Электропитание устройств связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Резервирование в системе электроснабжения

2. Определение качества питающих напряжений, вырабатываемых ЭПУ

3. Устройства автоматического включения резерва АВР

Заключение

Список используемых источников

Введение

Современная аппаратура связи, обеспечивающая эффективную работу всех подразделений, предъявляет жесткие требования к устройствам электропитания. Несоблюдение требований в отношении надежности, стабильности напряжения, величины пульсации и т.п. может привести к нарушению связи и управления технологическими процессами, поэтому роль электроустановок и организации бесперебойного электропитания в обеспечении четкой и безаварийной работы.

1. Резервирование в системе электроснабжения

Согласно ведомственным нормам технологического проектирования для электроснабжения предприятий связи должны использоваться два и более источников электропитания. Следовательно, требуются устройства, которые могут автоматически подключать нагрузку к любому исправному источнику Они получили название устройств автоматического включения резерва -- АВР. На предприятиях связи установка АВР производится со стороны низкого напряжения.

В нормальном режиме работы нагрузка питается от внешней сети. Если напряжение в сети отсутствует, то размыкается контакт К1 и замыкается контакт К2. Одновременно с этим выдается команда на запуск дизель-генераторной электростанции (АДЭС), которая замещает поврежденный ввод сети. После восстановления напряжения сети контакт К2 размыкается, контакт К1 замыкается/нагрузка вновь получает питание от внешней сети и АДЭС останавливается.

Устройство позволяет подключать нагрузки к любому из двух источников, имеющихся в электроустановке предприятия связи. Предположим, что оба источника находятся под напряжением и нагрузки через контакты К4 реле К4 питаются от первого источника. В этом случае контакты KL1, К2.1, К3.1 реле контроля напряжения KU К2 и КЗ замкнуты и обмотка контактора К4 находится под -напряжением. Размыкающие контакты /(7.2, К2.2, К3.2 реле контроля напряжения К1... КЗ, которые включены в цепь обмотки контактора К5, разомкнуты и через обмотку этого 'контактора ток не протекает. При отключении напряжения любой 'из фаз первого источника отпускает соответствующее реле контроля напряжения и его контакты отключают обмотку контактора К4, контакты К.4 размыкаются. После отпускания реле контроля напряжения через его размыкающие контакты К1 2 ... КЗ 2 напряжение на обмотку контактора Кб и его контакты подключают нагрузку ко второму источнику. Суммарное время переключения нагрузки может достигать 0,6... 0,8 с. Описываемое (устройство требует регулировки и чистки контактов, обладает сравнительно невысокой надежностью, поэтому в настоящее время начали широко внедряться более совершенные полупроводниковые устройства АВР.

Полупроводниковые АВР обладают большим быстродействием, высокой надежностью и практически не требуют обслуживания, В таких АВР применяются тиристоры, управление которыми осуществляется транзисторами и микросхемами. В качестве примера подобных АВР могут служить устройства переключения типа ТКЕ и ТКИ.

Электроустановкой - предприятия проводной связи называется комплекс сооружений, обеспечивающий электроснабжение предприятия, электропитание аппаратуры, освещение и функционирование других устройств, связанных с жизнедеятельностью предприятия связи как в нормальных, так и в аварийных условиях. в состав электроустановки входят линии электропередачи, трансформаторные подстанции, собственные электростанции, электрические сети технических территорий и помещений, электропитающие установки, средства электроосвещения, устройства вентиляции и кондиционирования воздуха.

Электропитающей установкой (ЭПУ) предприятия связи называется часть электроустановки, предназначенной для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойной подачи различных напряжений постоянного и переменного тока, необходимых для нормальной работы аппаратуры связи. в состав ЭПУ входят выпрямительные устройства, аккумуляторные батареи, агрегаты бесперебойного питания постоянным и переменным током, преобразователи и стабилизаторы напряжения, коммутационное оборудование и токораспределительные сети, связывающие между собой оборудование электропитания и аппаратуру связи.

Электроустановки предприятий связи должны отвечать следующим основным техническим требованиям: обеспечивать аппаратуру связи напряжениями необходимой стабильности, пульсация напряжения не должна превышать допустимые пределы, обеспечивать надежность и гарантии, необходимые для нормальной работы питаемой аппаратуры связи, обеспечивать максимально возможную степень автоматизации работы установки, обладать высокими значениями клт.д. и cos ф; строиться с максимальным использованием типового унифицированного оборудования и быть экономичными в строительстве и эксплуатации.

