II семестр / МетРек-ЭПНП-дляКР-АС-АР

21

напряжения и среднего напряжения разряда кислотных аккумуляторов: для UНОМ =24В количество элементов в группе батареи равно NЭЛ =12; для UНОМ=48В - NЭЛ

=24, для UНОМ=60В - NЭЛ =30.

Задание к курсовому проектированию. Рассчитать номинальную расчетную емкость для ЭПУ на различные номинальные напряжения, выбрать тип аккумулятора и указать его номинальную емкость. Указать тип исполнения (элементный, блочный), количество аккумуляторов в группе.

4.Выбор электропитающей установки

4.1.Общий ток системы в послеаварийном режиме. Наибольшая нагрузка на выпрямительные модули создается в послеаварийном режиме, когда необходимо питать нагрузку и заряжать аккумуляторы. Следовательно, общий

выходной ток выпрямителей складывается из тока нагрузки (IН) и тока заряда батарей (IЗ)

4.2. Ток заряда. Для герметизированных аккумуляторов наилучшим режимом заряда является режим непрерывного подзаряда, т.е. аккумуляторы заряжаются при стабилизации напряжения.

Для уменьшения начального зарядного тока имеется возможность регулировки ограничения выходного тока выпрямительных модулей в пределах до 50 % Imax. В этом случае заряд может длиться несколько суток, что при надежном электроснабжении допустимо.

Для сокращения времени заряда выпрямительный модуль переводят в режим ускоренного заряда при несколько повышенном напряжении. Диапазон зарядных токов для герметизированных аккумуляторов рекомендуется выбирать в пределах IЗ = 0,1÷ 0,3С10 , А.

Требуемое время заряда аккумуляторной батареи:

(ηАЧ = Ср/Сз = 0,84) ;

С10 – номинальная емкость выбранного аккумулятора, А∙ч.

4.3. Выбор типа и количества выпрямительных модулей. На основании общего тока системы IС и номинального напряжения выбирают тип ЭПУ (см. Приложение 1, табл. 1, 3). Количество выпрямительных модулей рассчитывают по формуле

где IВ – ток одного выпрямителя.

22

Для повышения надежности ЭПУ предусматривают резервирование (nB+1). Следовательно, полный комплект выпрямительных модулей равен:

Задание к курсовому проектированию. Выбрать тип ЭПУ на различные номинальные напряжения и количество выпрямительных модулей для них, их технические данные (Приложение 1 табл. 1-4) и представить в виде таблицы 3.

5.Выбор стабилизаторов и преобразователей напряжения

Внастоящее время в ЭПУ для преобразования напряжения используют преобразователи постоянного тока DC/DC-конверторы.

ВПриложении 3 (табл. 7, 8) приведены основные технические данные преобразователей Юрьев-Польского завода и фирмы «Voigt & Haefher». Эти устройства позволяют стабилизировать напряжение и преобразовывать напряжение одного номинала в напряжение другого номинала для организации комбинированной системы электропитания.

Например, если ЭПУ не обеспечивает допустимые пределы изменения напряжения для питания аппаратуры, то на ее выходе можно использовать преобразователи ССПН (Приложение 3, табл. 7), тип которых выбирают на

основании общего тока системы IС и номинального напряжения. Количество стабилизаторов рассчитывается по формуле

где IСТ – ток одного стабилизатора.

Для повышения надежности ЭПУ предусматривают резервирование (nСТ+1). Следовательно, полный комплект стабилизаторов равен:

образом выбирают тип преобразователя на основное напряжение, указанное в задании, и рассчитывают количество стабилизаторов.

Задание к курсовому проектированию. Рассчитать и выбрать тип ССПН для требуемых нагрузок и количество стабилизаторов для них, данные представить в виде таблицы 4.

23

6. Выбор устройства ввода и коммутации цепей переменного тока

Электрическая энергия от внешних источников электроснабжения через вводные фидеры и аппаратуру коммутации переменного тока поступает к следующим устройствам дома связи: ЭПУ для питания аппаратуры связи постоянным током, аппаратуре связи, работающей от переменного тока и к дополнительным нагрузкам.

Для выбора устройств коммутации переменного тока предварительно определяют мощности, необходимые для работы отдельных устройств дома связи, а затем общую мощность, потребляемую от внешних источников.

6.1. Выбор ИБП. ИБП выбирается на основании активной (полной) мощности, потребляемой нагрузкой переменного тока:

РИБП = I~·220 (Вт),

где I~ - ток питания аппаратуры и вычислительной техники в различных цехах (Приложение 8, табл. 16).

Технические данные ИБП приведены в Приложении 4, табл. 9.

6.2. Мощность, потребляемая ЭПУ в послеаварийном режиме. При расчете мощности, потребляемой ЭПУ, следует учесть, что наибольшая мощность потребляется при послеаварийном режиме, когда необходимо обеспечить питание аппаратуры и заряд аккумуляторных батарей. Мощность, потребляемая от выпрямителей в данном режиме, будет определяться выражением

Р= UСЗ ·IC , кВт

В общем случае, величина напряжения ускоренного заряда в послеаварийном режиме составляет UУЗ = 2,33-2,4 В/эл.. Следовательно, в этом режиме работы напряжение составит UСЗ = 2,33 ·NЭЛ.

