11.5. Электропитание аппаратуры нуп, нрп

НА КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЯХ

Электропитание аппаратуры линейного тракта СП К-3600. Структурная схема стойки СДП4. Структурная схема организации ДП. Параметры оборудования ДП. Аппаратура К-3600 и К-1920П рассчитана на питание от первичного источника постоянного напряжения 24±2,4 В. Допустимые пульсации не более 250 мВ в полосе частот до 300 Гц и 15 мВ в полосе частот свыше 300 Гц. Положительный полюс источника заземлен.

Дистанционное электропитание НУП систем передачи К-3600 и К-1920П осуществляется с ОУП постоянным стабилизированным током по центральным проводникам коаксиальных пар. Структурная схема дистанционного питания систем передачи К-3600 и К-1920П приведена на рис. 11.12. Электропитание секции между двумя ОУП производится с двух смежных ОУП по полусекциям. Максимальная длина полусекции в системе К-3600 составляет 93 км при 31 НУП, а в системе К-1920П — 120 км при 20 НУП.

Вся аппаратура ДП установлена на СДП4, состоящей из двух независимых установок дистанционного питания УДП. Это дает возможность обеспечить питание двух систем в одну сторону от ОПУ или одной системы в обе стороны от ОУП (рис. 11.13). Устройство дистанционного питания содержит восемь блоков усилителей мощности УМ, блок управления Упр, блок включения, защиты и сигнализации ВЗС и плату коммутации ПК.

Устройство дистанционного питания представляет собой стабилизатор постоянного тока, структурная схема которого приведена на рис. 11.14. Работа стабилизатора тока происходит следующим образом. Прямоугольные двухполярные импульсы, вырабатываемые задающим генератором Г1, через трансформатор Tp1 поступают на выпрямитель опорного напряжения U1 и генератор пилообразного напряжения Г2. С выхода генератора Г2 напряжение подается на компаратор. На другой вход компаратора поступает также напряжение от усилителя постоянного тока (УПТ). Выходной ток измеряется датчиком тока. Напряжение, пропорциональное выходному току от датчика тока, подается на схему сравнения в усилителе постоянного тока, сравнивается с опорным напряжением, усиливается и подается на другой вход компаратора. На выходе компаратора получается последовательность импульсов, длительность которых обратно пропорциональна выходному току. Они усиливаются в усилителе А2 и разделяются по двух каналам. Импульсы управления через трансформатор Тр2 подаются в усилители мощности, усиливаются и выпрямляются. Выходы всех усилителей УM1-УМ8 включены последовательно, в результате чего происходит сложение выходного напряжения всех работающих блоков. Напряжение постоянного тока ДП может достигать 2000 В. Разделение цепей низкого, входного и высокого выходного напряжений осуществляется трансформаторами Tp1 и Тр2.

Блок ВЗС выполняет включение и отключение УДП, а также автоматическое аварийное отключение, обеспечивая при этом сигнализацию.

На панели коммутации установлены высоковольтные гнезда и перемычки, с помощью которых производятся подключение УДП к линии, разряд и заземление ее при ремонте.

Блок фильтров дистанционного питания ФДП предназначен для разделения и объединения ВЧ сигнала и тока ДП с трактом передачи и приема. Кроме того, блок ФДП подавляет помехи, которые с выхода УДП могут поступать на вход ВЧ тракта.

В системах передачи К3600 и К-1920П к сервисным устройствам относятся устройства магистральной и участковой телемеханики, служебной связи, аппаратура контроля трактов и шумов. Эти устройства питаются от однотипных источников вторичного электропитания, структурная схема которых приведена на рис. 11.15.

Она содержит входной фильтр Z_вх, преобразователь U, выпрямители U1-U4, сглаживающие емкостные фильтры Z1-Z4 и коммутационные стабилизаторы напряжения U5-U6.