Одним из важных признаков, характеризующих системы и электропитающие установки, является наличие в их составе аккумуляторных 'батарей и способы их эксплуатации. По этому признаку системы могут быть разделены на 'буферную с подключенной к нагрузке аккумуляторной батареей, аккумуляторную с отделенной от нагрузки батареей и безаккумуляторную, так называемую двухлучевую систему. В буферной системе электропитания аккумуляторная батарея выполняет роль не только резервного источника, но также существенным образом влияет на устойчивость системы в целом и снижает .пульсации выпрямленного напряжения. 'Исследования систем электропитания, в состав которых входят выпрямители 'ВУК, показали, что с увеличением в нагрузке доли широтно-импульсных стабилизированных источников вторичного электропитания заметно ухудшаются условия устойчивой работы выпрямительных устройств и ЭПУ в целом. Шцротно-им-пульсные стабилизированные источники вторичного электропитания ИВЭ ло отношению к электропитающей установке являются нагрузками, которые характеризуются постоянным, отбором мощности при изменении входного напряжения. В случае снижения подаваемого на них напряжения ИВЭ потребляют больший ток, чем при повышенном напряжении. Это означает, что входное сопротивление источника с понижением входного напряжения тоже уменьшается. Если на входе источника напряжение будет расти, то будет также увеличиваться его входное сопротивление.

2. Определение качества питающих напряжений, вырабатываемых ЭПУ

Несмотря на многообразие структурных схем электроустановок имеются положения, которые являются общими при создании электроустановок предприятий связи.

В качестве основного источника электроэнергии для электроустановок предприятий проводной связи служат электрические сети энергосистем, районные и городские подстанции и распределительные пункты. Обычно к предприятию связи электроэнергия подводится при напряжении 6... 10 кВ. Распределение электроэнергии внутри предприятия связи осуществляется, как правило, трехфазным переменным током с напряжением 380/220 В. Показатели качества подаваемого на вход электроустановки переменного напряжения определяются ГОСТ «Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии и ее приемников, присоеди-'ненных к электрическим сетям общего назначения».

Показатели качества постоянного и переменного напряжений, подаваемых на аппаратуру связи, нормируются ГОСТ 5237--83-«Аппаратура электросвязи. Напряжения питания и методы измерений» и техническими условиями на аппаратуру. Указанный стандарт распространяется на стационарную аппаратуру связи и устанавливает значения напряжений на ее входе, а также методы их измерений. В соответствии с требованием стандарта обязательными напряжениями для питания аппаратуры являются номинальные напряжения постоянного тока 60 и 24 В, причем номинальному напряжению 60 В следует отдать предпочтение. Пределы изменения указанных напряжений могут составлять ±10%! и ( + 20...--Ю)% от указанных номинальных напряжений. Аппаратура должна также рассчитываться на воздействие одиночных импульсов напряжения прямоугольной формы с амплитудой ±20% от номинального значения в течение 0,4 с и плюс 40% от номинального значения в течение 0,005 с. Кроме того, аппаратура не должна повреждаться при понижении напряжения ниже указанных пределов и восстанавливать автоматически свою работоспособность при восстановлении питающего напряжения Однофазные или фазные напряжения трехфазной системы, на которые рассчитывается аппаратура, должны соответствовать номиналу 220 В при изменении в пределах 187...242 В включительно для питания аппаратуры от сети общего назначения и 213 .. ... 227 В включительно для питания аппаратуры с применением в ЭПУ устройств стабилизации напряжения. Пределы изменения частоты составляют 47,5... 52,5 Гц. Допускаемый коэффициент нелинейных искажений не более 10%. Значения напряжения измеряют на входных зажимах групповых устройств токораспределения и защиты, входящих в комплект аппаратуры, или на ее стойках Примером группового устройства токораспределения может служить токораспределительный щит, устанавливаемый в автоматном зале для литания новой электронной аппаратуры (коммутации. Частота переменного тока может измеряться в любых точках сети, питающей аппаратуру. Для измерения напряжений и частоты следует применять соответствующие приборы, погрешность которых должна быть на порядок ниже допускаемых предельных отклонений измеряемого значения.

