CN110797845B - 一种航空电源控制器的过流保护延时方法 - Google Patents

一种航空电源控制器的过流保护延时方法 Download PDF

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Abstract

本申请属于电流保护技术领域，涉及一种航空电源控制器的过流保护延时方法。该方法包括步骤S1、周期获取交流电源系统的三相电流中的电流值；步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则计算该电流值所在的门限区间；步骤S3、确定反时限延时时间并进行延时递减；步骤S4、在所述反时限延时时间内，若所述三相电流中的电流值小于所述最低门限值，则将所述反时限延时时间复位，取消计时，若所述反时限延时时间递减为零，则设置过流故障保护标志。本申请通过设置多个过流保护的门限区间，并设置对应的反时限延时时间，提高了过流保护的可靠性及精度。

Description

一种航空电源控制器的过流保护延时方法
技术领域
本申请属于电流保护技术领域，特别涉及一种航空电源控制器的过流保护延时方法。
背景技术
随着高性能飞机的发展及其作战环境的日趋复杂，航空电源控制器的高度安全性已经成为当代航空人必须解决的工作。随着航空事业的发展，航空安全问题越来越受到人们的关注。
在复杂环境条件下，电源系统要经受一些特殊环境的考验，同时机上各种非线性用电设备在通断的瞬间、用电过程中对电源系统造成冲击。因此，电源系统必须具备一些特殊的保护功能，在使用中遇到各种突发故障时，仍能保证飞机关键用电设备的良好供电。为此，电源系统除了具备高品质的电特性外，还应具备故障识别、隔离及保护功能。当电源系统出现故障时，系统应立即做出反应，隔离故障或采取措施降低故障给其它用电设备及自身带来的损害。
作为发电机控制器产品最为基本的功能——保护功能，是发电机控制器产品在遇到故障时采取必要措施的能力。常见的保护功能有过压、欠压、过频、欠频、过流等。通常情况下，在发电机控制器产品感应到故障信号后，会经过一段延时，随后切断主接触器，系统停止发电，这样就避免了持续的故障对电源系统带来的损害。这段延时，是故障确认的过程，在这段时间内既不会对系统造成损害，又能规避干扰信号造成误判。所以，延时的准确度就显得很重要，在产品研发阶段，如何有效设定延时时间显得尤为重要。
目前，航空电源系统中，发电机控制器过流故障保护主要由软件实现，在交流电源系统中，以往的算法是：根据输入的三相馈电线互感器电流值，若检测出三相电流中任一相的电流值超过门限值时，则设置过流故障标志，同时进行故障保护延时。如果在故障保护延时期间，连续两次出现低于过流保护点时，则取消过流故障标志，复位过流保护延时；否则，当达到了过流故障保护时间门限，则置过流故障保护标志。其中，门限值一般设置为额定电流的1.5倍和2倍。
随着用户对用电系统的要求越来越苛刻，该方法的可靠性已经不能满足要求。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种适用于航空电源控制器的高可靠性、高准确性的过流保护延时方法。
本申请航空电源控制器的过流保护延时方法包括：
步骤S1、周期获取交流电源系统的三相电流中的电流值；
步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则计算该电流值所在的门限区间，所述门限区间为额定电流的不同倍数构成的多个相邻区间；
步骤S3、确定反时限延时时间并进行延时递减，所述门限区间的下限越小，其对应的反时限延时时间越短；
步骤S4、在所述反时限延时时间内，若所述三相电流中的电流值小于所述最低门限值，则将所述反时限延时时间复位，取消计时，若所述反时限延时时间递减为零，则设置过流故障保护标志。
优选的是，所述确定反时限延时时间包括：
从预置的反时限延时时间与门限区间表中查找对应的反时限延时时间；或者
根据反时限延时时间与门限区间下限值的函数计算对应的反时限延时时间。
优选的是，步骤S4中，至少两次检测到电流值小于最低门限值时，将所述反时限延时时间复位，取消计时。
优选的是，步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则设置过流故障标志，在步骤S3中，取消计时的同时，复位所述过流故障标志。
优选的是，步骤S4还包括：
在所述反时限延时时间内，若检测的电流值变大，并位于其它的门限区间内时，根据新的门限区间更新正在延时递减的反时限延时时间。
本申请主要解决对于多个过流保护门限值的情形，使用反时限算法更合理准确。延时保护更加可靠准确。
附图说明
图1是本申请航空电源控制器的过流保护延时方法的一实施方式的流程图。
图2是电流与反时限延时时间关系图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
如图1所示，本申请航空电源控制器的过流保护延时方法，主要包括：
步骤S1、周期获取交流电源系统的三相电流中的电流值；
步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则计算该电流值所在的门限区间，所述门限区间为额定电流的不同倍数构成的多个相邻区间；
