11.4. Электропитание аппаратуры нуп и нрп

НА СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЯХ

Электропитание аппаратуры линейного тракта системы передачи К-1020С. Вся аппаратура линейного тракта, включая и устройства ДП, служебную связь и телемеханику, размещена на одной стойке СОЛТ. Питание стойки осуществляется от источника постоянного напряжения 24±10%. Это напряжение подается на вводную плату стойки СОЛТ, где имеются три ввода. С зажимов вводной платы напряжение через автоматические выключатели поступает на аппаратуру. По двум вводам 24/I и 24/II энергия подается для питания аппаратуры линейного тракта первой и второй систем передачи. От каждого ввода 24/I и 24/II питание получают два комплекта дистанционного питания (КУДП), комплект аппаратуры линейного тракта (КОЛТ) и аппаратуры телемеханики и служебной связи этого линейного тракта. В состав комплекта КОЛТ входит стабилизатор напряжения - компенсационный с непрерывным регулированием. Напряжение на его выходе минус (18±5) В при токе нагрузки до 0,85 А.

При полном заполнении стойка СОЛТ потребляет по каждому из вводов 24/I и 24/II ток до 16 А. От ввода 24/С на стойке СОЛТ получают питание цепи сигнализации, потребляя ток величиной до 3 А.

Дистанционное питание оборудования НУП осуществляется постоянным током по фантомным цепям в обоих кабелях через средние точки линейных трансформаторов по схеме «провод-провод» двух выделенных для системы симметричных пар. В зависимости от длины секции дистанционного питания возможны различные варианты построения цепи ДП. При числе НУП в секции до 25 дистанционное питание может осуществляться по фантомным цепям ВЧ пар от устройства дистанционного питании, установленного в одном из оконечных усилительных пунктов, ограничивающих секцию дистанционного питания. При числе НУП в секции до 47 дистанционное питание может осуществляться также от одного ОУП, но уже по двум цепям ДП: аппаратура НУП1-НУП25 получает дистанционное питание по-прежнему по цепи, организуемой по фантомным цепям ВЧ пар от УДП1, а вторая цепь ДП организуется по фантомным цепям НЧ пар кабеля, по которым передаются сигналы служебной связи и телемеханики. На 25-й НУП вторая цепь ДП шлейфом переводится на ВЧ пары кабеля. На участке от НУП1 до НУП25 вторая цепь ДП не отбирает мощности. Питание от НУП26 до НУП47 осуществляется по второй цепи. При числе НУП в секции до 95 ДП может осуществляться только по полусекциям с двух смежных ОУП по двум цепям для одной системы передачи. Схема одной полусекции ДП системы К-Ю20С при числе НУП в секции не более 50 показана на рис. 11.7.

Устройство дистанционного питания УДП системы передачи К-1020С обеспечивает преобразование напряжения первичного источника 24 В в стабилизированный постоянный ток (100±5) мА. Силовая часть устройства дистанционного питания (рис. 11.8) состоит из пяти блоков преобразователей, блока входа Б_вх, блока выхода Б_вых, блока управления БУ, коммутации БК и питания БП. Три преобразователя - нерегулируемые, а два - регулируемые, с широтно-импульсным регулированием. Частота преобразователей 20 кГц. При нормальной работе и максимальном числе НУП в полусекции работают все пять преобразователей, но они загружены не на полную мощность. При неисправности одного из преобразователей четыре, оставшиеся в работе, обеспечивают ток ДП на заданном уровне. Все преобразователи подключены параллельно к одному стационарному источнику питания ЭПУ-24В. Выходы преобразователей соединены последовательно. Каждый преобразователь имеет два независимых выхода, подключенных симметрично относительно заземленной средней точки. Это дает возможность получить на выходе УДП симметричное относительно заземленной точки напряжение 450 В. Поскольку система К-1020С работает по двум кабелям, то к одному из кабелей подключаются выводы УДП положительной полярности, а к другому - отрицательной. Максимальная разность потенциалов между отдельными жилами кабеля достигает 900 В. Избыточное число преобразователей обеспечивает надежность работы УДП и цепи ДП в целом.

Блок нерегулируемых преобразователей напряжения ПНН осуществляет преобразование постоянного напряжения, подводимого от ЭПУ, в повышенное постоянное напряжение. Он содержит: входной фильтр, двухтактный усилитель мощности, выпрямитель и выходной фильтр. На вход усилителя подаются тактовые импульсы из блока управления БУ с частотой 40 кГц. Триггерная схема разделяет эту последовательность но двум каналам управления.