В электроустановках предприятий связи резервирование внешней сети переменного тока осуществляется посредством собственных электростанций, оборудованных автоматизированными дизель-генераторными агрегатами. Число агрегатов, применяемых в собственной электростанции предприятия связи, выбирается в зависимости от условий электроснабжения и категории технологического злектроприемника. Если технологическими электроприемниками служат междугородные телефонные станции, телеграфные станции и узлы, узловые АТС, районные АТС емкостью более 20 000 номеров на районированной сети, ОУП кабельных магистралей, районные узлы связи для промышленных районов и АТС емкостью 3000... 20 000 номеров включительно на нерайонированных сетях, то при электроснабжении от двух независимых источников в электроустановке оборудуется станция с одним агрегатом. На сетевых узлах и узлах автоматической коммутации при тех же условиях электроснабжения в электроустановке применяются два агрегата Электроснабжение не узловых АТС емкостью 3000 .. ... 20 000 номеров включительно на районированных сетях допускается осуществлять от одного независимого источника при двух вводах. В этом случае электростанция оборудуется двумя автоматизированными агрегатами. (При электроснабжении от двух независимых источников в электроустановке собственная электростанция не оборудуется, а резервирование осуществляется от передвижных электростанций. Оборудование собственных электростанций, как правило, устанавливается с учетом обеспечения нагрузок при полном развитии предприятия связи. При применении нескольких агрегатов допускается поэтапная установка оборудования.

В электроустановках предприятий проводной связи предусматривается применение двух группных аккумуляторных батарей с расчетным временем разряда каждой из групп в час наибольшей нагрузки (ЧНН) по 0,5 ч. Исключения составляют электроустановки электронных и сельских АТС, в которых допускается использование батарей с большим запасом емкости. В подавляющем большинстве случаев в электроустановках применяются свинцовые аккумуляторы, работающие в режиме непрерывного под-заряда при напряжении (2,2±0,05) В на аккумулятор. На сельских предприятиях при нагрузках не более 25 А допускается применение щелочных аккумуляторов. В установке должны предусматриваться выпрямительные устройства, обеспечивающие заряд кислотных батарей при напряжении 2,3 ... 2,4 В на один элемент, а также их 'формовку и проведение контрольного заряд-разряда, При отсутствии аккумуляторов необходимой емкости допускается использование аккумуляторов меньшей емкости, включенных параллельно.

Электроустановки с применением аккумуляторных батарей обеспечивают следующие режимы работы:

- нормальный режим -- при наличии электроснабжения от внешних источников. Аппаратура получает питание от выпрямителей, а аккумуляторные батареи находятся в режиме непрерывного под-заряда;

- переходный режим -- при прекращении подачи напряжения от? внешних источников и до запуска собственной электростанции, когда потребители получают электроэнергию от разряжающихся аккумуляторных батарей; резервирование электроснабжение напряжение питающий

- режим работы от собственной электростанции или от восстановленного внешнего источника, при котором электропитание аппаратуры и автоматический дозаряд батарей производится о~$ выпрямительных устройств.

При размещении в одном здании различной аппаратуры о целью сокращения капитальных и эксплуатационных затрат обычно предусматривается использование общего оборудования электропитания. При этом электропитающая установка должна отвечать наиболее высоким требованиям, предъявляемым со стороны любого вида питаемой аппаратуры.

В процессе проектирования общей ЭПУ необходимо также рассмотреть и решить вопрос об электромагнитной совместимости подключаемой к ЭПУ аппаратуры. В обоснованных случаях допускается применение на одном предприятии нескольких ЭПУ.

Создание силовых полупроводниковых преобразователей и аккумуляторов закрытого типа с каталитическими пробками позволяет приступить к разработке децентрализованных ЭПУ, размещаемых в одних помещениях с аппаратурой связи. Приближение » ЭПУ к питаемой аппаратуре улучшает качество питающего напряжения питания, экономит цветной металл, требуемый для то-, ^распределительных сетей, повышает к.п.д. ЭПУ и уменьшает нежелательные взаимные влияния между различными видами аппаратуры.

На некоторых предприятиях связи внедрена без аккумуляторная двухлучевая система электропитания. Применение двухлучевой системы основано на условии, что не произойдет одновременного отключения или провал напряжения более чем на 40% номинального значения по обеим питающим линиям, идущим от независимых внешних источников. Другим' условием применения двухлучевой системы является обязательное технико-экономическое исследование целесообразности ее применения. При этом следует иметь в виду, что существующий и выпускаемый парк выпрямителей не рассчитан и не проверен для работы этих выпрямителей на нагрузку с отрицательным наклоном вольт-амперной характеристики, доля которой будет непрерывно возрастать по мере внедрения новой аппаратуры.

