Проектирование электропитающей установки телекоммуникационного оборудования связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Расчетно-пояснительная записка

по дисциплине «ЭПУ»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ (ЭПУ) ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ СВЯЗИ

Студент

Д.А. Пфлюк

Омск 2015



Реферат

УДК 656.25:621.311.6(075.8)

УДК 656.25:621.311.6(07)

Курсовая работа содержит 32 страницы, 6 рисунков, 27 формул, 6 таблицы, использовано 4 источников, 3 приложения.

Электропитающая установка, выпрямитель, аккумуляторная батарея, аварийное освещение, устройство гарантированного питания, стабильность напряжения, токораспределительная сеть.

Цель курсовой работы: получить навыки проектирования ЭПУ домов связи и линейных станций, ознакомиться с электропитанием телекоммуникационного оборудования связи, выполнить расчеты параметров ЭПУ.

В ходе курсового проекта была рассчитана электропитающая установка для аппаратуры автоматики и связи.

Использованное ПО: Microsoft Word 2010, Microsoft Visio 2010.



Содержание

Введение

1. Выбор системы электропитания в соответствии с категорией надежности, составление структурной схемы ЭПУ

2. Расчет емкостей и числа элементов аккумуляторных батарей

3. Выбор источника бесперебойного питания для нагрузок, F=50 Гц

4. Расчет потребляемого тока ИБП (инвертора) от батарей в аварийном режиме

5. Выбор выпрямителей - преобразователей постоянного и переменного токов

6. Проверка качества постоянного напряжения на выходе ЭПУ

7. Расчет и выбор входных устройств переменного тока и дизель-генератора

8. Выбор устройств (модулей) электропитания постоянным током, составление функциональной схемы

9. Расчет надежности ЭПУ

10. Размещение оборудования ЭПУ

11. Составление технического паспорта ЭПУ

Заключение

Библиографический список

Приложение



Введение

Электроустановкой (ЭУ) называется такая установка, в которой электроэнергия производится, преобразуется, распределяется и потребляется. Электроустановки предприятий междугородной проводной и радиорелейной связи включают в себя весь комплекс энергетических сооружений предприятия: устройства электроснабжения, резервные или постоянно действующие дизельные электростанции, электропитающие установки (ЭПУ). В состав ЭПУ входят выпрямительные устройства, устройства гарантированного электропитания (УГП) со щитами управления, аккумуляторные батареи, оборудование стабилизации регулирования, распределения и коммутации напряжения.

Система электропитания стационарных устройств связи и автоматики - сложный комплекс, на который приходится более 40 % количества повреждений и стоимости оборудования.

По уровню надежности электропитающие установки (ЭПУ) связи и автоматики разделяют на электроприемники I, I особой и II категорий.

К ЭПУ особой группы I категории надежности относят посты ЭЦ, узлы связи с количеством портов (абонентов) более 10000, узлы междугородной и международной связи, узлы связи, соединенные с узлами оперативных служб.

К ЭПУ II категории надежности относят узлы местной связи с количеством портов до 1024, базовые станции подвижной связи.

Питание ЭПУ I категории и особой группы I категории осуществляют от двух фидеров внешнего электроснабжения. Для особой группы обязательно наличие дополнительно автоматизированной дизель-генераторной установки (АДГУ) при двух фидерах питания и двух АДГУ - при одном фидере.

Для питания ЭПУ II категории в качестве одного из двух независимых источников допускается использование ДГУ.

На время переключения фидеров или ввода ДГУ в устойчивую работу питание ЭПУ особой группы I категории должно осуществляться при максимальной нагрузке от АБ в течение не менее 2-х часов, питание ЭПУ I категории - не менее 8-и часов, а ЭПУ II категории - не менее 24-х часов.

По мере появления новых технических средств проводится совершенствование оборудования электроустановок, позволяющее повысить надежность работы и снизить трудоемкость его обслуживания. В связи с внедрением новых полупроводниковых систем аппаратуры связи предъявляются более жесткие требования к качеству напряжения источника питания: фильтрации, стабилизации напряжения на нагрузке, как в стационарном, так и в переходных (динамических) режимах. Это привело к необходимости разработки новых систем и оборудования электропитания: выпрямительных устройств, имеющих лучшие динамические характеристики, устройств гарантированного питания постоянным током, регулирующих и коммутирующих устройств полупроводниковой аппаратуры, а также к проведению модернизации некоторого оборудования.



