1、中华人民共和国航空工业标准H/Z 302-97 民用飞机供电系统设计指南1997-09-23发布1997-10-01实施中国航空工业总公司批准目次1 主题内容与适用范围. . . . (1) 1. 1 主题内容.，.，. , . , . . . . . . . (1) 1.2适用范围.(川2 引用文件.11.(川3 技术要求.，.(川3.1 电源.(川3.2配电11.11.11. . 11. .( 4 ) 3.3 控制和保护.，. .(的3.4 飞机电源系统设计(8 ) 3.5 配电系统设计. .11. .11.11 . . (24) 3.6 用电设备设计. . .11. . . 11 11
2、. . . . . . . 11 . 11 . . . . . .11 . . (26) 3.7 对全电飞机的考虑.11.11. 11. . 11.11 . . 11. (30) 中华人民共和国航空工业标准民用飞机供电系统设计指南1 主题内容与适用范围1. 1 主题内容HB/Z 302-97 本标准规定了民用飞机供电系统设计的要求，以满足飞机采用数字式电子设备的需要。1. 2 适用范围本标准适用于民用飞机供电系统和新用电设备的研制。2 引用文件HB/Z 293-96 民用飞机电力应用和瞬态保护指南3 技术要求3.1 电源3. 1. 1 一般要求3. 1. 1. 1 电源的设置a.至少有一个电源
3、从主发动机提取功率;b.如果装有辅助动力装置，可有独立的辅助电源。辅助电源一般在地面使用，但在限定的高度范围内也具有空中工作的能力;C.至少可用一个外部电源向机上供电，作为大多数地面维护工作的电源;d.电源系统的设计容量应接近于负载要求的两倍，以允许负载的增伏。3. 1. 1. 2 主电源的形式a.恒速恒频电源系统系指采用组合驱动发电机的电源系统。组合传动发电机中的恒速转动装置，将发动机输出的变化转速变为恒定转速，再驱动交流发电机;b.变速恒频电源系统是发电机直接由发动机驱动，输出变频电力，而由电子方式变换成恒频电力，输出的交流电压也是恒定的。其变换型式有交一交型(即循环变换器式)和交一直一交
4、型(即直流网络式); C.变频交流电源系统是直接由发动机直接驱动的交流发电机提供，而频率变化范围较宽3d.直流电源系统是由发动机直接驱动的直流发电机及其控制保护装置组成，可提供高压或低压直流电。3.1.1.3 电源的设计要求中国航空工业总公司1997-09-23发布1997-10-01实施HB/Z 302-97 a.一个电源的失效应不妨碍飞机继续正常飞行。对于双发动机飞机可能需要在每台发动机上安装一台以上的发电机。b.每个单独的电源应是自主的和独立的。电源系统应在内部提供全部激磁、控制保护和指示所需要的功率，并与发电机的输出功率无关;C.为防止发生多重故障，电源之间、汇流条之间和控制保护电路之
5、间必须能隔离。d.系统必须备有必要的余度和备份容量。因备份容量会随着系统的不同而不同，最好能增加备份容量。3. 1. 1. 4 未来飞机对电源的新要求由于电传操纵要求电源具有更高的可靠性，全电飞机要求很大的发电容量，加之对可靠的电子设备供电的综合要求，将使得每台发动机上安装多台发电机，对于双发动机飞机尤其如此。将来的发电机也可能安装在发动机的内容，以提高可靠性、减轻重量，并能使用发电机来起动发动机。3.1.2 非正常与应急工作状态a.短期使用的常规应急电源是蓄电池(或带有充电器)系统，而长期使用的应急电源一般由空气或液压驱动的发电机提供;b.电传操纵和全电飞机则要求大大增加应急电源容量。大功率
6、长期使用的应急动力源是由辅助动力装置提供的。不管应急电源处于工作状态或准备状态，其设计必须对安全问题慎重处理;C.应急电源应独立于主电源，有时也要求应急电源能使主电源系统的某些部分能重新工作足够长的时间;d.应急供电时间目前要求大于30min，但出于安全和运行的原因应该选择连续长期使用的应急电漂;e.如果使用辅助动力装置作应急电源，则应在飞机规定的高度范围内均能工作口为了满足安全性要求，可以采用多个辅助动力装置或在辅助动力装置上装多个发电机;f.对于不同类型的飞机，应通过电气负载分析确定应急功率需求，并予以满足Eg.如由主电源系统构成余度，以防止全部电力丧失的可能性时，也应作为应急电源系统设计
7、的一部分;h.在非正常工作状态，即供电系统在规定的电源故障模式下运行时，应由负载控制器自动切断非重要负载，而不是使用应急电源满足。如果辅助动力装置驱动的发电机可在飞行中使用，则可用作增强应急供电系统的能力。3.1.3 故障的考虑3. 1. 3. 1 过压a.发电机非正常过压是由电压调节环节故障、切除过载和故障消除引起的口由电压调节故障而引起的过压状态时，应能切除发电机;对切除过载和故障消除引起的，则不应切除发电机;b.在发电机设计时，应对过压有一定的限制，而用电设备应能在此限制内承受所产生的电压;2 HB/Z 302-97 C.因在电压敏感电路中也能感受高相电压并具有高相限制，则由单相故障引起
8、的过压已不存在;d.过压的极限用电压一时间关系图或表表示，即反延时特性。该极限要覆盖发电动过压而可能引起的最严重情况;该种情况大多发生在切除最大短路电流时，并且在切除故障之后发电机在空载的情况下。在系统设计中加有限流功能的情况下，最严重的过压发生在电流较低时，一般负载标么值大约为2.2;e.飞机上的用电设备未必会遇到最严重的情况。因为最大故障电流只有在实验室条件下才能实现;当切除故障时，元电气负载与发电机连接，因而用电设备不会受到浪涌电压;当不是通过断开发电机接触器的办法切除故障时，负载继续维持接通，可以减小过压浪涌;f.在供电系统设计中规定的过压高限是不现实的，其原因是把曲线延伸到覆盖最严重
9、情况下的测量包线。因为规定的过压延持时间比实际情况长，给用电设备的设计带来困难口例如，随着短路电流的切除，浪涌电压不会立即产生，总会延迟几毫秒;g.对于过压极限应考虑短路电流和故障消除后维持25%的额定负载;200%额定负载的过载消除后维持25%的额定负载:将产生的过压瞬变变化为电压一持续时间的等效值o用电设备不可能遭受到上述考虑所建立的过压极限。根据设备的重要性或者在特殊情况下，例如采用应急电源工作的设备，可能要求较高的极限口3.1.3.2欠压a.发电机欠压的引起是由于发电机故障、电压调节环节故障、过载或短路。由于发电机或电压调节环节故障而达到欠压跳闸极限时应切除发电机;清除过载或短路故障应
10、由其他保护装置完成，若没能完成时，作为备分措施可切除发电机;b.欠压跳闸极限的选择应是在断开发电机以前使跳闸时间最长的断路器先断开，其目的是防止过早断开发电机以后，将短路故障带给更多的发电机而失电。因此要求欠压延时长达7s或10s;为此，发电机或变换装置必须能承受足够的故障电流;C.为少数负载提供较短欠压延时极限是可能的，但断路器的最长跳闸时间也必须相应限制。3.1.3.3 差动a.差动保护用于发电和配电系统的一定区域，对该区域总的输入电流和总的输出电流进行比较，当两个值之间有一个较小的相对差值时，就表明存在电气故障;b.差动故障保护的优点在于系统能立即采用措施，而不需要延时;C.传统的差动保
11、护用在发电机和负载汇流条之间，而近期的设计力图把差动保护的区域扩大至电流较大的传输电路，如厨房和大的电动机负载;d.采用差动保护可使大部分供电和配电系统得到更好的保护，防止引起更长时间的欠压。3.1.4 地面电源a.供电系统应能从地面电源得到115/200V、400Hz的交流电;b.新的地面电源设备可产生高质量和高可靠性的地面电力D一些设备使用的直流电，将在飞机上进行变换获取;3 H/Z 302-97 C.供电系统应配备保护装置，不应使地面电力直接输配到飞机上。飞机上应具有对不正确相序与不符合要求的电压、频率进行保护的设备。d.由外部电源转向主电源供电期间，供电系统应对其所产生的瞬变和供电间断
12、进行补偿;e.当需要地面电源仅对地面维护所需的设备和照明供电时，可不对飞行中的系统和设备供电:f.辅助动力装置驱动的发电机可作为地面电源使用，但维修量和费用都是很高的，因此不要用于为飞机负载作长时间供电口3.2 配电配电系统由介于调压点和用电设备端之间的那部份供电系统组成。3.2.1 配电结构3.2. 1. 1 系统布局a.配电结构受飞机要求、负载分析、发动机数目、发电机数目，辅助动力装置要求、应急电源要求、外部电源要求和其他等因素影响;b.配电系统应能在任何单个主电源或功率变换装置故障后，仍能向全部重要负载供电。在任何一个主电源不工作的情况下，飞机应仍然能出勤。C.在急需有一个电源不工作的飞
13、机出航后，不应因向多通道系统供电的主电源系统或功率变换装置有另外的故障，而失去向重要负载供电的能力;d.常规的设计是有互联能力的分离系统、并联系统或者是分组并联系统。在自动着陆阶段对自动着陆系统应提供两个或更多隔离和独立的电源;e.每个通道的调压点位于飞机供电中心的发电机汇流条上，一般有一个或多个分开的供电中心以分开供电系统各部份，而用连接汇流条作为各个分开部分之间仅有的相互连接手段。连接汇流条在大多数运行状态中的正常位置是断开的，以确保隔离;i一般双通道采用分离系统，三个或更多的通道则用并联系统。四通道系统一般采用分组并联系统，其中系统的每一半即两个通道是并联的，而连接继电器是断开的、以保持
14、系统隔离。三通道系统一般是并联的，但也可通过断开交流和直流连接继电器的方式使系统隔离，以适应自动着陆模式的需要。隔离手段可以用来防止整个系统断电。3.2.1.2 汇流条控制的考虑a.主电源的控制设计应采用具有控制和保护两种功能的接触器，而避免使用断路器或熔断器。发电机接触器应将主发动机驱动的电源接到发电机汇流条上;外部电源接触器应将地面电源接到连接汇流条上。汇流条连接接触器将用于连接和隔离各个汇流条;互联接触器将用于把多个单泊的通道连接在一起口并联系统连接汇流条应是一个同步汇流条;b.一般使用机械式功率援触器，但也可以使用固态和混合式接触器。在混合式接触器中使用固态器件进行初始转换，而机械接触
15、器用于持续工作，从而可在消除固态开关带有固定电压阵的情况下实现软转换。如果功率触点与单独的开关一起使用，则开关应由释放或打开的确切指令控制，但既使在闭合开关是接通的情况下，也应允许接触器跳闹。电源接触器应设计成能断开最坏情况下的系统故障电流。功率接触器的控制和总的汇流条管理将可能用一个4 HB/Z 302-97 符合于民用或军用标准的数字系统来实现;C.汇流条管理系统可以与微处理机有接口，微处理机监控每个供电通道的品质并接受从驾驶舱飞行工作位置来的输入指令。功率接触器和汇流条配置的手动控制对任何自动系统都是一种补充。3.2. 1. 3 馈电线a.馈电线系指从发电机至发电机接触器之间的布线。外部
16、电源馈电线是从外部电源插座至外部电源接触器之间的布线。可用并联的馈电线来代替粗的单根馈电线以减轻重量。并联的几根馈电线应有并联馈电线断开的保护措施，当几根并联的馈电线中有一根断开时就给出指示。仅有三相馈电线是贯穿全机的:b.在使用铝馈电线以节省重量时，应确保铝质馈电线到铜质馈电线的过渡，使得铝馈电线在日常维护中决不会受妨碍;C.飞机结构一般用作地线回路。在使用复合材料的飞机内应使用独立的中线回线，该中线回路沿着三相馈电线敷设，以抵消由电源不平衡状态引起的外部磁场作用。直流系统的中线(负载)回路也应同样敷设避免磁场不平衡状态。并联的馈电线应是分开的，以避免其导体之间的电磁祸合;d.按环境不同而选
17、用适合的电线，例如发动机区域要求耐高温的:e.在系统额定电流下，馈电线的电压降通常限制在5V之内，但有时由于重量的原因，而允许压降更大一点。3.2.1.4 电源转换a.配电系统应设计成在所有正常工作状态下能实现电源的转换，而在用电设备端没有任何供电间断。这样的正常转换包括:从外部电源到飞机主发电机的电源转换;辅助发电机(ep 辅助动力装置驱动的发电机)与飞机主发电机之间的电源转换;外部电源与机载辅助发电机之间的电源转换;当一台发动机停车而另一电源可用时的机上电源转换;b.瞬时的供电间断是瞬变的一种。正常瞬变可能发生在用电设备的转换、发动机速度变化、汇流条转换、电源的同步和并联以及由地面一机上一
18、地面电源的转换时;C.正常瞬变又可能发生在由于设备的失效或故障而短时失去正常的系统控制时，这些瞬变的发生，预计工作几千小时不会超过一次，但也可能在一次飞行中出乎预料地有几次。3.2.2 供电中心a.供电中心应容纳发电机接触器，发电机汇流条，连接汇流条，有的情况下还包括电源系统控制装置。也可以设置两个或多个主配电中心以提供完整性所要求的隔离和绝缘口配电中心应装在耐火焰的外壳内;b应避免因旅客、机组和维护人员的疏忽，而使其接触任何带电端;C.当在一个外壳里放有多于一个通道的转换和配电设备时，应使用耐火式的隔板隔开每个通道的设备:d.发电机汇流条可能是由多个电源供电的三相汇流条。每个主发动机驱动的发
