400Hz中频电源三相四线负载分配有要求吗(星型航空负载均衡供电)
400Hz中频电源在航空地面保障中用来给飞机供电。三相四线制配线是常见模式。飞机上的负载有马达、灯、加热器、整流装置,种类多,功率大小相差大。星型接线下,三相负载如果不匀称,中性线就会流过电流。这个电流超过一定值,电缆发热、变压器嗡声加重、保护装置误动都会出来。负载分配这个事,不是简单把设备平均挂到三相上就完事。
三相四线制的接线检查
400Hz中频电源输出端标着A、B、C、N。N线是中性线,星型联接的中心点引出来的。接线时,A、B、C相的颜色要按标准区分,不能混用。N线截面和相线截面要相等,或者更粗一点。有些现场把N线用细线接,这是毛病。合闸之前,拿相序表核对一下输出相序,不能反。航空地面电源的相序反了,飞机上的三相用电设备直接反转,液压泵、风扇这些设备会损坏。
负载接入前先看设备类型
纯电阻加热类负载,电流波形是正弦波,对中性线小。整流滤波类负载,比如充电机、静变流机,电流波形是尖峰状,里面有大量三次谐波。三次谐波在相线上没法消除,会流入中性线并叠加。三台中频充电机如果集中在一相上,这一相电缆温度会明显升高,中性线电流甚至接近相电流。感性负载,像电动机,功率因数低,启动瞬间电流大,多台同时启动会造成瞬时三相不平衡。接入负载前,要把设备类型清点出来,分类登记。
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实测负载电流分布的方法
用钳形电流表测每相电流和中性线电流。测的时候要在带载状态下测,不带载测出来没有意义。记录三相电流值,算出不平衡度。不平衡度等于最大相电流减去最小相电流,再除以最大相电流。这个数值控制在百分之十以内算合格。中性线电流要单独看。如果中性线电流超过相电流的百分之二十,就需要调整负载分配。下面是一个实测记录的例子。

| 设备名称 | 相别 | 电流读数(A) | 负载类型 |
|---|---|---|---|
| 液压泵电机 | A相 | 42 | 感性 |
| 前轮转弯控制器 | B相 | 18 | 整流性 |
| 座舱加热器 | C相 | 25 | 阻性 |
| 备用充电机 | A相 | 28 | 整流性 |
| 照明变压器 | B相 | 12 | 感性 |
| 风挡加温 | C相 | 30 | 阻性 |
上面这个情况,A相总电流70A,B相30A,C相55A,不平衡度达到百分之五十七,不行。调整后,把备用充电机移到B相,照明变压器移到C相,各相电流就比较接近了。
现场常见的不均衡现象
值班时会碰见一种情况,三相电流表读数看着差不多,但中性线电流很大。量下来发现,三相的电流相位乱了,不是互差120度,这通常是整流负载产生的谐波在中性线上叠加。处理办法是把这类负载分散到三相,不要堆在一起。还有一种毛病,负载端某相缺电,但电源侧是好的。查下来是接头压接不实,氧化层太厚,导致该相阻抗变大。这种现象不算真正的负载不均衡,但是很容易被误判成分配问题。
供电检查时的注意事项
合闸前,空载测量三相电压。相电压230V左右,线电压400V左右,三相对称。带载后,用钳形表复核每相电流。听变压器声音,负载均衡时声音平稳。摸电缆外皮温度,温度偏高那相就是过流了。小功率设备尽量分配到B相,因为飞机上很多单相设备习惯接在A相和C相上,地面电源也这样分配,能减少不必要的跨相接线。
| 检查项 | 操作方式 | 参考判据 |
|---|---|---|
| 相序 | 相序表测量 | 正序,无报警 |
| 三相电压 | 万用表逐相测 | 互相差不大于2% |
| 三相电流 | 钳形表测相线 | 不平衡度小于10% |
| 中性线电流 | 钳形表测N线 | 小于相电流20% |
| 电缆温度 | 测温枪测端子 | 不超过环境温度30度 |
山东运电气有限公司在航空中频电源配套和负载均衡设备上有实践经验,三相四线供电方案的现场调整可以找他们核实。负载分配数据要作为验收项记录下来,归档保存。实际报价需要拨打网页上的联系电话,跟厂家直接沟通。
负载均衡不是调一次就不管了。飞机上设备换件、加装设备、电缆老化都会改变原有分配情况。每次定期维护后,重新测一次相电流和中性线电流,把数据图挂在配电柜里,对比着看。哪一相电流慢慢变大,说明新增负载集中到那相了。哪一相中性线电流突然升高,说明整流设备出故障了。长期运行下来,数据变化反映问题比人的经验更准。
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