Краткая характеристика аппаратуры связи и общие требования к электроустановке

 

 

Расчетные данные потребления тока аппаратурой связи в аварийном режиме     

  Окончание       Таблицы 2.2

Потребители Электроэнергии	ед. изм.	к-во а-ры	Потребление тока в час наибольшей нагрузки, А при напряжениях, В
			ЛАЗ						АТС и МТС
			Стаб.-21,2			Нест.-24			60			24
			на ед.	общ	на ед.		общ	на ед.		общ	на ед.		общ
Аппаратура опер.  Технологич. связи ПСТ-2М МСС-2-1-60	Станц. Стойка	1 1	- -	- -	0.15 0.9		0.15 0.9
Аппаратура междугородной и местной связи АТСК 50/200 УАК ДАТС М-60	50 Компл Ком-р	120 4 1						3 1 -		9 4 -	- 0.2 2		- 0.8 2
Итого				19			51.7			13			2.8
резерв 20%				3.8			10.3			2.6			0.56
Всего				22.8			62			15.6			3.36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

3. Выбор системы электропитания дома связи

по способу резервирования, построение и

эксплуатация ЭПУ

Под системой электропитания дома связи понимают совокупность системы электроснабжения и средств вторичного электропитания, объединенных общим функциональным назначением. Объектами электропитания в данном доме связи являются: аппаратура уплотнения, выделения и транзита, телеграфные станции, аппаратура оперативно-технологической и служебной связи кабельных линий, автоматическая телефонная станция координатного типа АТСК–50/200, междугородный коммутатор М-60 и узел автоматической коммутации дальней связи. Эти объекты имеют основные напряжения питания -24, -21,2, 24, 60 В. Кроме того, в состав объектов питания входят необслуживаемые усилительные пункты кабельных и воздушных линий связи.

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

Выпрямительно-аккумуляторные системы являются основными системами электропитания устройств железнодорожной проводной связи. Батареи в них формируются из кислотно-свинцовых аккумуляторов, для которых характерно высокое разрядное напряжение (2В) и низкое внутренне 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 одно-батарейные.

По способу эксплуатации ЭПУ делятся на автоматизированные и неавтоматизированные. Исходя из данных, приведённых в задании, а так же данных о потреблении тока различной аппаратурой (смотри табл.2.) выбрана электропитающая установка неавтоматизированного типа (так как возможны частые отключения напряжения по причине аварии на единственной питающей линии), выполненная по двухбатарейной системе  в цепи 24 В и однобатарейной системе в цепи 60 В, с двухгруппными батареями (это облегчает их обслуживание, так как возможно отключение от выпрямителей и нагрузки одной батареи с переключением оставшейся нагрузки на другую). Выпрямительные устройства так же в соответствии с этим выбираются на два вида напряжений. Получение стабилизированного напряжения -21,2 В производится применением стоек САРН. Посредством этих же стоек осуществляется токораспределение и защита по току (от встроенных в стойки предохранителей).

Стабилизация питающего напряжения осуществляется в несколько ступеней: стабилизация выходного напряжения выпрямителей, стабилизация посредством буферной работы с аккумуляторами, стабилизация напряжения стойками САРН (цепи питания транзисторной аппаратуры), стабилизация встроенными в транзисторную аппаратуру блоками стабилизации питающего напряжения. Поскольку выпрямители работают в буферном режиме с аккумуляторными батареями, специальных фильтров для подавления пульсаций напряжения не требуется.

 

 

 

 

.

4. Расчет основного электрооборудования ЭПУ

 

К основному электрооборудованию ЭПУ относятся: выпрямительные и другие преобразовательные устройства, резервные источники питания, включая аккумуляторные батареи, устройства для поддержания напряжения на входе потребителей в допустимых пределах, коммутационные устройства в цепях постоянного и переменного тока.

 

4.1 Расчет аккумуляторных батарей

Расчет аккумуляторных батарей заключается в определении их емкости, индексного номера аккумулятора, а так же их количества в батареях. Для расчета аккумуляторных батарей необходимо определить следующие исходные данные :

4.2 Аварийный ток нагрузки в общем случае:

 

I_АВ24 =I_АПС + I_АП + I_АО ,   (4.1.1)

где: I_АПС - ток, потребляемый аппаратурой связи, требующий стабилизации напряжения с точностью ±3% , А;

I_АП - ток, не потребляемый аппаратурой связи, не требующий стабилизации напряжения с точностью ±3%, А;

I_АО - ток, потребляемый лампами аварийного освещения, А;

 

I_АО=Р_ОСВ/U_Н (4.1.2) 

 где  Р_ОСВ - мощность ламп аварийного освещения, Вт;

 U_Н - номинальное напряжение рассчитываемой цепи, В;

 I_АО=150/24=6,3 А;

I_АВ24=22.8+62+3.36+6.3=94.5 А;

I_АВ60=15.6 А;

4.3 Продолжительность питания аварийной нагрузки от аккумуляторной батареи:

t_АВ =2ч.

     На основании исходных данных определенных выше произведем расчет емкости аккумуляторных батарей:

, (4.1.3)      

где р = 61,1- коэффициент интенсивности разряда, %;

     К_t = 0,008 - температурный коэффициент емкости;

      t^о = +15^оC - фактическая температура электролита во время разряда аккумуляторов

 

А•ч

А•ч

 

Данные расчетной емкости, выбираемый тип аккумуляторов и их паспортные данные заносим в таблицу 3.

