Требования к электропитающим установкам

ЗАДАНИЕ И ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В контрольной работе необходимо выполнить следующее:

Рассчитать количество и емкость элементов аккумуляторных батарей и выбрать их тип.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДОЛЖНА ОБЯЗАТЕЛЬНО СОДЕРЖАТЬ:

- исходные данные к расчету;

1. Напряжение питания

2. Максимальный ток нагрузки

3. Ток аварийного освещения

4. Полная мощность потребления на хозяйственные нужды, S_ХОЗ, кВА

5. Коэффициент мощности нагрузки на хоз. нужды, cos _хн, отн.ед.

6. Время резервирования Время разряда аккумуляторных батарей,

t_р

Исходные данные к расчету выбираются из таблиц 1 и 2 в соответствии с номером зачётной книжки.

Контрольная работа выполняется в обычной ученической тетради (или на листах формата А4). Она должна быть аккуратно оформлена, разборчиво написана на одной стороне каждого листа, т.е. на правой странице развернутой тетради. Левая страница должна быть оставлена чистой, так как она предназначена для внесения студентами исправлений и дополнений по результатам рецензии.

Для замечаний преподавателя на каждой странице тетради необходимо оставлять поля шириной 3…4 см. Все страницы нумеруются.

На обложке тетради следует написать ФИО, № группы, Название контрольной работы с указанием номера варианта.

- работа должна быть подписана и указана дата.

- Допускается выполнение контрольной работы с помощью средств вычислительной техники.

- Получив контрольную работу с рецензией преподавателя, студент должен ознакомиться со всеми замечаниями, исправить отмеченные ошибки и письменно ответить на все поставленные преподавателем вопросы.

- В том случае, если контрольная работа выполнена неудовлетворительно и возвращена студенту, необходимо внести в неё исправления,после чего её следует снова отдать для повторной проверки.

Таблица 1 - Варианты задания

Таблица 2.

Номер варианта — две последние цифры зачетки.

1 цифра — напряжение питания

2 цифра — максимальный ток нагрузки

3 цифра — время резервирования

-

2.5 Теоретическая часть

Требования к электропитающим установкам

К электропитающим установкам предъявляется ряд требований, которые необходимо учитывать при проектировании ЭПУ /8/.

1. ЭПУ должны быть надежными и обеспечивать бесперебойное (или –гарантированное) электропитание основного оборудования аппаратуры электросвязи, а также необходимые хозяйственные нужды.

2. ЭПУ должна быть экономична как при монтаже, так и при эксплуатации. Выбор архитектуры системы электропитания и оборудования должен обосновываться технико-экономическими показателями.

3. Электроснабжение ЭПУ осуществляется от электрической сети общего назначения и резервных источников электроэнергии трехфазного или однофазного переменного тока с частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220/380 В, при этом выходное напряжение установок может быть 24 В, 48 В, 60 В постоянного тока.

4. Система электропитания должна предусматривать постоянный местный и дистанционный технический контроль – мониторинг ЭПУ. Все неисправности и аварийные состояния фиксируются в хронологическом порядке, диагностируются и передаются сервисной службе пользователя.

5. Применяемое типовое оборудование должно быть надежным в действии и комплектоваться по блочному принципу, позволяющему наращивать мощности в перспективе. Блочный принцип позволяет обеспечивать равномерное распределение нагрузки при ее изменении и осуществлять селективное отключение неисправного оборудования при авариях. Для повышения надежности системы вводится резервное оборудование, устройства защиты от перегрузок по току, от “бросковых” напряжений и. т.д..

6. В качестве резервного источника постоянного тока должны применяться АБ с закрытыми или герметичными аккумуляторами. Для обслуживания АБ ЭПУ должна обеспечивать следующие режимы работы: заряд батареи; буферный режим работы батареи; режим непрерывного подзаряда; разряд батареи. Установившееся отклонение напряжения ЭПУ на выходных выводах для подключения аккумуляторной батареи должно быть не более 1% от требуемого значения.

7. Сеть аварийного освещения должна получать электропитание от одной из АБ и соответствовать фазному напряжению сети рабочего освещения. Емкость АБ, используемой для электропитания сети аварийного освещения, должна обеспечивать возможность работы аварийного освещения в течение расчетного времени разряда.

8. Токораспределительные сети ЭПУ должны проектироваться таким образом, чтобы расход проводниковых материалов был минимальным. Потери напряжения в ТРС на участке от выводов ЭПУ до стоек аппаратуры связи, включая потери в устройствах защиты и коммутации не должны превышать 4% от номинального значения выходного напряжения ЭПУ. При проектировании ТРС постоянного тока индуктивное и омическое сопротивления проводников цепи питания должны выбираться из условия ограничения величины импульсного напряжения на выходе ЭПУ при коротком замыкании в ТРС, при этом расчетные величины тока и индуктивности цепи КЗ не должны превышать, соответственно, 1000 А и 10^-4 Гн.

