Краткая характеристика аппаратуры связи и общие требования к электроустановке

Максимальное напряжение к концу заряда аккумуляторной батареи определяется по формуле[3, стр 15 формула 17]:

U_З = n_АККЧU_КЗАР ;            (5.1)

где n_АКК24ѕ число аккумуляторов в батарее;

U_КЗАРѕ конечное зарядное напряжение, В, для ускоренного режима заряда принимается равным 2,7 B / акк.

Для батареи 24 В:

U_З24 = n_АКК24Ч2,7 = 13Ч2,7 = 35,1 B.

Для батареи 60 В (необходимо учесть, что производится заряд всей батареи, как основных элементов, так и дополнительных):

U_З60 = n_АКК60Ч2,7 = 33Ч2,7 = 89,1 B.

Ток режима заряда рассчитывается по формуле [3, стр 15 формула 19]:

I_З = 1,2ЧQ_НОМ / t_ЗАР;          (5.2)

где Q_НОМѕ номинальная ёмкость аккумуляторной батареи, АЧч;

t_ЗАРѕ время заряда батареи, ч;

1.2Чѕ коэффициент, учитывающий потери количества электричества при заряде (получен из коэффициента отдачи по ёмкости, [2, стр 22-23] ).

При определении тока заряда необходимо учесть, что заряжаться одновременно заряжается только одна группа (из двух параллельно включенных).

Для батареи 24 В (время заряда принимается 8 ч):

I_З24 = 1.2ЧQ_НОМ24 / t_ЗАР = 27 А.

Для батареи 60 В (время заряда принимается 8 ч):

I_З60 = 1,2ЧQ_НОМ60 / t_ЗАР = 10.8 А.

Эти токи не превосходят максимально допустимых зарядных токов для данных индексов аккумуляторов [1, стр 242 таблица IV.26].

Номинальное напряжение выпрямителя при буферной работе рассчитывается исходя из количества аккумуляторов в батарее и рабочего буферного напряжения:

U_Б= n_АККЧU_БУФ ;      (5.3)

где n_АККЧѕ число аккумуляторов, включенных параллельно выпрямителю в буферном режиме;

U_БУФ ѕ буферное напряжение, 2,2 В / акк.

Для батареи 24 В:

U_Б24 = n_АКК24Ч2,2 = 13Ч2,2 = 28,6 B.

Для батареи 60 В (необходимо учесть, что на буферную работу включена только основная группа):

U_Б60 = n_ОЭЧ2,2 = 29Ч2,2 = 63.8 B.

Номинальный ток батареи определяется как суммарный ток, потребляемый аппаратурой уплотнения и АТС:

I_Б24 = I_АВ24 = 94.5=94.5 А.

I_Б60 = I_АВ60 = 15,6 А.

Ток подзаряда аккумуляторной батареи, ввиду его малости (0,02 А на индекс, [1, стр 243], не учитывается.

По результатам расчётов, мощности выпрямителей:

1) для 24 В

P_Б24 = I_Б24ЧU_Б24Ч10^-3 = 2.7 кВт,      (5.4)

P_З24 = I_З24ЧU_З24Ч10^-3 = 0.9 кВт;      (5.5)

2) для 60 В

P_Б60 = I_Б60ЧU_Б60Ч10^-3 = 0.9 кВт,

P_З60 = I_З60ЧU_З60Чn_Г10^-3 = 0,962 кВт.

В соответствии с расчётными данными, для буферной работы с батареями выбрана следующая схема построения выпрямительного блока:

цепь питания 24 В : 1 ВУК 36/ 260 (основной, ) + 1 ВУК 36/ 260 (резервный);

цепь питания 60 В : 1 ВСП 60/ 20 (основной) + 1 ВСП 60/ 60 (резервный).

Выпрямители ВУК и ВСП являются буферно-зарядными автоматическими выпрямителями, способными работать как в режиме буферной работы с батареей, так и заряжать батаею до напряжения 2,7 В на аккумулятор.

Выпрямительные устройства стабилизированные кремниевые (ВУК) обеспечивают автоматическое выполнение следующих функций:

стабилизацию выпрямленного напряжения с точностью 2 % в установленных пределах (в режиме стабилизации напряжения при буферной работе);

• стабилизацию выпрямленного тока с точностью 10 ѕ 15 % в установленных пределах (в режиме стабилизации тока при заряде батарей);
• защиту выпрямителя от перенапряжений;
• отключение выпрямителя от сети при пропадании напряжения и включение в сеть при восстановлении напряжения;
• преключение режимов работы (совместно с автоматическими коммутациоными устройствами АКАБ);
• управление ведомыми выпрямителями (типа ВУК или ВУТ).

В данной ЭПУ выпрямители работают в полуавтоматическом режиме (переключение режимов работы осуществляется вручную).