19、电机单独与一个通道相连接。并且在供电中心里每个通道保持隔离。同样连接汇流条，辅助动力装置驱动的发电机输入端和外部电源输入端也应如此;5 HB/Z 302-97 e.应把供电中心设计成使一个汇流条的故障串给或扩散到其他通道的可能性最小。发电机汇流条应能直接供电给尽可能多的负载(风扇、厨房、泵、变压整流器等等)。3.2.3布线a.远程配电中心能使重量减轻。配电中心的设计应考虑到通用性，为便于维护应有较好的可达性;b.电线规格的选择应使其能在所有工作状态下承载额定电流，并且在整个飞机使用寿命期内性能不降低。所有承担电气负载的电线必须有保护，以防止因过载而损坏;C.在使用粗馈电线的地方，需注意保持适当
20、的弯曲半径，以防止过大的力矩作用在接线端子上，以及在飞机中有严重振动时，防止对绝缘部分造成应力;d.线束路径和固定应遵照有关标准。在配电中心里可使用连接件、接线板和接线盒。电线缠绕式端头可考虑用在无线电设备支架区域，但不适用于承载大电流的电线;e.每个发电机通道和设备的布线应该在机械上分开，以使得一个通道的机械损伤或接线端子的故障不会引起其他通道的断电。f.与备用系统有关的布线和设备应在机械上与电气上和其他的布线与设备隔离，使得其它部位的故障都不会影响到备用系统。3.2.4接地和电搭接使用结构性或薄的复合材料的飞机，对接地和电搭接必须给予专门的考虑。3.2.4.1 接地a.接地线应良好的接在贯
21、穿整个飞机的结构上。关键的接地通路应有余度口应避免造成所有通道共模性的接地故障。接地通路应隔离，应与主电源通道的隔离相当。不能用机械接地连接(即卡箍或安装螺栓)构成电气接地，应把地线安装在所有部件的接地螺栓上;b.交流、直流和盘箱接地应使用不同的接地线。对于灵敏的低电压信号不应有多个接地点。由于瞬变和雷击所形成的机上地电位差不应引起机械设备的电压灾害。3.2.4.2 电搭接搭接线的搭铁片(条)正常情况下不承载任何电力或信号电流。搭接应提供一个安全的撞地，为积累的静电和感应电流提供一个通路，并提供一个高频接地，以将传到飞机其官系统的以及由其他系统传导和辐射产生的电流旁路。3.2.5 雷电防护金属
22、蒙皮的飞机提供了一个对于雷电防护的法拉第网罩。对于采用复合材料的飞机将要求给于专门的考虑，避免在电源和信号电路中产生感应电流。可参阅有关雷电防护的指南。3.3 保护和控制3.3.1 保护功能a.供电系统应该是自动化的，并且要求机组人员进行的操作应最少。自动保护功能应能断开任何超出极限的电源。飞机在任何两个电气系统故障的综合作用下应不失去全部电源，一个电源不工作的飞机紧急出航后，亦应满足这个要求:b.任何单个失误或故障不应引起一个以上的向多个负载供电的电源或变换设备断电。除了主汇流条故障或保护功能故障外，任何单个故障都不应引起汇流条的永久性断电，而处理6 HB/Z 302-97 故障的操作应最少
23、;C.供电系统在发电机故障、发电机控制故障或过载时都不应产生着火或冒烟的危险;d.系统的自动保护功能应把由于电气故障或过载状态而损坏发电设备、电源变换装置、蓄电池、布线和配电元件的可能性降到最小，甚至杜绝;e.当有要求时，应具有自动卸载功能，以防止主电源过载;f.功率接触器应具有在一次故障以后自动复位、保护性跳问和自动重置系统的能力;g.一个使用计算机和软件逻辖的有效的保护系统应能提高系统精确判别故障的能力和实现使用功能丧失最少的最佳重置;h.保护功能一般包括:过压、欠压、过频、欠频、馈电线和汇流条差动电流保护、过电流、不正确的相序、断相;1.并联系统还要求过激、欠激、不平衡电流、反流等另外的
24、保护;J.对飞行安全重要的断路器应能迅速接近或能在驾驶舱遥控复位。断路器应是自动脱扣式;k.保护功能应确保电线不会由于过电流而有热应力，以及能防止由于故障造成危险的结构性损坏D必须注意，热保护设备(如断路器)是用来保护电气布线的，而不是用来保护单个设备的。对于要求保护的用电设备，其保护功能应由配电系统和设备的设计协调解决，用于配电系统布线的保护装置，其特性的选择也能对用电设备提供过载保护，并使在设备故障时造成的设备损坏减至最小;1.应协调好保护逻辑，确保故障排除后损坏最小，对其他用电设备供电间断最短，以及不会由于故障而切除发电机;m.备份保护装置将用于大多数故障，特别是供电系统主馈电线和汇流条