Установленные в НУП устройства участковой телемеханики (ТМУ) и усилители служебной связи (СС) питаются дистанционно с ОУП постоянным стабилизированным током 25 мА при напряжении 10…300 и 50…330 В соответственно через средние точки линейных трансформаторов по цепям симметричных кабельных пар с последовательным включением нагрузок. Устройства магистральной телемеханики (ТММ) питаются по физическим цепям симметричных пар током 20 мА при напряжении 40…350 В.

Блоки дистанционного питания устройств телемеханики и служебной связи представляют собой преобразователи низкого входного напряжения 24 В в выходное напряжение до 300…350 В со стабилизацией выходного тока, выполненные по тем же схемам. Схема стабилизатора тока ДП также аналогична схеме стабилизатора тока УДП стойки СДП4.

Все устройства дистанционного питания телемеханики и служебной связи размещаются в одном блоке, в котором имеются также устройства защиты, которые отключают цепи ДП и включают сигнализацию при отклонении тока ДП на ± (12…18) % от номинального значения, а также обрыве цепи ДП и при перегорании предохранителя. Блоки ДП телемеханики устанавливаются в стойке СТМ, а блоки ДП служебной связи - в стойке СС.

Электропитание аппаратуры К-120. Аппаратура К-120 предназначена для работы на внутризоновых линиях связи по одно-кабельной системе с использованием кабелей ВКНП 2,1/9,4 и ВКПА 2,1/9,7. Питание аппаратуры осуществляется от источника постоянного напряжения, которое может изменяться от 22 до 30 В. Эта аппаратура допускает возможность применения подвесных кабельных линий и выделения тракта на НУП. Это создает необходимость питания аппаратуры ПУП одновременно с двух сторон без разделения цени ДП на полусекции (рис. 11.16). При обрыве цепи ДП на каждом НУП есть устройства, замыкающие цепь ДП по обеим сторонам от места ее обрыва.

Число НУП может изменяться от одного до 19. Расстояние между питающими станциями не превышает 200 км. Цепь ДП организована по схеме «провод-провод». В качестве одного провода используется центральный провод коаксиальной пары, а в качестве другого (обратного) - трубка. Нагрузки НУП включаются последовательно.

Дистанционное питание осуществляется стабилизированным постоянным током 75 мА ± (-3…+7) %. Суммарное падение напряжения в цепи составляет 500 В. В нормальном режиме работы каждое устройство ДП подает в линию напряжение 250 В. При отключении одного устройства ДП осуществляется переключение НУП к исправному устройству.

Первоначальное включение нагрузок НУП происходит следующим образом. Ток ДП протекает через реле К1. Оно срабатывает, размыкая цепь резистора R1. Реле К2 отключает резистор R2. И так последовательно включаются все НУП. При обрыве цепи ДП, например между первым и вторым НУП, на первом НУП отключается обмотка реле К2, а на втором – К1, и аппаратура первого НУП будет питаться от станции А, а второго и других НУП - от станции Б.

Рис. 11.16. Структурная схема цепи ДП аппаратуры К-120

Устройство ДП представляет собой стабилизатор тока, стабилизирующий ток при изменении напряжения на нагрузке от 20 до 500 В. В состав УДП входят:

стабилизатор напряжения для питания местных цепей УДП;

задающий генератор;

усилитель мощности;

двухкаскадный регулятор напряжения смещения усилителя мощности;

выпрямитель;

фильтр;

узел коммутации выходных цепей;

цепи обратной связи и сигнализации;

узел управления и защиты по входу.

Стабилизация выходного тока осуществляется за счет изменения коэффициента усилителя. Сигнал о значении выходного тока ДП с выхода УДП подается на двухкаскадный регулятор, который изменяет выходное напряжение усилителя мощности. С выхода усилителя импульсы прямоугольной формы подаются на выпрямитель, фильтр и через элементы защиты - в линию.

Вся аппаратура дистанционного питания размещается в трех блоках, которые устанавливаются на стойках линейного оборудования.