步骤S3、确定反时限延时时间并进行延时递减，所述门限区间的下限越小，其对应的反时限延时时间越短；
步骤S4、在所述反时限延时时间内，若所述三相电流中的电流值小于所述最低门限值，则将所述反时限延时时间复位，取消计时，若所述反时限延时时间递减为零，则设置过流故障保护标志。
本申请中，门限区间的下限值称为门限值，门限区间至少包括3个，举例来说，设直流电流过流保护门限值依次为I1、I2、I3、I4、…、In，其中n∈Z+，I1＜I2＜I3＜I4＜…＜In，相应的延时时间门限值为T1、T2、T3、T4、…、Tn，其中n∈Z+，T1＞T2＞T3＞T4＞…＞Tn；变整过流保护程序执行周期为T，则软件设置时间初值为ti＝Ti/T，其中i＝1,2，…，n；每阶段函数表达式为fx(I)，其中x∈(1，2，…，n)，程序每8ms执行一次。综上，函数表达式为：
Figure BDA0002266415550000041
其中：K2、b2、K4、b4为函数系数。
电流与反时限延时时间关系如图2所示。
根据KZQ-XXX过流保护门限值表，分别选取了228A、270A、300A、320A、400A、470A、600A、760A作为试验数据，如表1所示：随着过流门限值的增大，反时限处理方法则随着过流门限值的增大延时时间依次减小，这种处理方法更符合过流保护反延时特性。
表1过流保护门限值与反时限延时时间
过流保护门限值(A) 固定延时时间(s) 反时限延时时间(s)
228 300 300
270 300 112
300 300 5
320 5 4.8
400 5 3.6
470 3 2.93
600 3 1.99
760 1 1
根据表1的数据，结合公式，我们求出了每个阶段时间与电流的函数关系式。采用积分值累加的方式，以步长作为基本单位，根据软件过流保护每64ms执行一个周期，设置步长为：△t＝64*tdelay/t(s),程序中定义tdelay＝9375。
1、函数表示
根据表1给出的过流保护门限值及公式，求得电流值与保护延时的关系如下公式：
Figure BDA0002266415550000042
2、程序算法
根据KZQ-XXX需求规格说明，变压整流器过流保护每64ms执行一次，根据输入变压整流器的直流电流值是否超过过流保护门限值，若检测出电流值超过门限值时，则设置过流故障标志，其后对过流保护进行故障保护延时和反延时积分，达到过流故障延时，则设置过流故障保护标志。如果在过流故障延时期间，检测到连续两次直流电流值小于过流门限值，立即复位时间延时，同时取消过流故障标志。
在一些可选实施方式中，步骤S4还包括：
在所述反时限延时时间内，若检测的电流值变大，并位于其它的门限区间内时，根据新的门限区间更新正在延时递减的反时限延时时间。
例如过流值在225-300A的门限区间内，根据计算确定的反时限延时时间为300s，如果检测到过流值增大位于300-450的门限区间内时，则根据计算重新确定反时限延时时间为5s，并对该新的反时限延时时间进行递减。备选实施方式中，若过流值在225-300A的门限区间内已递减部分时间，则可以将递减的时间换算成在高电流门限区间内的失效时间，并在更新反时限延时时间后，去除该失效时间，举例来说，过流值在225-300A的门限区间内已累计递减150s，换算为1/2的失效时间，若过流值增大位于300-450的门限区间内时，则根据计算重新确定反时限延时时间为5s，需要一半时间，将剩余的2.5s作为反时限延时时间进行递减。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种航空电源控制器的过流保护延时方法，其特征在于，包括：
步骤S1、周期获取交流电源系统的三相电流中的电流值；
步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则计算该电流值所在的门限区间，所述门限区间为额定电流的不同倍数构成的多个相邻区间；
步骤S3、确定反时限延时时间并进行延时递减，所述门限区间的下限越小，其对应的反时限延时时间越长；
步骤S4、在所述反时限延时时间内，若所述三相电流中的电流值小于所述最低门限值，则将所述反时限延时时间复位，取消计时，若所述反时限延时时间递减为零，则设置过流故障保护标志；
其中，步骤S4中，在所述反时限延时时间内，若检测的电流值变大，并位于其它的门限区间内时，根据新的门限区间更新正在延时递减的反时限延时时间，更新正在延时递减的反时限延时时间包括，在初始门限区间内，将递减的时间换算成在高电流门限区间内的失效时间，并在更新反时限延时时间后，去除该失效时间。
2.如权利要求1所述的航空电源控制器的过流保护延时方法，其特征在于，所述确定反时限延时时间包括：
从预置的反时限延时时间与门限区间表中查找对应的反时限延时时间；或者
根据反时限延时时间与门限区间下限值的函数计算对应的反时限延时时间。
3.如权利要求1所述的航空电源控制器的过流保护延时方法，其特征在于，步骤S4中，至少两次检测到电流值小于最低门限值时，将所述反时限延时时间复位，取消计时。
4.如权利要求1所述的航空电源控制器的过流保护延时方法，其特征在于，步骤S2、若所述三相电流中的任一电流值超过最低门限值，则设置过流故障标志，在步骤S3中，取消计时的同时，复位所述过流故障标志。
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