CHAPTER 06

电气系统

Electrical Power System -- 涵盖交流/直流发电系统、APU发电机、外部电源、配电系统及电气系统非正常操作的完整电气知识

参考文档: FCOM SP.6 / D6-27370-8GP-NBD 适用机型: B737-800
6.1

电气系统概述 Electrical System Overview

系统简介

B737-800的电气系统为飞机上所有用电设备提供可靠的电力供应。系统采用交流(AC)和直流(DC)混合供电架构,交流系统为主电源,直流系统通过变压整流器从交流电源转换而来。

电气系统具有多重冗余设计,确保在单台或多台发电机失效的情况下,关键飞行系统和设备仍能获得足够的电力供应。

电气系统架构

交流电源系统 (AC)

  • 电压:115V AC
  • 频率:400Hz
  • 主要电源:IDG-1、IDG-2(各90KVA)
  • 辅助电源:APU发电机(90KVA)
  • 地面电源:外部电源(90KVA)
  • 备用电源:静变流机

直流电源系统 (DC)

  • 电压:28V DC
  • 主要来源:变压整流器TR-1、TR-2、TR-3
  • 备用来源:主电池、APU电池
  • 主电池:镍镉电池,24V
  • APU电池:镍镉电池,用于APU起动
  • 热电瓶汇流条:常通电

电源优先级

电源优先级顺序

B737-800电气系统的电源优先级如下(从高到低):

  1. 发动机驱动发电机(IDG-1 / IDG-2)-- 飞行中主要电源
  2. APU发电机 -- 地面和飞行中辅助电源
  3. 外部电源 -- 地面维护和起动电源
  4. 主电池 -- 应急备用电源
6.2

交流发电系统 AC Power Generation System

整体驱动发电机 (IDG)

B737-800配备两台整体驱动发电机(Integrated Drive Generator, IDG),分别由左发动机(IDG-1)和右发动机(IDG-2)驱动。IDG是飞机在飞行中的主要交流电源。

IDG采用恒速传动装置(CSD)与发电机一体化设计,无论发动机转速如何变化,都能输出恒定频率的交流电。

IDG技术参数

参数 IDG-1 IDG-2 驱动源 左发动机(发动机1号) 右发动机(发动机2号) 额定容量 90 KVA 90 KVA 输出电压 115V AC(三相) 115V AC(三相) 输出频率 400 Hz 400 Hz 供电汇流条 1号交流转换汇流条 2号交流转换汇流条 控制面板 电源控制面板(P5) 电源控制面板(P5) 脱开方式 人工脱开(IDG DISCONNECT电门) 人工脱开(IDG DISCONNECT电门)

IDG工作原理

恒速传动装置 (CSD)

IDG内部的恒速传动装置(Constant Speed Drive)通过液压机械系统将变化的发动机转速转换为恒定的发电机输入转速,从而确保输出频率稳定在400Hz。

  • 发动机正常工作时,IDG自动开始发电
  • IDG通过发电机断路器(GCB)连接至相应的交流转换汇流条
  • 汇流条转换电门在AUTO位时,系统自动管理电源分配
  • 尽管由于滑油温度低,通常发动机的整体驱动发电机(IDG)在1分钟内就接通汇流条

IDG脱开程序

IDG人工脱开

当IDG出现故障(如滑油温度过高、滑油压力低等)时,飞行员可以执行IDG人工脱开程序:

  • 确认相应的发电机断开汇流条(GEN OFF BUS)灯亮
  • 拉出IDG脱开电门护盖
  • 按压IDG脱开电门
  • IDG脱开后不可在飞行中复位,需地面维护
6.3

APU发电机 APU Generator

系统概述

辅助动力装置(APU)驱动一台交流发电机,为飞机提供辅助交流电源。APU发电机在地面和飞行中均可使用,是发动机驱动发电机的重要备份电源。

APU发电机容量为90KVA,可满足飞机在地面所有用电需求,在飞行中可满足大部分用电需求。

APU发电机技术参数

参数 规格 驱动源 APU(辅助动力装置) 额定容量 90 KVA 输出电压 115V AC(三相) 输出频率 400 Hz 使用高度限制 取决于APU型号和外部条件 供电汇流条 通过APU发电机汇流条电门选择供电至1号或2号交流转换汇流条

APU发电机操作程序

APU发电机接通程序

当APU发电机断开汇流条(APU GEN OFF BUS)灯亮时:

  • APU发电机汇流条电门:开
  • 证实源断开(SOURCE OFF)灯灭
  • 证实转换汇流条断开(TRANSFER BUS OFF)灯灭
  • 证实备用电源关断(STANDBY PWR OFF)灯灭
  • 证实APU维护(MAINT)灯灭
  • 证实APU滑油低压灯灭
  • 证实APU故障(FAULT)灯灭
  • 证实APU超速(OVERSPEED)灯灭
APU使用注意事项
  • 如需在地面长时间使用APU,且交流电接通飞机汇流条,应将一个交流控制的燃油泵电门置于开位,以延长燃油控制组件的使用寿命
  • 如APU正在工作,在APU发电机断开汇流条灯灭后约2分钟,再将电瓶电门置于关位
6.4

外部电源 External Power (EXT PWR)

系统概述

外部电源(External Power)通过地面电源接口为飞机提供交流电源。外部电源主要用于地面维护、发动机起动和飞机系统检查。外部电源容量通常为90KVA,与IDG和APU发电机相同。

地面电源接口位于飞机前部机身下方,使用标准地面电源插头连接。

外部电源技术参数

参数 规格 输入电压 115V AC(三相) 输入频率 400 Hz 额定容量 90 KVA 供电汇流条 通过外部电源电门选择供电至1号或2号交流转换汇流条 可用指示 地面电源可用(GRD PWR AVAILABLE)灯亮

外部电源接通程序

使用外部电源建立飞机电源

  • 确认地面电源可用灯亮
  • 地面电源电门:开
  • 证实源断开灯灭
  • 证实转换汇流条断开灯灭
  • 证实备用电源关断灯灭
6.5

静变流机 Static Inverter (STAT INV)

系统概述

静变流机(Static Inverter)将主电池的28V直流电转换为115V交流电,作为备用交流电源。静变流机主要用于在所有交流电源失效时,为关键飞行仪表和设备提供交流电源。

静变流机是电气系统应急供电的核心组件,确保在极端情况下飞行员仍能获得基本的飞行仪表显示和通信能力。

静变流机技术参数

参数 规格 输入电源 28V DC(来自主电池) 输出电压 115V AC 输出频率 400 Hz 容量 约1 KVA(足以支持关键设备) 供电对象 备用交流汇流条上的关键设备

备用电源系统

备用电源电门

备用电源电门(STANDBY POWER Switch)位于电源控制面板上,有三个位置:

  • AUTO(自动):正常飞行位置。当所有交流电源失效时,静变流机自动接通,为备用交流汇流条供电
  • BAT(电瓶):手动选择电瓶供电。静变流机和主电池直接为备用汇流条供电
  • OFF(关):断开备用电源。备用电源关断灯亮

备用电源测试程序

备用电源测试步骤
  1. 电瓶电门:开
  2. AC和DC系统指示选钮:备用电源(STANDBY PWR)
  3. 如APU发电机接通,断开相应电门
  4. 备用电源电门:关
  5. 检查备用电源关断(STANDBY PWR OFF)灯亮
  6. AC-DC电压指示:零
  7. 备用电源电门:电瓶(BAT)
  8. 检查备用电源关断灯灭
  9. AC电压指示:115 +/- 5 伏
  10. DC电压指示:24 +/- 4 伏
  11. AC频率指示:400 +/- 5 CPS
  12. 备用电源电门:自动(AUTO)
  13. 恢复之前的电源配置
注意 在地面时如电源中断超过2秒,共用显示系统需要最长3分钟才恢复显示。
6.6

直流电源系统 DC Power System

系统概述

B737-800的直流电源系统通过变压整流器(Transformer Rectifier, TR)将115V交流电转换为28V直流电。直流系统为需要直流电源的设备供电,同时也为电池充电。

直流系统包含3台变压整流器、1个主电池和1个APU电池。

变压整流器 (TR)

参数 TR-1 TR-2 TR-3 输入电源 1号交流转换汇流条 2号交流转换汇流条 备用交流汇流条 输出电压 28V DC 28V DC 28V DC 额定容量 约50A 约50A 约50A 供电汇流条 1号直流汇流条 2号直流汇流条 备用直流汇流条 故障指示 TR UNIT灯亮(在电源控制面板上)

主电池

主电池参数

  • 类型:镍镉(Ni-Cd)电池
  • 额定电压:24V DC
  • 安装位置:电子设备舱
  • 功能:为热电瓶汇流条供电;在所有交流电源失效时通过静变流机提供备用交流电源
  • 充电:由TR-1或TR-2自动充电
  • 电瓶电门位于电源控制面板上,带有护盖

APU电池

APU电池参数

  • 类型:镍镉(Ni-Cd)电池
  • 额定电压:24V DC
  • 功能:主要为APU起动提供电力
  • 充电:由TR-2或TR-3自动充电

热电瓶汇流条

热电瓶汇流条 (HOT BATT BUS)

热电瓶汇流条始终与主电池连接,无论电瓶电门处于什么位置(ON或OFF),热电瓶汇流条都有电。热电瓶汇流条为以下关键设备供电:

