3.4. Системы электропитания

В зависимости от состава оборудования ЭПУ и способа эксплуатации ак­кумуляторных ба­тарей системы электропитания классифицируются следую­щим образом:

1. буферная система электропитания с несекционированной аккумуля­торной батареей, подключенной во всех режимах к цепи питания нагрузки, и вольтодобавочными пре­образователями постоянного напряжения для стабили­зации напряжения на выходе ЭПУ или без преобразователей;

2. буферная система электропитания с секционированной аккумулятор­ной батареей, под­ключенной во всех режимах к цепи питания на­грузки;

3. двухлучевая безаккумуляторная;

4. система электропитания с отделенной от нагрузки аккумуляторной ба­тареей с преобра­зователями постоянного напряжения для стабилизации на­пряжения на выходе ЭПУ или без преобразователей.

3.4.1 Буферная система электропитания

Буферная система включает выпрямители и аккумуляторные батареи АБ. При перерывах в электроснабжении питание осуществляется от АБ, а в нор­мальном режиме, при питании от сети через выпрямитель одновременно проис­ходит подзаряд АБ. Существует несколько ва­риантов построения буферной системы.

1. Буферная система с несекционированной аккумуляторной бата­реей, подключенной во всех режимах к цепи питания нагрузки. Самый простой вариант не содержит преобразова­телей (рис. 3.4.1).

Рис. 3.4.1

Характеризуется большими изменениями выходного напряжения, по­этому она применя­ется в маломощных сельских, учрежденческих АТС.

Другой вариант этой системы предполагает относительно простое регу­лирование выход­ного напряжения путем коммутации групп кремниевых венти­лей НЭ (рис. 3.4.2). При нор­мальном электроснабжении напряжения БВ и АБ требуется поддерживать на более высоком уровне, поэтому он также применя­ется при относительно небольшой мощности (до 100 А). Недостатком является ступенчатое регулирование.

Контакторы К1 и К2 управляются устройством контроля напряжения.

Рис. 3.4.2

В ЭПУ современных АТС, таких, как АТС и АМТС КЭ "Кварц", "Исток" отклонение на­пряжения от 60 В не должно превышать +10 - -6% при пульса­циях не более 2 мВ. В ЭПУ применяются вольтодобавочные конверторы (ста­билизирующие преобразователи).

Возможен пассивный и активный режим работы ВДК. В пассивном включении (рис. 3.4.3) ВДК отключен в нормальном режиме УК, а его выход шунтирован диодной сборкой VD. При отсутствии электроснабжения ВДК ав­томатически включается и компенсирует сниже­ние напряжения АБ.

Рис. 3.4.3

В активном включении ВДК постоянно включен в цепь нагрузки. УК и VD не нужны. Это повышает качество электроэнергии при изменениях режима работы, но КПД такой ЭПУ ниже.

2. Буферная система с секционированной аккумуляторной батареей. Если допускается изменение питающего напряжения на 10%, применяется ре­гулирование коммутацией групп дополнительных элементов ДЭ. Буферная сис­тема с коммутацией ДЭ состоит из буферного выпрямителя БВ, выпрямителя содержания ВС, АБ (основной и дополнительной ДЭ), уст­ройства коммутации УК (рис 3.4.4). По мере разряда АБ УК подключает ДЭ. Подзаряд ДЭ осущест­вляется от ВС, а АБ - от БВ. Эта система широко применяется как у нас, так и в дру­гих странах для питания аппаратуры городских АТС, МТС, АМТС, в уста­новках прямых со­единений телеграфных станций. Достоинство - высокий КПД, недостаток - ступенчатое ре­гулирование.

Рис. 3.4.4

Функциональная схема буферной системы электропитания с регулирова­нием путем ком­мутации групп ДЭ. .

Рис. 3.4.5

Условные обозначения к рис. 3.4.5:

• Р1 - рубильник;

• ЩЗ-П2 - щиток заземления;

• ЩР3-60 - распределительный щит;

• ЩПТА - щит переменного тока;

• БВ - буферный выпрямитель;

• РЗВ - резервный зарядный выпрямитель;

• ЗВ - зарядный выпрямитель;

• АКАБ - устройство автоматической коммутации аккумуляторной ба­тареи.

В нормальном режиме БВ1 и БВ2 получают электроэнергию с шин ЩПТА и обеспечивают подзаряд ОЭ АБ. Выпрямители РЗВ, ЗВ1 и ЗВ2 выклю­чены. При отказе одного из БВ вклю­чаются РЗВ.

При отсутствии электроэнергии АКАБ последовательно подключает ДЭ1 и ДЭ2 к ОЭ по мере разряда АБ.

При появлении электроэнергии БВ1, БВ2 и РЗВ автоматически включа­ются в режиме ста­билизации тока и обеспечивают заряд всех элементов АБ. При достижении АКАБ отключает ДЭ2 от нагрузки и включает ЗВ2 в режиме стабилизации тока для заряда ДЭ2.

