民用飞机二次配电的设计

马光辉

摘要：本文介绍了民用飞机二次配的设计思路、原则以及设计过程中需要注意的问题。为今后民用飞机二次配电系统的设计提供指导性意见。

关键词：民用飞机；二次配电；设计

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

配電系统一般由一次配电系统和二次配电系统组成，一次配电系统主要是完成电源的一次分配，将电能传递给用电设备与二次配电装置；而二次配电系统主要是使用SSPC、ELCC等电子断路器，通过远程配电装置对各个用电负载进行独立供控制，它是分布式配电的基本体现形式，该方法可以减少线缆长度，降低热断路器的使用，降低电源系统的重量，提高飞机经济性，提高系统可靠性。本文将阐述如何对民用飞机上二次配电系统进行设计。

1、用电负载信息内容搜集

电源系统搜集上来的用电负载信息应该包含以下内容：a. 系统名称、章节号、设备名称和位置；b. 电源类型：直流或单相交流或三相交流电；c. 在电源系统各个工作模式下的工作情况 d. 在不同飞行阶段下的工作模式 e. 负载冲击电流和持续时间、额定电流；f. 断路器类型，TCB或SSPC或ELCC；g. 用电负载的类型：阻性或容性或感性。

2、找出二次配电中需要分配的负载

以A350为例，按照工作电压一般可分为230V交流大功率交流负载，115V交流负载，28V直流负载等。用电负载分类如表所示：

断路器使用按照如下原则：a . 230V AC的负载可使用ELCC或者TCB，其他电压的负载使用TCB或者SSPC。b. 按照目前SSPC发展水平的限制，超过50A的负载使用ELCC，或者TCB，小于50A培的负载可使用SSPC或者TCB。c.按照设备的重要性，有些设备会双余度供电，这类设备选用断路器可一路使用SSPC，另一路使用TCB。d. 对于电源系统内部设备的断路器一般选用TCB。e. 如果有特殊复位要求的设备，一般使用TCB。

以上原则，可以对搜集到的用电设备进行归类。SSPC一般集成为板卡安装在远程配电装置中，从远程配电装置获取电能的设备，则是二次配电需要考虑的用电负载。

3. 确定远程配电装置的数量以及布置

3.1 远程配电装置

远程配电装置可以分为两类，一类是门类远程配电装置，一类是用电分配远程配电装置。门类远程配电装置中包含两个微处理器，两个微处理器相互备份，因此它的第一个功能是实现电源系统控制器与航电系统的通信，同时它与用电分配类远程配电装置相同，将飞机汇流条提供的直流电与交流电分配给各个负载。

3.2 确定远程配电装置的数量、布置

通过第2节内容确定二次配电的用电负载数量后，可以根据远程配电装置的带载能力，计算出所需远程配电装置的数量。远程配电装置的布置从安全可靠的电源配电角度出发应遵循如下原则：a. 远程配电装置的布置，应尽量均匀分布于全机各个角落，且飞机两侧的数目应尽量保持均衡。b. 便于设备就近取电、交叉取电，以减少布线，节省重量，提高经济性。c. 远程配电装置的布置应保证其所具有的SSPC通道数目与该区域内通道数目需求相匹配，且留有一定余量。

3.3 配电线路的敷设

3.3.1配电设备间的配电线路敷设

从配电的安全性和可靠性出发，需要考虑的敷设要求如下：a. 同一线束，不应包含不同配电通道的线缆，以防止该线束的故障，同时造成不同配电通道的丧失；b. 属于不同配电通道的线束，应在敷设上保持一定的空间间隔；c. 应急配电通道所属的线束，不应包含其他的“灾难的”系统功能所属的线缆；d. 应急配电通道所属的线束，应与包含其他的“灾难的”系统功能所属的线缆保持一定的空间距离；e. 应考虑转子爆破、轮胎爆破等特殊风险的影响，这些风险，不应造成应急配电通道所属线束的故障。

3.3.2 配电设备到用电设备间的配电线路敷设

从配电的安全性和可靠性出发，需要考虑的敷设要求如下：a. 如果设备具有多个电源输入，则不同电源输入所在的配电线缆，不应位于同一线束中；b. “灾难的”功能所属的配电线束中，不应包含其他“灾难的”系统功能所属的线缆；c. “灾难的”功能所属的配电线束，应与其他的“灾难的”系统功能所属的线束，保持一定的空间距离；d. 应考虑转子爆破，轮胎爆破等特殊风险的影响，这些风险，不应造成支持系统“灾难的”功能所属的应急配电通路的丧失。

以上两节的线路敷设要求，应作为EWIS 敷设配电线路的指导依据，以保证最后的线路敷设满足要求。

4. 远程配电装置之间的通讯

以TTP总线作为基础，可以搭建如下的通讯网络。左汇流条控制单元与右汇流条控制单元共同监控飞机电源系统工作状态，左发电机控制单元、左汇流条控制单元、右发电机控制单元、右汇流条控制单元之间的通信采用CAN总线通信传输数据。左汇流条控制单元与第一个门类远程配电装置之间采用CAN总线通信；同样右汇流条控制单元与第二个门类远程配电装置之间采用CAN总线通信。第一个门类远程配电装置传输左远程配电装置的控制命令给相关的用电分配远程配电装置，通信总线CAN总线。第二个门类远程配电装置传输右汇流条控制单元的控制命令给相关的用电分配远程配电装置等，通信总线同样为CAN总线。

5、总结

本文从用电负载信息内容搜集，选择二次配电负载的准则，相关断路器的使用要求，远程配电装置的布置以及相应线缆的敷设，远程配电装置之间的通讯几个方面，介绍了如何进行民用飞机二次配电的设计，为今后的民用飞机二次配电的设计提供了经验与思路。

参考文献：

[1] CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》第25.1353条、第25.1355条、第25.1357条

[2]赵文珂，大型飞机电气负载管理中心的设计，[硕士学位论文]，西安，西北工业大学，2006

[3]陈思，基于TTP协议的飞机配电系统通信仿真研究，航空计算技术，2014，44（6）：95～99