Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

метки: Электропитание, Система, Телекоммуникация, Устройство, Напряжение, Аккумулятор, Определяться, Аварийный

ХАБАРОВСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОКОММУНИКАЦИЙ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Х абаровск 2018

Задание №1

Необходимо рассчитать Г-образный LC-фильтр.

Исходные данные:, Выпрямленное напряжение, Выпрямленный ток, Схема выпрямления — трехфазная мостовая схема (схема Ларионова);, Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на выходе фильтра, Частота напряжения в сети

Решение

1. Определим коэффициент сглаживания q.

Коэффициент сглаживания определяется по формуле

е Кп вх — коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения на входе фильтра и определяется из параметров схемы выпрямления, для которой рассчитывается сглаживающий фильтр, или по формуле

где m — число импульсов выпрямленного напряжения за время одного периода.

Для схем выпрямления трехфазного тока

Поэтому

пульсация конденсатор электроустановка бесперебойный

Так как q > 25 , то выбирается двухзвенный Г-образный LC-фильтр.

По дальнейший расчет ведется для одного звена , поэтому определи, коэффициент сглаживания одного звена:

2. 0пределим параметры элементов сглаживающего фильтра. Рассчитаем значения минимальной индуктивности дросселя фильтра формуле

Где U ₀ = 24B

I ₀ 12A

m = 6 — число импульсов выпрямленного напряжения за время одного периода;

• fc = 50Гц — частота напряжения в сети.

Рассчитаем значение величины емкости конденсатора для сглаживающею двухзвенного фильтра по формуле

Из таблицы № 1 (методического пособия) выбираем номинальную ёмкость конденсатора, исходя из рассчитанного значения ёмкости С и номинального напряжения конденсатора U _ном . величина которого должна быть:

U _ном >l.2U₀ = 1,2* 24 = 28,8 В.

По расчетам выбираем конденсаторы с оксидным диэлектриком (таблица №1).

Таблица 1 Конденсаторы с оксидным диэлектриком.

Измерительные трансформаторы напряжения. Измерительные трансформаторы ...

... в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое ... схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, ...

Тип	Номинальное напряжение, В напряжение, И	Номинальная емкость, мкФ
К 50- 12	6,3	10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 5000
	12	5; 10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2000
	25	2; 47; 10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 5000
	50	1; 2,2; 4,7; 22; 47; 100; 200
	100	1; 2,2; 4,7; 22; 50
	160	1; 2.2; 4,7; 10; 22; 47; 100; 200
К 50-18	6.3	100 000; 220 000
	10	100 000
	16	22 000; 68 000; 100 000
	25	15 000; 33 000; 100 000
	50	470; 10 000; 15 000; 22 000
	80	4700; 10 000; 15 000
	100	2200;4700; 10 000
	250	1000;4700
К 50-27	160	470; 1000
	250	10; 22; 47; 100; 220; 470
	300	10; 22; 47; 100; 220; 470
	350	4,7; 10; 22; 47; 100; 220
	450	2.2; 4,7; 10; 22; 47; 100; 220
К50-32А	16	15 000; 22 000; 33 000; 47 000
	40	4700; 10 000; 22 000
	63	1500
К 50-32	160	1000; 1500; 2200; 3300; 4700
	250	100; 450; 220; 330; 470; 680; 1000; 15 000; 2200
	350	47; 68; 100; 150; 220; 330; 470; 680; 1000
	450	17; 68; 100; 150; 220; 330; 470
К 50-38	6,3	47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 4700; 10 000
	16	47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 4700; 10 000
	25	22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200
	40	2; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200
	63	0; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200
	100	1,7; 10; 22; 47; 100; 220
	160	; 22; 4,7; 10; 22; 47; 100

К 50-32А.

Номинальное напряжение 40, Номинальная емкость 15000 мкФ.

