Электропитающие установки

   Проектируемый дом связи представляет отдельное здание, размещаемое на двухкабельной магистральной линии связи, и является обслуживаемым усилительным пунктом (ОУП). Номинальное напряжение трехфазного переменного тока на вводах дома связи — 380 В, его колебания находятся в пределах 348—399 В. Отклонения частоты переменного тока не превышают ±4%.

   В линейно-аппаратном зале (ЛАЗ) дома связи  размещаются обслуживаемые усилительные станции транзитных и каналообразующая аппаратура конечных пунктов высокочастотных (ВЧ) систем передачи К-60п, аппаратура уплотнения воздушных и кабельных линий примыкающих направлений, а также аппаратура оперативно-технологической связи.

   Кроме того, в доме связи размещается  автоматическая телефонная станция (АТС) местной связи, коммутаторы междугородной связи.

   3. Расчёт и выбор  основного электрооборудования 

   3.1. Требования, предъявляемые  аппаратурой связи к устройствам электропитания 

   1.Обеспечение высокой  надежности снабжения электроэнергией.

   В соответствий с ОСТ 32.14—80, устанавливающим  деление всех электроприемников  железнодорожного транспорта в отношении  надежности снабжения их электроэнергией на три категории, дома связи отнесены к особой группе приемников 1-й категории. Приемники этой группы должны обеспечиваться двойным резервированием электропитания, т. е. их электроснабжение должно осуществляться от трех независимых источников электроэнергии.

   На  крупных станциях, как правило, имеется  возможность обеспечить электроснабжение узла связи по двум раздельным линиям (фидерам) от. двух независимых (отказ одного источника не вызывает отказа другого) источников внешних сетей переменного тока. В этом случае в качестве третьего независимого источника переменного тока предусматривается установка в доме связи автоматизированного дизель генератора ДГА. Поскольку аппаратура связи не допускает даже кратковременных перерывов питания, возникающих, например, при переключении фидеров, то ДГА дополняется аккумуляторной батареей, емкость которой рассчитывается в этом случае исходя из электропитания аппаратуры связи в аварийных условиях в течение 1 ч. Если электроснабжение дома-связи представляется возможным организовать лишь от одного внешнего источника электроэнергии, то вторым источником в этом случае считается ДГА, а в качестве третьего источника используется аккумуляторная батарея. Запас емкости батареи в этих условиях рассчитывается с учетом питания аппаратуры связи в часы наибольшей нагрузки (ч. н. н.) в течение 2 ч.

   2. Номинальные напряжения и показатели  качества электрической энергии.

     Номинальные напряжения аппаратуры  проводной связи, их отклонения и допустимые псофометрическая или среднеквадратичная пульсации по постоянному току нормированы ГОСТ 5237-69 «Установки электропитания проводной связи. Напряжения». Этому ГОСТу должны соответствовать и проектируемые установки электропитания домов связи.

   Значения  напряжений, допустимых пределов их изменений  и величин пульсации представлены в табл. 3. 

   Таблица 3. Параметры электропитания аппаратуры связи

   Нагрузка, создаваемая аппаратурой связи, не остается постоянной. Особенно большими колебаниями в течение суток  отличается нагрузка АТС. Однако, несмотря на такие изменения, устройства электропитания в целях обеспечения качественной связи должны рассчитываться с учетом максимального потребления тока в ч. н. н.

   Так как в нашем случае питание  происходит от одного источника, то в  качестве второго источника будем  использовать ДГА, а в качестве третьего источника – аккумуляторные батареи, запас емкости которых рассчитывается с учетом питания аппаратуры связи в часы наибольшей нагрузки (ч. н. н.) в течение 2 ч.

   Данные  о потреблении тока аппаратурой  в аварийном режиме приведены в табл. 4.

   Таблица 4. Расчётные данные потребления  тока аппаратурой связи в аварийном режиме.

3.2. Выбор системы  электропитания дома  связи по способу резервирования, построения и эксплуатации ЭПУ 

   Под системой электропитания дома связи понимается совокупность системы электроснабжения и средств вторичного электропитания, объединенных общим функциональным назначением.

   Системы питания по способу резервирования делятся на выпрямительно-аккумуляторные и безаккумуляторные (безбатарейные).

