3. Трехпроводная сеть

Трехпроводная электрическая сеть применяется в системах передачи трехфазного тока в случае, когда используются трехфазные источники переменного тока с изолированной нейтралью (рис. 3).

Рис.3

Отметим основные особенности этого способа передачи трехфазного тока, достоинства которого включают: незначительную вероятность возникновения КЗ через корпус ЛА; отсутствие в сети высших гармоник тока, кратных трем; меньшую опасность поражения электрическим током.

Основные недостатки этого способа: при несимметричной нагрузке отдельных фаз напряжение на клеммах однофазных приемников электроэнергии, соединенных в звезду, может меняться в больших пределах (теоретически от Uл/2 до Uл); для питания однофазных приемников электроэнергии напряжением 115В требуются понижающие трансформаторы.

4. Трехпроводная сеть с нейтралью, соединенной с корпусом

В такой сети нулевые точки обмоток источников электроэнергии и имеющиеся нулевые точки трехфазных потребителей соединяются с корпусом ЛА. Однофазные приемники электроэнергии при номинальном напряжении 115В подключаются к линейным проводам и корпусу ЛА, а приемники с напряжением питания 200В включаются на линейное напряжение.

Такая сеть (рис. 4) обладает рядом существенных достоинств: даже при несимметричном распределении однофазных приемников электроэнергии между фазами напряжение на однофазных приемниках, соединенных в звезду, будет незначительно отличаться от фазного напряжения генератора. Известно, что фазные напряжения (Ua, Ub, Uc) на нагрузке выражаются через фазные напряжения UA, Uв, Uс генератора следующим образом:

,

где - напряжение на нейтральном проводе; YA, YB, Yс, YN - проводимости фаз нагрузки и нейтрального провода. Так как YN в случае использования в качестве нейтрального провода корпуса ЛА имеет большое значение, то U_N незначительно и Uа  Ua, Ub  UB и Uc  UC.

В сети имеется два номинальных напряжения Uл = 200В и Uф = 115В, что исключает применение трансформаторов для понижения напряжения; повышенная живучесть сети, так как при обрывах линий одной или двух фаз питание приемников двухфазным или однофазным током сохраняется,

Рис.4

Недостатками данного способа передачи трехфазного тока являются:

1) наличие в фазных токах высших гармоник кратных трем. Этот недостаток устраняется исполнением современных генераторов;

2) возможность возникновения однофазных КЗ через корпус ЛА. Для снижения вероятности появления КЗ требуется более надежная изоляция токоведущих частей.

В силу перечисленных достоинств трехпроводная сеть с силовой нейтралью, соединенной с корпусом ЛА, ГОСТом 19705-89 устанавливается как основная. Ее разновидность - трехпроводная сеть с изолированным нулевым проводом допускается на ЛА с неметаллическим корпусом,

СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1) Централизованная система распределения электроэнергии характеризуется тем, что все источники электроэнергии и все приемники подключаются к ши­нам одного ЦРУ (рис.5). Аппараты защиты фидеров источников и приемников, аппаратура управления и контроля источников устанавливаются на ЦРУ, которое размещается вблизи от членов экипажа.

Достоинства данной системы заключаются в следующем: резервируется питание шин ЦРУ при наличии нескольких источников литания. Так как чувствительный элемент регулятора напряжения подключается к шинам ЦРУ и на них поддерживается постоянное напряжение, то влияние работы приемников друг на друга минимально и напряжение на клеммах приемников определяется их пара­метрами и режимом работы; удобны эксплуатация, проверка и поиск неисправностей.

К недостаткам системы относятся:

1) малая живучесть системы, так как при КЗ на шинах ЦРУ все приемники обесточиваются;

2) большая масса и размеры ЦРУ;

3) большая длина проводов, идущих от ЦРУ к удаленным приемникам, что может привести, как показано в разд. 1.2., к существенному увеличению массы проводов.

Рис. 5.

Централизованная система распределения электроэнергии получила широкое распространение на легких самолетах, вертолетах, а также во вторичных системах электроснабжения.

Рис. 6

2) При смешанной системе распределения электроэнергии , как и в предыдущем случае, все источники питания подключены к шинам ЦРУ, но приемники электроэнергии питаются не только от ЦРУ, но и от РУ. РУ размещаются в местах сосредоточения приемников (рис. 6) и получают питание от шин ЦРУ.

Достоинства такого способа распределения электроэнергии заключаются в сле­дующем:

1. для приемников, подключенных к шинам ЦРУ, сохраняются преимущества централизованной системы распределения электроэнергии;

2. упрощается конструкция, снижаются масса и габариты ЦРУ вследствие перераспределения между ЦРУ и РУ защитной и коммутационной аппаратуры;

3. увеличивается живучесть электрической сети по сравнению с централизованной системой, гак как вследствие упрощения ЦРУ вероятность КЗ в нем уменьшается, а при КЗ в РУ обесточивается только часть приемников электроэнергии;

4. при подключении к шинам РУ уменьшается масса проводов слабонагруженных фидеров, у которых сечения проводов выбираются из условий механической прочности, из-за уменьшения длины проводов. Для силовых фидеров требуется расчет, так как на сечение провода влияет также Uдоп, которое при подключении фидера к РУ снижается.

Недостатки способа:

1. сохранение недостатков 1 и 3 централизованной системы распределения электроэнергии;

2. напряжение на РУ колеблется в больших пределах в зависимости от режимов работы подключенных приемников.

Смешанная система распределения электроэнергии применяется на средних ЛА, имеющих небольшое число источников электроэнергии и сравнительно разветвленную электросеть.

3) Децентрализованная система распределения электроэнергии характерна для многоканальных СЭС, когда источники питания подключены к своим ЦРУ, от которых питаются приемники электроэнергии соответствующих каналов. На рис. 7 показана такая двухканальная система с взаимным резервированием каналов.

Достоинства децентрализованной системы рас­пределения такие же, как и у смешанной системы, но кроме того возрастает надежность электроснабжения

Рис. 7.

за счет раздельного питания приемни­ков различных каналов, обеспечения резервирования питания ответственных приемников.

При такой системе распределения имеется возможность выбора конфигурации электросети, наиболее полно учитывающей особенности проектируемого ЛА, состав и расположение приемников электроэнергии.

Недостатком данного способа распределения электроэнергии являются, как и при смешанном способе, колебания напряжения на шинах периферийных РУ.

Децентрализованная система распределения электроэнергии широко применяется на тяжелых и средних многодвигательных самолетах.

4) Раздельная система распределения электроэнергии имеет место при раз­дельной работе генераторных каналов, когда каждый генератор питает свою группу приемников и невозможна, либо не используется, параллельная работа генераторов. При этом в схеме электросети может быть использован как централизованный, так и смешанный способ распределения электроэнергии, однако шины ответственных приемников могут переключаться на любую из раздельных систем. В этом случае достоинства и недостатки раздельной системы распределения, кроме описанных, обусловливаются особенностями раздельной системы генерирования.

Раздельная система распределения используется в первичных СЭС нестабильной частоты, в случае автономной работы генераторных каналов при взлете и посадке, во вторичных СЭС при посадке, и находит применение на отечественных и зарубежных самолетах