机场助航灯光系统的供电及调光系统

  对机场助航灯光系统的供电要求，要做到安全可靠、万无一失，不能因供电原因而影响助航灯光系统正常工作。

第一节 助航灯光系统的供电
 一、助航灯光系统负荷的类别
助航灯光系统的供电可靠与否直接影响飞行安全。因此，机场助航灯光供电的等级为一级负荷中的特别重要负荷。

二、助航灯光系统供电的要求及方式
1．供电的要求
根据MH5001-2000《民用机场飞行区技术标准》中6.2.20助航灯光的供电要求，对供电电源和电压质量提出的要求，即助航灯光应由两个独立、稳定可靠的电源供电，还应按最大需用功率设置柴油发电机组作为备用电源。

    如外来的电源的电压过高或过低不稳定时，还应设调压器等稳定设备，同时对两路独立电源，即主用电源和备用电源切换时间提出要求

    根据助航灯光系统的供电要求，灯光变电站的供电方式采用两路市电（一路市电故障或失电不影响另一路市电供电。下同。）供电和柴油发电机组作为备用电源。

3．控制方式
（1）自投自复方式
（2）自投不自复方式
上述两种控制方式因机场规模、类别的不同，所采用的控制方式不同。为确保飞行安全，一般采用的控制方式为：自投不自复方式。

第二节  应急备用电源的种类及选择
  应急备用电源的种类包括：
（1）独立于正常电源的发电机组（柴油发电机组或汽油发电机组）；
（2）供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；
（3）UPS（EPS）或蓄电池组。

    一、柴油发电机
    允许中断供电时间为15s及以上、供电容量≥75千瓦以上的助航灯光设备，应选择快速（高速）自启动全自动化柴油发电机组。

二、供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路
    自动装置的动作时间能满足助航灯光允许中断供电时间的，选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。

三、UPS（EPS）装置
UPS装置，即静态交流不停电电源装置（英文全称Uninterruptible power supply）。或称静态交流不间断电源系统，简称UPS（下同）。
当市电故障或突然失电时，UPS能够保证交流电源不断的向负载连续供电。

    四、EPS装置
    EPS装置，即静态交流应急电源装置。英文全称：Emergency power supply。
    EPS装置的组成与UPS相同。EPS装置的作用与UPS相同，即市电故障或失电时，能够保障负载连续应急供电。

第三节  机场助航灯光回路的联接
机场助航灯光设施的电源几乎全是交流电（有些控制电路用直流电，启动第二电源发电机的能源或有些不中断电源的能源储存在蓄电池里）。助航灯光回路有串联和并联两种方式。

第四节  调光系统
    民用航空机场的绝大部分目视助航灯光的光强分为五个等级，军用机场目视助航灯光的光强分为三个等级。调光器是用来调节机场目视助航灯光的光强的一种电气设备。根据气象条件,能见度等要求,由塔台发出指令,调光器将灯光光强调整到所需要的光强等级,以做到既能满足飞行要求又能经济地使用灯光系统。

一、调光原理

 机场目视助航灯光系统原理图如图6.4.1所示。

   从图6.4.1可以看到，目视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，这是因为，要保证系统灯光亮度相同，就必须保证通过灯泡的电流相同。

   如果用并联回路，耗费电缆线很多，造成很大浪费；而且由于灯与灯之间的距离较远，每个灯的电缆长度就不同，从而电缆上压降也不同，所以通过灯的电流就有差别，造成灯的亮度有差异，不能达到灯光系统的要求，因此，供电均采用串联电路。

     灯泡连接在隔离变压器的次级，灯泡发光强度与回路中的电流成正比。改变回路中电流的大小就能调节灯泡的亮度，反之，当回路电流恒定时，灯泡亮度也将保持恒定。从图6.4.1中可以看到，回路电流是随升压变压器初级电压成正比例变化的。

    把工频交流电源直接作用于升压变压器初级线圈，虽然助航灯光的灯泡会发亮，但是其亮度不能进行调节。当电网波动或者回路负载发生变化时，也无法保持回路中电流不变，从而也无法保持灯泡的亮度不变。

     调光器的作用就是把工频交流电源转变成为一种可以控制的电压源。使变压器初级线圈的电压UL大小受调光器的控制。当回路负载发生变化或交流电网电压发生变化等干扰存在时，通过调光器的作用，能使UL大小保持不变，即保证灯泡亮度不变。另外，调光器也可以控制UL大小分为几档输出，从而控制灯泡的亮度等级，即灯的光强等级。

二、调光系统的组成

    所有控制系统的组成均可分为三大部分：测量(检测)部分；控制器；执行部分。调光系统做为一个能调整光强的控制系统，也是由以上三部分组成。

    调光系统的检测功能是由串联在灯光回路中的电流互感器和并联在调光器的输出变压器初级线圈上的电压互感器来完成的。

    控制器的核心是单片微型计算机(单片机)。

    现在广泛应用的调光器是通过可控硅来实现电源电压的转换的。通过调整可控硅导通角的大小，改变调光器的输出电压，从而达到控制灯光回路中电流的目的。反并联可控硅模块可视为调光系统的执行部分。

     调光器调整灯光光强的原理可以从图6.4.2中定性地分析。在微机中预先装定好给定的灯光光强对应的电信号，代表灯光光强等级的电信息经过脉冲调宽电路去控制可控硅的导通角，由于可控硅导通角的变化，使变压器输出电压的大小也随之发生变化，可控硅起到了电信号功率放大作用。代表光强的电信号越大，变压器输出电压也越大，从而通过灯光回路的电流也就越大，电流大，灯泡就亮，光强等级就高。当预先给定的灯光光强信号一定时，灯泡亮度就保持一定。微机中，预先装订好几个光强等级，灯光回路就能显示几个等级的光强。

     当受外界干扰（例如电网电压的变化、温度漂移等）时，灯光回路电流在装定的信号不变时也会因干扰发生变化，使灯泡偏离给定的光强，可以通过电压和电流负反馈把变压器初级的电压变化和灯光回路中电流的变化测量出来，分别送入微机系统中与予先装定好的灯光光强对应的电信号进行比较，这时将会有偏差信号，此偏差信号经过可控硅触发功率放大器后，促使灯光回路中电流恢复原来的状态，从而使偏差逐渐减小直至为零。即，使反馈信号与予先装定的信号又相等了，输出的回路电流与要求的电流一致，从而灯泡发光的光强稳定在要求的光强等级上。

    由上面分析可见，调光系统在规定的范围内，能任意调整灯泡的光强，也能在给定的灯光光强等级下，保持灯泡发光的光强恒定。

    除以上功能外，调光系统中还加了一系列的附加功能。例如有回路状态及参数的显示，故障的检测，报警等等.