5 Электропитание аппаратуры

Современная аппаратура ЦСП предъявляет высокие требования к системам и устройствам электропитания, составляющим до 25% объёма аппаратуры передачи. По мере микро миниатюризации аппаратуры передачи намечается тенденция роста этой величины. С увеличением объёма передаваемой информации и повышением её роли в автоматизированных системах управления к электропитанию аппаратуры электросвязи предъявляются всё более жёсткие требования.

К числу основных требований, которым должны отвечать системы и устройства электропитания, следует отнести бесперебойность подачи напряжения к аппаратуре связи, стабильность основных параметров во времени, электромагнитную совместимость с питаемой аппаратурой, высокие экономические показатели, устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям и минимальный объём эксплуатационных работ.

Системы и устройства электропитания должны базироваться на следующих принципах:

– максимальное использование энергосистем, центральных и местных электростанций в качестве основных и наиболее дешёвых источников электроэнергии, а также оборудование предприятий двумя независимыми вводами;

– применение на оконечных и промежуточных станциях резервных источников электроэнергии.

– они должны практически мгновенно замещать отключившийся основной источник и иметь большой коэффициент готовности. Кроме того, они должны обеспечивать автономный режим работы предприятия в течение длительного времени. В настоящее время наибольшее распространение получили собственные электростанции, оборудованные автоматизированными дизель-генераторными агрегатами, и аккумуляторные батареи;

– применение установок гарантированного питания постоянного и переменного тока, в состав которых входят преобразовательные устройства;

– автоматизация электропитающих установок, предусматривающая выполнение основных функций без вмешательства персонала;

– применение современных полупроводниковых приборов, а также введение избыточности элементов, что существенно повышает надёжность электропитания;

– построение систем и устройств электропитания с максимальной унификацией оборудования.

5.1 Выбор устройства электропитания

Исходные данные для выбора устройства электропитания:

– напряжение – 60 В;

– мощность, потребляемая одним мультиплексором

Cisco ONS 15454 – 82 Вт;

– мощность, потребляемая другим оборудованием (АЦО, оборудование гибкого мультиплексирования) –100 Вт.

Данные по потреблению электроэнергии по каждому из пунктов установки (замены), сведены в таблицу 5.1.1.

Рассчитаем мощность необходимую для буферного режима питания аппаратуры связи по формуле:

где I_ЧНН – ток потребляемый в час наибольшей нагрузки;

U_КЗ – напряжение в конце разрядки;

Тогда

;

Таблица 5.1.1 Данные по потреблению электроэнергии.

Пункт	Потребляемая мощность, Вт			Нагрузка, IЧНН (Uпит= 60 В), А
	ONS 15454	Другое оборуд.	Всего
1	2	3	4	5
Мраково	82	100	182	3,034
Валитово	82	100	182	3,034

Рассчитаем зарядную мощность по формуле:

;

где Q_Б – емкость аккумуляторной батареи;

t_З – время заряда (t_З = 8 часов);

тогда

Как видно из выше приведенных расчетов, итоговая мощность выпрямительных устройств должна быть не меньше чем 0,262 кВт. Исходя из расчетной мощности, в рамках дипломного проекта для установки в с. Мраково – с. Валитово выбираем устройство электропитания связи УЭПС-2К 60/15-32. Это устройство имеет следующие технические характеристики:

Таблица 5.1.2 Характеристики УЭПС-2К 60/15-32

Основные параметры	УЭПС-2К 60/15-32
Тип и количество устанавливаемых выпрямителей	ВБВ 60/5-23 (2)шт.
Номинальное выходное напряжение, В	60
Диапазон регулирования выходного напряжения, В	54-72
Максимальный выходной ток (ток нагрузки), Imax, А	10
Максимальная выходная мощность, Вт	720
Коэффициент мощности, не менее	0,99
КПД не менее	0,9
Переходное отклонение выходного напряжения от установленного значения	±10
Габаритные размеры УЭПС, мм	482,6 х 133 х 290
Масса при полной комплектации, не более, кг	12

Устройство УЭПС-2К предназначено для питания аппаратуры связи различного назначения в буфере с аккумуляторной батареей и без нее номинальным напряжением 60 В постоянного тока (рисунок 5.1.1).

Рисунок 5.1.1 Устройство УЭПС-2К

УЭПС построен по модульному принципу с установкой трех внутренних выпрямительных модулей.

Функциональные возможности УЭПС

одновременное питание нагрузки и заряд аккумуляторной батареи;

защита аккумуляторной батареи от разряда ниже допустимого уровня;

защита от КЗ батарейных цепей, выходных цепей любого из выпрямителей и цепей на любом выводе для подключения нагрузки;

селективное отключение любого неисправного выпрямителя, входящего в состав устройства;

защита устройств от длительного ухода напряжения сети переменного тока за допустимые пределы;

УЭПС обеспечивает контроль выходного напряжения, тока нагрузки и тока аккумуляторной батареи, тока аккумуляторной батареи, напряжения сети, среднесуточной температуры окружающей среды аккумуляторной батареи (при наличии термодатчика),

а также передачу на экран компьютера по интерфейсу RS-232 или Ethernet этих параметров и статистики аварийных ситуаций.

УЭПС поддерживает работу герметичных аккумуляторных батарей (заряд, буфер, защита от глубокого заряда), а также может быть использован в качестве самостоятельного источника питания.