Блок регулируемого преобразователя напряжения ПНР содержит те же узлы, что и ПНН. Но управление его работой осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Задающий генератор блока управления вырабатывает тактовые импульсы, которые модулируются по длительности (по ширине с помощью одновибраторов), имеющимся в обоих каналах управления усилителем мощности. Выходное напряжение регулируется в блоке ПНР следующим образом. В блоке выхода Б_вых установлен датчик тока ДП. Он контролирует значение выходного тока ДП. От него сигналы об изменении выходного тока поступают на вход транзистора, выполняющего роль переменного резистора. С изменением сопротивления транзистора изменяется постоянная времени цепи одновибратора, определяющей длительность импульсов на выходе его. В результате и зависимости от тока на выходе ДП изменяется выходное напряжение ПНР.

Блок выхода Б_вых. Напряжения, вырабатываемые отдельными блоками ПНН и ПНР, складываются, в результате чего получается напряжение, требуемое для дистанционного питания. В блоке выхода установлены приборы для измерения тока и напряжения ДП, датчик и устройство защиты и сигнализации, устройства их питания, коммутационное поле с соединителями для отключения и заземления линии и схема заземления средней точки ДП.

Блок управления содержит задающий генератор с делителем частоты и устройства запуска и отключения УДП. Задающий генератор формирует импульсы с частотой следования 40 кГц, а также эталонные импульсы для работы блока коммутации БК.

Блок коммутации выполняет автоматическое последовательное включение и отключение ПНН и ПНР в зависимости от ширины модулирующих импульсов, поступающих с выходов усилителей мощности блоков ПНР. Управление работой блока осуществляется напряжением, полученным в результате сравнения модулированных импульсов ПНР с эталонными, полученными от БУ.

Блок питания создает стабилизированные и нестабилизированные напряжения, необходимые для работы УДП. Блок питания содержит задающий генератор, усилитель мощности, выпрямители и сглаживающие фильтры, а также схемы контроля и сигнализации отключения выходного напряжения. В БП предусмотрена синхронизация работы его задающего генератора от генератора блока управления.

Стабилизация тока дистанционного питания осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. При изменении тока нагрузки изменяется напряжение на датчике, включенном в цепь обратной связи. Это изменение напряжения после усилителя мощности поступает на схему сравнения. С выхода схемы сравнения сигнал рассогласования воздействует на одновибраторы схемы управления ПНР, которые изменяют ширину импульсов. Затем стабилизация может осуществляться двумя способами. При небольших изменениях тока нагрузки в цепи ДП стабилизация тока осуществляется в ПНР за счет изменения ширины импульсов. При больших изменениях тока регулировка выходного напряжения осуществляется подключением ПНН. Например, если сопротивление нагрузки увеличилось, а ток нагрузки уменьшился, то ширина управляющих импульсов увеличится. Блок коммутации БК включит дополнительный блок ПНН, и ток восстановится до прежнего значения. Если же ток нагрузки увеличится, то блок коммутации отключит один из работающих ПНН и ток вернется к прежнему значению.

Электропитание аппаратуры линейного тракта системы передачи ИКМ-120А. Система передачи информации ИКМ-120А предназначена для работы по кабелям МКС. Питание она получает от источников напряжения 60 В ± 10%.

Аппаратура линейного тракта размешена на стойке СОЛ'Г. Напряжение питания аппаратуры стойки осуществляется от унифицированных стабилизаторов напряжения СН.

Электропитание аппаратуры необслуживаемых регенерационных пунктов осуществляется по симметричным парам двух кабелей от обслуживаемых пунктов по секциям. Длина полусекции может достигать 100 км. При этом можно питать до 20 НРП с каждой стороны.

Цепь ДП (рис. 11.9) организована по схеме «провод-провод».

Устройство дистанционного питания УДП обеспечивает на вы ходе напряжение до 980 В и стабилизированный постоянный ток 125 мА ±3%. Стабилизация тока осуществляется способом широтно-импульсной модуляции выходного напряжения усилителя мощности.

