Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет параметров электропитающих устройств оборудования телекоммуникаций. Учебное пособие
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
«Кафедра основ конструирования и технологии
радиотехнических систем»
О.М.Артамонова
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ОБОРУДОВАНИЯ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Учебное пособие
САМАРА
2017
УДК 621.311.69
БКК 31.264.5
А
Рекомендовано к изданию методическим советом ПГУТИ,
протокол № 77, от 12.05.2017 г.
Рецензент:
Доцент кафедры ОКиТ РТС ПГУТИ
к.т.н., доцент Гейтенко Е.Н.
Артамонова, О.М.
А Расчет параметров электропитающих устройств оборудования
телекоммуникаций: учебное пособие / О.М.Артамонова
– Самара: ПГУТИ, 2017. – 94 с.
Учебное пособие «Расчет параметров электропитающих устройств
оборудования телекоммуникаций» содержит методики расчета основных параметров электропитающих устройств, на основании которых
осуществляется выбор элементов блоков питания, а также оборудования электропитания, выпускаемое отечественными производителями.
Пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению
подготовки «Инфокоммуникационные технологии и системы связи
(11.03.02)» и предназначено для студентов факультета Телекоммуникаций и радиотехники и предназначено для самостоятельной работы, а
также для практических аудиторных занятий.
©, Артамонова О.М., 2017
2
Содержание
Введение…………………………………………………
4 Список обозначений……………………………………
5
1
Конструктивный расчет импульсного трансформатора
11
2
Выбор выпрямительных устройств электропитающей
установки…………………………………………….….
21
3
Расчет параметров импульсных преобразователей напряжения………………………………………….…..
23
3.1
Импульсный стабилизатор напряжения понижающего
типа………………………………………………………
23
3.2
Однотактный стабилизированный преобразователь
напряжения с прямым включением диода (ОПНП)…
29
3.3
Однотактный стабилизированный преобразователь
напряжения с обратным включением диода (ОПНО)..
35
3.4
Двухтактный преобразователь напряжения со средней
точкой трансформатора (ДПН)……………….………..
40
4
Типовая буферная ЭПУ постоянного тока……………
46
5
Организация токораспределительной сети
электропитающей установки…………………………..
49
5.1
Общие сведения…………………………………………
49
5.2
Расчет батарейной проводки…………………..………
53
6
Выбор аккумуляторов …………………….……………
58
Список использованных источников………………….
64
Приложение А. Варианты исходных данных
для расчета……………………………………………….
65
Приложение Б. Ферритовые магнитопроводы типа К..
66
Приложение В. Данные обмоточных проводов………
67
Приложение Г. Параметры выпрямительных
установок……………………………………………..…..
68
Приложение Д. Параметры унифицированных
дросселей………………………………………..………..
70
Приложение Е. Параметры конденсаторов……………
71
Приложение Ж. Основные параметры транзисторов……………………………………………………….
73
Приложение И. Основные параметры кабелей и шин..
83 Приложение К. Аккумуляторы кислотные гелиевые…
85
3
Введение
Учебное пособие разработано, исходя из цели преподавания дисциплины «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций», которая состоит в том, чтобы, используя теорию и методы научного познания, овладеть основными понятиями, определениями и методами, формирующими у студентов
представление об электропитании устройств и систем телекоммуникаций, а также о методах их анализа и расчета. При этом
ожидается, что у студентов, освоивших материал учебного пособия, будут формироваться следующие компетенции:
cпособность к самоорганизации и самообразованию, способность использовать нормативные документы в своей деятельности, умение собирать и анализировать информацию для формирования исходных данных для проектирования средств электропитания телекоммуникационного оборудования, способность
осуществлять подготовку типовых технических проектов на
различные инфо-коммуникационные объекты.
Учебное пособие может быть использовано для практических аудиторных занятий, домашних заданий, дипломного проектирования, самостоятельной работы и содержит варианты
исходных данных для расчета (Приложение А), которые могут
быть изменены по указанию преподавателя. При изложении материала учебного пособия использовались информационные источники [1 – 5].
