机场助航灯光低压供配电自投自复系统优化分析

方威

摘  要：民用机场助航灯光系统有为航空器的运行提供目视助航引导的作用，故助航灯光低压供配电系统是否稳定可靠直接影响到机场的安全运行和航空安全。本文以武汉天河机场灯光站自投自复运行方式的低压供配电系统为例，以低压供配电自投自复功能的原理为着力点，结合工作实际，优化武汉天河机场航空助航灯光低压供配电自投自复系统中PLC可编程控制器供电模式，从而提高助航灯光供配电系统的可靠性和安全裕度。

关键词：助航灯光;低压供配电;自投自复;PLC优化

前言

武汉天河机场助航灯光系统被视为一级重要的用电负荷，采用两路独立的高压电源供电，互为主备，并且同时配备有备用柴油发电机组。三路不同的电源通过PLC控制方式来实现低压供配电系统的自投自复功能，以确保供电电源的持续性和稳定性。所以，机场助航灯光低压供配电系统自投自复功能是否正常运行，对机场的安全运行和航空安全起到了非常重要的作用。本文以低压供配电自投自复功能的原理为着力点，结合工作实际，优化武汉天河机场航空助航灯光低压供配电自投自复系统，从而提高助航灯光供配电系统的可靠性和航空安全裕度。

1  助航灯光低压供配电系统运行现状

武汉天河机场助航灯光低压供配电系统利用PLC控制方式实现自投自复的功能。由两路独立的高压电源供电，单母线分段运行，互为主備。同时按照民用机场飞行区技术标准相关要求，还配备了备用柴油发电机组;在两路高压均失电的情况下，由PLC控制，使得油机自动启动并投入运行，由柴油发电机组给助航灯光负荷进行供电。该套系统还配备五防功能，最多只允许三个供电电源中的两台断路器处于闭合状态。

1.1 低压供配电自投功能简介

如图1所示，两路单独的高压供电电源运行正常时，QF1和QF2供电电源断路器均处于合闸的状态，柴油发电机断路器QF3和母联断路器QF4处于分闸的状态，当任意一路高压供电电源失电时，该回路的供电断路器自动分闸，母联断路器QF4自动合闸，柴油发电机组启动，由冷备用状态变为热备用状态，此时由另外一条高压供电回路给所有的低压负荷供电;当另外一条高压供电电源也失电时，该回路供电断路器自动分闸，此时，柴油发电机组断路器QF3自动合闸，由热备用状态直接转换为运行状态，由柴油发电机组给所有低压负荷进行供电。

1.2 低压供配电自复功能简介

当任意一条高压供电电源恢复正常时，柴油发电机组断路器QF3自动分闸，由运行状态转换为热备用状态，恢复正常的高压供电电源回路断路器自动合闸，由该回路通过母联给所有的低压负荷供电;再当另一条高压供电电源回路断路器恢复正常时，该回路断路器自动合闸，母联断路器QF4自动分闸，此时，柴油发电机组停止运行，由热备用状态转为冷备用状态;助航灯光低压负荷由单独的两条高压供电回路供电。

1.3 PLC控制原理简介

在正常的运行情况下，由两条单独的高压供电回路分别带各自的低压负荷，当其中的一条回路高压供电电源失电时，由PLC可编程控制器发出信号将失电回路的断路器断开，闭合母联断路器，当另一条也同样失电时，由PLC可编程控制器发出信号将回路断路器断开，闭合柴油发电机组断路器;当失电的其中一条供电回路恢复正常时，PLC可编程控制器发出信号将恢复正常的断路器闭合，断开柴油发电机组断路器，当另外一条也恢复正常时，PLC可编程控制器发出信号将此回路断路器闭合，同时将母联断路器断开;把供电方式又转回到由两条高压供电电源分别带负荷运行的状态。

1.4 PLC控制系统电源供电方式

武汉天河机场助航灯光低压供配电系统中，为保证PLC控制系统无时无刻都处于有电的状态，不仅由两条低压进线柜取电，还采用了UPS不间断电源进行供电;如图2所示。

2 助航灯光低压供配电系统自投自复优化分析

2.1 故障案例分析

武汉天河机场助航灯光室在进行低压自投自复周维护的过程中，值班人员先断开#1高压供电电源断路器QF1，此时低压母联断路器QF4合闸，柴油发电机启动，检查设备运行正常后，值班人员断开#2高压供电电源断路器QF2，此时，柴油发电机断路器QF3无法合闸，一直处于热备用状态，导致全站失电;故障发生后启动应急预案，值班人员逐步合闸高压供电电源断路器，使低压供电系统恢复到正常状态。

事后，对故障点进行分析发现，当断开#1供电电源断路器QF1时，PLC控制电源由#2低压进线柜上端取电，当继续断开#2供电电源断路器QF2时，此时PLC控制电源消失，导致PLC可编程控制器无法正常工作。对其进行进一步的检查发现，此时不间断电源UPS因为快到使用年限，所以带载能力大为下降，以至于当两路供电电源消失时，此时UPS带载能力不足以满足系统要求，故PLC还没有发出信号，就失电了。导致柴油发电机组断路器QF3无法合闸供电。

2.3 优化分析

在故障分析过程中发现，当一路供电电源消失时，此时油机启动，柴油发电机断路器QF3进线柜上端是带电状态，PLC控制电源由另一路进线柜上端取电。在整个自投自复柴油发电机启动过程中，柴油发电机断路器进线柜上端均有电，所以从这个点出发，我们便对自投自复系统的控制电源进行优化，由原来的三路电源给PLC可编程控制器供电，改成加入柴油发电机的四路电源对PLC可编程控制器进行供电，如图3所示;提高了PLC可编程控制器电源的可靠性，从而提升了低压供配电系统自投自复功能的稳定性，进而提升了航空安全裕度;

结语

民用机场助航灯光系统是至关重要的一个目视助航系统，对供电可靠性和稳定性的要求非常高，本文介绍了机场助航灯光低压供配电系统自投自复功能的基本工作原理，并且结合实际工作遇到的问题，进行分析处理，对PLC可编程控制器的电源供电模式进行优化，从而提升了低压自投自复的稳定性和可靠性，确保了航空安全;同时也对低压供配电系统的自投自复功能有了进一步的了解和认识。

参考文献：

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