18. Надежность системы электропитания.

Под надежностью понимают способ-ть устр-в или систем выполнять свои ф-ии в процессе эксплуатации эксплуатационная надеж-ть опред-ся: электрическим режимами, условиями работы в составе аппаратуры, наличием и степенью резервирования. Для кол-ой оценки элемента аппаратуры испол-ся понятие интенсив-ти отказов λ n-кол-во элем-ов вышедших из строя; N- общее кол-во элем-ов данного типа; Δt- время эксплуатации. Видим, что λ опред-ся парам-ом Δt. Характерная зав-ть этих параметров привидена на рис.

1-ый интервал от 0 до t1 – это интервал “приработки” , тогда интенс-ть отказов уменьшается со временем эксплуатации. 2-ой интер-л t1,t2- рабочий. Λ остается практически постоянной величиной. 3-ий интер-л t>t2 интенсив-ть отказов возрастает в процессе эксплуатации. Парам-ры надеж-ти рассчит-ся для 2-го интервала.

Под отказом устр-ва или системы понимают выход хотя бы одного парам-ра устр-ва за допустимые пределы как в установившейся, так и в переходном режимах. Если нет резервирования, то отказ одного элемента приводит к вых из строя всего устр-ва. С наибольшей вероят-ю отказ произойдет в момент времени, соответствующий матем-ому ожиданию случайной величины t, к-ая , где λ_∑ - сумма интенс-ей отказов элементов всех типов,к-ые использ-ся в устройстве. Величину T₀ называют ср. временем наработки на отказ. Вер-ть безотказной работы за время Δt= , где Q(Δt) – вер-ть того, что отказ произойдет за время t<= Δt. Ср время восстановления Т_в вкл. в себя время ремонта неисправности, диагностирования и доставки аппаратуры к месту ремонта. Согласно ОСТ 2001г для УП установлены следующие показатели над-ти: ср. наработка на отказ- не менее 10⁶ч (с АБ), ср. время восстанов-я – не более 0,5 ч, ср. срок службы – не менее 20 лет, срок хранения – не менее 12 месяцев.

Для повышения надежности применяется резервирование. Оно м.б горячим и холодным. При горячем резервировании резервирующее устройство постоянно подключено и либо работает совместно с резервируемыми устр-ми на общую нагрузку, либо находится в режиме х.х. Если в ЭПУ постоянно вкл. 5 выпрямителей, то горячее резервирование осущ-ся , если 4 из них обеспечивают работу со 100% нагрузкой 5-ый резервный. Когда выпрямители исправны, каждый из них работает с неполной нагрузкой. При выходе из строя одного из них (избыточного) нормальная работа аппар-ры продолжается. В случае холодного рез-я резервирующее устр-во вкл. только когда происходит отказ одного из резервируемых уст-в.

19.Типовая эпу постоянного тока

Структурная схема типовой ЭПУ рис 23

В состав установки входят: комплект выпрямителей типа ВБВ (выпрямители с бестрансформаторным входом) автом-е выключатели А1-1,А1-К, с помощью к-ых выпрямители подкл-ся к вводному щиту ЩВРА – щит вводнораспределительный автоматизированный; автомат-е выкл-ли А2-1, А2-К, к-ые устанавливаются в минусовой шине каждого выпрямителя. Двух группная АБ АБ№1 и АБ№2. Автомат (контактор) глубокого разряда А_гр, батарейные автоматические выкл. АБ1,АБ2, к-ые устанавливаются в минусовой шине каждой АБ, токовые шунты Ш1,Ш2, с помощью к-ых осуществляется измерение тока в цепи АБШ1 и нагрузок Ш2, автом-е выключатели А_n-1- A_n-m, ч.з к-ые стативы аппаратуры подкл-ся к УП; контроллер, обеспечивающий мониторинг и управление УП. Кол-во выпрям-ей опред-ся с избыточностью. Общее число выпрямительных устройств (модулей) n выбирается с избыточностью по формуле: n ,где n _РАБ - необходимое число рабочих выпрямителей, обеспечивающее питание аппаратуры при ее максимальном потреблении и заряд аккумуляторных батарей; m_РЕЗ – число резервных выпрямителей. В нормальном режиме все выпрямители К вкл, т.е избыточные модули обеспечивают горячий резерв. При относительно небольшой емкости ак-ов до 100 тыс. часов батарея собирается из моноблоков по 3 или 6 ак-ов в каждом. Они размещаются в одном стативе со всем оборудованием УП. В случае применении ак-ов большой емкости (кислотных) их размещают в ак-ой. При перерывах в электроснабжении питание нагрузки осущес-ся от АБ. Приочень длительном разряде или токах разряда, превышающие разрядные, может возникать глубокий разряд, при кот-ом происходит сульфатация пластин ак-ра. Это может привести к порче ак-ра, поэтому в систему вводится контактор (автомат) глубокого разряда, отключающий АБ. Рис 22

Общая схема электропитания аппаратуры предприятия показана на рис. Предполагается, что стативы цифровой АТС питаются от модульной системы электропитания PS. Такая система, как правило, имеет мониторинг удаленного и непосредственного контроля. Поэтому все функциональные блоки системы связаны с модулем мониторинга. На рис. электроэнергия переменного тока от вводного щита ЩПТА поступает на статив распределения по переменному току, относящейся аппаратуре ЭП. Так же и статив распредел-я переменного тока , эти распредел-е устройства снабжены микроконтроллерами, что позволяет работать системе питания в оптимальном режиме без вмешательства операторов. Особенностью является оптимизация работы ак-ов АБ. Они могут работать не в режиме непрерывного подразряда, а в режиме дозированного заряда. Напр-р, если ток дозированного заряда превышает установленное значение, система переходит в режим выравнивающего заряда. Кроме того, батарея может отключаться от выпрямителей в буферном режиме при достаточно высокой емкости ак-ра. Модульные системы PS обладают св-ми: 1) систему можно расширять при помощи параллельных соед-ий, как внутри, так и снаружи статива. 2) возможно тех. обслуживание ЭПУ без посещения помещения (автозала), где установлено оборуд-е. 3) Коэф-т мощности порядка 0,95-0,99, поскольку в состав всех выпрям-ей вх. корректоры коэф-та мощ-ти. 4)КПД не менее 90% 5) Управление батареями – интеллектуальное, а именно: регулиров-е температурного режима , информирование о допустимом заряде батареи и темпер-ре батареи в режиме on-line. 6) Информация об аварийных ситуациях и результатах тестирования предоставляется операторам. 7) Самонастройка выпрямителя, время замены не менее 1 мин. 8) Осущ-ся полная защита от неисправностей, имеется аварийная сигнализация 9) Система обладает низким излучением помех.

Система наращивается при помощи параллельного соед-я стативов. В большинстве систем 1блок мониторинга отслеживает работу до 60 выпрямителей на 100А каждый, до 5 блоков распред-я по постоянному току и столько же по переменному. На рис. к стативу распредел-я постоянного тока подключаются стативы оборуд-я телекоммун-ий (цифровая АТС и т.д). При чем 1-м блоком этих стативов явл-ся DC/DC конвертор. Кроме того, телеком-ое оборуд-е переменного тока, к-ое работает в режиме реального времени , подкл. к буферным шинам ЭПУ ч.з инвертор, т.е ч.з DC/AC преобразов-ль. К такому оборуд-ю относится, напр-р, комп-р мониторинга системы PS.