4
Список обозначений
I
чнн
Ток часа наибольшей нагрузки
I
а.з
Ток автозала
I
киа
Ток контрольно-измерительной аппаратуры
I
кросса
Ток кросса
I
сву
Ток сигнально-вызывных устройств
I
лац
Ток линейного автоцеха (ЛАЦ)
Nкв
Количество рабочих вольтодобавочных конверторов
N'кв
Общее количество КВ
I
хх кв
Ток потребления конверторов в режиме холостого хода конвертора (буферный режим ЭПУ)
Iкв
Ток потребления конверторов в режиме аварийного
разряда батареи
I
вх max
Максимальный входной ток КВ
Iву
Ток нагрузки выпрямительных устройств
N'ву
Общее количество ВУ с учетом резервных
Nву
Количество выпрямительных устройств
I
вут
Номинальный ток ВУТ
tраз
Время разряда аккумуляторной батареи
Iраз
ток разряда аккумуляторной батареи
Iап
суммарный ток аварийных потребителей, питаемых
непосредственно от аккумуляторной батареи
Iао
ток аварийного освещения
Qр
расчетная емкость аккумуляторной батареи
Qном
номинальная емкость аккумуляторной батареи
Nак
число аккумуляторов в батарее
N
ак доп
допустимое число аккумуляторов в батарее
nак
индексовый номер аккумулятора
U
пmin
минимально допустимое напряжение питания аппаратуры АТС
U
падение напряжения в ТРС (токораспределительной
сети)
Uкр
конечное напряжение разряда одного аккумулятора
(напряжение конца разряда)
5
U
mпул
действующее значение напряжения пульсаций
U
пmax
максимально допустимое напряжение питания аппаратуры
Uкз
напряжением конца заряда одного аккумулятора
Uн ак
номинального напряжения одного аккумулятора
U
вых АБ
напряжение на выходе аккумуляторной батареи
Iз
ток послеаварийного заряда
I
к.з.
ток контрольного заряда
P
буф
активная мощность, потребляемая выпрямителями с
шин щита переменного тока в буферном режиме от
электрической сети или АДЭС
ву
КПД выпрямительного устройства
Iву
расчетный ток нагрузки выпрямительного устройства
Pз
активная мощность от электрической сети или АДЭС
на послеаварийный заряд (для резервного ВУТ)
nгр
число групп в батарее
P
к.з.
активная мощность, потребляемая на контрольный заряд аккумуляторных батарей
P
осв
мощность, потребляемая светильниками рабочего освещения
Sст
площадь, занимаемая станцией
S
эпу
площадь, занимаемая ЭПУ
P
тех
суммарная активная расчётная мощность от электросети на технологию
P
дэс
суммарная расчётная мощность, потребляемая от
АДЭС
Q
буф
реактивная мощность, потребляемая ЭПУ в буферном
режиме
Sтр
полная мощность, потребляемая ЭПУ в буферном режиме, равная мощности силовой трансформаторной
подстанции
Qк
реактивная мощность компенсирующих конденсаторов
С
к
емкость компенсирующих конденсаторов
Uс
линейное напряжение сети
fс
частота напряжения сети
6
W
потр
потребляемая электрическая энергия за год
l1
cуммарная длина проводки в аккумуляторной
l2
длина плюсовой шины ВУ
l3
длина шины над ВУ
H
вут
ширина одного выпрямителя
Hкв
ширина одного конвертора
l
пер1
длина перемычки
l
пер2
длина перемычки
U
бат доп
допустимое падение напряжения на батарейной проводке
U
б.к.р
напряжение на батарее в конце разряда
U
кв.мин
минимально допустимое напряжение на входе КВ
U0
падение напряжения на всех аппаратах, включенных в
батарейную проводку
S
б.п.доп
допустимая площадь сечения батарейной проводки
коэффициент сопротивления материала проводки
S
фак
фактическое сечение батарейной проводки
U
фак
фактическое падение напряжения в проводке
l
суммарная длина батарейной проводки
U
min фак
минимальное фактическое напряжение на шинах нагрузки
U
кв max
максимальное напряжение на выходе конвертора в
конце разряда батареи
U
min
минимально допустимое напряжение на шинах нагрузки
Pн
мощность нагрузки преобразователя
U
1м min
минимальное амплитудное значение напряжения на
первичной обмотке трансформатора (или полуообмотке - для ДСПН)
U
к-э н
напряжение коллектор-эмиттер силового транзистора
в режиме насыщения
U
вх мин,
U
вхном
U
вхмак
минимальное, номинальное, максимальное входное
напряжение ППН
U
2м min
минимальное амплитудное значение напряжения на
вторичной обмотке трансформатора
7
Uдр
падение напряжения на дросселе
Rдр
сопротивление обмотки дросселя
Uд
падение напряжения на выпрямительных диодах
Kтр
коэффициент трансформации
U
