Свинцево-кислотні акумуляторні батареї

Основні області застосування:

- безперервне електроживлення ;

- телекомунікація ;

- пожежне освітлення ;

- пожежна тривога та системи забезпечення безпеки.

Відмінні особливості:

- дешевизна і простота виробництва

- за вартістю 1 кВт∙год енергії ці батареї є найдешевшими;

- малий саморозряд – найнижчий порівняно з акумуляторними батареями інших типів;

- низькі вимоги до обслуговування – відсутній «ефект пам'яті», не потрібно доливання електроліту;

- припустимі високі струми розряду;

- не допускається зберігання в розрядженому стані;

- низька енергетична щільність – велику вагу акумуляторних батарей обмежує їх застосування в стаціонарних та рухомих об'єктах;

- допустимо лише обмежена кількість циклів повного розряду (200-300);

- кислотний електроліт і свинець мають шкідливий вплив на навколишнє середовище;

- при неправильному заряді можливий перегрів.

Свинцево-кислотні батареї мають настільки низьку енергетичну щільність в порівнянні з іншими типами батарей, що це робить недоцільним використання їх в якості джерел живлення переносних пристроїв. Хоча приклади їх застосування у портативній електронній техніці є. Крім того, при низьких температурах їх ємність суттєво знижується.

Виробники ДБЖ завжди вказують повну потужність, виражену в вольт- амперах, отже, необхідно перевести активну потужність обладнання в повну. Активна потужність обчислюється за формулою:

де Р_ДБЖ – необхідна потужність джерела безперебійного живлення базової станції; PF (Power Factor) – коефіцієнт потужності, який у цій роботі приймається рівним 0,7; P_max – максимальна споживана потужність.

Максимальна споживана потужність для базових станцій мереж GSM 60 Вт, мереж CDMA – 40 Вт.

Необхідно також врахувати максимальну споживану потужність охоронно-пожежної сигналізації – 900 Вт і системи управління мікрокліматом – 3000 Вт.

Для роботи в автономному режимі ДБЖ базової станції комплектується чотирма батареями. Необхідно розрахувати максимальний час автономної роботи при заданому навантаженні за формулою:

де t – максимальний час автономної роботи, хв.;

Е – ємність батареї;

U – сумарна напруга батарей в ДБЖ;

Р – розрахункова потужність навантаження.

Розрахунок надійності мережі стільникового зв'язку

Однією з найважливіших завдань при проектуванні мереж стільникового зв'язку є розробка пристроїв і вузлів, які забезпечують виконання всіх покладених на них функцій протягом тривалого терміну служби обладнання.

Вирішення цієї проблеми можливе тільки при комплексному вирішенні питань надійності на всіх стадіях проектування і експлуатації.

Основні поняття

Надійність – це властивість системи забезпечувати нормальне виконання заданої функції, забезпечувати первинні технічні характеристики протягом певного часу в заданих межах допуску.

Надійність характеризується:

- безвідмовністю;

- ремонтопридатністю;

- довговічністю.

Безвідмовність – властивість системи безпосередньо зберігати працездатність у певних умовах і режимах експлуатації.

Ремонтопридатність – властивості системи, які полягають у пристосованості до попередження про порушення і усуненні відмов шляхом планового технічного обслуговування і ремонту.

Довговічність – властивість системи зберігати працездатність в перервах між плановим технічним обслуговуванням і ремонтом до граничного стану.

В основі поняття надійності лежить поняття відмови. Відмова – порушення працездатності системи, яке полягає у припиненні виконання заданих функцій або виході робочих показників за задані межі. Для апаратури передачі даних характерні відмови різного типу – раптові і поступові, повні та часткові, ті, що самоусуваються і стійкі.

Збій в роботі мережі стільникового зв'язку може бути викликаний різними причинами: обривом ліній зв'язку, виходом з ладу устаткування і деякими іншими. Однак для користувачів послуг не має значення, внаслідок чого пропадає зв'язок.

