Электропитающие установки

      Индексный номер и паспортную ёмкость аккумуляторов  будем определять из таблиц [1].

      Данные  расчётной ёмкости и выбранный  тип аккумулятора приведены в табл. 5. 

      Таблица 5. Расчётная ёмкость и тип аккумуляторов.

 
 

      Теперь  определим количество аккумуляторов. Минимальное количество аккумуляторов в батарее N_акк определяется в зависимости от минимально допустимого напряжения на зажимах питаемой аппаратуры; максимально допустимого падения напряжения в токораспределительной проводке _DU; конечного разрядного напряжения одного аккумулятора в принятом режиме U_k:

     (4)

      где  _DU – принимается равным 3% от номинального напряжения питания для данного вида аппаратуры;

            U_k – определяется из графика зависимости U_k от степени разряженности аккумулятора;

 

        Результат расчёта числа аккумуляторов  в батарее приведён в табл. 6. 

      Таблица 6.  Количество аккумуляторов в батарее.

 
 

      4. Паспортная номинальная емкость  аккумуляторов, как правило, несколько  превышает расчетную и поэтому  в аварийном режиме за расчетное время разряда аккумуляторы не понизят свое напряжение до предельного значения. 

3.4.2. Расчет элементов  схемы Поддержания  напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах 

    В случае использования для целей поддержания напряжения в заданных пределах способа секционирования батареи на ОБ и ДБ количество аккумуляторов в ОБ и ДБ определяется по формулам:

           (5) 

           (6)

где  uб – напряжение на аккумуляторе в буферном режиме, В;

   n – количество аккумуляторов в при буферном режиме, В;

   Uср – среднее напряжение питания рассчитываемой цепи, В (определяется как среднее арифметическое минимального Uмин и максимального Uмакс значений напряжения, допускаемых на входе аппаратуры). 

      Для ЭПУ-24     

      Для ЭПУ-60      

      Проверка  потребности в делении ДБ на несколько  секций осуществляется по формуле:

      (7)

      где u^’_б – номинальное напряжение одного аккумулятора ДБ во время разряда (около 2В [2]).

Для ЭПУ-24 

Для ЭПУ-60   

3.4.3. Расчёт выпрямительных  устройств 

      Задача расчета  заключается в определении типа и количества рабочих и резервных выпрямительных устройств (ВУ). При решении ее следует исходить из следующих предпосылок.

      Рабочие ВУ должны иметь 100%-и резерв. Однако в случае установки нескольких одинаковых по мощности ВУ, включенных -на параллельную работу, предусматривается лишь одно резервное ВУ, взаимозаменяемое с рабочими ВУ.

      ВУ  электроустановок должны обеспечивать буферную работу аккумуляторных батарей в режиме непрерывного подзаряда при напряжении 2,2 В±2% на аккумулятор, а также послеаварийный заряд этих батарей. Кроме того, ими должна быть обеспечена возможность формовки всей аккумуляторной батареи или ее основной группы до напряжения 2,7 В на аккумулятор.

      В условиях круглосуточного обеспечения  ЭПУ электроэнергией от внешних  сетей переменного тока и наличия  ДГА имеется возможность заряжать батарею сразу же после аварийного разряда. Поскольку такой заряд  не является систематическим и носит  эпизодический характер, то установка отдельных зарядных устройств экономически не выгодна. Для этих целей используются резервные ВУ электропитающей установки.

      ВУ  разделяются на зарядно-буферные, буферные и безбатарейные (непосредственного питания аппаратуры связи без батарей).

      Зарядно-буферные ВУ обладают напряжением, позволяющим  заряжать батарею в расчете 2,7 В на аккумулятор, и могут использоваться в ЭПУ как при схеме с не секционированной батареей с применением гасящих элементов, так и при схеме с секционированной батареей. Однако если предприятие связи хорошо обеспечено внешним электроснабжением, то разряд батарей, а следовательно, и их заряд будут редкими и возможности зарядно-буферных ВУ будут недоиспользоваться. На таких предприятиях связи для повышения КПД и cos j установок, сокращения расхода меди и трансформаторной стали целесообразно применение буферных ВУ, напряжение которых значительно ниже, чем зарядно-буферных, — оно может быть установлено равным или несколько большим максимально допустимого для питаемой ,аппаратуры. Вследствие этого буферные ВУ не могут обеспечить буферную работу при наличии гасящих элементов и поэтому они применяются только в схемах с делением батареи на секции, в частности в автоматизированных ЭПУ или в ЭПУ с регулированием напряжения через САРН.