Устройства приема дистанционного питания на НУП (рис. 11.16) содержат стабилитроны VD1 и VD2, стабилизирующие напряжения на линейных усилителях и устройствах автоматической регулировки уровня, реле К1 и К2, резисторы R1 и R2, фильтр разделения тока ДП и информационных сигналов линейного тракта.

Напряжение на стойки аппаратуры К-120 подается через вводные зажимы на панель защиты и сигнализации и далее на узлы аппаратуры. Одна часть аппаратуры питается непосредственно напряжением 22…30 В, другая - через ограничители - напряжением 22…26 В, а третья - через электронные стабилизаторы напряжения. На этой панели размещены контрольные гнезда, предохранители и реле контроля вводов, а также приборы звуковой и оптической сигнализации.

Ограничитель-стабилизатор составлен из электронных стабилизаторов напряжения, устройств защиты электронных стабилизаторов (при коротких замыканиях выходов), устройств контроля и индикации отклонений выходного напряжения и устройств сигнализации о переходе в аварийный режим.

Стабилизатор напряжения выполнен по схеме компенсационного типа непрерывного действия и обеспечивает на выходе напряжение 19 В ±3% при токе 0,1…3 А. Так же выполнен ограничитель напряжения, в котором превышение входного напряжения свыше 26 В вызывает увеличение падения напряжения на регулирующих транзисторах.

При коротком замыкании на выходе регулирующие транзисторы переходят в режим ограничения тока и защищают стабилизатор и ограничитель от перегрузок. После устранения короткого замыкания устройство автоматически возвращается в исходное состояние. Блоки стабилизаторов и ограничителей на всех стойках К-120 одинаковы и размещены в нижней части стоек.

Электропитание аппаратуры линейного тракта системы передачи ИКМ-480. Система передачи информации ИКМ-480 предназначена для работы на внутризоновой сети по кабелям МКТ-4.

Аппаратура линейного тракта системы передачи размещается на стойке окончания линейного тракта (СОЛТ).

Оборудование электропитания стойки СОЛТ содержит блоки источников вторичного электропитания (СН60/12, СН60/5, СН24/12, СН24/5), устройства дистанционного питания цифрового тракта, служебной связи, участковой и магистральной телемеханики, устройства переполюсовки для определения поврежденного участка. Устройства ДП защищены плавкими предохранителями. Источники вторичного электропитания подключены к вводам через блок управления. Питание аппаратуры осуществляется от трех вводов, размещенных на стойках. От двух вводов подается питание на основное оборудование (от одного ввода первой системы передачи, а от другого - второй АСП). К этим вводам подключается также аппаратура контроля и служебной связи. От третьего ввода питание подается на цепи контроля и сигнализации. У каждого ввода есть помехоподавляющий фильтр и предохранитель.

На стойке предусмотрена возможность автоматического переключения нагрузок одного ввода на другой.

Принцип действия стабилизатора СН60/12 состоит в следующем. Этот блок является однотактным импульсным стабилизатором с последовательным включением регулирующего транзистора (рис. 11.17). Напряжение 60 B от источника питания через LC-фильтра поступает в силовую часть и преобразуется в стабилизированное напряжение 12 В. Затем через выходной фильтр Z2 подается в нагрузку.

Напряжение на выходе контролируется датчиком Д платы управления ПУ. Сигнал рассогласования сравнивается с опорным напряжением и усиливается усилителем А1. Это напряжение подается на широтно-импульсный модулятор UB1, куда подается и напряжение от задающего генератора Г частотой 16…20 кГц. Промодулированные по длительности импульсы, усиленные в усилителе А2, подаются на регулируемый ключевой элемент на составном транзисторе VT1, VT2. Стабилизация выходного напряжения осуществляется изменением длительности открытого состояния транзистора VT1 широтно-модулированным сигналом, поступающим из платы управления ПУ. Стабилизатор СН60/5 выполнен по такой же структурной схеме, как и CH60/12. Стабилизаторы СН24/12 и СН24/5 отличаются от стабилизаторов на выходное напряжение 60 В тем, что в их силовой части применена однотактная схема без инверсии. Энергия в нагрузку передается, когда ключевой элемент находится в открытом состоянии.

