Введение
Любое предприятие связи, любая радиотехническая система с точки зрения электроснабжения может быть представлена в виде:
На рисунке обозначено: ПИП – первичный источник электропитания – преобразует неэлектрические виды энергии в электрическую; ВИП – вторичный источник электропитания – преобразует энергию первичного источника к виду удобному потребителю (нагрузке). Синонимами ВИП являются: СВЭП - система вторичного электропитания; СЭП – система электропитания; ЭПУ – электропитающее устройство (электропреобразовательное устройство) и др.
В качестве первичных источников используются:
1 Химические источники
2 Солнечные батареи
3 Топливные элементы
4 Термогенераторы
5 Атомные батареи
6 Электрические машины
Наиболее широко на предприятиях связи известны и применяются химические источники (аккумуляторы) и электрические машины (двигатель-генераторные установки ДГУ)
Коротко охарактеризуем эти первичные источники.
Химические источники. К ним относят гальванические элементы и аккумуляторы. В последних, окислительно–восстановительные процессы являются обратимыми. Поэтому они пригодны для многократного использования. Промышленностью выпускаются различные типы аккумуляторов, которые классифицируются по виду электролита – кислотные и щелочные, по материалу электродов – свинцовые, кадмиево-никелевые, серебряно-цинковые и др., по конструкции - открытые, закрытые и герметичные.
Наиболее распространёнными в настоящее время являются кислотные герметичные аккумуляторы. Напряжение на одном кислотном элементе в процессе разряда быстро уменьшается до 2В, а затем медленно до 1,8В.
Рабочие характеристики кислотного элемента
Разряд ниже 1,8В нежелателен, так как в элементе начинаются необратимые процессы. Номинальным считается напряжение U = 2В.
При заряде кислотного аккумулятора его напряжение быстро растёт до 2,1-2,15В, а затем медленно до 2,4В, т.е. восстановление активной массы аккумулятора закончено и начнётся бурное выделение кислорода и водорода (аккумулятор кипит), заряд закончен. Для герметичных аккумуляторов это недопустимо и там делают специальный, прочный корпус - «панцирь», выдерживающий высокое давление и, кроме того, добавляют газопоглотители.
Номинальная ёмкость
аккумулятора – количество электричества,
которое он может отдать при 10-часовом
режиме разряда (с10),
неизменном токе и постоянной температуре.
Режим эксплуатации конкретного типа
аккумулятора оговаривается в
сопроводительной документации. Обычно
КПД аккумуляторных батарей составляет
.
Электрические машины (генераторы). Преобразуют механическую энергию движения (поступательного или вращательного) в электрическую. Охватывают широкий диапазон мощностей, токов и напряжений.
Обычно машины постоянного тока при такой же мощности имеют в 1,5…2 раза худшие массо-объёмные показатели, чем машины переменного тока. Поэтому 98% электроэнергии в мире производится синхронными генераторами переменного тока. Их недостатками являются шумы. Надёжность определяется наличием подвижных частей. Но есть и достоинства – инерционность, поэтому отсутствуют кратковременные провалы напряжения сети. Высокий КПД.
В зависимости от того, чем вращают генераторы их делят на:
-
Турбо – генераторы
-
Газо – генераторы
-
Дизель – генераторы
-
Ветро – генераторы
-
Гидро – генераторы
-
Био – генераторы
ДГУ – дизель-генераторная установка, это двигатель внутреннего сгорания, смонтированный на одной раме с синхронным генератором. Традиционно двигатель был дизельным, поэтому такое название, хотя правильнее называть двигатель-генераторная установка. ДГУ оборудованы щитами управления и работают в автоматическом режиме – запускаются в течение 30 секунд после пропадания напряжения сети.
Напряжение переменного тока далее поступает на преобразовательные устройства, изучение которых и является основной задачей нашей дисциплины.