2м max
максимальное амплитудное напряжение на вторичной
обмотке трансформатора
U
1м max
максимальное амплитудное напряжение на первичной
обмотке трансформатора
U
1эф
эффективное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора
U
2эф
эффективное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора
I
2эф
эффективное значение тока во вторичной обмотке
трансформатора
I
1эф
эффективное значение тока в первичной обмотке
трансформатора
I2
амплитудное значение тока вторичной обмотки трансформатора
P
габ
габаритная мощность трансформатора
ΔВ
диапазон изменения магнитной индукции в сердечнике
трансформатора за время рабочего импульса
и
t
f
частота работы преобразователя
тр
КПД трансформатора
j
плотность тока в обмотках трансформатора
kс
коэфф-т, учитывающий эффективное заполнение площади поперечного сечения сердечника магнитопровода ферромагнетиком
kм
коэффициент, учитывающего степень заполнения окна
сердечника медью обмоток
D
внешний диаметр сердечника трансформатора
d
внутренний диаметр сердечника трансформатора
b
высота сердечника трансформатора
Sст
площадь поперечного сечения магнитопровода
Sо
площадь окна магнитопровода
t
u max
максимальная длительность импульса напряжения на
обмотках трансформатора
8
W1
число витков первичной обмотки силового трансформатора
W2
число витков вторичной обмотки силового трансформатора
D1м
диаметр медных проводников для первичной обмотки
D2м
диаметр медных проводников для вторичной обмотки
NN1
число параллельных проводов в первичной обмотке
трансформатора
NN2
число параллельных проводов во вторичной обмотке
трансформатора
SΣ
суммарная площадь поперечного сечения , занимаемая
в окне сердечника первичной и вторичной обмотками
S1Σ
площадь поперечного сечения, занимаемая первичной
обмоткой
S2Σ
площадь поперечного сечения, занимаемая вторичной
обмоткой
S
1из
площадь поперечного сечения провода первичной обмотки с учётом изоляции
S
1из
площадь поперечного сечения провода вторичной обмотки с учётом изоляции
к
о
коэффициент заполнения окна сердечника обмотками
l1н
длина провода, необходимая для намотки первичной
обмотки
l2н
длина провода, необходимая для намотки вторичной
обмотки
l
ср в
средняя длина витка при намотке
R1
aктивное сопротивление постоянному току первичной
обмотоки
R2
активное сопротивление постоянному току вторичной
обмотоки
l
ср н
средняя длина намоточного слоя
h
толщина изоляционного каркаса сердечника
Dвн
допустимый (остаточный) диаметр внутреннего отверстия катушки (трансформатора)
ω
1сл
число витков в одном слое первичной обмотки трансформатора
укл
k
коэффициент укладки обмотки трансформатора
9
ω
2сл
число витков в одном слое вторичной обмотки трансформатора
D
1из
диаметр провода с изоляцией первичной обмотки
D
2из
диаметр провода с изоляцией вторичной обмотки
N1
число слоёв первичной обмотки трансформатора
H1
толщина первичной обмотки трансформатора
H2
толщина вторичной обмотки трансформатора
1
толщина межслойной изоляции при намотке первичной обмотки трансформатора
2
толщина межслойной изоляции при намотке вторичной обмотки трансформатора
H
обм
внутренняя толщина всех обмоток трансформатора
св
толщина изоляции сердечника по внутренней стороне
трансформатора
из
толщина наружной изоляции трансформатора
Dо
действительный диаметр окна катушки трансформ.
P1м
потери мощности в меди первичной обмотке трансформатора
P2м
потери мощности в меди вторичной обмотке трансформатора
Pм
суммарные потери в меди в обеих обмотках трансформатора с учетом изменения сопротивления при увеличении температуры
Т
доп
максим. допуст. температура материала сердечника
Pуд
удельные потери в магнитопроводе трансформатора
Т
температура сердечника трансформатора
Pст
потери в сердечнике трансформатора на его перемагничивание
ст
G
масса сердечника трансформатора
PΣ
суммарные потери мощности в трансформаторе
S
охл
площадь поверхности охлаждения трансформатора
τ
температура перегрева трансформатора
α
м
коэффициент теплоотдачи трансформатора
ω
круговая частота пульсаций тока (напряжения)
С
н
емкость выходного конденсатора
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]