25、的保护与转换应该与其他馈电线和配电保护相协调，其中包括任何断路器，遥控断路器和遥控功率控制器。通过协调应保证逐级保护，使得上级的跳闸比下级的跳闸来得慢，以保持无故障部分的汇流条继续工作时，可提供备份保护;n.差动保护应用在上游以隔离和脱开被保护区中的故障，同时便保护区下游不受故障的影响。3.3.2 控制功能的考虑a.在系统正常运行时，人工操作程序应减至最少，但人工控制至少应包括每个主电源、每个辅助电源、外部电源、主蓄电池的通断控制;b.系统控制应该简单，并在非正常状态不要求机组人员操作。在一个单个电源系统故障后，不要求机组人员立即进行操作，以维持关键功能的运行;C.控制功能包括复位，但锁定是为
26、了防止串级式故障所必需的口在使用人工复位处，为防止人工操作开关时故障周期性地出现、应有防拍合电路。有些锁定可能要求断开全部电源以允许复位;d.在对座舱进行人机工程评价时，应充分考虑控制要求和机组人员与控制的相互作用。控制应能为机组人员提供最大的操作能力，可采用杆式联锁开关，在动作以前要求旋转的开关，磁保持开关，瞬时开关以及防护开关和带保险的开关。开关位置、方向和命名的选择应能7 HB/Z 302-97 避免机组人员产生疏忽和误操作，也可利用联锁使开关不起作用。配电板上可画出设计布局的简图，使得更容易理解。在各种型式的飞机上开关的命名应是标准化的，以避免给操作者和机组人员造成混乱口3.3.3 控
27、制和保护所用的电源控制和保护所用的电源是供电系统的核心，为保证安全工作，对这种电源的完整性和隔离应给予专门的注意。保护、控制和指示不应相互影响，防止一个故障可能引起全部功能丧失。每个通道应有其本身隔离的控制电源，以防止共模故障。3.3.4 机内检测设备电源系统的设计应具备最好的机内检测设备，探测、记录和储存工作过程中的故障，以便采取适当的维修措施。在运行的同时，应连续地检测系统的状态，记录并储存其参数，供在维护工作时进行查询。机内检测系统应正确显示故障，并向维修人员提供合适的纠正方法。3.4 飞机电源系统设计3.4.1 交流电源系统受供电特性影响最大的用电设备是航空电子设备。例如，如果使用三相
28、全波整流供电，则交流系统中的电压和相位不平衡将会影响航空电子设备电源装置的效率。如果电子设备的电源装置使用开关技术，那么电压和相位不平衡对供电效率的影响就可大大降低。在任何综合对比中都应考虑到由于效率的降低将要求供给这些设备更多的冷却空气。如果对航空电子设备的影响不大时，本条中所列的特性参数可以放宽。交流电源系统特性仅仅表征线性负载下的要求。如果有专用电源的话.例如重要的航空电子设备的电源，就应采用更逼真的试验负责模拟专用电源，使得电源特性对实际使用更有意义。3.4. 1. 1 115V、400Hz电源系统本条所述的电源特性适用于恒频，115/200V、400Hz、三相、星形连接、四线制和功率
29、因数O.75(滞后)-1.0的发电系统。3.4. 1. 1. 1 电压调节a.正常稳态电压极限指在所有正常工作条件下并带有三相平衡负载时，发电系统应提供并保持在下列电压调节极限之内:空载到额定负载115 :t 1. OV; 100%-125%额定负载115 1: 1. 5V; 125% -150%额定负载115 :t 2. OVo 正常工作状态规定了飞机运行所有阶段所要求的全部系统功能，包括用电设备通断，发动机转速变化，电源系统的进入同步和并联，以及外部电源供电:b.非正常稳态电压极限指系统在非正常工作运行时，平衡负载下的稳态相电压极限应是115tVo 3.4.1.1.2 瞬态电压a.正常瞬态
30、电压极限指在系统正常工作期间，每次加上和卸掉平衡负载时，每相电压应保持在图1中的曲线A和B所示的极限之内;8 HB/Z 302-97 b.非正常瞬态电压极限指在电压调节器的任何故障状态或感受不到电压时，系统最高电压应不超过图1中的曲线C所示的极限。.05 .06 时间s .04 .03 .02 .01 nnunnunnhununv uu臼uuunm9870 170 喇喇+lM制卢理棋协怦)国SE柑A.突加和突佣任何负载到额寇负载突加和突饵1所有负载故障清除B. C 图13.4. 1.1.3 电压不平衡在平衡负载和平衡馈电线的情况下，从空载到额定负载，相电压之间的电压差应在土0.6V的范围之内。
31、当在不平衡负载下，额定值之内，任何两相输出电流的差值不超过通道额定输出相电流的15%时，在发电机端的最高和最低相电压之差应不超过3Vo3.4.1. 1. 4 相位不平衡在空载和平衡负载下，额定值之内时，发电机端各相之间的相位应在120:!:0.6。之内。当在不平衡负载下额定值之内，任何两相的输出电流之差不超过额定输出相电流的15%时，在发电机端各相之间的相位应是120土1.5003.4.1. 1. 5 波形每个相电压波形的波峰系数应是1.41:!: O. 080任何单次谐波有效值不能超过基波有效值的1.5%。并且当在线性负载下额定值之内时，总的失真系数应不超过3%09 115V、400Hz电源
32、系统瞬态电压极限HB/Z 302-97 3.4. 1. 1.6 直流分量当在线性负载下额定值之内时，相电压波形带有的直流分量应不超过100mVo3.4.1.1.7 电压调制当稳态线性负载在额定值之内时，在任L之内相电压调制的最大峰峰值(最高电压与最低电压幅值之差)应不超过1.5Vo3.4.1.1.8 电压间断a.在正常状态下，正常的负载汇流条转换期间电压间断不大于50mso该转换指由外部电源向飞机发电机，任何两台发电机之间或由发电机向外部电源的转换;b.在非正常状态下，除了不间断供电汇流条以外，其他汇流条将因发电机故障，功率转换设备故障或系统故障而引起电压间断口对于向重要设备供电的汇流条，其间
33、断应不超过200ms;对于向非重要设备供电的汇流条可能发生数秒的问断o在上述电压间断期间，不要求用电设备在规定的极限内执行其任务;但用电设备不应遭到损坏，并且瞬变不应阻碍设备回到正常工作状态。具体的设备性能状态应由采购方和供货方共同协商确定。3.4.1. 1. 9 频率调节当全部负载在系统额定值之内时，其宿、态频率应在400士4Hz的极限范围内。3.4. 1. 1.10 瞬态频率由于突加和实卸负载所造成的频率瞬变应在图2所示极限范围内，在瞬态之后的Is内应回到稳态极限内。3.4. 1. 1.11 频率调制在稳态期间频率调制应不超过图3所示极限。420 410 N 400 目虽390380 T
34、。0.25 0.50 0.75 1.0 L 25 1. 5 负载转换(功率因数1.0) 图2115V、400Hz电源系统瞬态频率极限10 H/Z 302-97 飞I、飞、队、.卜-可接受的频率调制范围E , n内nu内同nFDA-znAvn品-aa 10 1.0 RVA-qdqL b-A且znd句，NE M附刷制EEM宵旧制+4 +3 +2 +1 。Hz 频率调制幅值频率调制极限3.4.1. 1. 12 非线性负载对于非线性负载和产生的波形失真必须提供充分的补偿。在供电系统的设计中，接在电源上的非线性负载是一个主要问题，这些负载能引起电压和电流波形都失真。非线性负载，如电子设备的电源装置所形成
35、的电流的总谐波含量可能达到30%。与单相相比，三相整流是特别严重的非线性负载。3.4.1.2 230V、400Hz电源系统本条所述的电源特性适用于恒频，230/400V、400险、三相、星形连接、四线制、功率因数O.75(滞后)-1.0的发电系统。该系统使用电设备在高电压下工作，适用于大功率场合，可以减轻馈电线重量，如电动机和作动器等。但对于电子设备而言，由于电压的增高，可靠性降低，而且增加了部件的研制费用;另外，使用较高的电压对工作人员的保护也必须重视。3.4. 1. 2.1 电压调节a.正常稳态电压极限指在所有正常工作状态并带有三相平衡负载时，发电系统应提供并保持在下列电压调节极限之内:空
36、载到额定负载230 :t 2.0V; 100% -125% 230土3.0V;125% -150% 230士4.0Vo11 图3HB/Z 302-97 b.非正常稳态电压极限指在系统非正常工作期间，平衡负载下的稳态相电压应是230Vo 3.4. 1. 2.2 瞬态电压a.正常瞬态电压极限指在系统正常工作期间，每次突加和突卸功率因数为O.75(滞后)-1的平衡负载时，每相电压都应保持在图4中曲线A和B所示的极限之内;b.非正常瞬态电压极限指在电压调节器的任何故障状态或感受不到电压时，系统最高电压应不超过图4中曲线C所示的极限。340 260 240 220 嘟?|都(垣板悖)国吕E。506 时间
