Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
УП_ЭПУС-2 часть.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
451.11 Кб
Скачать

Глава 17 системы электропитания предприятий связи

17.1 Системы электропитания предприятий связи, классификация систем

Система электропитания – это совокупность системы электроснабжения, устройств преобразования и регулирования, распределения электрической энергии, необходимой для работы аппаратуры связи, вспомогательных нагрузок, как в нормальных, так и в аварийных условиях.

Требования к системе электропитания: надёжное и бесперебойное питание аппаратуры связи, высокий КПД, малые габариты и вес, экономичность и автоматизация.

Классификация систем электропитания

  1. Буферная система электропитания.

  2. Двухлучевая безаккумуляторная система электропитания.

  3. Система питания с отдельной аккумуляторной батареей.

17.2 Буферная система электропитания: функциональная схема, назначение элементов, режимы работы ЭПУ, способы стабилизации напряжения

Буферная система электропитания состоит из выпрямительных устройств, резервной аккумуляторной батареи и нагрузки, включённых параллельно.

Рисунок 17.1 – Структурная схема буферной системы

Выпрямительное устройство служит для питания аппаратуры, подзаряда и заряда аккумуляторной батареи. Количество выпрямительных устройств, включаемых параллельно не более четырёх. Обязательное применение одного резервного выпрямительного устройства.

Аккумуляторная батарея – резервный источник постоянного тока, работает в аварийном режиме, расчетное время разряда tр = 1 час. Аккумуляторная батарея включается параллельно нагрузке и выполняет функции буферного элемента, обеспечивая электромагнитную совместимость. Для обеспечения надёжности работы применяют двухгруппную аккумуляторную батарею.

Режимы работы

В нормальном режиме электрическая энергия поступает из первичной сети, выпрямительные устройства питают нагрузку, и происходит подзаряд аккумуляторной батареи.

В аварийном режиме энергоснабжение прекращается. Ток от выпрямительных устройств уменьшается, а ток от аккумуляторной батареи увеличивается. Аккумуляторная батарея берёт на себя полную нагрузку и в течение расчётного времени обеспечивает нормальную работу аппаратуры связи.

В послеаварийном режиме восстанавливается энергоснабжение от первичной сети, в работу поочерёдно включаются выпрямительные устройства, ток от выпрямительных устройств увеличивается, а от аккумуляторной батареи уменьшается. Выпрямительные устройства берут на себя полную нагрузку, и происходит заряд аккумуляторной батареи в режиме стабилизации тока, при увеличении напряжения на элементе аккумуляторной батареи до 2,35 в/Эл выпрямительные устройства переходят в режим стабилизации напряжения. По окончании заряда аккумуляторных батарей схема возвращается в нормальный режим работы.

Достоинства: бесперебойное питание аппаратуры связи, возможность увеличения мощности, значительное снижение пульсации на нагрузке, 100 % готовность аккумуляторной батареи к работе, хорошие технико-экономические показатели.

Недостатки: большая стоимость токораспределительной сети, потери энергии в проводах и кабелях сети, изменение напряжения при изменении режима работы системы питания до 30 % Uн.

Широко применяется для питания аппаратуры связи.

Для улучшения качества питания, чтобы снизить изменения напряжения на нагрузке, применяют:

  1. Противоэлементы

Противоэлементы – это кремниевые диоды, у которых нелинейная характеристика. КПД системы питания уменьшается, поэтому данную схему применяют при небольших нагрузках.

Рисунок 17.2 – Схема буферной системы питания с коммутацией групп кремниевых диодов

Устройство контроля напряжения (УКН) контролирует напряжение на нагрузке и при снижении напряжения включает контакторы S2, S3 и замыкает диоды, напряжение на нагрузке увеличивается. Изменение напряжения 15 %Uн.

  1. Вольтодобавочный конвертор

Вольтодобавочный конвертор представляет собой преобразователь напряжения постоянного тока одной величины в напряжение постоянного тока другой величины и служит для автоматического добавления напряжения на нагрузке в аварийном режиме.

Рисунок 17.3 – Схема буферной системы питания с авторегулируемым вольтодобавочным конвертором

ДС – диодная сборка – необходима для коммутации тока. В аварийном режиме включается ВДК контактором S2. Постоянное напряжение с ВДК и напряжение батареи складываются.

На нагрузке при уменьшении напряжения изменяется ширина импульсов в преобразователе, напряжение ВДК увеличивается, а напряжение на нагрузке не выходит за пределы 2 %Uн.