Допускается параллельное включение до 3 рабочих выпрямителей. Питание выпрямителей осуществляется от трёхфазной сети 220/380 В с пределами отклонения 85 ѕ 105 % при частоте 48 ѕ 51 Гц. Первичная обмотка установкой клеммных перемычек включается по схеме ІтреугольникІѕІзвезда с нейтральюІ (заводское исполнение по схеме Ізвезда с нейтральюІ), вторичная обмотка постоянно включена по схеме ІтреугольникІ. Схема выпрямления ѕ трёхфазная мостовая с применением кремниевых диодов [1, стр 224 ѕ 225; 2, стр 119 ѕ 130]. Конструктивное выполнение устройства ѕ шкаф с дверкой спереди, съёмными заглушками сбоку и несъёмными стенками сзади. Выпрямители имеют оптическую сигнализацию и подключаются к сквозным шинам переменного тока, проходящим вдоль ряда, через верхние вводные зажимы

Выпрямители стабилизированные полупроводниковые (ВСП) являются неавтоматическими выпрямителями и автоматически обеспечивают только стабилизацию тока(±15 %) и напряжения (±2,5 %). Кроме того, выпрямители ВСП имеют акустическую и оптическую сигнализацию состояния устройств, входящих в выпрямитель, подключение к внешней сети сигнализации, встроенный выпрямитель содержания для компенсации саморазряда дополнительной секции аккумуляторных батарей. Допускается включение на параллельную работу двух выпрямителей. Схема включения в сеть ѕ однофазная у ВСП 60/ 20 (220 В) и трёхфазная ІтреугольникІѕІзвезда с нейтральюІ (220/380 В) у ВСП 60/ 60. Схема выпрямления ѕ двухполупериодная на кремниевых диодах (ВСП 60/ 20) и мостовая на кремниевых диодах (ВСП 60/ 60). Отклонения питающего напряжения составляют +5 % и –15 %,отклонения частоты составляют +1 Гц и –2 Гц (f_НОМ = 50 Гц) [1, стр 229 ѕ 230; 2, стр 114 ѕ 119].

В обеих типах выпрямителей стабилизация выходных параметров осуществляется подмагничиванием сердечников управляемых дросселей, включенных последовательно с выпрямляющей схемой (в ВУК обмотки управляемых дросселей включены в плечи диодного моста последовательно с вентилями, в ВСП управляемые дроссели включаются перед понижающим трансформатором со стороны сети). Управляющие токи получают от схем сравнения регулирования, входящих в состав выпрямителей.

Параметры выпрямителей [1, стр 226 ѕ 227, таблица IV.19] помещены в таблице 5.1.

Таблица  5.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

6. Расчет нагрузки электроустановки на

внешние цепи 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.

Активная нагрузка и реактивная составляющие мощности ЭПУ потребляемых от ДГА определяется по формулам :

 (6.1)

;(6.2)  

где    Р_Б - активная мощность, потребляемая ВУ в буферном режиме с аккумуляторными батареями;

Р_З - активная мощность резервно-зарядного ВУ;

h - КПД выпрямительного устройства;

cos j - коэффициент мощности выпрямительного устройства;

     Реактивная мощность, потребляемая из сети, может быть вычислена через активную:

  (6.3)

     Полная мощность, потребляемая из сети:

           (6.4)

где    Р_i - активные мощности, Вт;

  SQ_i - сумма всех реактивных мощностей отдельных групп нагрузок, вар.

По приведенным выше выражениям произведем расчет мощности ДГА и ЭПУ, и результаты сведем в таблицу 6.1.

 

Расчетные данные мощности ДГА и ЭПУ       Таблица 6.1

Наименование нагрузок	Мощность потребителей			Примечания
	Активная Вт	Реактивная вар	Полная В•А
ВУ в буферном режиме ВУ в режиме заряда батарей Силовое оборудование	5488 2506 4134	5828 2857 5167,5	8005 3800 6617
Итого:	12243,2	13857,3	18490,74		ДГА – 24М
5. Общее освещение	9048	9524	13136
Всего:	21291	23381,3	31622,6
Коэффициент мощности ЭПУ	0,7

 

 

 

 

 

7. Комплектация ЭПУ

 

 

     Структурная схема электроустановки определяется видом питаемой аппаратуры связи, выбранной системой питания и типом используемого оборудования.

     Для питания дома связи используются электропитающие установки ЭПУ – 24 В и ЭПУ – 60 В.

     В комплект ЭПУ – 24 В входят следующие устройства:

две группы аккумуляторных батарей типа СК – 5, рабочее и резервное ВУ типа

ВУК 36/260, стойка автоматического регулирования напряжений (САРН), батарейные щитки (ЩБ) для коммутации батарей.

     В комплект ЭПУ – 60 В входят:

аккумуляторная батарея типа СК – 2, рабочее и резервное ВУ типа ВСП 60/20, коммутирующее устройство (КУ).

     Для распределения нагрузок по переменному току применяется щит ЩПТА.

     Электроснабжение дома связи осуществляется от трех независимых источников электроэнергии: внешний источник, ДГА – 48М, аккумуляторные батареи.

Структурная схема ЭПУ дома связи представлена на рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дмитриев В.Р. Смирнова В.Н. “Электропитающие устройства, железнодорожной автоматики, телемеханики и связи”. 

    Справочник. М: Транспорт, 1983 г.

2. Тюрморезов В.Е. “Источники электропитания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи” . Второе издание М: Транспорт,1978.
3. Бочков К.А. , Виноградов Э.М. Серенков А.Г.  “Расчет  электропитающих установок устройств связи”. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов электротехнического факультета специальности , ”СПИ ” Белорусский институт инженеров железнодорожного транспорта . - Гомель БелИИЖТ, 1980 г.