Пересчитываем значение минимальной индуктивности дросселя фильтра с учетом номинальною значения ёмкости конденсатора.

2. На рис.1 представлена схема Г- образного LC-фильтра.

Рис. I. Схема Г образного LC-фильтра

Задание№2, Необходимо рассчитать и выбрать оборудование электроустановки, Исходными данными к расчету являются:, Ток нагрузки (ток аппаратуры), Номинальное напряжение питания аппаратуры, Мощность аварийного освещения Р, Время разряда аккумуляторной батареи, Конечное напряжение разряда одного аккумулятора

Решение

1 Рассчитаем ток аварийного разряда аккумуляторной батареи

где I _апп =130А;

• ток аварийного освещения, определяется по формуле

Р _ав.осв =0,6кВт=600Вт;

U _н =60В.

2. Определим тип аккумулятора в аккумуляторной батарее. Тип выбираемого аккумулятора зависит от тока аварийного разряда (I_ав ), времени разряда батареи (t_p ) и конечного напряжения разряда одного аккумулятора (U_{K . p .} ).

Выбираем тип аккумулятора из специальных таблиц.

Таблица I

Тип элемента	Ток разряда I разр ,(А) при Uкр =1,8 В/эл за время t0, (ч)
	0,5	1,0	2.0	3,0	5,0	8,0	10,0
40PZV200	153	108	71	54	37	25	22

16

14

50PZV250	183	132	88	67	46	32	27
60PZV300	210	154	104	80	56	39	33
50PZV350	221	164	111	85	59	42	35
60PZV420	250	189	131	101	71	50	42
70PZV490	274	212	150	117	82	58	49
60PZV600	320	255	185	147	105	73	62
80PZV800	500	380	261	202	131	96	83
100PZV1000	586	453	319	249	176	122	102
120PZV1200	655	518	374	295	210	144	120
120PZV1500	737	601	447	359	259	180	153
160PZV2000	982	801	596	478	345	240	204
200PZV2500	1228	1002	745	598	432	300	255

Таблица 2

Тип	Ток разряда I разр ,(А) при Uкр =1,75 В/эл за время t0 , (ч)
элемента	0,5	1,0	2,0	3.0	5.0	8.0	10.0
40PZV200	171	116	74	54	38	27	22
50PZV250	207	143	92	69	48	33	28
60PZV300	239	169	100	83	57	39	33
50PZV350	253	180	117	88	61	41	35
60PZV420	288	211	139	105	73	50	42
70PZV490	318	239	161	123	84	-8	49
60PZV600	373	280	202	155	106	75	63
80PZV800	580	422	277	210	144	99	84
100PZV1000	679	510	343	261	180	126	105
120PZV1200	70 3	589	406	308	216	147	124
120PZV1500	804	691	405	385	269	184	157
160P/V2000	1152	921	660	513	358	245	209
200PZV2500	1140	1152	825	640	448	306	262
240PZV5000	1728	1382	900	768	537	367	314

При выборе типа аккумулятор» необходимо соблюдать условие Ip., > 1„. где l _w — ток разряда выбранного аккумулятора.

То есть должно соблюдаться условие Iдо ‘ 1» МОЛ., Для выбора типа аккумуляторной батареи имеем следующие параметры: 1„ = 140Л;

П o таблице № 1 ближайшее большее значение тока разряда при пятичасовом разряде Iразр = 144А, что соответствует аккумулятору типа 80PZV800. 80PZV800 — это код аккумулятора.

В выбранном типе аккумулятора первое число кода соответствует количеству положительных пластин в аккумуляторе (п+).

В нашем случае п+ = 8., Отрицательных пластин на одну больше п- = (п+) +1, то есть п- = 8 + 1 = 9., Буквенное обозначение кода

После выбора типа аккумулятора необходимо определить тип пластины аккумулятора. Для этого определяется емкость пластины аккумулятора но формуле

где — номинальная емкость выбранного типа аккумулятора, п (+)- количество положительных пластин.

