаются в РУ, расположенных вне кабины экипажа. Исключение допускается для АЗС особо важных цепей для контроляих состояния, повторного включения или замены предохранителей.

12. Все элементы БСРЭ, находящиеся под напряжением, должны быть защищены от случайных прикосновений людей и коротких замыканий (КЗ) между собой или на конструкцию ЛА.

Дата добавления: 2014-01-11