В устройстве дистанционного питания ИКМ-120А (рис. 11.10) входное напряжение от первичного источника питания через входной фильтр Z1 подается на преобразователь напряжения ПН, состоящий из усилителя мощности А1 и выпрямителя U1. Промодулированные по длительности импульсы с выхода усилителя мощности поступают на выпрямитель U1, выпрямляются и сглаживаются фильтром Z2. Изменение выходного тока с датчика Д1 подается на схему сравнения СС. Сигнал рассогласования затем подается в устройство управления УУ. На другой вход УУ от задающего генератора Г поступает последовательность прямоугольных импульсов с частотой повторения 32 кГц, которые преобразуются в импульсы пилообразного напряжения. Эти импульсы подаются на один вход модулятора, на другой его вход подается сигнал рассогласования. В момент равенства суммируемых напряжений на выходе модулятора получаются широтно-модулируемые импульсы, ширина которых изменяется пропорционально изменению выходного тока. Далее эти импульсы подаются на усилитель мощности А1, изменение параметров которого компенсирует изменение выходного тока. В устройстве дистанционного питания УДП установлены приборы сигнализации обрыва цепи короткого замыкания, изменения тока ДП при появлении тока через среднюю точку более 3 мА. При появлении этих сигналов УДП отключается.

Электропитание аппаратуры К-60П. Аппаратура К-60П предназначена для работы по многопарным симметричным кабелям с кордельно-полистироловой изоляцией.

Устройства передачи ДП устанавливаются на стойке СДП. На одной стойке размещается до девяти УДП, в том числе одно резервное. Устройство УДП представляет собой преобразователь постоянного напряжения 21,2 В в постоянное, максимальное значение которого принимается равным 475 В. Вторичная обмотка трансформатора имеет несколько отводов, переключая которые можно на выходе УДП получить напряжения 100…475 В ступенями через 50 В. Ток ДП составляет 0,18 А ± 10%, рабочая частота преобразования 70…80 Гц.

На выходе УДП имеется коммутационное поле, где можно подключить УДП к линии и делать переполюсовку напряжения ДП в случае поиска неисправностей в ней.

Устройства приема ДП в НУП размещаются на отдельных стойках СПУН и состоят для каждой цепи из двух одинаковых, последовательно соединенных полупроводниковых блоков ДП и блока «обратной полярности». Один блок обеспечивает питание оборудования одного направления линейного тракта и одной вспомогательной нагрузки (например, служебной связи или телемеханики). Блок представляет собой транзисторный стабилизатор напряжения непрерывного действия. Он стабилизирует выходное напряжение не хуже ±5% при отклонении тока ДП на (-13…+30) % номинального значения 0,18 А.

При обрыве кабеля устройства служебной связи и телемеханики питаются от блока обратной полярности. Для этого с ОУП в линию подается напряжение 100 В, полярность которого противоположна полярности напряжения ДП. Нагрузки НУП в цепи ДП подключаются параллельно до места повреждения кабеля, а усилители системы К-60П отключаются. Переключения питания устройств служебной связи и телемеханики на НУП производится автоматически.

В состав аппаратуры К-60П входят генераторные и преобразовательные устройства, а также оборудование линейного тракта и устройства дистанционного питания. На рис. 11.11 приведена структурная схема полусекции дистанционного питания ДП аппаратуры К-60П. Осуществляется дистанционное питание по схеме «провод-земля». Прямой провод цепи ДП образуется четырьмя линейными проводами одной четверки жил кабеля, включенными параллельно через средние точки высокочастотных линейных трансформаторов ТВЧ. Обратный провод цепи дистанционного питания создается на ОУП и последнем НУП полусекции организацией заземления. Ток дистанционного питания протекает от положительного полюса напряжения УДП через защитное устройство ЗУ, первичные полуобмотки линейных низкочастотных трансформаторов ТНЧ, разделительные фильтры, полуобмотки ТВЧ и далее по жилам четверки кабеля (по линии) попадает на полуобмотки ТВЧ, установленные на НУП1. На НУП1 и всех последующих НУП полусекции ток ДП проходит через устройство приема дистанционного питания (УПДП), от которого получают питание высокочастотные линейные усилители, усилители низкой частоты, а также устройства телемеханики.

При дистанционном питании по схеме «провод-земля» по одной цепи ДП осуществляется питание усилителей одной системы уплотнения, работающей в обоих направлениях. При такой схеме по одной четверке могут питаться до шести НУП.

В случае наличия на участке кабельной линии значительных электромагнитных или гальванических помех цепь ДП организуется по схеме «провод-провод». По этой схеме в качестве обратного провода используется также четверка жил кабеля, т.е. одна цепь ДП будет обеспечивать питание двух систем уплотнения, работающих в обоих направлениях.