1. Выбор системы электропитания в соответствии с категорией надежности, составление структурной схемы ЭПУ

В соответствии с данной в задании категорией надежности электроснабжения (Iо) выбираем систему электропитания.

Электропитающее устройство должно обеспечивать гарантируемое (надежное) электроснабжение и бесперебойное электропитание потребителей в соответствии с их категорией по надежности электроснабжения.

Согласно ведомственным нормам технологического проектирования к потребителям I особой категории относятся следующие устройства (СЦБ и связи): оборудование постов ЭЦ с числом стрелок более 30, центральных постов ДЦ, узлов междугородной и международной телефонной связи, узлов зоновой и местной телефонной связи с количеством портов более 10000, радиорелейные станции, нагрузки гарантированного освещения и вентиляции перегонных устройств.

Перспективной системой электропитания с учетом требований к надежности ЭПУ автоматики и связи является безаккумуляторная система, предназначенная для электропитания потребителей I особой категории. Безаккумуляторная система электропитания организуется по двум схемам. Ниже на рис 1.1 представлена лучевая схема питания.

Лучевая схема питания предусматривает два независимых фидера энергосистемы и резервную АДЭС. В качестве дополнительного источника электропитания используется АБ I группы (контрольная). Один из фидеров энергосистемы постоянно включен и является основным источников электропитания, второй фидер и АДЭС отключены и являются резервными.



Рисунок 1 - Лучевая схема питания

По заданным параметрам нагрузки и категории надежности электроснабжения составляем структурную схему ЭПУ для потребителей электропитания I особой категории надежности.

Структурная схема ЭПУ включает в себя Ф1 - фидер внешнего электроснабжения, ВВУ - вводные устройства для распределения внешнего питающего напряжения, включающие в себя вводные щиты, шкафы, узлы автоматического включения резерва (АВР), ДГУ - дизель-генераторную установку мощность которой должна обеспечивать нормальную работу всей системы во время отключения фидеров внешнего электроснабжения, ВУ - выпрямители, ССПН - стойки стабилизаторов постоянного напряжения, КВ - конверторы, ИТ - инверторы, ЩР - распределительные щиты, для организации гарантированного питания используем источник бесперебойного питания.

Структурная схема ЭПУ приведена в Приложении А.



2. Расчет емкостей и числа элементов аккумуляторных батарей

Расчет ведется при аварийном режиме ЭПУ, когда основная нагрузка и ее преобразователи получают электроэнергию только от АБ.

Аккумуляторы выбираются по величине номинальной емкости:

где - температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора, 1?С;

Р - коэффициент интенсивности разряда (Р = 0,61);

- температура электролита ( для зданий с центральным отоплением);

- температура, при которой аккумулятор отдает номинальную емкость.

Величина разрядной емкости аккумуляторных батарей рассчитывается по максимальному разрядному току и максимальной длительности t разряда аккумуляторной батареи. По заданию время разряда равно 2 ч.

Основными параметрами АБ является фактическая, номинальная емкости напряжение на одном элементе и число элементов АБ. Величина разрядной емкости рассчитывается по формуле:

Рассчитаем и для двух батарей:

;

;

;



.

Выбираем аккумуляторы СК-10 в качестве первой АБ и СК-12 в качестве второй.

Общее число элементов в АБ выбирается из условия минимально допустимого напряжения на нагрузке и рассчитывается по формуле:

где - минимально допустимое напряжение, которое находится путем вычитания из номинального напряжения величины отклонения напряжения;

- допустимое падение напряжения в токораспределительной сети;

- минимально допустимое напряжение на одном элементе батареи, для кислотных аккумуляторов(Uэл.мин=1,8В).

Рассчитаем общее число элементов в АБ для нагрузки в 48В:

;

.

Рассчитаем общее число элементов в АБ для нагрузки в 12В:

;

.

Напряжение всей батареи будет меняться в следующих пределах:



,

,



3. Выбор источника бесперебойного питания для нагрузок, F=50 Гц

ИБП - источник переменного тока, гарантирующий бесперебойное электропитание потребителей СЦБ и связи, которые в нормальном режиме работы ЭПУ получают электропитание от внешних источников энергосистемы или от автоматической дизельной электростанции (АДЭС).

