民用飛機二次配電的設計

馬光輝

摘要：本文介紹了民用飛機二次配的設計思路、原則以及設計過程中需要注意的問題。為今后民用飛機二次配電系統的設計提供指導性意見。

關鍵詞：民用飛機；二次配電；設計

Abstract：This paper introduces design philosophy，principle and issues that worth noticing of secondary electrical power distribution system for civil aircrafts，providing guidance for future secondary electrical power distribution design for civil aircrafts.

Keywords：Secondary；electrical power distribution

引言

配電系統一般由一次配電系統和二次配電系統組成，一次配電系統主要是完成電源的一次分配，將電能傳遞給用電設備與二次配電裝置；而二次配電系統主要是使用SSPC、ELCC等電子斷路器，通過遠程配電裝置對各個用電負載進行獨立供控制，它是分布式配電的基本體現形式，該方法可以減少線纜長度，降低熱斷路器的使用，降低電源系統的重量，提高飛機經濟性，提高系統可靠性。本文將闡述如何對民用飛機上二次配電系統進行設計。

1、用電負載信息內容搜集

電源系統搜集上來的用電負載信息應該包含以下內容：a. 系統名稱、章節號、設備名稱和位置；b. 電源類型：直流或單相交流或三相交流電；c. 在電源系統各個工作模式下的工作情況 d. 在不同飛行階段下的工作模式 e. 負載沖擊電流和持續時間、額定電流；f. 斷路器類型，TCB或SSPC或ELCC；g. 用電負載的類型：阻性或容性或感性。

2、找出二次配電中需要分配的負載

以A350為例，按照工作電壓一般可分為230V交流大功率交流負載，115V交流負載，28V直流負載等。用電負載分類如表所示：

斷路器使用按照如下原則：a . 230V AC的負載可使用ELCC或者TCB，其他電壓的負載使用TCB或者SSPC。b. 按照目前SSPC發展水平的限制，超過50A的負載使用ELCC，或者TCB，小于50A培的負載可使用SSPC或者TCB。c.按照設備的重要性，有些設備會雙余度供電，這類設備選用斷路器可一路使用SSPC，另一路使用TCB。d. 對于電源系統內部設備的斷路器一般選用TCB。e. 如果有特殊復位要求的設備，一般使用TCB。

以上原則，可以對搜集到的用電設備進行歸類。SSPC一般集成為板卡安裝在遠程配電裝置中，從遠程配電裝置獲取電能的設備，則是二次配電需要考慮的用電負載。

3. 確定遠程配電裝置的數量以及布置

3.1 遠程配電裝置

遠程配電裝置可以分為兩類，一類是門類遠程配電裝置，一類是用電分配遠程配電裝置。門類遠程配電裝置中包含兩個微處理器，兩個微處理器相互備份，因此它的第一個功能是實現電源系統控制器與航電系統的通信，同時它與用電分配類遠程配電裝置相同，將飛機匯流條提供的直流電與交流電分配給各個負載。

3.2 確定遠程配電裝置的數量、布置

通過第2節內容確定二次配電的用電負載數量后，可以根據遠程配電裝置的帶載能力，計算出所需遠程配電裝置的數量。遠程配電裝置的布置從安全可靠的電源配電角度出發應遵循如下原則：a. 遠程配電裝置的布置，應盡量均勻分布于全機各個角落，且飛機兩側的數目應盡量保持均衡。b. 便于設備就近取電、交叉取電，以減少布線，節省重量，提高經濟性。c. 遠程配電裝置的布置應保證其所具有的SSPC通道數目與該區域內通道數目需求相匹配，且留有一定余量。

3.3 配電線路的敷設

3.3.1配電設備間的配電線路敷設

從配電的安全性和可靠性出發，需要考慮的敷設要求如下：a. 同一線束，不應包含不同配電通道的線纜，以防止該線束的故障，同時造成不同配電通道的喪失；b. 屬于不同配電通道的線束，應在敷設上保持一定的空間間隔；c. 應急配電通道所屬的線束，不應包含其他的“災難的”系統功能所屬的線纜；d. 應急配電通道所屬的線束，應與包含其他的“災難的”系統功能所屬的線纜保持一定的空間距離；e. 應考慮轉子爆破、輪胎爆破等特殊風險的影響，這些風險，不應造成應急配電通道所屬線束的故障。

3.3.2 配電設備到用電設備間的配電線路敷設

從配電的安全性和可靠性出發，需要考慮的敷設要求如下：a. 如果設備具有多個電源輸入，則不同電源輸入所在的配電線纜，不應位于同一線束中；b. “災難的”功能所屬的配電線束中，不應包含其他“災難的”系統功能所屬的線纜；c. “災難的”功能所屬的配電線束，應與其他的“災難的”系統功能所屬的線束，保持一定的空間距離；d. 應考慮轉子爆破，輪胎爆破等特殊風險的影響，這些風險，不應造成支持系統“災難的”功能所屬的應急配電通路的喪失。

以上兩節的線路敷設要求，應作為EWIS 敷設配電線路的指導依據，以保證最后的線路敷設滿足要求。

4. 遠程配電裝置之間的通訊

以TTP總線作為基礎，可以搭建如下的通訊網絡。左匯流條控制單元與右匯流條控制單元共同監控飛機電源系統工作狀態，左發電機控制單元、左匯流條控制單元、右發電機控制單元、右匯流條控制單元之間的通信采用CAN總線通信傳輸數據。左匯流條控制單元與第一個門類遠程配電裝置之間采用CAN總線通信；同樣右匯流條控制單元與第二個門類遠程配電裝置之間采用CAN總線通信。第一個門類遠程配電裝置傳輸左遠程配電裝置的控制命令給相關的用電分配遠程配電裝置，通信總線CAN總線。第二個門類遠程配電裝置傳輸右匯流條控制單元的控制命令給相關的用電分配遠程配電裝置等，通信總線同樣為CAN總線。

5、總結

本文從用電負載信息內容搜集，選擇二次配電負載的準則，相關斷路器的使用要求，遠程配電裝置的布置以及相應線纜的敷設，遠程配電裝置之間的通訊幾個方面，介紹了如何進行民用飛機二次配電的設計，為今后的民用飛機二次配電的設計提供了經驗與思路。

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