Aircraft Ground Power คืออะไร?

เคยสงสัยไหมว่าเครื่องบินจะใช้พลังงานประเภทใดเมื่อจอดอยู่ที่สนามบิน

โดยปกติเครื่องบินจะสร้างพลังงานขึ้นมาเอง แต่เมื่อจอดและปิดเครื่องยนต์ พลังงานที่สนามบินจัดหามาให้จะเชื่อมต่อกับเครื่องบิน

โดยทั่วไปแล้วพลังงานที่เชื่อมต่อนี้คือ 115 V ที่ 400 Hz และเรียกว่าพลังงานกราวด์

ระบบไฟฟ้าภาคพื้นดินแบบคงที่

ไฟฟ้าภาคพื้นดินแบบคงที่คือการจ่ายไฟฟ้าความถี่ 400 เฮิรตซ์ที่เหมาะสมโดยใช้การติดตั้งแบบถาวรเพื่อใช้งานบนเครื่องบินที่จอดอยู่

โดยทั่วไป การแปลงไฟหลักเป็นพลังงาน 400 เฮิรตซ์จะดำเนินการแบบรวมศูนย์หรือ ณ จุดใช้งานโดยตัวแปลงความถี่

ในระบบรวมศูนย์ พลังงานจำนวนมากจะถูกแปลงที่ตำแหน่งส่วนกลาง จากนั้นจึงจ่ายพลังงานความถี่ 400 เฮิรตซ์ไปยังเครื่องบิน เมื่อถึงจุดใช้งาน พลังงานหลักจะถูกส่งไปที่ใกล้กับเครื่องบิน และการแปลงความถี่จะถูกส่งไปที่จุดใช้งาน

แม้ว่าระบบจ่ายไฟแบบรวมศูนย์จะมีต้นทุนก่อสร้างที่ถูกกว่า แต่ก็มีข้อเสียหลายประการ เช่น การปรับสมดุลของระบบ การรักษาระดับแรงดันไฟให้เหมาะสม เป็นต้น

　　

หน่วยจ่ายไฟภาคพื้นดิน (GPU) มีกี่หน่วย

สำหรับระบบจุดใช้งาน จำนวน GPU จะขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องบิน

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดจากมุมมองการปฏิบัติงานและความน่าเชื่อถือคือ GPU หนึ่งตัวต่อปลั๊กหนึ่งตัว:

ตัวแคบ: 1 x 90 kVA

ตัวเครื่องกว้าง: 2 x 90 kVA

A380: 4 x 90 กิโลโวลต์เอ

พลังเคลื่อนที่

ในกรณีที่ไม่มีไฟฟ้าภาคพื้นดินแบบคงที่ สามารถติดตั้งหน่วยจ่ายไฟเคลื่อนที่ได้ โดยทั่วไปแล้ว หน่วยจ่ายไฟเคลื่อนที่จะลากหรือติดตั้งบนยานพาหนะและส่งไฟฟ้าโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล

ลักษณะทางไฟฟ้า

เครื่องบินมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพของพลังงาน:

115 V ±3 V, 400 Hz

ปริมาณ kVA ที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับประเภทและขนาดของเครื่องบิน ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ จะมีการคำนวณปริมาณพลังงานที่ต้องการและติดตั้งอุปกรณ์ที่เหมาะสม สำหรับตัวแปลงที่จุดใช้งาน (ดูหน่วยแรงดันไฟ) มักจะได้รับการกำหนดมาตรฐานเป็นหน่วย 90 kVA

ข้อควรพิจารณาทางเทคนิค

กำลังไฟ 400 Hz ต้องพิจารณาด้านเทคนิคเพิ่มเติมนอกเหนือจากกำลังไฟมาตรฐาน 50 หรือ 60 Hz ในสายเคเบิลใดๆ อิมพีแดนซ์ที่เกิดจากรีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำจะแปรผันตามความถี่ (X = 2πωf) สำหรับระบบ 400 Hz อิมพีแดนซ์จะมากกว่าระบบไฟหลักทั่วไปประมาณแปดเท่า ส่งผลให้แรงดันไฟตกเป็นปัญหาสำคัญ

นอกจากนี้ สำหรับสายเคเบิลสี่แกนปกติ ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของแต่ละเฟสจะไม่เท่ากัน [เนื่องจากตัวนำที่เป็นกลางกินพื้นที่ (ในภาพ a3 มีค่ามากกว่า a1 หรือ a2)] ทำให้เกิดความไม่สมดุล และส่งผลให้ค่าเหนี่ยวนำของแต่ละเฟสแตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงของค่าเหนี่ยวนำระหว่างเฟสแม้จะไม่สำคัญนักที่ความถี่ไฟหลัก แต่จะเด่นชัดมากขึ้นที่ 400 เฮิรตซ์ และอาจนำไปสู่แรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุล

เพื่อลดความไม่สมดุลในปฏิกิริยาเหนี่ยวนำ มักใช้สายเคเบิลแกนสมมาตรพิเศษเจ็ดแกน โดยมีเฟสแทรกอยู่สม่ำเสมอรอบตัวนำที่เป็นกลาง

แรงดันตก

การรักษาระดับแรงดันไฟฟ้า 115 โวลต์ที่ปลั๊กของเครื่องบินอาจเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะในกรณีที่เฟสแต่ละเฟสไม่สมดุล

มีวิธีการหลายวิธีในการรับรองระดับแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องในเครื่องบิน มีสองวิธีที่ให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้สำหรับตัวแปลงจุดใช้งาน ได้แก่:

1. สายวัดที่ฝังอยู่ในสายหลักจะวัดแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องบิน จากนั้นจะปรับเอาต์พุตเฟสแต่ละเฟสของอินเวอร์เตอร์เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องที่เครื่องบิน

2. คุณลักษณะของระบบจ่ายไฟและสายเคเบิลจะถูกกำหนดโดยการวัดอัตโนมัติ จากนั้นเอาต์พุตของเฟสอินเวอร์เตอร์แต่ละเฟสจะถูกปรับตามกระแสที่วัดได้

เครื่องแปลงความถี่

ไฟฟ้าหลักเชิงพาณิชย์ในสนามบินส่วนใหญ่ใช้ความถี่ 50 หรือ 60 เฮิรตซ์ ต้องใช้ตัวแปลงความถี่เพื่อเปลี่ยนความถี่เป็น 400 เฮิรตซ์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องบิน

การถ่ายโอนพลังงานแบบไม่มีการหยุดชะงัก: เครื่องบินสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะใช้การถ่ายโอนพลังงานแบบไม่มีการหยุดชะงัก ซึ่งหมายความว่าการใช้พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากหน่วยผลิตพลังงานของเครื่องบินไปยังพลังงานที่ผลิตบนพื้นดินโดยไม่มีการหยุดชะงักใดๆ

การซิงโครไนซ์และสลับแหล่งจ่ายไฟจะดำเนินการโดยอุปกรณ์บนเครื่องบิน

เคล็ดลับ: อุปกรณ์ซิงโครไนซ์เครื่องบินอาจไม่แม่นยำที่สุดเสมอไป การใช้ตัวแปลงความถี่ที่สามารถตรวจจับปัญหาการซิงโครไนซ์เครื่องบินและตอบสนองตามนั้นถือเป็นความคิดที่ดี

การส่งกำลังขั้นสุดท้าย

มีหลายวิธีในการส่งพลังงาน 400 เฮิรตซ์ให้กับเครื่องบิน

สองวิธีทั่วไปที่ใช้ในสนามบินขนาดใหญ่คือ อุปกรณ์ม้วนสายเคเบิลที่ติดตั้งบนสะพาน หรือระบบหลุมฝังบนลานจอดเครื่องบิน

อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนสะพานจะติดอยู่กับสะพานขึ้น/ลงสำหรับผู้โดยสาร และควบคุมด้วยไฟฟ้าเพื่อจ่ายสายเคเบิลความถี่ 400 เฮิรตซ์ หลังจากการทำงาน อุปกรณ์จะม้วนสายเคเบิลกลับเข้าไปในม้วนสายเคเบิลด้วยไฟฟ้า

ระบบหลุมโดยทั่วไปจะมีสายเคเบิลความถี่ 400 เฮิรตซ์ ซึ่งสามารถเข้าถึงได้โดยการยกฝาบนหลุม นอกจากนี้ ยังมีระบบหลุมแบบป๊อปอัปบางระบบที่ใช้สำหรับการจัดการสายเคเบิล นอกจากการจัดการสายเคเบิลแล้ว ระบบหลุมยังต้องได้รับการออกแบบให้รับน้ำหนักทางกลของเครื่องบินที่ขับทับได้ เนื่องจากหลุมถูกฝังไว้ จึงถือว่าเป็นพื้นที่จำกัด

　　

เครื่องม้วนสายเคเบิลแบบติดสะพาน 

การเชื่อมต่อกับเครื่องบิน

การเชื่อมต่อกับเครื่องบินทำได้โดยใช้ขั้วต่อแบบพิเศษ จำนวนขั้วต่อที่จำเป็นจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 4 ตัว ขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องบิน

ขั้วต่อเครื่องบินได้มาตรฐานและมีระดับ IP67

ขั้วต่อมักจะรวมเข้ากับปุ่มกดและ LED สำหรับตัวแปลงความถี่การทำงานและระบบจ่ายไฟ ค่าพิกัดข้อมูลจำเพาะทั่วไปคือ 200 V, 200 A ต่อเนื่องภายในช่วงอุณหภูมิ: -55°C ถึง +125°C

บันทึกนี้จะแนะนำเรื่องไฟฟ้าภาคพื้นดินโดยย่อ หากใครมีคำถามหรือความคิดเห็นใดๆ โปรดเพิ่มไว้ด้านล่าง