  • 电瓶电门控制电路
  • 燃油量指示系统
  • 发动机火警探测系统
  • 部分照明和指示灯
6.7

配电系统 Power Distribution System

汇流条架构

B737-800的配电系统采用汇流条分配架构,通过多个汇流条将电力分配至飞机各用电设备。系统设计确保关键设备具有多重电源路径。

交流汇流条分配

汇流条名称 缩写 正常供电来源 主要供电设备 1号交流转换汇流条 AC XFR BUS 1 IDG-1 左发相关设备、部分航电设备 2号交流转换汇流条 AC XFR BUS 2 IDG-2 右发相关设备、部分航电设备 1号交流汇流条 AC BUS 1 AC XFR BUS 1 通用交流负载 2号交流汇流条 AC BUS 2 AC XFR BUS 2 通用交流负载 公用汇流条 UTILITY BUS AC BUS 1 共用设备(可卸载负载) 备用交流汇流条 STBY AC BUS AC BUS 1(正常)/ 静变流机(应急) 关键飞行仪表、通信设备 地面服务汇流条 GND SERVICE BUS 外部电源或APU发电机 地面维护设备

直流汇流条分配

汇流条名称 缩写 正常供电来源 主要供电设备 1号直流汇流条 DC BUS 1 TR-1 左发相关直流设备 2号直流汇流条 DC BUS 2 TR-2 右发相关直流设备 备用直流汇流条 STBY DC BUS TR-3 / 主电池 关键直流设备 热电瓶汇流条 HOT BATT BUS 主电池(常通电) 火警探测、燃油量指示等 电瓶汇流条 BATTERY BUS 主电池(电瓶电门ON时) 电瓶相关设备

汇流条转换系统

汇流条转换电门 (BUS TIE)

汇流条转换电门控制两台交流转换汇流条之间的连接。系统通过汇流条转换断路器(BTB)实现汇流条之间的电源切换。

  • AUTO(自动):正常飞行位置。系统自动管理电源分配和转换
  • OFF(关):断开两台转换汇流条之间的连接。隔离左右电源系统
自动转换功能

在AUTO位时,如果一台IDG失效,系统会自动将另一台IDG的电源通过BTB连接至失效的转换汇流条,确保所有交流负载正常供电。转换汇流条断开(TRANSFER BUS OFF)灯会短暂亮起提示转换过程。

6.8

电源面板布局与操作 Electrical Power Panel Layout & Operation

电源控制面板 (P5面板)

电源控制面板位于驾驶舱头顶板上,是电气系统的主要控制界面。面板包含所有电源系统的控制电门和状态指示灯。

面板控制电门功能

电门名称 位置 功能 电瓶电门 (BAT) P5面板 控制主电池与电瓶汇流条的连接。带护盖保护。ON=接通,OFF=断开 备用电源电门 (STBY PWR) P5面板 控制备用电源系统。AUTO/BAT/OFF三个位置 汇流条转换电门 (BUS TIE) P5面板 控制两台交流转换汇流条之间的连接。AUTO/OFF 发电机电门 (GEN) P5面板 控制IDG与交流转换汇流条的连接。ON/OFF APU发电机汇流条电门 (APU GEN) P5面板 控制APU发电机与交流转换汇流条的连接。ON/OFF 地面电源电门 (GRD PWR) P5面板 控制外部电源与交流转换汇流条的连接。ON/OFF IDG脱开电门 (IDG DISCONNECT) P5面板 人工脱开IDG。带护盖保护。脱开后不可空中复位 备用襟翼主电门 P5面板 控制备用襟翼电源。带护盖保护

面板指示灯说明

指示灯 颜色 亮起含义 GEN OFF BUS 蓝色 发电机未向汇流条供电 APU GEN OFF BUS 蓝色 APU发电机未向汇流条供电 SOURCE OFF 蓝色 所选电源未向汇流条供电 TRANSFER BUS OFF 琥珀色 转换汇流条无电 STANDBY PWR OFF 琥珀色 备用电源未供电 GRD PWR AVAILABLE 蓝色 地面电源已连接且可用 TR UNIT 琥珀色 变压整流器故障 APU FAULT 琥珀色 APU故障 APU OVERSPEED 琥珀色 APU超速 APU LOW OIL PRESS 琥珀色 APU滑油压力低 APU MAINT 蓝色 APU维护指示

建立电源程序(FCOM SP.6.1)