   Аккумуляторные  системы характеризуются применением  батарей как резервных источников электроэнергии. В безбатарейных системах аккумуляторы отсутствуют. Резервирование питания в них осуществляется только от источников переменного тока по двухлучевой системе, обеспечивающей устойчивое электроснабжение устройств связи за счет одновременного использования обоих фидеров (лучей) питания.

   Выбор той или другой системы определяется условиями внешнего электроснабжения. Безбатарейная, или двухлучевая, система  может применяться лишь при электроснабжении объекта связи от двух заведомо надежных и независимых внешних источников питания, одновременное отключение которых исключается как в нормальных, так и в аварийных условиях, при этом не допускаются кратковременные понижения их напряжений более чем на 40% от номинальных значений. Выполнение указанных требований не вызывает особых затруднений лишь в условиях крупных городов (областных и республиканских центрах). Двухлучевой системе свойственны и другие недостатки, одним из которых является значительное внутреннее сопротивление источников вторичного питания при отсутствии батарей, что приводит к скачкам напряжения на аппаратуре при бросках тока нагрузки. Большое влияние на качество электропитания оказывают также переходные процессы в электросетях. Поэтому двухлучевая система на железнодорожном транспорте находит ограниченное применение. Она рекомендуется в основном для ЭПУ каналообразующей аппаратуры и автоматических станций коммутации телеграфной связи и передачи данных в крупных узлах связи при управлениях железных дорог.

   Выпрямительно-аккумуляторные систем являются основными системами электропитания устройств железнодорожной проводной связи. Батареи в них формируются из кислотно-свинцовых аккумуляторов, для которых характерно высокое разрядное напряжение (2 В) и низкое внутреннее сопротивление. Батареи включаются по способу буферной работы с выпрямителями в режиме непрерывного подзаряда.

   Аккумуляторные  системы электропитания по принципам  построения ЭПУ делятся на многобатарейные (блочные) и однобатарейные.

   При многобатарейных системах для каждого из напряжений постоянного тока, требуемых для питания аппаратуры связи, устраивается отдельная ЭПУ (выпрямительные и коммутационные устройства, аккумуляторные батареи).

   Многобатарейные системы позволяют постепенно наращивать мощность преобразовательно-распределительных устройств ЭПУ путем добавления стандартных блоков оборудования. Однако такой блочный принцип построения ЭПУ требует установки значительного количества аккумуляторов, что в условиях небольших узлов связи не всегда является экономичным. На таких узлах размещаются, как правило, потребители 24 В и различные небольшие потребители с более высокими напряжениями. Если токи нагрузок по цепи 60 В не превышают 1 А, по цепи 220 В - ЗА, то для питания узла связи рекомендуется применение однобатарейной системы питания.

   При этой системе устанавливается одна опорная аккумуляторная батарея, как правило, 24 В. Потребители других напряжении постоянного тока получают электроэнергию в нормальных условиях от выпрямителей, а в аварийных — от опорной батареи через установленные для этой цели полупроводниковые преобразователи.

   Однобатарейная  система находит широкое применение на небольших железнодорожных станциях для питания внутристанционной связи и телеграфной аппаратуры.

   По  способу эксплуатации ЭПУ делятся на автоматизированные (необслуживаемые) и неавтоматизированные (обслуживаемые) .

   В настоящее время даже в неавтоматизированных ЭПУ значительная часть операций по управлению работой установки автоматизирована. Эксплуатация неавтоматизированных ЭПУ не требует постоянного обслуживания во всех режимах, за исключением режима послеаварийного заряда аккумуляторных батарей, который производится с отключением их от шин нагрузки и требует ручной коммутации.. Кроме того, в неавтоматизированных ЭПУ отсутствует система управления работой вентиляции при заряде аккумуляторов, отсутствует блокировка выпрямителей при прекращении действия вентиляции и т. п.

   Автоматизированные  ЭПУ обеспечивают возможность автоматизации процесса послеаварийиого заряда аккумуляторных батарей без отключения их от шин потребителей. Кроме того, в автоматизированных ЭПУ обеспечивается автоматическое включение резервного выпрямителя при отключении одного из рабочих, автоматическое включение выпрямительных устройств в работу при восстановлении напряжения в питающей сети и т. п. ЭПУ этого типа снабжены системой сигнализации, контролирующей режим работы установки и неисправность в цепях автоматики.