主饋線

主饋線是指從飛機主發電機的輸出端至發電機匯流條之間的導線，其性能與電源系統的重量、電能質量和可靠性密切相關。主饋線是飛機交流電源系統的重要環節，發電系統調壓點的電壓等於發電機端電壓與主饋線的壓降之差，發電機除了要為負載提供功率，還需要提供主饋線消耗的有功和無功功率，主饋線上阻抗的存在增加了發電機的負擔；另外，主饋線阻抗對電能質量也有明顯的影響，這種影響在大容量負載起動或切換過程、發電機或者配電線路故障等瞬態過程中更加嚴重，易導致電壓瞬變超出標準中規定的瞬態範圍極限，從而危害到負載設備。所以，開展飛機主饋線的阻抗研究具有重要的意義。

基本介紹

• 中文名：主饋線
• 外文名：main frame
• 拼音：zhǔkuì xiàn
• 領域：電力系統
• 作用：補償與反饋
• 套用：飛機電力

主饋線定義

主饋線是指從飛機主發電機的輸出端至發電機匯流條之間的導線，其性能與電源系統的重量、電能質量和可靠性密切相關。主饋線是飛機交流電源系統的重要環節，發電系統調壓點的電壓等於發電機端電壓與主饋線的壓降之差，發電機除了要為負載提供功率，還需要提供主饋線消耗的有功和無功功率，主饋線上阻抗的存在增加了發電機的負擔；另外，主饋線阻抗對電能質量也有明顯的影響，這種影響在大容量負載起動或切換過程、發電機或者配電線路故障等瞬態過程中更加嚴重，易導致電壓瞬變超出標準中規定的瞬態範圍極限，從而危害到負載設備。所以，開展飛機主饋線的阻抗研究具有重要的意義。

主饋線分類

電力系統主饋線

電力系統的投資策略應該以綜合效益最佳為目的。配電網作為電力系統的一部分,其投資行為當然也是以此為目的的。配電網的設備的投入都應該緊緊圍繞經濟性來進行。一方面,在配電網中為提高對用戶供電可靠性往往需要增加設備,這使得投入增加;另一方面,對用戶供電可靠性增加會使用戶的停電損失減少。如果將增加可靠性而增加設備的投入當成可靠性成本,而將用戶供電可靠性的增加使用戶的停電損失減少看成可靠性效益川,有必要尋找一個比較好的投資策略,使可靠性成本與可靠性效益綜合最為有利。研究配網中主饋線分段開關對配電網可靠性影響的基礎上,給出了有關配電網主饋線分段開關設定的一個定理,可以根據該定理來決定滿足條件的主饋線分段開關的設定。針對配電網負荷多變的特點, 提出採用電容器對 10 kV 配電網進行無功補償時, 採用分支線路末端配電變壓器低壓側和主饋線相結合的最佳化補償方式。以系統有功網損、電容器的安置費用加權最小為目標函式。根據配電網輻射狀樹形分布特徵, 首先在分支線路末端以提高線路功率因數確定電容器的補償容量及其類型, 然後在主饋線上依無功負荷的分布情況再確定電容器補償的最佳位置和容量。潮流計算採用配電網廣泛使用的前推回代法。最後, 以實際電網為例, 說明了該算法的可行性和優越性。