Дистанционное питание оборудования НРП системы передачи ИКМ-480 организовано по центральным проводам двух коаксиальных пар, стабилизированным постоянным током 0,2 А ±5%. Напряжение на нагрузке может изменяться от 40 до 1300 В. Расстояние между двумя смежными питающими пунктами составляет 200 км; длина усилительного участка 3 км.

Комплект УДП содержит шесть управляемых усилителей мощности КУ1-КУ6, два устройства управления УУ, блок выхода БВ, устройство сигнализации и защиты УСЗ и шунтирующие диоды VD1-VD6 (рис. 11.18). Стабилизация тока ДП осуществляется методом широтно-импульсной модуляции сигнала управления, поступающего на вход усилителя мощности КУ. Усилитель на входе и на выходе имеет LC-фильтры. После усилителя включен выпрямитель U1. Входной фильтр не допускает проникновения в токораспределительную сеть предприятия связи гармоник из цепей питания усилителя мощности.

В устройствах УДП, питаемых от напряжения 24 В, усилитель выполнен по двухтактной схеме со средней точкой; питаемых от напряжения 60 В - по полумостовой схеме. На выходе каждого КУ напряжение может регулироваться от 40 до 350 В. Потребляемая КУ от сети мощность не превышает 90 Вт.

Устройство управления УУ представляет собой широтно-импульсный модулятор с двумя выводами. На выводах образуются модулированные импульсы, причем импульсы на одном выводе сдвинуты на 180° относительно импульсов на другом. Частота их следования близка к 18 кГц. В УУ осуществляется развязка цепей низкого и высокого напряжения первичного источника и ДП.

Блок выхода содержит контрольные приборы тока и напряжения ДП, ВЧ подавляющие фильтры, работающие в диапазоне 30 кГц … 25 МГц, коммутационное поле для разрыва цепи ДП и ее заземления и датчики тока ДП, необходимые для работы цепей стабилизации и защиты. В устройстве сигнализации и защиты размещены узлы сравнения контролируемых величин с опорными, элементы индикации и исполнительные элементы.

Дистанционное питание устройств участковой и магистральной телемеханики и усилителей служебной связи осуществляется по симметричным парам кабеля МКТ-4 постоянным стабилизированным током по схеме «провод-провод». Стабилизация тока ДП выполняется методом широтно-импульсной модуляции. Структурная схема УДП аналогична приведенной на рис. 11.18. Токи в перечисленных устройствах составляют 40, 20 и 20 мА при максимальных напряжениях 430, 360 и 430 В соответственно.

Устройство переполюсовки (УПП) предназначено для определения места обрыва кабеля методом подачи в цепь ДП напряжения обратной по сравнению с напряжением ДП полярности. Устройство переполюсовки - это стабилизатор напряжения с усилителем мощности КУ, устройством управления УУ и делителем выходного напряжения, с которого снимается напряжение обратной связи для контроля. Стабилизация осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Устройство УПП выдает в линию напряжение 1±(450±30)В при изменении тока 7…170 мА. Схема КУ аналогична схеме КУ УДП ВЧ тракта.

Электропитание аппаратуры линейного тракта системы передачи К-300. Система передачи К-300 предназначена для работы по кабелям МКТ-4. Работает от источника питания постоянного напряжения 24В. Электрооборудование электропитания состоит из стойки питания аппаратуры линейно-аппаратного цеха (СПЛ), стойки дистанционного питания (СДП) и блоков местного и дистанционного питания, установленных на стойке телемеханики (СТДП).