Заряд ОЭ и ДЭ1 от БВ1 и РЗВ будет продолжаться до тех пор, пока на­пряжение не дос­тигнет 59,5 В. АКАБ отключает ДЭ1 от ОЭ и включает ЗВ1 для заряда ДЭ1. БВ1, БВ2 и РЗВ будут заряжать ОЭ до тех пор, пока напряже­ние на них не достигнет 2,3 В на элемент. После этого РЗВ автоматически вы­ключается, а БВ1 и БВ2 переходят в режим стабилизации на 2,2 В на элемент. ЗВ1 и ЗВ2 также автоматически выключаются при напряжении 2,3 В на эле­мент на ДЭ1 и ДЭ2. Вторая ступень заряда элементов ДЭ1 и ДЭ2 производится от мало­мощных выпрямителей, входящих в АКАБ.

СЭП с АКАБ применяется на ГТС для АТС I и II поколения, частично III (для АТС КЭ типа "Квант"), для питания междугородней автоматики, телегра­фов и РУС.

В СЭП на 24 В отсутствуют ДЭ2 и ЗВ2. Применяются для питания аппа­ратуры линейно-аппаратных цехов МТС, АМТС, АМТСКЭ "Кварц", обслужи­ваемых усилительных пунктов междугородной телефонно-телеграфной связи, для питания аппаратуры телеграфов и РУС. Группа ОЭ имеет 11 или 12 эле­ментов, ДЭ1 - 2 элемента.

Достоинство буферной системы: возможность расширения за счет па­раллельного включе­ния ВУ и ВДК.

Недостаток: относительно большая стоимость токораспределительной сети ТРС и потери энергии в ней.

Перспективы развития буферных СЭП:

• применение ВДК;

• замена магистрально-рядовой ТРС на магистрально-радиальную для обеспечения боль­шей развязки между потребителями.

До настоящего времени основной схемой построения ТРС была магист­рально-рядовая схема, которая состоит из магистральной и рядовой частей. Ма­гистральная - проводка от ЭПУ до начала рядов аппаратуры. Она идет между этажами здания и по автоматному залу перпендикулярно рядам аппаратуры. К каждому ряду аппаратуры от магистральной про­водки отходит рядовая часть, которая прокладывается вдоль ряда, и от нее короткими прово­дами делаются спуски к клеммам стоек. В месте ответвления рядовой проводки устанавли­ва­ются аппараты защиты от КЗ. ТРС обычно делается алюминиевая.

В настоящее время разрешается применение магистрально-рядовой схемы только для пи­тания коммутационной аппаратуры, выполненной на элек­тромеханических аппаратах без электронного управления. Указанное ограниче­ние вызвано тем, что в этой схеме в аварий­ных ситуациях (обратное замыкание) возможны появления больших колебаний напряжения, подводимого к питаемой аппаратуре. Посадки напряжения могут достигать нуля, а перена­пряжения - 300 - 500% номинального.

Если для питания аппаратуры применять радиальную схему ТРС, при которой каждая стойка аппаратуры будет подключена индивидуальной провод­кой к ЭПУ, то КЗ в любой из индивидуальных цепей практически не приведет к появлению перенапряжений в соседних цепях. Однако это дорого. Перенапря­жение , где . Можно уменьшить до путем сближе­ния проводов разноименной полярности. можно уменьшить, увеличив сопро­тивление радиальной части и ответвлений.

В настоящее время предпочтение отдано магистрально-полурадиальной схеме, в распреде­лительной части которой используются отходящие к стойкам индивидуальные провода ми­нусовой полярности и объединенные провода плю­совой полярности.

Для место разветвления магистральной и распределительной про­водок располага­ется в линейно-аппаратном цехе (ЛАЦ) или автозале и никаких дополнительных мер по ограничению проводить не нужно.

Если в одной цепи больше 4 А, но меньше 20 А, то при длинах ТРС 45 м и более необхо­димо принимать меры к ограничению тока КЗ или размещать место разветвления ТРС в ге­нераторном помещении рядом с выходом ЭПУ. Суммарное падение напряжения в полуради­альной части не более 1,5 В.

Если в одной цепи, то рекомендуется выбирать радиальную или полурадиаль­ную систему ТРС.

Правила:

1. Разнополярные шины, кабели и провода одного фидера питания про­кладываются на ми­нимально возможном расстоянии друг от друга;

2. Полурадиальная и радиальная проводки выполняются только кабе­лями и проводами;

3. Импульсные источники вторичного и дистанционного питания, пре­образующие ток бо­лее 10 А каждый, питаются от ЭПУ по индивидуальной проводке;

4. В местах разветвления магистральной и распределительной частей ТРС защиту от КЗ следует выполнять с применением автоматов, расположен­ных на специальных стой­ках или шкафах ТРС, входящих в состав питаемой ап­паратуры;

5. ТРС должны строиться исходя из минимально возможного расхода проводникового ма­териала.