МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПОВІТРЯНИХ СУДЕН

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

Дослідження і вивчення двоканальної системи електропостачання з роздільним живленням споживачів

Виконала: Романець Софія Сергіївна

Перевірив: Захарченко Віктор Панасович

Київ 2022

Лабораторна робота 7 дослідження і вивчення двоканальної системи електропостачання з роздільним живленням споживачів Мета роботи

1. Вивчити принцип роботи та конструктивні особливості основної системи електропостачання (СЕП) 200/115 В.

2. Провести експериментальні дослідження властивостей системи.

3. Вивчити принцип роботи, конструктивні особливості та провести експериментальні дослідження властивостей СЕП 36 В.

4. Вивчити принцип роботи, конструктивні особливості та провести експериментальні дослідження властивостей СЕП 27 В.

Завдання до роботи

1. Дослідити роботу СЕП 200/115 В: при підключенні аеродромного електроживлення; вмиканні бортового електроживлення; запуску авіадвигунів та у польоті.

2. Дослідити роботу СЕП 36 В у нормальному й аварійних режимах.

3. Дослідити роботу СЕП 27 В при підключенні до бортової мережі акумуляторних батарей, випрямних пристроїв, аеродромного джерела живлення та в аварійних режимах.

Основні теоретичні відомості

Система електропостачання 200/115 В. Основними джерелами електроенергії системи 200/115 В є генератори Г1 і Г2, розміщені по одному на кожному авіадвигуні. Генератор – безконтактна електрична машина потужністю 30 кВА. Частота обертання ротора генератора підтримується приводом постійної частоти обертання. Конструктивно генератор і привід об’єднані в один агрегат – інтегральний привід-генератор. Привід обладнано електромагнітним розчеплювачем, який дозволяє відключати механічну передачу від двигуна. Повернення приводу в зачеплення з двигуном можливе тільки на землі після зупинки двигуна.

Допоміжним джерелом енергії системи 200/115 В є генератор ГЗ потужністю 40 кВА, який приводиться в обертання від допоміжної силової установки (ДСУ). Аварійним джерелом енергії 115 В є статичний однофазний перетворювач ПОС-1000 потужністю 1000 ВА. Перетворювач забезпечує електроживленням обмежену кількість споживачів при обслуговуванні на землі і за відсутності струму в основній мережі. Основні генератори за нормальної роботи утворюють два незалежних канали електропостачання лівого і правого бортів – з автоматичним резервуванням бортів при відмові одного з генераторів. Допоміжний генератор може бути увімкнено на один із двох бортів або на обидва – при відмові двох генераторів, забезпечуючи при цьому без обмежень електропостачання споживачів. Перетворювач запускається автоматично, якщо існує відмова двох основних генераторів або вручну незалежно від роботи основних генераторів. В обох випадках перетворювач підключається тільки на аварійну мережу 115 В. На рис.7.1 наведено функціональну схему СЕП 200/115 В.

Розподільча мережа. Передача електроенергії від джерел до споживачів проводиться через центральні і груповий пристрої:

• у кабіні екіпажу – лівий і правий розподільчі пристрої РП 115 В;

• лівий і правий РП 27 В;

• у груповій кабіні – лівий і правий центральні розподільчі пристрої ЦРП 200/115 В;

• штепсельні роз’єми аеродромного живлення ШРАП-400-3Ф та ШРАП-500К.

Керування й індикація. Елементи керування, контролю та сигналізації розміщені на щитку електропостачання, горизонтальної панелі лівого пульта, верхньому пульті та козирку панелі приладів. Органи керування й індикації на пульті електропостачання зв’язані між собою й інформують про стан системи електропостачання.

Підготовка системи до польоту. Електропостачання обладнання при підготовці до польоту проводиться у таких варіантах увімкнення до бортової мережі джерел електроенергії:

Рис. 7.1

• аеродромного джерела змінного трифазного струму напругою 200/115 В частотою 400 Гц з використанням трансформаторів 36В;

• аеродромного джерела змінного трифазного струму напругою 200/115 В частотою 400 Гц з використанням випрямних пристроїв 27 В і трансформаторів 36 В.

Значення контрольованих параметрів системи електропостачання 200/115 В для стабільного режиму роботи джерел електроенергії див. у табл. 7.1.

Таблиця 7.1

Значення контрольованих параметрів СЕП 200/115 В

Назва параметрів	Значення параметра
	мінім.	номін.	макс.
напруга аеродромного джерела, В	115	–	120
напруга генератора ДСУ, В	115	–	120
напруга основного генератора, В	115	–	120
напруга перетворювача, В	104	115	120
частота аеродромного джерела, Гц	300	400	410
частота генератора ДСУ, Гц	390	400	410
частота основного генератора, Гц	395	400	405
частота перетворювача, Гц	390	400	410

Система електропостачання 36 В. Головними джерелами електроенергії СЕП 36В є два трифазних трансформатори Тр1 і Тр2 потужністю 2000 ВА. Трансформатори знижують напругу СЕП 200/115 В до напруги 36 В.

Аварійне джерело – трифазний статичний перетворювач ПТС потужністю 800 ВА. Перетворювач виготовлений із застосуванням напівпровідникових елементів і перетворює постійний струм напругою 27 В у змінний трифазний струм напругою 36 В стабілізованої частоти 400 Гц. Функціональна електрична схема зображена на рис. 7.2, де АПШ1, АПШ2 – автомати перемикання шин, ПТС – перетворювач ПТС-800АМ, Тр1, Тр2 – трансформатори ТС 320СО4А, К1, К2 – контактори.

СЕП 36 В є трифазною з ізольованою нейтралю. Передача електроенергії від джерела споживачам відбувається через дві основні та одну аварійну мережі, які знаходяться в розподільчому пристрої 36 В (РП 36 В). СЕП 36 В призначена для централізованого електроживлення споживачів електроенергії змінним трифазним струмом напругою 36 В, стабілізованої частоти 400 Гц. До складу системи входять джерела електроенергії та силова розподільча мережа.

Рис. 7.2

Система виконана таким чином, що у нормальному режимі працюють два трансформатори, при цьому контактори К1, К2 та К3 спрацьовують, утворюючи два незалежних канали електропостачання, перетворювач ПТС не працює. Для забезпечення синфазності електроживлення споживачів системи автоматичного керування (САК), якій потрібно одночасно електропостачання напругою 200/115 В та 36 В, трансформатор Тр1 під’єднані до шини САК, розміщеної в лівому ЦРП 200/115 В.

У системі передбачені дві основні шини Тр1 та Тр2 і одна аварійна. У разі роботи основних джерел електроенергії 36В до трансформатора Тр1 підключені шини Тр1 та аварійна шина, до трансформатора Тр2 – шина Тр2. При відмові трансформатора Тр1 автомат перемикання шин АПШ1 за допомогою контакторів К1 та К2 здійснює перемикання шини Тр1 і аварійної шини на шину працюючого трансформатора Тр2. У випадку відмови обох трансформаторів здійснюється автоматичне увімкнення перетворювача ПТС і вмикання його до аварійної шини за допомогою контакторів К3 та К4.

Система електропостачання 27 В призначена для централізованого електропостачання споживачів електроенергії постійним струмом напругою 27 В. До складу системи електропостачання входять джерела електроенергії і силова розподільча мережа.

Джерелами електроенергії системи електропостачання 27 В є два випрямних пристрої ВП1 і ВП2 – основні джерела і три акумуляторні батареї АК1, АК2, АК3 – аварійні джерела. Випрямний пристрій – це агрегат, який складається із трифазного понижувального трансформатора з двома вторинними обмотками, до яких під’єднані два трифазних силових випрямлячі, електричні фільтри у первинному і вторинному колах та вентилятора охолодження з приводом від трифазного синхронного двигуна. Номінальний струм ВП становить 200 А, потужністю 6 кВт.

Акумуляторні батареї зібрані із лужних, нікель-кадмієвих акумуляторів. Ємність кожної батареї 25 А·год. З кожним випрямним пристроєм працює диференційно-мінімальне реле (ДМР1 і ДМР2), яке забезпечує підключення і захист ВП.

Усі шини силової розподільчої мережі мають два канали електроживлення – головний і резервний, крім аварійних шин лівого і правого центральних розподільчих пристроїв ЦРП 27 В, які для надійності електропостачання аварійних споживачів мають три кола електропостачання – головне, резервне і аварійне.

Функціональну електричну схему СЕП 27 В наведено на рис. 7.3, де АК1, АК2, АК3 – акумуляторні батареї 20НКБН-25; ВП1, ВП2 – випрямні пристрої ВУ-6Б; ДМР1, ДМР2 – диференціально-мінімальне реле ДМР-200ВУ; ШРАЖ – штепсельний роз’єм аеродромного живлення ШРАП-500К; К1 – К14 – контактори.

Розподільча мережа постійного струму при роботі обох випрямлячів утворює два незалежних канали електропостачання. В один канал входить ВП1 і акумуляторна батарея АК1, а в другий – ВП2 і акумуляторні батареї АК2 і АК3. Акумуляторні батареї і випрямлячі ввімкнуті паралельно і при навантаженні бортової мережі, яке вже встановилося за величиною, акумуляторні батареї тільки підзаряджаються. При цьому контактори К1, К2, К4, К13, К14, К7, К8, К9 і К10 спрацьовують.

Якщо знеструмлене коло живлення контакторів К8 або К9 (розрив кола, коротке замикання на аварійній шині лівого і правого ЦРП 27 В) контактор відпускає свої контакти і перемикає живлення аварійної шини лівого (правого) РП 27 В від аварійної шини правого (лівого) ЦРП 27 В. Якщо виникає аналогічна несправність у колі контакторів К7 або К10, то головна шина лівого (правого) РП 27 В перемикається на живлення від головної шини правого (лівого) ЦРП 27 В. У разі відмові одного ВП або при короткому замиканні його фідера ДМР від’єднує від шини це ВП. Одночасно спрацьовує контактор К3, який з’єднує обидва канали системи електропостачання.

Рис. 7.3

Якщо відмовляє два ВП контактори К1, К2, К8 та К9 при відпусканні контактів та контактор К3, при їх замиканні, перемикають розподільчу мережу на живлення від акумуляторних батарей (АБ).

Акумуляторна батарея АК1 живить шину кранів заправки паливом та зовнішніх засобів. При вмиканні вимикача аеродромного живлення і натисканні на кнопку запуску допоміжної силової установки ДСУ спрацьовує контактор К12 і аеродромне джерело електроструму під’єднується до агрегатів запуску ДСУ. Якщо запуск ДСУ проводиться від АБ, спрацьовує контактор К11 і АБ вмикаються до агрегатів запуску ДСУ.