發(fā)布時(shí)間：2020-11-21 07:27

　　 燈光站是機(jī)場(chǎng)的重要助航設(shè)施,與航空器的安全起飛、著陸和滑行密切相關(guān),其主要用電設(shè)備為恒流調(diào)光器,由于采用線電壓供電為不對(duì)稱負(fù)荷,加上其中各種非線性元件的作用,極易導(dǎo)致配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的發(fā)生,從而影響供電質(zhì)量和助航燈光的不正常運(yùn)行,除可能給燈光站和飛機(jī)起降帶來安全隱患外,三相不平衡導(dǎo)致額外產(chǎn)生的線損也會(huì)增加能耗從而給機(jī)場(chǎng)帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。通過調(diào)光器光級(jí)調(diào)整優(yōu)化策略和智能算法優(yōu)化負(fù)荷的相序調(diào)整策略、并據(jù)此設(shè)計(jì)三相不平衡治理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)光級(jí)或相序的高效、便捷調(diào)整,改善燈光站供配電三相不平衡問題,具有較高的實(shí)用價(jià)值。針對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光站三相不平衡及其治理問題,在充分總結(jié)、評(píng)述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,本文主要開展了如下研究工作:(1)首先對(duì)民用機(jī)場(chǎng)助航燈光控制系統(tǒng)的供電結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,闡述了燈光站低壓配電網(wǎng)三相不平衡的產(chǎn)生機(jī)理、評(píng)估方法及線損計(jì)算方法,對(duì)三相不平衡過程進(jìn)行了仿真分析;繼而規(guī)劃了三相不平衡治理系統(tǒng)的總體架構(gòu)與功能,提出了光級(jí)調(diào)整優(yōu)先、優(yōu)化換相保底的策略來治理三相不平衡的設(shè)計(jì)原則和思路。(2)針對(duì)光級(jí)調(diào)整治理策略,分析了光級(jí)調(diào)整與電流變化及三相不平衡之間的關(guān)系,提出了燈光站三相不平衡的光級(jí)調(diào)整優(yōu)化治理方法和操控程序,并應(yīng)用某機(jī)場(chǎng)燈光站的電流檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該方法的可行性和應(yīng)用效果進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果表明,所提出的以調(diào)增為主、調(diào)降為輔的光級(jí)調(diào)整思路與擬訂的操作流程可有效用于制定不平衡治理方案,且具有簡(jiǎn)便易行的特點(diǎn)。(3)針對(duì)優(yōu)化換相策略,以三相不平衡度最小和換相開關(guān)總動(dòng)作次數(shù)最少為目標(biāo),建立了三相不平衡模型并提出了相應(yīng)的智能優(yōu)化算法,與其他算法的算例對(duì)比和某機(jī)場(chǎng)燈光站的實(shí)例分析結(jié)果表明,結(jié)合本文所建模型的精英自適應(yīng)混合遺傳算法確實(shí)具有較強(qiáng)的搜索能力與較快的收斂速度,且換相次數(shù)更少,可有效用于機(jī)場(chǎng)燈光站三相不平衡換相控制策略的優(yōu)化。(4)最后基于以上兩種治理方法及相關(guān)的程序、模型和算法,對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光站三相不平衡治理系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),包括主控芯片選型、各硬件電路、換相開關(guān)的設(shè)計(jì)及器件的選型。研究結(jié)果可為提高機(jī)場(chǎng)燈光站的供電質(zhì)量、保障機(jī)場(chǎng)安全、降低其能耗和運(yùn)行成本提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：V351.3
【部分圖文】：

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文10統(tǒng)結(jié)構(gòu)、調(diào)光器特點(diǎn)等，簡(jiǎn)要闡述燈光站供配電三相不平衡產(chǎn)生的基本原理、評(píng)估與線損計(jì)算方法，遴選適合機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)的不平衡度評(píng)估方法，并通過仿真進(jìn)一步對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光站的不平衡現(xiàn)象進(jìn)行分析。（2）分析不同光級(jí)調(diào)增/調(diào)減組合方案與三相不平衡度之間的關(guān)系，提出光級(jí)優(yōu)化調(diào)整策略與程序，通過實(shí)際算例對(duì)該思路和方法的可行性進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)相應(yīng)的改善效果進(jìn)行評(píng)估。（3）構(gòu)建燈光站三相負(fù)荷不平衡優(yōu)化模型，基于分析比較選用可有效提高精度和收斂效率的智能優(yōu)化算法，并通過與其它文獻(xiàn)的算法對(duì)比與燈光站實(shí)例仿真，對(duì)所選算法的合理性及可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)證。（4）提出機(jī)場(chǎng)燈光站三相負(fù)荷不平衡治理的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括滿足機(jī)場(chǎng)燈光系統(tǒng)需求的切換開關(guān)、主控芯片及元器件選擇、電路模塊設(shè)計(jì)等。1.3.3技術(shù)路線按照上述研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容，擬訂本論文的技術(shù)路線如下圖1-4所示。圖1-4技術(shù)路線圖