Активная и реактивная мощности, потребляемые отдельными устройствами от источников внешнего электроснабжения, определяют по формулам

где Р – мощность, необходимая для работы данной аппаратуры, кВт; η – КПД установки (выпрямителя, преобразователя и др.);

cosφ – коэффициент мощности установки.

6.3. Общая активная и реактивная мощности, потребляемые ЭПУ дома связи от внешних источников электроснабжения (с учетом коэффициентов одновременности) определяется с помощью выражения:

Робщ=РΣЭПУ + РГО · k1 + РНО · k2 +РСО · k3, кВт,

где РГО, РНО, РСО – мощности соответственно гарантированного и негарантированного освещения и силового оборудования;

24

k – коэффициент одновременности (обычно k = 0,5-0,7), при расчете мощности, потребляемой дополнительными устройствами, учитывает неодновременность включения нагрузок данного типа. Величины k выбирают самостоятельно (например, k1=0,7, k2=0,7, k3=0,66);

РСО = SСО · cosφ кВт,

где SСО - полная мощность, потребляемая силовым оборудованием;

Qобщ=QΣЭПУ + QСО · k3, квар,

где РΣЭПУ, QΣЭПУ – суммарные активная и реактивная мощности, потребляемые всеми ЭПУ;

6.4. Полная мощность, потребляемая от внешних источников электропитания будет определяться с помощью выражения:

Полученные величины S (кВА) и cosφ представляют организациям внешнего электроснабжения для учета нагрузки и оплаты электроэнергии.

6.6. Величина полного тока (А), определяется по формуле:

где U – номинальное напряжение питающей сети, В.

Для трехфазной системы соединения звездой при равномерной загрузке фаз:

где UЛ – линейное напряжение, равное 380В. При однофазной сети U=220В.

Величину IП используют для выбора устройств коммутации переменного тока. Для проектирования предлагаются шкафы вводные распределительные (ШВР) переменного тока Юрьев-Польского завода (Приложение 5 табл. 10). ШВР должны иметь следующие функциональные возможности:

–номинальное напряжение – 220/380 В;

–число внешних источников – три (два фидера, третий – ДГА);

–число выходов – два (гарантированное снабжение и негарантирован-ное, отключаемое при запуске ДГА);

–приоритет подключения нагрузок к первому (основному) внешнему источнику, как более надежному;

–отдельная регулировка верхнего и нижнего порогов срабатывания по

каждому входу;

25

–регулировка времени задержки подключения к первому источнику тока при восстановлении напряжения после аварии, для защиты от переходных процессов в сети;

–защита от коротких замыканий;

–блокировка подключения нагрузки к двум источникам тока одновременно;

–отключение негарантированных нагрузок при запуске ДГА;

–возможность ручного переключения внешних источников питания.

Задание к курсовому проектированию. На основании полного тока выбрать устройство ввода и коммутации цепей переменного тока с указанием его технических данных; данные по расчету мощности внести в табл. 5.

7. Проектирование резервной электростанции

Во время аварии источников внешнего электроснабжения основные устройства дома связи РЦС обеспечивает питанием местная резервная электростанция. В качестве резервной электростанции обычно используют дизель-генераторные автоматизированные установки (ДГА).

ДГА должны обеспечивать электроэнергией следующие устройства:

–всю аппаратуру связи, питаемую постоянным и переменным током;

–сеть гарантированного освещения;

–устройства вентиляции аккумуляторных помещений;

–собственные нужды электростанции (освещение, отопление, вентиляцию). Часть потребителей во время аварии источников внешнего

электроснабжения отключается. К таким устройствам относятся негарантированное освещение и силовое оборудование.

На основании общей активной (полной) мощности, потребляемой от ДГА:

РДГА расч. = Робщ - РНО -РСО , кВт,

выбирают ДГА по данным, приведенным в Приложении 6. Степень загрузки ДГА определяется по формуле

КЗ = РДГА расч. / РДГА .

26

Длительная активная нагрузка ДГА должна быть в пределах 50-100% от номинальной мощности. ДГА запускается автоматически при пропадании напряжения на фидерах питания. Через 25-30 с после отключения фидеров ДГА принимает нагрузку. При появлении напряжения в одном из фидеров ДГА автоматически отключается и останавливается.

Задание к курсовому проектированию. Определить общую активную,

реактивную и полную мощности, потребляемые различными нагрузками oт ДГА, и результаты расчетов привести в табл. 5. На основании активной мощности, потребляемой нагрузками, выбрать тип ДГА и привести его технические данные. Определить степень загрузки ДГА.

8. Разработка структурной схемы ЭПУ

После расчета и выбора всех основных элементов составляется общая структурная схема ЭПУ объекта (рис. 7), на которой указывают следующее:

Рис. 7. Общая структурная схема ЭПУ дома связи

1. Вводы от внешних источников электроснабжения и от местной резервной электростанции.