电瓶电门

护盖盖上(ON位)。完成ISFD校准前不得移动飞机。

备用电源电门

护盖盖上(AUTO位)。

备用襟翼主电门

护盖盖上。

风挡雨刷选钮

关。

电动液压泵电门

关。

起落架手柄

放下,证实起落架绿色灯亮,红色灯灭。

连接外部电源

证实地面电源可用灯亮,地面电源电门:开。证实源断开灯灭、转换汇流条断开灯灭、备用电源关断灯灭。

6.9

电气系统指示 Electrical System Indications

ELEC页面概述

电气系统状态可以在发动机指示和机组警告系统(EICAS)或下显示器(LD)的ELEC页面上显示。ELEC页面提供电气系统的综合状态信息,包括电源参数、汇流条状态和负载分配。

ELEC页面显示内容

显示项目 内容说明 交流电源参数 每台发电机/外部电源的电压(V)、频率(Hz)、负载(%)、电流(A) 直流电源参数 直流电压(V)、电池电流(A)、电池温度 汇流条状态 各汇流条的供电状态(正常/断开/故障) 电源源指示 当前各汇流条的供电来源(IDG/APU/EXT PWR/BAT) APU参数 APU发电机状态、EGT、转速等 故障指示 发电机故障、汇流条断开、TR故障等

AC/DC系统指示选钮

指示选钮位置

AC和DC系统指示选钮位于电源控制面板上,可选择不同的显示内容:

  • 正常位:显示正常电气系统参数
  • 备用电源位:显示备用电源系统的电压和频率参数
  • 电瓶位:显示主电池的电压和电流
  • 辅助电瓶位(部分构型):显示APU电池的电压和电流

正常电气参数范围

参数 正常范围 备注 AC电压 115V +/- 5V 来自IDG/APU/EXT PWR AC频率 400Hz +/- 5Hz 正常值400 CPS DC电压(正常) 28V +/- 2V 来自TR DC电压(电瓶) 24V +/- 2V 来自主电池/APU电池 备用AC电压 115V +/- 5V 来自静变流机 备用DC电压 24V +/- 4V 来自主电池
6.10

非正常操作 Non-Normal Operations

发电机失效

单台IDG失效

当一台IDG失效时,系统自动执行以下操作(汇流条转换电门在AUTO位):

  • 失效的IDG自动断开
  • 发电机断开汇流条(GEN OFF BUS)灯亮
  • 汇流条转换断路器(BTB)自动闭合
  • 另一台IDG同时为两台交流转换汇流条供电
  • 部分非必要负载自动卸载以保护发电机
  • 飞行员应检查ELEC页面确认系统状态

双发电机失效

双IDG失效处理

当两台IDG均失效时:

  • 确认汇流条转换电门在AUTO位
  • 启动APU(如可用)
  • APU发电机断开汇流条灯亮时,APU发电机汇流条电门:开
  • 如APU不可用,备用电源系统自动接通
  • 静变流机为备用交流汇流条供电
  • 主电池为备用直流汇流条供电
  • 评估剩余电力是否满足当前飞行阶段需求
  • 考虑下降至较低高度或备降

APU发电机操作

APU发电机作为备用电源

在以下情况下可使用APU发电机作为备用电源:

  • 一台IDG失效后,APU发电机可接替失效的IDG为相应的转换汇流条供电
  • 在地面时,APU发电机可替代外部电源为飞机供电
  • 在飞行中,APU发电机可在允许的高度范围内使用
  • APU发电机接通后,应确认所有指示灯正常

电气负载管理

负载卸载原则

当电气系统容量不足以支持所有负载时,系统会自动或手动卸载部分非必要负载,以确保关键设备的电力供应。

  • 公用汇流条上的设备通常为可卸载负载
  • 厨房设备、客舱娱乐系统等大功率设备优先卸载
  • 飞行操纵、发动机控制、通信导航等关键设备不可卸载
  • 飞行员可通过ELEC页面监控电气负载情况

断开电源程序(FCOM SP.6.3)

APU关车

APU起动电门和/或地面电源电门:关。如APU正在工作,在APU发电机断开汇流条灯灭后约2分钟,再将电瓶电门置于关位。

电瓶电门

关。确认飞机电气系统完全断电。

安全检查

该程序假设已完成"安全检查"程序。确认所有电气设备已正确关闭。

电气系统故障检查清单要点

发电机故障指示
  • GEN OFF BUS灯亮:发电机未向汇流条供电
  • TRANSFER BUS OFF灯亮:转换汇流条无电
  • TR UNIT灯亮:变压整流器故障
  • 源断开灯亮:当前电源未供电
正常指示确认
  • 所有GEN OFF BUS灯灭
  • TRANSFER BUS OFF灯灭
  • STANDBY PWR OFF灯灭
  • TR UNIT灯灭
  • SOURCE OFF灯灭
  • AC电压:115V +/- 5V
  • AC频率:400Hz +/- 5Hz