  1. Дополнительные элементы аккумуляторной батареи

При снижении напряжения в аварийном режиме к основной батарее автоматически подключаются дополнительные элементы аккумуляторной батареи, изменение напряжения на нагрузке не выходит за пределы 10 %Uн.

Рисунок 17.4 – Схема буферной системы питания с коммутацией групп дополнительных элементов аккумуляторной батареи

U3 – выпрямительное устройство для заряда и содержания дополнительных элементов аккумуляторной батареи. В нормальном режиме работы S3 замкнут. Аккумуляторная батарея секционируется, состоит из основной секции и двух групп дополнительных элементов. Напряжение на нагрузке контролируется устройством контроля напряжения (УКН). В аварийном режиме при снижении напряжения включается в начале S3, а S2 выключается, при дальнейшем снижении напряжения S3 выключается, а включается S4. В послеаварийном режиме при повышении напряжения процесс коммутации идёт в обратной последовательности.

Буферная система питания может быть выполнена двумя способами:

1 Многобатарейный способ буферной системы питания, при котором на каждое напряжение устанавливается выпрямительно-аккумуляторная установка.

2 С одной опорной батареей, все остальные напряжения вырабатываются преобразователями бесперебойного питания.

Современная модульная система питания напряжением постоянного тока

Модульный принцип построения позволяет осуществить отказоустойчивое электроснабжение аппаратуры связи.

Рисунок 17.5 – Схема модульной системы питания постоянного тока

Устройство управление и контроля – это микропроцессорный модуль, осуществляющий контроль и управление системой питания постоянного тока.

Защитное устройство производит отключение аккумуляторной батареи, когда напряжение её снизится до минимального допустимого значения.

Распределительное устройство служит для подключения нагрузок и защиты источника питания.

Конверторы DC/DC обеспечивают получение напряжения постоянного тока другой величины для питания аппаратуры связи.

Инверторы DC/AC обеспечивают получение напряжения переменного тока для питания компьютеров и другой аппаратуры.

17.3 Двухлучевая безаккумуляторная система электропитания

Двухлучевая безаккумуляторная система электропитания применяется при надёжном электроснабжении предприятия связи:

  1. При наличии трёх независимых источников электроснабжения.

  2. При наличии двух независимых источников питания и собственной автоматизированной дизель-электростанции (АДЭС).

Рисунок 17.6 – Структурная схема двухлучевой безаккумуляторной системы питания

Аппаратура связи одного номинального напряжения питается непосредственно от выпрямительного комплекта, состоящего из двух выпрямительных устройств серии ВУЛ, каждый из которых нагружен на 50 % и питается от независимого источника. Шкаф фильтров общий для двух выпрямительных устройств. В случае прекращения энергоснабжения по одному лучу, включается АДЭС. Аппаратура включения резерва (АВР) обеспечивает коммутацию тока к нагрузке от резервного источника.

Достоинства: простота эксплуатации, меньшая стоимость токораспределительной сети (ТРС).

Недостатки: необходимость надёжного электроснабжения, ухудшение качества энергии при переходных режимах.

17.4 Система электропитания с отдельной от нагрузки аккумуляторной батареей

Система электропитания с отдельной от нагрузки аккумуляторной батареей состоит из нерегулируемого устройства выпрямления (НУВ), вольт-добавочного конвертора (ВДК), аккумуляторной батареи и дополнительного зарядного выпрямительного устройства. Аккумуляторная батарея отключена от нагрузки тиристором и находится в режиме подзаряда от отдельного выпрямительного устройства. Применяется для питания аппаратуры допускающей изменение напряжения питания.

Рисунок 17.7 – Структурная схема системы электропитания с отдельной аккумуляторной батареей

ЗАПОМНИТЕ

Аккумуляторная батарея – резервный источник постоянного тока, работает в аварийном режиме, расчетное время разряда tр = 1 час.

Двухлучевая безаккумуляторная система электропитания применяется при надёжном электроснабжении предприятия связи.

Темы докладов и рефератов

  1. Анализ систем питания аппаратуры связи.

  2. Система питания с отдельной от нагрузки аккумуляторной батареей и с нагруженным ВДК.

  3. Структурная схема вольтодобавочного преобразователя (ВДК).

Контрольные вопросы

  1. Что такое система электропитания предприятия связи?

  2. Поясните работу буферной системы питания.

  3. Перечислите способы стабилизации напряжения в системе питания.

  4. Укажите способы выполнения буферной системы.

  5. Нарисуйте схему модульной системы питания и поясните её работу.

  6. В каких случаях применяют безаккумуляторную систему питания постоянного тока?

  7. Укажите расчётное время работы аккумуляторной батареи в системе питания постоянного тока.