      ВУ  типа ВУТ почти все выпускаются  буферными, за исключением зарядно-буферного ВУТ-90/25.

      Используемые  в автоматизированных ЭПУ буферные ВУТ обеспечивают заряд основной группы батарей при напряжении 2,3 В на аккумулятор. Для формовки и заряда дополнительных групп в этих ЭПУ установлены вольтодобавочные выпрямители ВУК-8/300.

      При заряде аккумуляторных батарей вручную  в неавтоматизированных ЭПУ (или при формовке в автоматизированных ЭПУ) выпрямленное напряжение ВУТ может быть повышено при номинальном напряжении 24 В до 36 В и при 60 В—до 74 В.

      ВУ  типа ВСП делятся на зарядно-буферные и безбатарейные (непосредственного питания аппаратуры).

      Зарядно-буферные ВСП рассчитаны на применение в неавтоматизированных ЭПУ и соответствуют условиям их работы.

      Тип и количество выпрямителей определяются по необходимой мощности и требуемому току.

      Ток I_б буферной работы комплекта рабочих ВУ соответствует току, потребляемому аппаратурой связи в ч. и. н., при этом ток подзаряда вследствие его малости может не учитываться. Не учитывается также ток, потребляемый тональным телеграфом, поскольку нормально телеграф получает питание от сети переменного тока.

      Ток в А резервного ВУ, обеспечивающего  заряд стационарных кислотных аккумуляторов, определяется по формуле: 

            (8)

где i_з – зарядный ток на один индексный номер аккумулятора (составляет для автоматизированный ЭПУ – 2А)

N – индексный номер аккумуляторов

n_r – число групп аккумуляторных батарей, одновременно заряжающихся от одного выпрямителя. 

Для ЭПУ-24    Для ЭПУ-60 

      По  известным значениям токов I_б и Iз мощность выпрямительных устройств при буферной работе Pб и при заряде аккумуляторов определяется а кВт так:

     (9)

      (10)

где u_б – напряжение на аккумуляторе в буферном режиме, В;

      u_з - напряжение на аккумуляторе в конце заряда, В (составляет в автоматизированных ЭПУ 2,3В)

      u_б, n_з – количество аккумуляторов в группе соответственно в буферном и зарядном режимах. 

Для ЭПУ-24   

      в зарядном режиме для ДБ 

Для ЭПУ-60   

      в зарядном режиме для ДБ   

      На  основании выполненных расчётов подберём следующие типы ВУ:

      Для ЭПУ-24: рабочее ВУ – ВУТ-31/60 (2 шт.)

                        резервное (зарядное) ВУ – ВУТ-31/60

                        вольтодобавочное  ВУ – ВУК-8/300 

      Для ЭПУ-60: рабочее ВУ – ВУТ-67/60 (2 шт.)

                        резервное (зарядное) ВУ – ВУТ-67/60

                        вольтодобавочное ВУ – ВУК-8/300

 

3.5. Расчёт нагрузки  электроустановки  на внешние сети и выбор ДГА 

      Мощность резервной  электростанции должна быть достаточной  Для обеспечения электроэнергией  аппаратуры связи, питаемой в буферном режиме или непосредственно от сети переменного тока, послеаварийного заряда батарей, гарантированного освещения, а также двигателей вентиляции аккумуляторной и помещения ДГА, насосов топлива для ДГА.

      В этом случае активная и реактивная составляющие мощности ЭПУ в кВт, потребляемые от ДГА, составят:

    (11)

   (12)

где   P_б – активная мощность потребляемая ВУ в буферном режиме с аккумуляторными батареями;

P_з – активная мощность резервно-зарядного ВУ;

h - КПД выпрямительного устройства;

cos j  - коэффициент мощности выпрямительного устройства;

P_о, Q_о – соответственно активная и реактивная мощности гарантированного освещения;

k_о, k_дв – коэффициент одновременности включения соответственно приборов освещения и силового оборудования;

P_дв, Q_дв – соответственно активная и реактивная составляющие мощности двигателей вентиляции. 

      Подставляя  необходимые значения в данные формулы, получим:

 

Полная  мощность ДГА в кВ*А:

     (13) 

 

      Данные  расчёта и выбор ДГА представлены в табл. 7. 

      Таблица 7. Расчётные данные мощности ДГА  и ЭПУ