Выпускаются пластины следующих номиналов, Определим количество аккумуляторов

=

где U_мин — минимальное напряжение питания аппаратуры, равное 58 В;

? — допустимые потери напряжения в токораспределительной сети и коммутационно-защитной аппаратуре, равные 2,4 В;

• =1,8В — конечное напряжение разряда одного аккумулятора (В).

Количество аккумуляторов округляется до целого значения по правилам

Так как аккумуляторные батареи секционируются, то необходимо определить количество аккумуляторов в основной и дополнительной секциях. Количество аккумуляторов в основной секции определяется по формуле:

=

максимально допустимое напряжение на аппаратуре, принимается равным 66 В;

2,2В — напряжение непрерывного подзаряда одного аккумулятора.

Количество аккумуляторов в дополнительной секции определяется по формуле:

1. Выбор электропитающих стоек УЭПС.

Типы стоек УЭПС (универсальная электропнтающая стойка) приведены в таблицах 1 и 2. В этих же таблицах указаны все электрические параметры стойки и количество выпрямителей ВБВ на данной стойке.

ВБВ — выпрямитель с бестрансформаторным входом., При выборе стойки УЭПС необходимо иметь в виду, что максимальный ток стойки ( 1

1макс >

Таблица 1 — Для выбора электропитающих стоек УЭПС-2

Наименование стойки	Uh(B)	Umhii(B)	Имакс(В)	1макс(А)	Cos ц	количество ВБВ на стойке
УЭПС-2-24/200	24	21.5	28	200	0,99	2-4
УЭПС-2-24/400	24	21,5	28	400	0,99	5-8
УЭ1102-48/120	48	43	56	120	0,99	2 — 4
УЭГIC-2-48/240	48	43	56	240	0,99	5 — 8
УЭ1102-60/100	60	54	72	100	0,99	2 — 4
УЭПС-2-60/200	60	54	72	200	0,99	5 — 8

Таблица 2 — Для выбора электропитающих стоек УЭПС-3

Наименование стойки	Uh(B)	Umhh(B)	Имакс(В)	1макс(А)	COS (р	количество ВЬВ на стойке
УЭПС-3-60/150	60	54	72	150	0,99	6
УЭПС-3-60/300	60	54	72	300	0,99	12
УЭПОЗК-60/80	60	54	72	80	0,99	4
УЭПОЗ-48/180	48	43	56	180	0,99	6
УЭПОЗ-48/360	48	43	56	360	0,99	12
УЭГЮЗК-48/100	48	43	56	100	0,99	4

По таблице I МУ выбираем УЭПС — 2 — 60/200 с параметрами:

= 60В, = 54В, = 72В, 1 _макс = 200А; cos<ц = 0,99, количество ВБВ на стойке 8, 6 основных и 2 резервных.

Устройство УЭПС-2 — 60/200 предназначены для электропитания аппаратуры связи различного назначения номинальным напряжением 60 В постоянного тока в буфере с аккумуляторной батареей или без нее и представляют собой модульную электропитающую установку, собранную в одном шкафу.

Устройства обеспечивают:

одновременное питание нагрузки и заряд (непрерывный подзаряд) аккумуляторной батареи;

• защиту аккумуляторной батареи от разряда ниже допустимого уровня;

защиту от короткого замыкания батарейных цепей, выходных цепей любого из выпрямителей и цепей на любом выводе для подключения нагрузки;

селективное отключение любого неисправного выпрямителя, входящего в состав устройства;

• защиту устройств от длительного ухода напряжения сети переменного тока за допустимые пределы;
• местную и дистанционную сигнализацию.

2. Определим ток, потребляемый установкой из сети по формуле

где S — полная мощность, потребляемая электроустановкой из сети питания (кВА),

U л= 380В — линейное напряжение сети питания.