 

Расчетная емкость и тип аккумуляторов         Таблица 4.1

Напряжение аккуму-ляторной батареи, В	Число групп батарей	Ток одной группы батарей А	Коэффициент интенсивности разряда, %	Емкость батарей А• ч	Тип аккуму- ляторов	Паспортная номинальная емкость аккумулято-ров, А•ч
24	2	45	61,1	167.9	СК –5	180
60	1	18	61,1	55.5	СК –2	72

 

  Определим действительное время разряда, для этого воспользуемся вспомогательным коэффициентом a, который определяется по формуле:

a=Q_НОМ/I_АВ,              (4.1.4)

где Q_НОМ – номинальная ёмкость выбранных по каталогу аккумуляторов (в 10-часовом режиме разряда)

Для цепи 24 В: a₂₄= Q_НОМ24/I_АВ24; a₂₄=180/47.2=3.8

По усреднённому графику [2,рис.106,стр.211] определим действительное время разряда t_Р=2 часа.

Для цепи 60 В: a₆₀= Q_НОМ60/I_АВ60; a₆₀=72/15.6=4.6, отсюда действительное время разряда

t_Р=3 часа.

Для нахождения конечного напряжения разряда U_эл.мин определим  расчётную ёмкость Q=Q_НОМ/Q_Р; (4.1.5)

  Для цепи 24 В: Q₂₄=Q_Р24/Q_НОМ24=167.9/180=0.9.

  Из графика зависимости снижения напряжения на одном аккумуляторе от процента израсходованной ёмкости [1,стр.245] U_эл.мин=1.77 В/Ак.

  Для цепи 60 В: Q₆₀=Q_Р60/Q_НОМ60=55.5/72=0.8, отсюда U_эл.мин=1.78 В\Ак.  

  Число элементов аккумуляторной батареи:

;  (4.1.6)

     U_{н мин} – минимально допустимое напряжение на зажимах нагрузки, В;

     DU_трс – допустимое падение напряжения в токораспределительной сети и устройствах коммутации, В (3% Uн);

     U_эл.мин – 1.77 В – минимально допустимое напряжение одном элементе батареи для 24 В;

1.78 В -- минимально допустимое напряжение одном элементе батареи для 60 В.

аккумуляторов;

аккумулятора;

 

 

 

 

 

.

4.4 Расчет элементов схемы подержания напряжения на входах питаемой аппаратуры в заданных пределах

 

При использовании способа секционирования батарей на ОБ и ДБ, для поддерживания в цепях напряжения в заданных пределах, , количество аккумуляторов определяется по формуле:

,  (4.2.1)

где - U_ср - среднее напряжение питания рассчитываемой цепи, В;

      U_б = 2,2 В - номинальное напряжение на аккумуляторе при буферном режиме, В.

аккумуляторов;

     Количество аккумуляторов в ДБ определяется:

n_ДБ = n – n_ОБ ,  (4.2.2)

где n- количество аккумуляторов в батареи.

     По рассчитанному общему числу аккумуляторов в батареи определим количество аккумуляторов в ДБ:

 

 аккумуляторов;

Определим потребность деления ДБ на несколько секций:

,       (4.2.3)

 

где U`_Б =2 В - номинальное напряжение одного аккумулятора дополнительной секции во время разряда;

       n_ДБ - количество аккумуляторов в дополнительной секции;

       U_max - максимальное напряжение питания рассчитываемой цепи, В;

       U_min - минимальное напряжение питания рассчитываемой цепи, В.

 

 

 

Поскольку  K_ДБ60=1, то дополнительную батарею не нужно секционировать.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

5. Расчёт параметров и определение типа

выпрямительных устройств

В данной электроустановке используются выпрямители двух видов напряжений, применяемых для питания аппаратуры уплотнения и АТС.

Поскольку питание электроустановки дома связи осуществляется по одному фидеру от одного источника, то высока вероятность перерывов в питании и, следовательно, аккумуляторные батареи после их работы в режиме разряда необходимо возможно скорее зарядить до номинальной ёмкости. В таких случаях заряд производится до напряжения       2,7 В/ акк.  Суммарное напряжение батареи будет достаточно велико, поэтому целесообразна установка зарядно-буферных выпрямителей.

Для того чтобы аккумуляторная батарея при работе в буферном режиме с выпрямителями находилась в заряженном состоянии и была готова принять на себя нагрузку при аварии в сети переменного тока, необходимо поддерживать на ее зажимах напряжение равное 2,2 В на аккумулятор.

Существует два способа поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах:

1. гасящих элементов;

2. секционирования батарей;

При способе секционирования батарея делится на основную ОБ и добавочную ДБ секции. На буферную работу включается только ОБ.

Аппаратура, требующая стабилизированного напряжения 21,2 ± 3% В, включается через стойки автоматизированного регулирования напряжения (САРН). САРНы  комплектуются полупроводниковыми стабилизаторами или угольными регуляторами напряжения и являются по своей сущности гасящими элементами. Во всех современных автоматизированных ЭПУ для регулирования напряжения на аппаратуре связи используется способ секционирования батарей с включением нагрузок по цепи 21.2 В через САРН.

Основными электрическими параметрами, по которым производится выбор выпрямительных агрегатов, являются максимальное выпрямленное напряжение (в конце заряда батарей), максимальный выпрямленный ток (в режиме заряда батарей), а так же мощность выпрямителя в зарядном и буферном режимах работы. Необходимо так же учитывать КПД и коэффициент мощности выпрямителя, поскольку эти параметры определяют суммарный ток электроустановки.