37、04 03 02 01 。120 s 任何负载到额定的加和卸所有过载的加和回故障清除ABC 图43.4. 1. 2.3 电压不平衡在平衡负载和平衡馈电线的情况下，从空载到额定负载，相电压之间的电压差应在:!:l.2V的范围内。在不平衡负载下，额定值之内，任何两相输出电流的差值不超过额定输出相电流的15%时，在发电机端的最高和最低相电压之差应不超过6Vo3.4. 1. 2.4 相位不平衡在空载和平衡负载下，额定值之内时，在发电机端各相之间的相位应在120士O.6g之内。在不平衡负载下，额定值之内，任何两相的输出电流之差不超过额定输出相电流的15%230V、400日z电源系统瞬态电压极限12 H/
38、Z 302-97 时，在发电机端各相之间的相位应在120土1.50之内。3.4.1.2.5 波形每个相电压波形的波峰系数应是1.41 :t 0.080任何单次谐波的有效值不应超过基波有效值的1.5%，并且当所有线性负载在额定值之内时总的失真系数应不超过3%。3.4. 1. 2. 6 直流分量在所有线性负载下额定值之内，相电压波形带有的直流分量应小于200mVo3.4.1.2.7 电压调制稳态线性负载下，额定值之内，在任何Is内相电压调制的最大峰峰值(最高电压与最低电压幅值之差)应不超过2Vo3.4. 1. 2. 8 电压间断a.在正常状态下，正常的负载汇流条转换期间，电压间断应不大于50rns
39、，该转换指由外部电源向飞机发电机、任何两台发电机之间或由发电机向外部电源的转换口b.在非正常状态下，非正常工作状态期间，可能产生较长时间的电压间断。在这样的间断期间，不要求用电设备在规定的极限内执行其任务，但用电设备不应遭到损坏，并且瞬变不应阻碍设备回到正常工作状态。具体的设备性能状态应由采购方和供货方共同协商确定。3.4. 1. 2.9 频率调节在全部负载范围内，其稳态频率应在400:!:4日z的极限范围之内。3.4. 1. 2.10 瞬态频率由于突加和突卸负载所造成的频率瞬变应在图2所示极限范围内。在瞬态之后的Is内频率应回到稳态极限内。3.4.1.2.11 频率调制在稳态期间频率调制应不
40、超过图3所示极限。3.4.1.3 115V变频电源系统该系统额定相电压为115V，额定线电压为200V，相序为A-B一Co该系统适用于不需要从电源获得相位基准的用电设备，仅对电压的有效值有要求，或者直接把系统电能整流成直流的场合，既使频率在整个运行范围内以2:1的比例变化也无不利影响。一般情况下，大部分航空电子设备都属于这一类。对于要求相位基准的用电设备，如位置传感器、线性可变差接变压器和旋转可变差接变压器等，在此情况下应为用电设备配备一个集中式相敏电源口采用变频电源系统，就可以取消恒速传动装置。3.4. 1. 3. 1 电压调节a.正常稳态电压极限指在所有正常工作状态并带有三相平衡负载时，发
41、电系统应提供并保持在下列电压调节极限之内:空载到额定负载115:!: 1. OV; 100%125%额定负载115:!: 1. 5V; 125%-150%额定负载115士2.0Vo正常工作状态规定了飞机运行所有阶段所要求的全部系统功能，包括用电设备的通断.发动机转速变化，电源的同步和并联以及外部电源的供电;13 HB/Z 302-97 b.非正常稳态电压极限指在系统的非正常运行时，平衡负载下的稳态相电压应是115V。3.4.1.3.2 瞬态电压3.4.1.3.2.1 正常瞬态电压极限在系统正常工作期间，每次突加和突卸平衡负载时，每个相电压应保持在图5所示的极限内。thJ个制曾因SEo Dl 0