Электроустановки, использующие двухлучевую без аккумуляторную систему, обеспечивают режимы работы, при которых:

1) Потребители получают электропитание через выпрямители, одновременно получающие электроэнергию от двух независимых источников,

2) один из независимых источников отключен и выпрямители обоих лучей через устройства автоматичеокого ввода резерва подключены к одному исправному источнику,

3) потребители одновременно питаются от исправного независимого источника и собственной электростанции по двухлучевой схеме;

4) питание потребителей вновь переводится на два независимых внешних источника;

5) выпрямители обоих лучей подключены к собственной электростанции;

6) аппаратура питается от одного выпрямителя при неисправности другого

В перечисленных режимах можно отметить два свойства, которые могут неблагоприятно сказаться на работе питаемой аппаратуры 1) в режиме двухлучевого питания от внешней сети и собственной электростанции обязательна автоматическая синхронизация агрегатов электростанции с внешним источником, так как в противном случае на аппаратуре могут появиться пульсации с разностной частотой источников, которые не подавляются фильтрами выпрямителей, 2) замещение отключившегося внешнего источника собственной электростанцией и обратный перевод на восстановленный внешний источник могут вызвать в работе переходные процессы, которые следует учитывать при подключении к ЭПУ аппаратуры связи.

Бесперебойный переменный ток, требуемый для электропитания аппаратуры связи, в настоящее 'время обеспечивается с помощью агрегатов, в состав которых входят полупроводниковые выпрямители и инверторы, а в качестве резервного источника -- аккумуляторная батарея. Однако на сети связи до сих пор работают электромашинные агрегаты, которые используются для получения бесперебойного переменного тока.

Постоянно работающие агрегаты бесперебойного питания резервируются либо аналогичными агрегатами, либо внешней сетью. В обоих случаях замещение 'поврежденного агрегата производится автоматически. В случае замещения агрегата сетью необходимо предварительно решить вопрос о влиянии помех от сети на работу аппаратуры. Резервирование сетью можно применять только в том числе, если имеющиеся в сети помехи не приведут к сбою в работе питаемой аппаратуры.

Гарантированный переменный ток обеспечивается собственной электростанцией, которая после отключения внешнего источника автоматически принимает на себя нагрузку.

3. Устройства автоматического включения резерва АВР

Устройства автоматического включения резерва АВР предназначены для автоматического переключения потребителей на резервное питание при исчезновении нормального питания цепей управления, освещения и силового оборудования. Переключение с одного ввода на другой происходит за определенный промежуток времени, при этом временная установка может регулироваться. Параметры питающей электросети АВР следующие:

- Трехфазное напряжение--380/220В;

- Однофазное напряжение--220В.

Устройства АВР изготавливаются в исполнении шкафов ШО8300, ШУ8300, блоков БУ, панелей ПУ, ящиков ЯУ, Я8300 и т.д.

Возможны варианты устройств АВР:

Устройства автоматического включения резерва АВР с приоритетом первого ввода, когда электропитание потребителей осуществляется исключительно от первого ввода. В случае попадания напряжения на нем происходит переключение на второй ввод. При восстановлении напряжения на первом вводе происходит автоматический возврат на этот ввод.

Устройства автоматического включения резерва АВР с равноценными вводами может работать длительное время, как от первого, так и от второго ввода. В случае попадания напряжения на первом вводе или принудительном отключении электропитания, происходит автоматическое переключение на второй ввод, без возврата на первый, независимо оттого, что электропитание может быть восстановлено на первом вводе. Автоматическое переключение на первый ввод происходит в случае попадания электропитания на втором вводе, при условии наличия электропитания на первом вводе. Возможно ручное переключение с одного ввода на другой.

Устройства автоматического включения резерва АВР без возврата. При попадании электропитания на первом вводе, АВР автоматически переключается на второй ввод. При восстановлении электропитания на первом вводе, переключение производится только в ручном режиме.

АВР может работать в таком режиме, когда каждый ввод работает независимо от другого на своего потребителя. В случае выхода из строя одного из вводов, все потребители подключаются к исправному вводу.