配電系統主饋線

我國城鄉 10 kV 配電網廣泛採用樹形、多分支的單向輻射型供電方式。其存線上路供電半徑長、功率因數低、線路損耗大、末端電壓質量差等特徵。因此, 線上路上合理安裝電容器, 可改善系統運行性能、降低網路損耗、提高配電系統的電壓質量, 具有良好的經濟和社會效益。電容器由於其投資省、見效快、安裝簡便、維護工作量小、事故率低等優點而成為無功補償設備的首選。對於電容器最佳化配置問題, 理論界已經提出了許多最佳化算法,套用的遺傳算法、模擬退火算法和 Tabu 搜尋算法等, 它們都是假定在高負荷下無功需求最大來確定補償位置, 然後再確定補償容量, 但在實際工程中有很多節點在低負荷下卻需要很大的無功注入。這樣, 上述算法就無法達到最佳化補償的要求。因此, 本文針對配電網的特點提出了分支線路末端配電變壓器低壓側和主饋線相結合的最佳化補償方式。電容器最佳化配置就是在滿足系統各種運行條件的限制下, 確定電容器的最佳位置、容量及其類型以獲得最大的經濟效益。本方案採用分支線路和主饋線相結合的最佳化補償方式。首先, 在功率因數較低的分支線路配電變壓器低壓側母線上安裝電容器組, 此時主饋線上的無功分布將會發生變化。然後,在主饋線上根據無功負荷的分布情況確定主饋線上的電容器最佳補償容量和位置。下面先討論分支線路上的電容器最佳化補償。在配電變壓器低壓側採用固定電容器進行補償,可以有效地補償配電變壓器空載無功, 使該部分無功就地平衡, 從而提高配電變壓器利用率, 降低因無功線上路中流通產生的有功損耗針對配電網負荷多變的特點, 把負荷分為低、中、高 3 個等級, 採用在分支線路末端配電變壓器低壓側分散補償和主饋線上集中補償相結合的方式, 將電容器分散安裝在功率因數較低的企業、村鎮終端變或公用配電變壓器低壓母線上, 具有配置靈活、效果明顯等優點, 絕對不會出現無功過補的現象。當低負荷時只有固定電容器投入運行,中、高負荷時可投切電容器根據無功需求自動投入運行; 而在主饋線上考慮無功負荷的分布情況進行電容器配置, 使無功儘量保證就地平衡, 主饋線集中配置電容器可以彌補分散配置補償的不足, 並有效改善因輸電線路過長而導致線路末端電壓低的現象。兩者有機結合配置最終達到了減少有功損耗、提高電壓質量的目的。實際套用表明了本算法的可行性和優越性。

飛機主饋線

以大型飛機變頻交流（AC）電源系統為研究背景，針對主饋線敷設方式缺乏有效的交流電阻解析計算方法的現狀，研究導體間具有通用性的鄰近因子解析計算方法，能夠理論計算寬變頻範圍內兩根導體在不同材料、不同半徑、不同中心距離下的交流電阻值，該計算方法具有求解過程簡單、物理意義明確、適用範圍廣、精度高等優點。通過對比航空電纜交流電阻的解析計算、有限元仿真計算和實驗計算結果，驗證了該方法的有效性和正確性。該計算方法解決了傳統使用有限元仿真工具計算交流電阻時過程繁瑣、耗時長的問題，簡化了計算步驟，具有重要的工程套用價值，並為多導體主饋線敷設方式交流電阻解析計算方法的推導奠定基礎。

主饋線套用

目前大型飛機正朝著全電化和多電化的方向發展，電源系統的容量也越來越大。變頻交流電源系統具有結構簡單、可靠性高、效率高、費用低的優點，因而適合作為大容量的飛機交流電源系統，是大型飛機的發展趨勢之一。大型飛機變頻交流電源系統的顯著特點是容量大大提高，且主饋線的長度顯著增加。其穩態電源頻率範圍是360～800Hz，最高頻率相比傳統400Hz恆頻交流電源系統提高了一倍。頻率的提高以及主饋線長度的增加引起主饋線阻抗增大，並且由於電源系統容量的提高，主饋線電流大大增加，因此主饋線電壓損失和損耗的問題非常突出。在變頻系統中，較高頻率時電壓不平衡度會更大，這主要是由於饋線阻抗的增大所引起的，並且主饋線阻抗將對系統帶不平衡負載能力、開關過程的瞬態電壓、電壓跌落及波形畸變等產生較大影響；因此，為了提高電源系統電能質量，也必須開展主饋線阻抗的最佳化方法研究。