На стойке СПЛ выполняются распределение напряжения по стойкам аппаратуры линейного тракта двух систем передачи и его стабилизация. Это осуществляется с помощью четырех угольных регуляторов напряжения (РУН). Первый и второй РУН подают стабилизированное напряжение на стойки дистанционного питания и линейные усилители двух систем передачи. Регулятор РУН-1 обеспечивает питанием стойки линейных усилителей обеих систем передачи, рабочие комплекты устройств ДП первой системы и резервные комплекты ДП второй системы передачи. Регулятор РУН-2 питает рабочие комплекты ДП второй системы и резервные первой. Третий РУН обеспечивает питанием цепи служебной связи и телемеханики, четвертый - цепи сигнализации и термостаты. Возможно автоматическое переключение питания линейных усилителей с первого РУН на второй и переключение нагрузок с РУН-3 на РУН-4.

Дистанционное питание аппаратуры НУП осуществляется стабилизированным током от устройств ДП, установленных на стойке СДП. В каждом устройстве два комплекта: рабочий и резервный (рис. 11.19). Напряжение 24 В преобразуется в переменное преобразователем U1. Затем оно подается на блок питания U2, где преобразуется в требуемое постоянное. Стабилизацию тока выполняет электронный стабилизатор U3, обеспечивая ток (35±1) мА и напряжение до 980 В. Мощность, потребляемая одним устройством ДП, около 400 Вт. Это дает возможность питать до 20 НУП, установленных через 6 км. При обрыве цепи ДП или увеличении тока до 38 мА УДП автоматически отключается.

Стойка телемеханики дистанционного питания содержит устройство питания телемеханики (УПТМ), поиска повреждений (УПП) в цепях ДП ВЧ системы передачи и ДП телемеханики и служебной связи (ДПТМ СС). Устройство питания телемеханики имеет следующие напряжения постоянного тока: (41±1,2) В при токе нагрузки 30…50 мА - для питания тактовых импульсов; (100±3) В при токе 0,5…40 мА - для питания датчиков понижения изоляции кабеля и реле образования шлейфов в НУП; (280±8,4) В при токе 65 мА - для ДП реле включения генераторов импульсов контроля состояния НУП; (21,2±0,64) В при токе 0,01…1 А - для питания местных цепей.

От первичного источника постоянное напряжение поступает на УПТМ, преобразуется в переменное, которое выпрямляется и подается на стабилизаторы непрерывного действия с последовательным включением регулирующего транзистора.

Оборудование НУП получает питание постоянным током (26,5±0,8) мА при изменении напряжения от 30 до 420 В от устройства ДПТМ СС. Стабилизация тока осуществляется преобразователем, регулируемым по методу широтно-импульсной модуляции.

Устройство переполюсовки питания обеспечивает питанием аппаратуру телемеханики и датчиков в цепи ДП ВЧ трактов при определении места обрыва кабеля. В нем имеются преобразователь напряжения, выпрямитель и стабилизатор; на выходе - постоянное напряжение (340±10) В при токе нагрузки до 0,26 А.

В модернизированном варианте аппаратуры К-300 функции стойки питания линий и стойки дистанционного питания выполняет стойка дистанционного и местного питания (СДПМ). На этой стойке осуществляются распределение и стабилизация напряжения местного питания ВЧ и сервисного оборудования, а также дистанционное питание ВЧ оборудования линейного тракта. На этой стойке размещены четыре устройства ДП; три стабилизатора напряжения (21,2±3%) В на ток нагрузки 5 А каждый для питания ВЧ оборудования сервисных систем (телемеханики и служебной связи); стойки СДПМ и два стабилизатора напряжения (21,2±3%) В на ток 1А каждый для питания ВЧ оборудования линейного тракта; стойки линейных усилителей и коммутации (СЛУК).

Устройство дистанционного питания ВЧ тракта системы выполнено по такой же структурной схеме, как и в УДП ИКМ-480.