Полная мощность определяется по формуле

где Р — мощность, потребляемая аппаратурой при наличии напряжения в сети питания.

P =

cosц = 0,99 — коэффициент мощности выбранной электропитающей стойки.

S=

По рассчитанному току выбираем вводно-щитовое оборудование, щит переменного тока ЩПТА -4/200 на ток 200А

Задание №3

Необходимо начертить функциональную электрическую схему рассчитанной электропитающей установки (по своему варианту), описать назначения всего оборудования и описать один из режимов работы рассчитанной установки. Для вариантов 1.4,7,10 описать нормальный режим работы, т.е. описать работу установки при наличии напряжения в сети питания.

Решение

Стойка УЭПС — 2 — 60/200 предназначены для питания аппаратуры связи, выполнена на интегральных микросхемах. Работает в буфере с аккумуляторной батареей, а так же без неё. Стойка УЭПС- 2 — 60/200 обеспечивает питание аппаратуры напряжением 60В. Питание стойки осуществляется от сети трёхфазного напряжения 380(220) В и частотой 50 Гц.

Схема электрическая функциональная УЭПС — 2 — 60/200 представлена на рис.2.

Рис. 2. Схема электрическая функциональная УЭПС — 2 — 60/200 Структурная схема УЭПС-2 содержит следующие элементы:

1. Выпрямительные устройства ВБВ — для питания аппаратуры, подзаряда аккумуляторной батареи, а так же для её заряда.

2. Автоматические выключатели QI(Q2,Q3)- для защиты сети переменного тока от коротких замыканий.

3. Автоматические выключатели Q4 — Q11 — для подключения выпрямителей к шинам нагрузки и для защиты выпрямителей от короткого замыкания.

4. Автоматические выключатели QI2 (Q13) — для защиты аккумуляторной батареи.

5. Автоматические выключатели Q14, Q15, QI6 — для зашиты УЭПС и распределения цепей нагрузки.

6. Контактор К4 — для отключения аккумуляторной батареи от нагрузки при её разряде до заданного значения.

7. Шунт RS1 — для расширения пределов измерения тока нагрузки.

8. Шунт RS2 — для расширения пределов измерения тока аккумуляторной батареи.

9. Аккумуляторная батарея используется в качестве резервного источника питания при пропадании напряжения сети и в качестве сглаживающего фильтра.

10. Устройство индикации тока (У ИТ) — для контроля тока аккумуляторной батареи и перевода выпрямителей в режим заряда аккумуляторной батареи с последующим переводом в режим подзаряда (содержания).

11. Устройство контроля коммутации, защиты и сигнализации (контроллер)- обеспечивает мониторинг и управления установкой.

Работа УЭПС при наличии напряжения в сети (нормальный режим).

Рабочие ВБВ включены в режиме стабилизации напряжения и поддерживают на выходе необходимое для аппаратуры напряжение. Аккумуляторная батарея находится в режиме непрерывного подзаряда и получает от этих выпрямителей необходимый ток подзаряда. Резервный ВБВ отключён от нагрузки.

Резервирование выпрямителей ВБВ осуществляется их избыточностью, т.е. в нормальном режиме работы включены и работают на нагрузку все выпрямители. Исправные выпрямители питают нагрузку и подзаряжают аккумуляторную батарею, распределяя ток нагрузки между сооой.

В УЭПС 2

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/elektropitanie-ustroystv-i-sistem-telekommunikatsiy/

1. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций; Учебное пособие для вузов / В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др.- Москва: Горячая Линния-Телеком, 2009.

2. Щедрин, И.И. Энергоснабжение телекоммуникационных систем: Учебное пособие для СПО. Учебное пособие для СПО. — Москва: УМЦ Федерального агентства связи, 2012.

3. Хиленко, В. И. Электропитание устройств связи [Текст): учебник / В. И. Хиленко, А. В. Хиленко. — Москва: Радио и связь, 1995. — 223с.