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你真的了解SOURCE OFF灯吗

 王贵哥 2020-06-01



前段时间在网上看到了一个很有意思的视频,吐槽波音和空客飞机的区别。

在处理B-15XX的SOURCE OFF灯亮的故障时,越发理解了作者的吐槽:波音飞机某些故障灯代表的含义可能非常隐晦,需要仔细查一下手册,才能完全理解发生了什么。


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第一层理解

B-15XX飞机,郑州过站,机组反映使用APU接电时,左侧无法接电,SOURCE OFF灯亮。机组认为飞机使用APU时飞机左侧电源系统接不上电,机场机务按照MEL24-02,失效了APU发电机系统,使用外电源完成过站保障。

对于SOURCE OFF灯的第一层理解:当这个灯点亮时,代表一侧的电源断开

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第二层理解

飞机浦东航后检查发现,APU接电时,左侧和右侧的TRANSFER BUS OFF其实是熄灭的,只有左侧的SOURCE OFF灯亮。飞机上也没有其他的故障旗,各个系统使用均正常。

我们先根据SDS手册,分析下SOURCE OFF灯的含义。

从737NG的电源简图可以看出来,交流电有四个来源:左发的IDG,右发的IDG,APU的发电机和外电源,这四个来源可以供给左侧转换汇流条和右侧转换汇流条,再由左右汇流条分配给飞机的各个汇流条和用户。

浦东航后检查电源面板上的左右TRANSFER BUS OFF灯都是熄灭的,同时各个系统均工作正常,证明APU向飞机左右汇流条的供电都是正常的,无需按照MEL放行。

根据SDS24-20-00-155的描述,当转换汇流条使用的电的来源和最后选择的不一样时,琥珀色的SOURCE OFF会点亮。

737NG的交流电的来源有四个,通过GCB APB BTB等断路器的连接,任何一个供电源,均可以向两侧的转换汇流条供电。但是由于不同电源的频率不同,所以一个交流汇流条一次只能选择一个电源供电。


P5-4面板来控制交流电源的切换,P5-4面板上共有5个瞬时电门,一个电门控制左发IDG的接入,一个电门控制右发IDG的接入,一个电门控制地面电源的接入,还有两个电门分别控制控制APU向左侧和右侧汇流条的供电。

在我们接入APU电时,通常我们先接一侧的电门(以左侧为例),此时APB和BTB1闭合,APU可以正常向左侧转换汇流条供电,因为右侧的电门没有选择,所以右侧的转换汇流条无电。当BPCU探测到左侧转换汇流条有电,右侧转换汇流条没电时,会控制BTB2会自动闭合,这样右侧的转换汇流条也能得电。因为BTB 2是自动闭合的,不是我们人工选择的,所以满足了转换汇流条使用的电和选择的不一样的条件,相应的SOURCE OFF灯就会点亮。

当我们再将右侧的电门接通后,此时系统其实不会有任何的变化,但是右侧转换汇流条电就跟人工选择的一样从APU得到了,所以右侧SOURCE OFF灯就会熄灭。

基于以上对SOURCE OFF灯的理解,我们判断可能是指示问题,但是更换了面板,故障依旧。

然后我们怀疑是控制逻辑有问题,这个灯的控制逻辑是在BPCU和GCU 1中,但是相继更换BPCU和GCU 1后,故障仍然没有排除。

第二层的理解:当转换汇流条使用的电的来源和最后选择的不一样时,SOURCE OFF灯点亮第二层的理解也偏于简单,无法指导我们排故。

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第三层理解

当使用第二层的理解无法解决故障时,我们需要进一步的分析,根据SSM和WDM,我们详细分析了SOURCE OFF灯点亮的逻辑。

根据SSM24-22-11,SOURCE OFF灯点亮的条件有两个,分别由紫色线路和绿色线路标出

1:GCU1探测到EPC,对应的GCB和对应的APB均在断开位。

2:对应的APU电源电门没有闭合,但是APB已经闭合。

现在SOURCE OFF灯亮,那么必须满足两个点亮条件的任意一个。

先看第二个条件,对应的APU电源电门没有闭合,且APB闭合。我们现场查看故障如视频所示

当左侧的APU电源电门闭合时,注意到左右两侧的TRANSFER BUS OFF灯都会熄灭,所以我们可以知道,BPCU肯定得到了APU左侧电源电门闭合的信息,同时APB也肯定闭合了,所以不满足这个SOURCE OFF灯点亮的条件,所以SOURCE OFF点亮不是因为条件二。

再来看第一个条件:GCU1探测到EPC,对应的GCB和对应的APB均在断开位。当我们在地面使用APU供电时,EPC和GCB均为断开, APB应该是闭合的,但是此时SOURCE OFF灯亮,说明GCU误认为APB断开了。

根据SSM24-22-31,GCU是通过APB中的5-20触点来探测APB是否闭合的,所以我们判断此次SOURCE OFF灯亮是由APB中5-20触点故障导致的,更换APB后,故障终于排除。

对SOURCE OFF灯亮的第三层理解

当满足以下两个条件时之一,灯才会点亮

1:EPC,对应的GCB和对应的APB这三个断路器均在断开位。

2:对应的APU电源电门没有闭合,但是APB已经闭合。

第三层理解是比较精确的,在第三层理解的指导下排故,我们最终才隔离出故障。

04

第四层理解

我们已经了解了SOURCE OFF的工作原理,但是仍然是“知其然而不知其所以然”,没有理解为什么737NG要设置这么奇怪的SOURCE OFF灯。

要理解这个SOURCE OFF灯,首先要知道为什么737飞机要设置两个APU接电电门。

波音757和空客320飞机的电源系统和737飞机很相似:双发,有左右两个转换汇流条,APU只有一个发电机,但是757和320这两个机型,APU接电的电门都只有一个。(787和747飞机的APU都有两个发电机,所以设置了两个APU接电电门)

为什么737NG要设置两个APU接电电门呢?我们可以从具体的场景分析,看看如果737NG飞机只设置一个APU接电电门后会发生什么。

假如飞机在空中正常运行,左右的IDG分别向左右转换汇流条供电,如果左侧的IDG失效,驾驶员需要启动APU后,向左侧汇流条供电。假如737NG只有一个 APU供电电门,当驾驶员将这个电门打到ON位时,APU会向左侧和右侧汇流条同时供电,在这个时候,飞机的供电电源就只有一个APU,电源的可靠性将大大降低。

为了避免以上情况的发生,所以要设置两个APU供电电门,分别向左侧转换汇流条和右侧转换汇流条供电。当发生左侧IDG失效后,我们只需要将左侧的APU供电电门打到ON位,此时APU就只向左侧汇流条供电,而右侧汇流条仍然是右发供电。

320和757飞机,只有一个APU供电电门,是因为他们的供电电源都有优先级设定。以757为例,优先级最高的是本侧的IDG电源,其次是APU电源,其次是另外一侧的IDG电源。

在供电电源的优先级有差异的情况下,当空中一个IDG失效,机组接入了APU电源电门后,系统只会将APU电接入失效IDG那一侧的转换汇流条,不会把APU的电供往IDG工作正常侧的转换汇流条。

波音737飞机是上个世纪60年代开始研制的,当时计算机的可靠性不高,没有办法有效的实现各种使用场景下的电源优先级的设定和自动切换,所以波音737的4个供电电源是没有优先级的,以最后人工选择的为供电电源,这也是737飞机电源系统设计的最基本出发点。

波音737飞机的电源无法实现优先级设定,只能以人的命令为准。为了在空中时能选择APU分别向两侧的转换汇流条供电,所以就设置了两个APU供电电门。

了解两个APU接电电门的来源后,再来看下SOURCE OFF灯。

737CL的电源系统如上图所示,供电系统同样有四个电源,分别是IDG1,IDG2, APU和外电源,通过EPC1&2, GB1&2,APUGB1&2等来控制向发电汇流条(GEN BUS 1&2)供电,发电汇流条再向转换汇流条(TRANSFER BUS 1&2)供电。为表示发电汇流条和转换汇流条是否有电,在电源面板上设置了琥珀色的警告灯。

737CL的BUS OFF灯点亮的逻辑是:对应侧的GB、APUGB和EPC均断开时,BUS OFF灯亮。

例如当我们在接入APU电时,我们先接左侧的电门, APU GB1会闭合,此时左侧的BUS OFF灯的点亮条件不满足,那么左侧的BUS OFF灯就会熄灭。而右侧的APU GB2还没有闭合,同时右侧的EPC2和GB2也没有闭合,这样仍然满足BUS OFF灯亮的条件,所以右侧的BUS OFF灯仍然会点亮。

NG已经没有发电汇流条(GEN BUS),各个电源是直接向转换汇流条(TRANSFER BUS)供电的。但是为了在空中警示机组一侧的电源有问题,仍然设置了SOURCE OFF灯。

根据前面的分析,NG的SOURCE OFF灯的点亮条件有两个,其中第一个条件和CL是一样的:当相应的EPC,APB,GCB都断开时点亮。这两个灯作用也基本相同,在空中提醒机组供电源有问题,此时转换汇流条从另外一侧得电。

而NG的SOURCE OFF灯的第二个点亮条件,就是模拟了CL的APU的接入的过程。CL有两个APUGB,每一个APU供电电门控制一个,所以当一侧电门接入,另一侧还没有接入时,相应侧的BUS OFF灯会亮。NG飞机只有一个APB,实际上我们接入一侧电门时,APB已经闭合。但是为了提醒工作者将两侧的电门都接通,额外的在BPCU里设计了第二个点亮条件,使我们没有接通电门那一侧的SOURCE OFF灯点亮。

所以我们对SOURCE OFF的第四层理解:因为737飞机的电源没有优先级设定,所以要设置两个APU供电电门。而从CL飞机进化过来的NG飞机,虽然取消了供电汇流条(GEN BUS)和GEN BUS灯,但是仍然设置了SOURCE OFF灯,与CL的GEN BUS灯的控制逻辑一样。

05

总结

对SOURCE OFF灯的理解,如果停留在的第一层,认为单侧的电源失效,那么就会错误的按照MEL去失效APU电放行。
如果停留在第二层,认为是转换汇流条使用的电的来源和最后选择的不一样,那么就会造成排故方向的错误,更换面板,BPCU GCU等部件,浪费人力和航材。
只有分析到第三层,知道当满足以下两个条件之一,SOURCE OFF灯才会点亮
1:GCU1探测到EPC,对应的GCB和对应的APB均在断开位。
2:对应的APU电源电门没有闭合,但是APB已经闭合。
在第三层的理解下去指导排故,就能精确高效的隔离出故障,减少部件的拆换率。
第四层的理解有助于我们了解这个SOURCE OFF灯的来龙去脉,知道这个灯是从737CL的BUS OFF灯转变过来的,这个灯的点亮逻辑是和CL一脉相承的。



END

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