[发明专利]并联馈线电源系统的电流采样装置及故障判断方法

说明书

本发明提出一种并联馈线电源系统的电流采样装置及故障判断方法，装置由六个电流互感器组成；电流互感器一一对应安装在航空交流发电机输出的六根馈线上，每个电流互感器的铁芯中上用漆包线绕制两组绕组，其中一个绕组用于并联馈线开路保护的电流采样，另一个绕组用于差动保护的电流采样；用于并联馈线开路保护的绕组接航空电源系统的信号采集装置；同一相中两个用于差动保护的绕组匝数相同，且与各自馈线的同名端定义相同；一个绕组的起端接第一采样电阻一端，该绕组的末端与另一绕组的起端相连，共同接在串联的第一采样电阻与第二采样电阻之间，另一绕组的末端接在第二采样电阻的另一端。本发明通过对电流采样装置的设计，减少了电流互感器的总数量。

技术领域

本发明涉及航空电源技术领域，具体为一种并联馈线电源系统的电流采样装置及故障判断方法，用于大型飞机中双馈线并联传输方式的交流电源系统电流采样。

背景技术

1、航空交流电源系统电能传输方式

在飞机中、小功率电源系统中，一般只需采用单馈线传输方式进行电能的传输就可以满足飞机用电需求，参见图1左侧a)示意图。随着飞机用电量的不断增加，飞机电源系统输出功率在不断增大，在供电体制不变的情况下，发电机输出电流必然增大，这就需要发电机输出馈线的截面积相应增大，馈线会越来越粗。如果仍采用单馈线传输方式进行电能的传输，馈线的制作、安装、敷设、连接等方面将面临很多困难和问题，为了解决这些问题，目前参考国际上大型飞机电源设计，有采用双馈线并联的方式进行电源系统电能的传输思路，参见图1右侧b)示意图，但具体如何实现以及在实现中还存在什么问题，由于国外厂商对我们实施技术封锁，目前从公开文献中还无法得知。

2、“差动保护”电流采样

在飞机电源系统中有一个“差动保护”项目，它主要是针对航空发电机输出馈线短路所设置的保护项目，例如因馈线绝缘破损使馈线与飞机构架或蒙皮短接所造成的短路。

“差动保护”需要采集发电机输出馈线中的电流信号，通常采用在发电机输出馈线上安装电流互感器的方法进行电流采样，并将采样的电流信号与发电机内部的电流采样信号进行比较，若差值超过规定值，确定存在差动故障，并实施保护。单馈线传输方式的电源系统一般采用图2所示的电流采样方法。相应的在双馈线并联传输方式的电源系统中可以采用图3所示的电流采样方法。但申请人在实际按照图3所示的方法进行设计和使用时发现，由于电流互感器线圈中要穿过两根馈线，需要线圈的内径比较大，导致整个电流互感器的体积相应增大，不能满足大型飞机总体设计要求。

3、“并联馈线开路保护”电流采样

此外，申请人在进行双馈线并联传输方式设计过程中还发现，对于双馈线并联传输方式的电源系统，当出现了并联馈线中的一根馈线开路的故障时，会导致剩余馈线中的电流加倍，易出现馈线大电流过热、甚至起火等故障，所以需要在双馈线并联传输方式的电源系统中增加“并联馈线开路保护”项目，这一项目在传统的单馈线传输方式的电源系统中并不需要。

为了降低故障对整个电源系统的影响，设置了“并联馈线开路保护”项目，这是双馈线并联传输方式电源系统独有的保护项目。

“并联馈线开路保护”的方式是：在每根发电机输出馈线上安装电流互感器来进行电流采样，采集每一根馈线中的电流信号，比较同相中两根馈线的采样信号，若差值超过规定值，确定存在并联馈线开路故障，需要实施保护，参见图4。

发明内容

要解决的技术问题

显然，如果依据上述初步设计，在大型飞机的大功率(大容量)飞机交流电源系统中，采用双馈线并联传输的方式进行发电机电能的传输，并要实现“差动保护”和“并联馈线开路保护”功能，那么至少需要在发电机输出馈线上安装9个电流互感器线圈来进行电流的采样，见图5，这就导致电流采样装置的总体积过大，重量相应也过大，难以满足大型飞机的总体设计要求，本发明就是为了解决该问题而提出的。

技术方案