CN109347060A - 一种航空电源系统差动故障保护控制方法 - Google Patents

一种航空电源系统差动故障保护控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种航空电源系统差动故障保护控制方法，在原有硬件电路基础上，根据发电机端电流与线路电流的大小及其他系统状态量，增加机上真、假差动故障判别逻辑，防止假差动情况下发生误保护导致电源系统退网，从而保证机上供电的可靠性与稳定性。当发生真差动故障时，发电机控制器控制发电系统退网并向PSP报送差动故障；当发生假差动故障时，不控制退网，但向PSP报送差动故障。本发明能够有效甄别航空发电系统中真、假差动故障，降低机上因假性差动故障引起发电系统退网事故，提高航空发电系统的可靠性与稳定性，对未来飞机供电系统性能提升具有重要意义。

Description

一种航空电源系统差动故障保护控制方法
技术领域
本发明属于航空电气设计技术领域，涉及一种航空电源系统差动故障保护控制方法。
背景技术
在航空电源系统中，为保证机上用电安全，当发电机输出端馈电线对地短路时，设置差动故障保护。当检测到差动故障时，发电机控制器作为电源系统的控制中心，控制电源系统退网，即短时间内断开线路接触器的同时断开发电机励磁电流，并向供电处理机报送差动故障。
差动故障保护的硬件框图如图1所示，差动保护的两个电流互感器，一个安装于航空发电机中(简称GCT)，用于采集发电机输出侧电流；一个安装于机上配电盒中(简称LCT)，用于采集线路侧负载电流。并将GCT电流、LCT电流同时输入到控制器中，当控制器敏感到GCT与LCT二者之间的差值大于差动保护门限值时，经过特定时间的延时，确定回路中出现差动故障，控制发电系统动作，断开线路接触器，并切断发电机励磁以进行保护，并向电源系统处理机(PSP)报送电源系统差动故障，现有的控制算法如图2所示。
近年来，机载电源发生多起差动保护故障，经申请人分析，大多数故障并非由于发电机输出端馈电线对地短路引起的差动保护，而是由于机上其他故障引起差动虚警，导致机上频繁出现发电系统退网断电事故。
发明内容
为解决上述差动故障误动作问题，本发明提出了一种航空电源系统差动故障保护控制方法。在原有硬件电路基础上，根据发电机端电流与线路电流的大小及其他系统状态量，增加机上真、假差动故障判别逻辑，防止假差动情况下发生误保护导致电源系统退网，从而保证机上供电的可靠性与稳定性。当发生真差动故障时，发电机控制器控制发电系统退网并向PSP报送差动故障；当发生假差动故障时，不控制退网，但向PSP报送差动故障。
本发明的技术方案为：
所述一种航空电源系统差动故障保护控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：采集发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，根据采集的发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，计算三相电源A、B、C每一相差动电流ΔIj＝|IGCTj-ILCTj|，其中ΔIj为第j相差动电流，IGCTj为第j相发电机互感器电流，ILCTj为第j相线路互感器电流；j表示A、B、C三相电源；
步骤2：判断差动电流是否大于差动门限电压ΔIQ：若任意一相差动电流大于门限电流，则执行步骤3，否则执行步骤8；
步骤3：判断发电系统是否退网，若发电系统没有退网，执行步骤4，否则，执行步骤9；
步骤4：进行差动故障标识置位，并判断发电机互感器电流是否大于线路互感器电流，若有任意一相发电机互感器电流大于线路互感器电流，则执行步骤5，否则认为此时的差动为假差动，只报差动故障，不控制退网，不断激磁，执行步骤10；
步骤5：判断线路互感器电流是否大于过流门限值ILCT_M，若任意一相线路互感器电流大于过流门限值，则认为线路后端发生短路，不进行差动保护，进行过流保护，执行步骤10，否则执行步骤6；
步骤6：采集励磁电流ILICI，判断采集的励磁电流是否大于励磁电流门限值ILICI_M，若是，则认为发生此时发生真差动，进行差动保护延时，执行步骤7，否则执行步骤10；
步骤7：判断是否到达差动保护延时时间，若是，则发电机进行差动故障保护，立即发电机退网，并断开发电机励磁电流，执行步骤10；否则等待延时时间到后进行差动故障保护，执行步骤10；
步骤8：复位差动故障标识，复位差动故障保护标识，复位差动故障保护延时标识，执行步骤10；
步骤9：复位差动故障标识，执行步骤10；
步骤10：退出。
有益效果
本发明在原有调压硬件电路基础上，提出的一种差动故障保护控制方法，有效甄别航空发电系统中真、假差动故障，降低机上因假性差动故障引起发电系统退网事故，提高航空发电系统的可靠性与稳定性，对未来飞机供电系统性能提升具有重要意义。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为差动故障保护硬件框图；
图2为现有差动故障保护逻辑框图；
图3为差动故障保护逻辑框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明在现有硬件电路、采集电路基础上，对软件差动故障保护控制逻辑进行设计。