9. Качество электроэнергии на выходных выводах ЭПУ должно соответствовать установленным нормам качества электроэнергии на входах цепей питания аппаратуры связи /8/, а именно:

- установившееся отклонение напряжения на выходных выводах ЭПУ постоянного тока для подключения цепей питания аппаратуры связи должно быть не более +4/-3,6 В для номинального напряжения 24 В, не более +9/-7,5 В для номинального напряжения 48 В и не более 12 В для номинального напряжения 60 В;

- уровень напряжения гармонической составляющей должен быть не более 50 мВ в диапазоне частот до 300 Гц включительно, не более 7 мВ на частотах выше 300 Гц до 150 кГц;

- пульсации напряжения по действующему значению суммы гармонических составляющих в диапазоне частот от 25 Гц до 150 кГц не более 50 мВ;

- пульсации напряжения по псофометрическому значению не более 2 мВ.

10. Заземление ЭПУ для электробезопасности персонала должно удовлетворять определённым требованиям /9/. Корпус оборудования ЭПУ должен иметь

болт (винт, шпильку) для подключения защитного проводника, при этом для четырехпроводной внешней сети переменного тока должно быть выполнено заземление и зануление оборудования ЭПУ, а при пятипроводной сети - только заземление.

11. Заземление нейтрали в трехфазных сетях переменного тока является рабочим, и сопротивление его не должно превышать 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 и 220 В источника трехфазного тока /5/. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных и искусственных заземлителей. Заземлитель должен располагаться вблизи трансформатора (генератора), а для внутрицеховых подстанций около стены здания. Соединение нейтрали трансформатора или генератора с заземлителем осуществляется специальным проводом достаточного сечения.

12. Устройства автоматической защиты должны выполнять свои функции при следующих входных воздействиях /10,11/: при воздействии одиночных им

пульсов тока 10/350 мкс с амплитудой 50 кА - для устройств первичной защиты; при воздействии одиночных импульсов напряжения 1/50 мкс с амплитудой 4 кВ - для устройств вторичной защиты; при отклонениях питающего напряжения на ±40% от номинального значения длительностью до 3 с, а также при импульсных

перенапряжениях по каждой из фаз до ±1000 В длительностью импульсов до 10 мкс - для остальных устройств.

13. В устройствах автоматической защиты амплитуда импульсов перенапряжения обеих полярностей на выходах устройств при входных воздействиях должна быть /12/ не более 4,0 кВ (длительность импульсов 1/50 мкс) для устройств первичной; для устройств вторичной защиты -1,0 (длительность импульсов до 10 мкс); для других устройств -1,0 (длительность импульсов до 10 мкс).

14. В устройствах автоматической защиты токи утечки варисторов, входящих в состав устройств, не должны превышать 1 мА.

Всем этим требованиям отвечают ЭПУ, выпускаемые промышленностью специально для использования на предприятиях электросвязи.

Как рассчитать аккумуляторную батарею (1 вариант простой)

Для расчета ёмкости аккумуляторной батареи нужно знать напряжение, ток нагрузки и время резервирования.
Чтобы получить числовое значение емкости АКБ, нужно произведение тока в нагрузке и времени резервирования разделить на коэффициент 0,8 (батареи с течением срока службы теряют в емкости).

Например:
Uн = 48В (напряжение в нагрузке)
Iн = 3А (нагрузочный ток)
Tрез = 8 часов (время резервирования)

C = Iн х Tрез / 0,8
С = 3 х 8 / 0,8 = 30 Ач.

Таким образом, необходима аккумуляторная батарея емкостью не менее 30 Ач.

Можно взять Sonnenschein A412/32.0 G6. Так как аккумулятор 12-вольтовый, а необходимо обеспечить бесперебойное питание нагрузки напряжением 48В, таких батарей потребуется 4 шт, соединенных между собой последовательно перемычками.

Расчет аккумуляторных батарей (2 вариант технологический)

а) Находим число элементов в аккумуляторной батарее по формуле:

,

где номинальное напряжение на элементе принимается равным U_эл.ном=2В, а потери в ТРС равны (см. п.8 раздела 2.5). Число N_ЭЛ округляется до целого числа в большую сторону.

б) Проверяем минимально допустимый уровень напряжения при разряде АБ с учетом минимального уровня напряжения на одном элементе, которое определяется по графикам рис.14.

Рисунок 14 - Конечное напряжение в зависимости от температуры

где - установившееся отклонение выходного напряжения согласно п. 9 раздела 2.5. В противном случае необходимо добавить один элемент в ряду.

Напряжение конвертора ВДК (схема рис.3)

Рисунок 3 – Буферная система электропитания с ВДК

определяется выражением:

.

Из таблицы 9 выбираем типовой ВДК с учетом тока нагрузки I₀ и выходного напряжения ВДК, определяем их количество (параллельно работающих и один резервный). Число параллельно работающих конверторов не ограничено.

Таблица 9 – Параметры ВДК

в) Находим необходимую емкость аккумуляторов, приведенную к условному 10 - часовому режиму разряда и температуре среды 20^оС:

, (Aч)

где ток разряда равен сумме максимального тока нагрузки (I₀) и тока аварийного освещения (I_ОСВ): I_р = I₀ + I_ОСВ. Значения коэффициента отдачи по емкости h_Q приведены в таблице 10.

Таблица 10 – Коэффициент отдачи АБ по емкости

- 35-

г) По таблицам П.1, П2 выбираем соответствующий 10-часовому режиму разряда аккумулятор по ближайшему большему значению номинальной емкости и номинальному напряжению. Последовательно можно включать только элементы или блоки одинакового типа и емкости.

Таблица П 1 - Стационарные кислотные аккумуляторы для ИПБ и телекоммуникаций

Поиск по сайту: