助航灯光供配电系统中低压缺相保护功能的实现

助航灯光供配电系统中低压缺相保护功能的实现

陈晓光

内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司呼和浩特分公司 飞行区管理部  内蒙古自治区呼和浩特  010070

摘 要：助航灯光是飞机起飞，降落和滑行的视觉辅助导航装置。助航灯光电源的稳定性和可靠性对飞行的安全性有很大的影响。本文根据机场辅助照明和供电的工作特性，重点研究了低电压不足的保护作用，并根据实际情况，提出了一种通过更新装置软件实现的低电压不足保护的具体实现方法。

关键词：助航灯光；供配电系统；低压缺相保护；自动切换；飞行安全

机场助航灯光作业的关键基础是保证配电系统的平稳运转。目前对于低压缺相保护的研究更多地集中于对其发生的故障进行判定和解决，而对于导航照明供配电系统来说，遇到此类故障时，该怎样更迅速地作出紧急响应，唯有持续地提升紧急响应的能力，保证助航灯的稳定运转，才能保证飞行器的顺利起飞和降落。

1.方案分析

根据低压配电网缺相故障的特点，对其进行了深入的研究，并制定了一系列的措施，通过对其进行了大量的技术验证，从设备的逻辑控制功能出发，对控制软件的故障处理流程进行了更新，从而实现了“安全、低成本”的解决方案，从而有效地解决了由于低压配电网出现的缺相故障所造成的安全隐患。

1.1基于三相电压继电器检测功能的改造方案

1.1.1方案原理

该方法利用了三相保护的低压或无相位探测的特点，将探测到的数据直接施加到断路器分闸绕组上，从而达到低压或无相跳闸、联动动作的目的。该方法利用了三相保护的低压或无相位探测能力，将探测到的数据输入到 PLC中，通过 PLC对其进行逻辑判定，从而使低压或无相分闸，实现联络投入。本系统使用施耐德公司生产的三相调压保护RM22TR33，具有欠压、超压监控、相序监控及两套常开型和常闭式接点保护。在监控的电压发生缺相故障时，其接触点可以起到跳闸、上载告警的作用。

1.1.2该改造方案的适用情况

（1）对于一条单母线两市电一联络的辅助灯光的低电压自动开关配电网，通过将继电器RM22TR33探测到的故障信息向该开关的开断线圈或者 PLC控制系统的分闸输入信号发送给该开关的开断线圈，切断该故障的电源回路，该开关将该故障的电源线路切断，同时线路将会被该线路的另一条线路的电源线路给该线路。（2）通过对控制保护RM22TR33的判断，判断为断路器，防止了常规电源回路无法自动启动。（3）大部分的助航灯光低压分配都可以采用这种方式进行。

1.2基于一体化设备自投装置逻辑控制功能的改造方案

1.2.1方案原理

一体化集成式设备自投设备是对三相电压进行采集，其内置的采样电路将其输入到内置的 PLC组件中，通过内置的 PLC组件对其进行逻辑判定，从而实现低压或缺相关断，实现通信投入。该设备是一种嵌入式 SOC设计，内置了全波 FFT优化技术，内置了 PLC模块，具有发送警报信号的通讯界面，并对其进行了逻辑控制程序的更新，使其具有故障保护的能力。

1.2.2该改造方案的适用情况

该方案的目的是解决配有集成式设备自投设备的低压自开配电网，通过对其逻辑控制方案进行更新，达到了缺相保护的目的。一体化设备自投装置低压配电系统图。在图1中可以看到。

图 １ 一体化设备自投装置低压配电系统图

改造后的备用自投控制程序，其控制逻辑为：（1）“一#进线L1,L2,L3相无电压”，“二#进线3相无电压”→“跳QF1”“合QF3”；（2）“二#进线L1,L2,L3相无电压”，“三相有压一#进线”最后“跳QF2”“合QF3”，（3）“一#进线L1,L2,L3相无电压”，“二#进线L1,L2,L3相无电压”，最后，分别“跳QF1”，“跳QF2”，柴油发电机组开始工作；（4）对1#进线和2#进线出现缺相时的供电开关。

2.方案选择

2.1基于三相电压继电器检测功能的改造方案

三相压控继电器可以对三相电压进行检测，并对其进行缺相，过压，欠压等状态进行保护。

2.1.1方案优点

这种方法的优势在于，当发生缺相时，控制保护装置将立刻输出跳闸信号，并向用户发送报警信息，当备自投接到跳闸信号后，立刻投入工作，低压母线联动闸，保证了两路市电的正常运转，以及外场的助航灯的连续平稳运行。

2.1.2方案缺点

这种方法的不足之处在于：（1）需要 PLC对断路器进行判断和操作，在没有 PLC控制的情况下，配电网需要增设报警电路；（2）PLC的改造需要不间断地进行，并且需要在带电的情况下进行操作，存在着很大的安全风险；（3）对低压配电箱进行改造，这是一项工作量大、投资大的工作。

2.2基于一体化设备自投装置逻辑控制功能的改造方案

2.2.1方案优点

这种方法具有以下优势：（1）无需对低压配电箱做任何改造，只需在现场对备自投设备的逻辑和控制程序进行更新，即可完成缺相保护的切换；（2）备自投设备具备通讯功能，并能将设备运行情况下的数据上载。

2.2.2方案缺点

告警信息是设备的操作信息，无法

判定备自投设备是否由于故障而动作，要想得到更详尽的报警资料，就需要对该系统进行进一步的改进与改进。机场经多方面综合评价，确定了以“以集成备自投单元逻辑控制为基础的改建方案”为主，以三相电压保护为辅助。

3.使用效果验证

在常规的或较陈旧的低压配电网中，为了达到缺相保护的作用，必须增加一台三相电压继电器；针对目前比较新引进的集成式设备自投设备，如机场的航灯低压配电网，通过对其逻辑控制方案进行更新，就可以达到低电压补足的功能。经过对某机场低压配电网缺相保护的改进，在实际运行过程中，采取了一种采样的方式，对缺相回路的脱扣、连接恢复、缺相保护的各项性能进行了试验，取得了良好的效果。

结束语：

综上所述，在飞机助航灯光和配电系统中的两种低电压缺相故障处理方法，主要是依据实际操作条件和实地试验，决定了备用自投和自启动模式下的缺相保护作用。该方法具有显著的优点，可以大大减少故障发生后的应急响应速度，提高外场导航照明系统的稳定性。助航灯工作人员将根据其自身的特点以及其专业的供配电知识系统，在缺相故障的判定、处置及预警监控等领域开展进一步的研究，持续提升助航灯工的供配电业务维修及紧急值班的水平。

参考文献

[1]李作鹏,梁爽.助航灯光低压供配电系统自投自复故障分析与处理[J].科技资讯, 2020(07):18-20.

[2]赵德鹏.机场目视助航灯光低压供电系统声光报警装置研究[J].中国航班, 2021(05):84-86.

[3]刘龙.机场供配电仿真培训系统研究与实现[J].南京理工大学,2020(06):115-116.