1 Выбор способа электропитания

Электропитание устройств автоматики и связи в зависимости от условий электроснабжения может быть организовано следующими способами:

1. от аккумуляторных батарей, работающих в режиме «заряд-заряд»;

2. от выпрямителя, параллельно соединенного с аккумуляторной батареей, так называемый, буферный многобатарейный способ;

3. от стабилизированных выпрямителей – основное питание, резервное – от преобразователей посто­янного напряжения, питаемых от одной (опорной) аккумуляторной батареи – способ с опорной батареей;

4. от стабилизированного выпрямителя – основное питание, от аккумуляторной батареи – резервное;

5. от выпрямителей с резервированием питания по переменному току – способ безаккумуляторного питания;

6. от выпрямителей, получающих энергию от сети переменного тока по двухлучевой схеме питания – способ двулучевого питания.

В качестве базового варианта выбираем буферный многобатарейный способ питания.

Различают несколько режимов буферной работы:

а) режим среднего тока;

б) режим импульсного подзаряда;

в) режим непрерывного подзаряда.

Наиболее совершенным для поддержания аккумуляторов в заряженном состоянии является режим непрерывного подзаряда. В этом режиме увеличивается срок службы аккумуляторов и в нагрузке происходит минимальное колебание напряжения.

1.1 Выбор установки гарантированного питания

В соответствии с заданием на проект, в состав ЭПУ должна входить установка гарантированного питания (УГП) II категории мощностью 1,5 кВт с выходным напряжением 220 В.

УГП представляют собой комплекты электротехнического оборудования, обеспечивающие беспрерывное (или с минимальными перерывами) электропитание потребителей переменного тока. В нормальных условиях питание осуществляется от внешних источников непосредственно или через преобразователи, а в аварийных условиях - от резервного местного источника питания, в качестве которого используются аккумуляторные батареи (АБ) или инерционные маховики в сочетании с дизель-генераторными установками.

В данном проекте при мощности нагрузки 1,5 кВт выбираем в качестве устройства гарантированного питания инвертор ИТ-220/15 мощностью 3,3 кВт, установленный в ША, который будем питать от батареи 60 В.

2 Расчет аккумуляторной батареи

2.1 Расчет разрядной емкости

Величина разрядной емкости аккумуляторных батарей рассчитывается по максимальному разрядному току и максимальной длительности Т перерыва подачи энергии, для группы электроснабжения переменным током IIА. Т принимается равным 5 часов, длительность питания аварийного освещения t_АО= 4 часа.

(2.1)

где – разрядная (фактическая) ёмкость Ач;

– максимальный разрядный ток, А;

– максимальная длительность перерыва подачи электрической энергии переменного тока.

Токи аварийного освещения и гарантированного питания определяются по следующим выражениям:

(2.2)

где – напряжение питания аварийного освещения;

– мощность установки аварийного освещения;

– ток установки аварийного освещения.

(2.3)

где – ток установки гарантированного питания;

– КПД инвертора ИТ-220/15;

– мощность установки гарантированного питания;

– входное напряжение установки гарантированного питания.

Рассчитаем и .

По заданию мощность аварийного освещения , а напряжение , подставив эти данные в (2.2), получим:

КПД инвертора ИТ-220/15 , мощность установки гарантированного питания , входное напряжение . Подставив эти данные в (2.3), получим:

Максимальный разрядный ток – это результат сложения токов проектируемых нагрузок, токов аварийного освещения и установки гарантированного питания:

(2.4)

где – максимальный разрядный ток для 21,2 В;

– ток аварийного освещения.

(2.5)

где – максимальный разрядный ток для 24 В;

– ток второй нагрузки.

– ток третьей нагрузки.

(2.6)

где – максимальный разрядный ток для 60 В;

– ток УГП.

(2.7)

где – максимальный разрядный ток для 25 В;

– ток первой нагрузки.

По приведённым выше расчётам , подставив данные в (2.4), а затем в (2.1) получим:

По заданию I₂=102 А, I₃=25 А, подставив эти данные в (2.5), получим:

По заданию , подставив эти данные в (2.5), получим:

По приведённым выше расчётам I_ГП=35,7А. Подставив эти данные в (2.6), получим:

Так как в проекте присутствуют нагрузки с близким по значению напряжением питания (21,2 В, 24 В, 25 В), то их питание можно организовать от одной аккумуляторной батареи. Аккумуляторы выбираются по величине номинальной емкости, которая рассчитывается по формуле приведения фактической емкости к номинальной:

(2.8)

где – коэффициент интенсивности разряда, для аккумуляторов СК ;

– температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора, ;

t – температура электролита, t=15 ⁰C для зданий с центральным отоплением;

 – температура, при которой аккумулятор отдает номинальную емкость, заводская температура для кислотных аккумуляторов =25С.

После расчета Q_Н производим выбор выпускаемых промышленностью типов аккумуляторов с ближайшим большим значением номинальной емкости.

Результаты расчета емкости и выбор выпускаемых промышленностью типов батарей сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Выбор типов аккумуляторных батарей

Нагрузка, В	QН, Ач	Тип АБ
24	1900	СК-56
60	234	СК-8