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文11第2章燈光站供配電系統(tǒng)三相不平衡本章將對(duì)三相不平衡的概念、原理、評(píng)估方法與線損計(jì)算方法、助航燈光供配電系統(tǒng)組成、主要用電設(shè)備——恒流調(diào)光器的工作原理做一簡(jiǎn)要介紹，并通過仿真來進(jìn)一步展示和說明助航燈光系統(tǒng)的三相不平衡過程，為后文治理方法的提出奠定基矗2.1三相不平衡及其評(píng)估方法2.1.1三相不平衡原理一般來說，理想狀態(tài)下的三相電是指三個(gè)幅值相等、頻率相等的交流電在一個(gè)周期內(nèi)，波形以120°等相位差依次向右重復(fù)循環(huán)增減，且每相電流、電壓和功率大小相等。對(duì)稱的三相系統(tǒng)電壓（電流）波形圖、向量圖如圖2-1所示。而所謂的三相不平衡，即電力系統(tǒng)中三相的電壓、電流幅值不等，或其三相按A、B、C順序所成角度不為120°[39]。圖2-1對(duì)稱的三相系統(tǒng)電壓（電流）波形圖和向量圖電工理論中，多相系統(tǒng)分為對(duì)稱與不對(duì)稱兩類。對(duì)稱的三相系統(tǒng)即為各相電量幅值相等且順序相鄰間相位角等于120°。其三相的電壓電流瞬時(shí)值與向量在任何時(shí)刻的總和應(yīng)等于零，此時(shí)系統(tǒng)三相平衡，即：00ABCABCu+u+u=U+U+U=（2-1）00ABCABCi+i+i=I+I+I=（2-2）

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文172.2助航燈光供配電系統(tǒng)2.2.1助航燈光系統(tǒng)組成目前民用機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)主要采用交流串聯(lián)供電、分級(jí)調(diào)光技術(shù)，由低壓配電柜、恒流調(diào)光器、升壓變壓器、隔離變壓器、燈光電纜以及燈具等部分組成（圖2-2）。圖2-2助航燈光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖由上圖可知，助航燈光系統(tǒng)的燈光回路是由一系列隔離變壓器串聯(lián)組成的懸浮回路。為了保證一個(gè)回路內(nèi)所有燈的亮度相同，必須保證所有燈泡內(nèi)的電流一致。如果采用并聯(lián)回路,會(huì)使得燈之間的距離間隔較遠(yuǎn)，電纜長(zhǎng)度不一，這樣不僅大量耗費(fèi)電纜線，還容易使每條電纜上的壓降出現(xiàn)差異，最后導(dǎo)致流過燈泡的電流不同，造成燈與燈之間產(chǎn)生亮度上的差異，并聯(lián)回路不能滿足燈光系統(tǒng)的需求[41]，因此機(jī)場(chǎng)燈光站多為串聯(lián)回路供電。若想調(diào)節(jié)燈泡亮度，可通過改變電流大小來實(shí)現(xiàn)，燈光回路的電流恒定時(shí)，燈光亮度也將保持恒定[42]�；芈冯娏鞯淖兓�與升壓變壓器一次側(cè)電流成正比。采用恒流調(diào)光器可實(shí)現(xiàn)五級(jí)電流調(diào)光(2.8A、3.4A、4.1A、5.2A、6.6A),調(diào)光過程中要求燈具的光強(qiáng)隨電流增加而同步增加。跟據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》的規(guī)定，調(diào)光器標(biāo)準(zhǔn)輸出電流及其允許波動(dòng)范圍如表2-1所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2892733