В рамках угоди про якість обслуговування абоненту має бути гарантований певний, досить великий, проміжок часу, протягом якого показники якості обслуговування не будуть нижче заданих.

Простої, викликані збоями в роботі мережі, можуть супроводжуватися величезними втратами прибутку. Таким чином, актуальними є питання скорочення часу простою, оцінка втрат, викликаних простоями, і оцінка витрат на мінімізацію цих втрат.

Для вирішення поставлених завдань виникає необхідність у кількісній оцінці надійності. З цією метою в теорії надійності вводяться кількісні характеристики і встановлюється зв'язок між ними, розробляються методи, що дозволяють аналізувати фізичні причини відмов і прогнозувати надійність.

Йдеться про вибір методів і засобів забезпечення роботи систем з максимальною ефективністю. Час напрацювання на відмову Т_н і середній час відновлення після збою Т_в є основними параметрами, які слід враховувати при вирішенні завдання забезпечення надійного і стабільного сервісу. Середній час відновлення – середній час, необхідний для відновлення нормальної роботи системи. Напрацювання на відмову – середній час між відмовами відновлюваних виробів.

Значення часу напрацювання на відмову і середнього часу відновлення для кожного варіанта наведені в додатку 4. Використовуючи дані таблиці, необхідно визначити надійність системи.

Параметри безвідмовності:

- інтенсивність відмов системи;

- напрацювання на відмову системи;

- ймовірність безвідмовної роботи.

Інтенсивність відмов – ймовірність відмов в одиницю часу. Знаючи Т_сер кожного елемента системи, можемо визначити інтенсивність відмов λ, 1/год , кожного елемента за формулою:

λ = 1/T_ср

і всієї системи в цілому за формулою:

де λ_i – інтенсивність відмов кожного елемента системи.

Знаючи інтенсивність відмов всієї системи, необхідно визначити напрацювання на відмову системи за формулою:

Ймовірність безвідмовної роботи – імовірність того, що протягом заданого часу не відбудеться відмови в системі.

Ймовірність безвідмовної роботи визначається за формулою:

де t – час випробування, год;

Λ – інтенсивність відмов системи.

Час випробування може приймати такі значення: 24, 720, 2172, 8760 години.

Розрахунок імовірності відмови необхідно провести при різних значеннях часу випробування t і за даними розрахунками побудувати криву безвідмовності P(t).

Параметри ремонтопридатності:

- середній час відновлення;

- коефіцієнт готовності;

- коефіцієнт простою.

Використовуючи параметри надійності T_cp і T_в, можна обчислити коефіцієнт доступності послуг К_д (коефіцієнт готовності К_г).

Коефіцієнт готовності – ймовірність того, що система буде в працездатному стані в будь-який момент часу в проміжках між виконанням профілактичного обслуговування або ремонту.

Коефіцієнт готовності:

де T_cp – середній час напрацювання на відмову системи;

T_в – час відновлення системи.

Час відновлення системи розраховується за формулою:

T_в = Т_об + Т_д + Т_у + Т_н,

де Т_об – час виявлення несправності;

Тд – час на доставку до місця відновлення, що елемента системи, що вийшов з ладу;

Т_у – час на усунення пошкодження;

Т_н – час на налаштування та перевірочні випробування.

Коефіцієнт простою враховує всі простої апаратури, викликані технічним обслуговуванням, але без обліку простоїв з організаційних причин.

Коефіцієнт простою:

K_П = 1 – К_г

У результаті розрахунків повинна бути заповнена табл. 5.

Таблиця 5 – Результати розрахунку надійності системи

Інтенсивність відмов системи λс, 1/год.	Напрацювання на відмову системи Тсер, год.	Імовірність безвідмовної роботи системи Р(t)					Ta		Кг		Кп
		t = 24	t = 720	t = 2172	t = 8760

Розрахункові параметри необхідно порівняти з нормативними показниками і зробити висновки про стан надійності системи.

Нормативні показники системи:

- напрацювання на відмову системи Т_сер повинно бути не менше 350 діб;

- коефіцієнт готовності системи К_г повинен бути не менше 0,99.