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机场恒流调光器偏磁故障的分析与对策

大发快3计划_大发快三计划通讯员李勋报道:摘要:民用机场目视助航灯光是机场助航设施之一,是保障航空器飞行安全的重要基础设施,对航空器进近着落起着重要的作用,特别是航空器在夜间、低能见度条件下飞行,助航灯光更是发挥着不可替代的作用。如何保证助机场航灯光系统安全可靠的运行,是机场助航灯光工作人员必须思考的问题。本文结合某机场助航灯光恒流调光器在运行过程中发生的两起故障进行分析,并提出解决措施。

故障描述:

一、某机场由四台主调光柜,一台高压切换柜,一台备用调光柜组成一组恒流调压电源分别为南坡度、北坡度、北进近一、跑边一四个外场回路供电,一天,在夜航保障期间,组内调光柜分别在不同时间段内发生故障,故障现象是调光器在运行过程中突然切断外场灯光回路供电,后台监控无报警,但故障调光柜上面的蜂鸣器会出现报警,调光器显示面板上显示有电流有电压,当切换到备用调光器上运行一段时间后,故障依旧发生。

二、在另一组回路内,南进近一调光柜、滑行道边灯调光柜在运行的过程中相续报警,调光柜显示面板显示实际光级电流与设计标准光级电流不符,并且欠压指示灯显示10%欠压。电站值班人员正查看故障现象并分析原因时,两台调光柜突然同时失电,经检查时发现两台调光柜快速熔断器因过流而烧毁,调光柜进线电源线严重发热,低压配电室给调光柜供电的断路器跳闸。

结合两起调光柜故障进行分析:首先对调光柜原理进行说明,调光柜又名调光器,主要是由反并联双向可控硅组成的单相调压器,其实质是通过反并联双向可控硅正负半周分别导通,对输入工频电源电压进行调压,再通过升压变压器升压后给灯光串联回路供电。

恒流调光器组成的助航灯光回路原理图

民用机场助航灯光回路是由一系列隔离变压器串联构成的悬浮回路,灯泡连接在隔离变压器的次级上,其发光强度与灯光回路的电流成正比,回路电流恒定,灯泡亮度也保持恒定。设灯光回路电流IH,灯光回路的总阻抗Z,电源输入电压U,升压变压器一次电压U1,二次电压U2,变压器变比K,即U1/U2=K,IH=U2/Z,灯光回路电流IH=U1/KZ。下面通过恒流调光器正常运行时的波形图展开分析。这是在某一光级下通过示波器测试的波形图。

恒流调光器正常输入电压与触发脉冲波形图

恒流调光器触发脉冲与斩波后的波形图

恒流调光器斩波后的波形图

通过波形图可以看出,经可控硅调压后的波形是非正弦波,当电源电压波动较大使输入调光器电压U减小时,经可控硅调压后的电压U1减小,灯光回路电流IH也在减小,IH通过电流互感器采样后送入调光器主控板,经与相应光级基准电流比较,进行调整可控硅的导通角,即调整U1的大小来保证输出回路在某一光级下电流恒定,当可控硅导通角调整到最大极限时,灯光回路电压还不能满足回路电流,此时调光器主板通过分析判断灯光回路有故障,立即切断外场灯光回路并关机,避免继续使用引发更大的故障,同时发出声光报警,调光器记录关机时的光级电流电压值,并通过显示面板显示。

调光器在运行过程中,灯光回路电流因负载不确定因素引发电流波动较大时,使调光器显示光级电流与设计标准电流不符,且欠压10%(有些调光器设有此功能),电压出现变化,调光器发出报警,需从新在调光器上设定光级,有欠压10%说明调光器输入电压减小,此时调光器可以继续运行,如果这时输入电压波动较大,以及可控硅触发线路元件参数的离散性,极有可能造成两只可控硅触发脉冲串不对称,或者由原来的两路触发变成一路触发,使得输出电压U1含有较大的直流分量,通过斩波后U1波形图可知,输出电压U1不对称越严重,直流分量的含量就越大,由于升压变压器是感性负载,对直流阻抗很小,此时升压变压器中就会流过很大的直流电流,而这一直流电流又会使升压变压器铁芯磁化,进一步降低感抗,电流迅速增大使快速熔断器熔断,可控硅烧毁,断路器跳闸,此时升压变压器出现偏励磁现象;使升压变压器效率降低,严重时会导致铁芯磁饱和。

升压变压器出现偏磁或磁饱和时,励磁电流很大,导致变压器中流过很大的电流,噪声增加,甚至烧坏变压器绕组,同时励磁电流中含有大量的谐波分量,谐波电流在升压变压器漏感上产生谐波压降,导致输出电压波形出现畸变,严重时会对电网造成一定污染。这种励磁电流中的直流分量不会耦合到升压变压器二次,对灯光回路本身危害较小,但是对助航灯光回路可靠运行具有一定的影响,因此我们必须采取相应的措施来杜绝此类故障的发生。

解决措施:更换调光器触发电路板,更换高质量的双向反并联可控硅,可控硅调压后串联电容器再接入升压变压器,提高恒流调光器输入电源供电的可靠性,在恒流调光器输入电源处加装抑制交流电磁干扰装置。

备注:本文只对恒流调光器偏磁故障进行分析与探究,不针对任何单位厂家。

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