差动故障保护的硬件框图如图1所示，原有差动故障监测是通过发电机端电流互感器与线路电流互感器获取发电机端电流GCT与发电系统线路电流LCT，发电机控制器根据GCT与LCT之间的差值，当差值大于差动保护门限值时，确定出现差动故障，发电机控制器控制发电系统退网，并向供电处理机报故。
在原有发电机电流互感器、线路互感器与发电机控制器基础上，本发明控制策略基本原理如下：
根据采集的发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，对三相电源的A、B、C每一相差动电流进行检测，若其中任一相的差动电流大于等于差动保护门限时，比较GCT、LCT二者电流值。
若GCT<LCT，则认为此时的差动为发电机/发电机互感器断线或GCT、LCT互感器检测误差引起的假差动，此时，只向PSP报差动故障，不控制退网，断激磁；
若GCT>LCT且LCT<过流保护门限值，励磁电流在正常范围内，则认为此时的差动为真差动，进行差动保护延时。延时时间到，控制主接触器MLC退网，发电机断激磁电流。
若GCT>LCT且LCT>过流保护门限值时，则认为此时线路后端发生短路，不进行差动保护，而进行过流保护。
如果在差动保护延时期间，出现三相电源的差动电流值小于差动保护门限时，则取消差动保护。
如图3所示，具体步骤如下：
步骤1：根据采集的发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，计算三相电源A、B、C每一相差动电流(ΔIj＝|IGCTj-ILCTj|，其中ΔIj为第j相差动电流，IGCTj为第j相发电机互感器电流，ILCTj为第j相线路互感器电流。j表示A、B、C三相电源)；
步骤2：判断差动电流是否大于差动门限电压(ΔIQ)，若任意一相差动电流大于门限电流，执行步骤3，否则执行步骤8；
步骤3：判断发电系统是否退网(即MLC是否接通)，若发电系统没有退网，执行步骤4，否则，执行步骤9；
步骤4：差动故障标识置位，并判断发电机互感器电流是否大于线路互感器电流(任意一相大于即可)，若是则执行步骤5，否则，认为此时的差动为假差动，只向PSP报差动故障，不控制退网，不断激磁，执行步骤10；
步骤5：判断线路互感器电流是否大于过流门限值(ILCT_M)，(任意一相大于即可)，若是，则认为线路后端发生短路，不进行差动保护，而进行过流保护，执行步,10；否则，执行步骤6；
步骤6：采集励磁电流(ILICI)，判断采集的励磁电流是否大于励磁电流门限值(ILICI_M)，若是，则认为发生此时发生真差动，进行差动保护延时，执行步骤7，否则执行步骤10；
步骤7：判断是否到达差动保护延时时间，若是，发电机进行差动故障保护，即立即发电机退网(MLC断开)，并断开发电机励磁电流，执行步骤10；否则，等待延时时间到后进行差动故障保护，执行步骤10；
步骤8：复位差动故障标识，复位差动故障保护标识，复位差动故障保护延时标识，执行步骤10；
步骤9：复位差动故障标识，执行步骤10；
步骤10：退出。
采用上述步骤能够实现机上真、假差动故障判别，防止假差动情况下发生误保护导致电源系统退网，从而保证机上供电的可靠性与稳定性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种航空电源系统差动故障保护控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：采集发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，根据采集的发电机互感器电流值GCT和线路互感器电流值LCT，计算三相电源A、B、C每一相差动电流ΔIj＝|IGCTj-ILCTj|，其中ΔIj为第j相差动电流，IGCTj为第j相发电机互感器电流，ILCTj为第j相线路互感器电流；j表示A、B、C三相电源；
步骤2：判断差动电流是否大于差动门限电压ΔIQ：若任意一相差动电流大于门限电流，则执行步骤3，否则执行步骤8；
步骤3：判断发电系统是否退网，若发电系统没有退网，执行步骤4，否则，执行步骤9；
步骤4：进行差动故障标识置位，并判断发电机互感器电流是否大于线路互感器电流，若有任意一相发电机互感器电流大于线路互感器电流，则执行步骤5，否则认为此时的差动为假差动，只报差动故障，不控制退网，不断激磁，执行步骤10；
步骤5：判断线路互感器电流是否大于过流门限值ILCT_M，若任意一相线路互感器电流大于过流门限值，则认为线路后端发生短路，不进行差动保护，进行过流保护，执行步骤10，否则执行步骤6；
步骤6：采集励磁电流ILICI，判断采集的励磁电流是否大于励磁电流门限值ILICI_M，若是，则认为发生此时发生真差动，进行差动保护延时，执行步骤7，否则执行步骤10；
步骤7：判断是否到达差动保护延时时间，若是，则发电机进行差动故障保护，立即发电机退网，并断开发电机励磁电流，执行步骤10；否则等待延时时间到后进行差动故障保护，执行步骤10；
步骤8：复位差动故障标识，复位差动故障保护标识，复位差动故障保护延时标识，执行步骤10；
步骤9：复位差动故障标识，执行步骤10；
步骤10：退出。
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