42、2 .03: .04 .05 .061 D7 1.08 J 09 .10 .J1 .12 时l司s图5恒压变频交流发电机的瞬态电压极限3.4. 1. 3. 2. 2 非正常瞬态电压极限a.非正常过压可能是由于消除非正常负载或过激故障而引起，由此而引起的电压应不超过图6所示的上限;b.非正常欠压可能由非正常过载、调压器故障、发电机故障、馈电线故障或汇流条故障引起;C.在发电机短路，调压器故障，馈电线故障或汇流条故障时，电源应在50ms内被断开;14 HB/Z 302-97 v 内unu内uhwvnuvnuumwm-nmm nunuvnU A哇。hhv噜唱AN 民问飞 , 队i. H崎 一-220
43、 200 180 160 A 1 s 10 图6115V变频电源系统非正常瞬态电压d.过载时，一个从零到正常额定电压之间的低压可能存在长达7so3.4.1.3.3 电压不平衡在平衡负载和平衡馈电线的情况下，从空载到额定负载，相电压之间的电压差应在士0.6V容差范围内。在不平衡负载下，额定值之内，任何两相的输出电流的差值不超过额定输出相电流的15%时，在发电机端的最高和最低相电压之差应不超过3Vo3.4. 1. 3.4 相位不平衡在空载和平衡负载下，额定值之内时，发电机端各相之间的相位应在120:t0.60之内。在不平衡负载下，额定值之内，任何两相的输出电流之差不超过额定输出相电流的15%时，在
44、发电机端各相之间的相位应在120士1.50之内。3.4. 1. 3. 5 波形每个相电压波形的波峰系数应是1.41 :t 0.08，波形失真系数总计应不超过3%，单次谐波分量应不超过1.5%。3.4.1.3.6直流分量直流分量在正向或负向都不应超过100mVo3.4. 1. 3.7 电压调制稳态线性负载下，额定值之内，在任Is内相电压调制的最大峰峰值(最高电压和最低电压幅值之差)应不超过1.5Vo3.4. 1. 3. 8 电压间断3.4.1.3.8.1 正常状态15 HB/Z 302-97 a.对于任何正常的电源转换或工作状态，其供电间断时间应不超过50ms;b.一般来说，不可能使直接驱动的发
45、电系统真正同步并联，以进行汇流条转换，所以无法规定电压间断。对于在正常转换动作过程中也需要工作的用电设备，应特别注意选择供电的类型，为此航空电子设备内需要有附加的储能设备。3.4. 1. 3.8.2 非正常状态由于发电机故障或调压器故障而向另一个可用电源转换时，其供电间断应不超过200ms。在此期间，电压可能变为从零到额定电压之间的任何值。3.4.1.3.8.3 系统断开发动机转速下降将引起发电机在达到欠频极限以前断开，如果没有其他电源，汇流条电压将在50ms内消失。在不超过50ms的期间内，电压可能在零到额定电压之间变化。3.4.1.3.9 频率调节频率应与发动机转速成比例地变化口从最低发动
46、机慢车转速到最大发动机额定转速.频率极限最小值为3801-毡，最大值为840Hzo3.4. 1. 3.10 瞬态频率频率瞬变仅仅是由于发动机转速变化引起。频率的最大变化率应是440Hz/503.4.1.3.11 频率调制频率调制仅仅是由于发动机转速调制的结果。3.4.2 直流电源系统3. 4. 2. 1 28. 5V直流电源系统现代干线飞机的直流电源通常不是发电机，而是功率变换装置，如变压整流器，而且一般没有滤波器，会在直流电源汇流条上引起很大的干扰。还可能有过高的尖峰电压加到汇流条上，可能要求备有昂贵的抗电磁干扰滤流器。采用较新的技术设计，可能避免以往直流电源使用中所存在的许多问题。3.4.
47、2. 1. 1 电压调节28.5V直流电由变压整流器供给，变压整流器由机上交流汇流条供电，其性能除了受变压整流器的影响外，还随着交流汇流条的交流电性能变化而变化。除非另有说明，所有电压都为平均值。a.正常稳态电压极限应是2429.5V; b.非正常稳态电压极限应是22-32.2Vo3.4.2. 1. 2 瞬态电压a.正常浪涌电压，在系统正常工作期间，突加或突卸系统额定值之内的负载时，电压应不超过图7所示的极限。b.非正常浪涌电压，在系统非正常工作期间，突加或突卸系统额定值之内的负载时，直流电压应不超过图8所示的极限;C.由感性负载转换引起的尖峰电压应在图9所示的极限之内。16 HB/Z 302-97 v 50 州wm语叫民?、.、/ , 20 10 。1 00. 1 时间s10 图7突如和突卸负载时直流正常瞬态电压极限Y O 50 1、 40 耀30 闸20 10 。Q1 0.1 10 时间810 图8直流非正常瞬态电压极限17 HB/Z 30