С устройствами АВР могут быть совмещены:

- световая индикация и звуковая сигнализация;

- приборы учета и распределения электроэнергии;

Электромеханические АВР на контакторах наиболее распространены и имеют достаточно высокое быстродействие (десятки-сотни миллисекунд) среди электромеханических аппаратов, уступая только тиристорным. При двухвходовой и трехвходовой схеме АВР существует возможность ввести в дополнение к электрической механическую блокировку контакторов. Механическая блокировка выполняется на базе простого и надежного рычажного механизма. Количество вводов принципиально не ограничено и определяется логикой работы системы автоматики, управляющей контакторами.

Трехвходовые АВР на базе двухвходовых , как правило, выполняются на номинальные токи до 630 А. Это связано с конструктивным исполнением контакторов и управляемых выключателей. При токах, больших 630 А, трехвходовые АВР выполняются непосредственно на трех аппаратах . Механическая блокировка при этом производится специальным тросовым блокировочным механизмом.

Условия эксплуатации АВР:

- Высота над уровнем моря не более 2000 м.

- Температура окружающего воздуха от минус 40° до 40°С.

- Относительная влажность воздуха до 98% при температуре 25°С.

- Окружающая среда не должна содержать газы, жидкости и пыль в концентрациях, нарушающих работу аппаратов и приборов.

Группа условий эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды М3 по ГОСТ 17516.1-90.

Степени защиты, обеспечиваемые оболочками - IP31 и IP55, по ГОСТ14254-96.

НКУ АВР используются в электрических сетях с системами заземления по ГОСТ 30331.2-95 (МЭК 364-3-93):

- TN-S (нулевой рабочий и защитный проводники работают раздельно)

- TN-S-C и TN-C (нулевой рабочий и защитный проводники объединены)

- ТТ (непосредственная связь корпусов оборудования с землей).

НКУ АВР соответствуют требованиям безопасности установленными ГОСТ 22789-94.

Требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91.

НКУ подлежат обязательной сертификации.

НКУ изготавливаются для внутригосударственных поставок и поставок в страны СНГ, соответствуют ГОСТ Р 51732-2001, ГОСТ Р 51321.1-2000 ТУ 3434-001-53808908-04 (МЭК 60439-1-92)

Заключение

В данной контрольной работе были рассмотрены темы:

- резервирование в системе электроснабжения

- определение качества питающих напряжений, вырабатываемых ЭПУ

- устройства автоматического включения резерва АВР

Были рассмотрены понятия электроустановки(ЭП) и электропитающей установки(ЭПУ), требования предъявляемые к ним. Электроустановки с применением аккумуляторных батарей. Электроустановки, использующие двухлучевую без аккумуляторную систему. Условия эксплуатации АВР. Возможны варианты устройств АВР.

Список используемых источников

1. Бушуев В.М. «Электропитание устройств связи», М-2001

2. Бокуняев В.И. и др. «Электропитание устройств телекоммуникации», М-2000

3. Китаев А.В. и др. «Расчёт источников электропитания устройств связи», М-1999

4. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования: учебник / Под ред. О.Д. Гольдберга.-М.: 2001. -512с.

5. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, Бушуев В.М., Жерненко А.А. и др.; Под ред. Козляева Ю.Д. - М.; Радио и связь, 2004. - 328 с.

6. АТМ:Принципы и технические решения создания сетей/А.Н. Назаров, И.А. Розживин, М.В. Симонов.-М.: «Горячая линия-телеком».2002.-405с

7. Высокочастотные преобразователи: учебник / Ромаш Э.М., Дробович Ю.И., Юрченко Н.Н. и др. - М: Радио и связь, 2001.-165 с.

8. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ Бокуняев А.А., Горбачёв Б.В., Китаев В.Е. и др.;Под ред. Китаева В.Е. - М; Радио и связь, 2004.-320с.

9. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи/ В.И. Гордиенко, В.В. Крухмалев.-М.: «Радио и связь». 2004.-341с.

10. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, В.М. Бушуев, А.А. Жерненко и др.; Под ред. Ю.Д. Козляева - М.; Радио и связь, 2006-328 с.

11. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев , Б.В. Горбачёв, В.Е. Китаев и др. Под ред. В.Е. Китаева - М; Радио и связь, 2003 -320 с.

Размещено на Allbest.ru