Целью проектирования ИБП является разработка системы электропитания с заданными выходными параметрами. В качестве резервных источников электропитания используется аккумуляторные батареи или инерционные маховики, поэтому ИБП классифицируются как статические и кинетические. В соответствии с заданием, в состав ЭПУ должен входить источник бесперебойного питания (ИБП) мощностью P=5,2 кВТ с переменным выходным напряжением 220 В.

Выбираем в качестве устройства гарантированного питания СИБПБ6БА. 9-11 мощностью 6000ВА/5400Вт КПД=91%, тип On-line.

Входная мощность (мощность потребления) ИБП определяется по формуле:

,

где - КПД ИБП по паспорту;

- мощность ИБП по паспорту.

.

Схема ИБП представлена на рисунке 2.



Рисунок 2 - Схема ИБП



4. Расчет потребляемого тока ИБП (инвертора) от батарей в аварийном режиме

Инверторы предназначены для преобразования напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока 220 В. Схемы инверторов часто построены по технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ), имеют высокие мощность и эксплуатационные характеристики. Промышленностью выпускаются следующие типы инверторов: ИЭС-30; ИЭС-15000; ИЦ-1500; ИТ-03; ИАТ-1000-2.

Входной ток преобразователя рассчитывается по формуле:

,

Выбираем инвертор МАП SIN Pro Hibrid «Энергия» 18.0/48 в количестве одной штуки.



5. Выбор выпрямителей - преобразователей постоянного и переменного токов

В буферных электропитающих установках применяются зарядно-буферные, буферные, вольтодобавочные и вспомогательные выпрямительные агрегаты для компенсации саморазряда аккумуляторов.

В ЭПУ автоматики используют выпрямители нестабилизированные и стабилизированные. Нестабилизированные используются как выпрямители содержания АБ (для подзаряда). Для питания основных нагрузок используют только стабилизированные выпрямители. По устройству стабилизации выпрямители делятся на буферные (автостабилизация напряжения) и зарядно-буферные (автостабилизация тока). При высокой надежности электроснабжения аварийные разряды батарей происходят редко, следовательно, и заряд будет происходить тоже редко, поэтому зарядно-буферные выпрямители будут использоваться неэффективно.

Основными электрическими параметрами выпрямительных агрегатов являются: максимальное выпрямленное напряжение, максимальный выпрямленный ток и напряжение пульсации.

Выпрямители выбираются по номинальному напряжению и максимально выпрямленному току.

,

где - максимальный ток нагрузки, А;

- время разряда, ч;

- количество параллельно включенных рабочих ВУ.

Максимально выпрямленный ток для первой нагрузки:



.

Берем 4 выпрямителя Inelt Monolith XL 200 с выходным током 80А и диапазоном выходного напряжения от 285 до 475В Рвых=160 кВт, КПД=0.9.

Максимально выпрямленный ток для второй нагрузки:

,

Берем 2 выпрямителя Victron MultiPlus Quattro 12/5000/200-100/100 с выходным током 220А, Рвых=5 кВт, КПД=0.9.

Максимально выпрямленный ток для третей нагрузки:

,

Берем 4 выпрямителя AC/DC постоянного тока 380/220 PSR 380 220VDC c выходным напряжением 220В, Рвых=8 кВт, КПД=0,90.



6. Проверка качества постоянного напряжения на выходе ЭПУ

Фактическое изменение напряжения на нагрузках в аварийном режиме работы ЭПУ не должно выходить за допустимые заданные пределы. Пределы изменения напряжения заданы стабильностью напряжения на нагрузках. Если фактическое зименение напряжения находиться за допустимыми пределами, необходимо использовать схемы резервирования.

В курсовой работе необходимо обеспечить стабильность напряжения на нагрузках в пределах ±15,2%. Произведем расчет необходимого и фактического напряжений по формулам для каждой нагрузки:

;

.

Пределы фактического напряжения для первой нагрузки:

;

.

Допустимые пределы напряжения для первой нагрузки:

;

.

Рисунок 3 - Проверка качества напряжения на первой нагрузке



Пределы фактического напряжения для второй нагрузки:

;

.

Допустимые пределы напряжения для второй нагрузки:

;

.

Рисунок 4 - Проверка качества напряжения на второй нагрузке

Фактическое значение падения напряжения на всех нагрузках входит в допустимые пределы.



7. Расчет и выбор входных устройств переменного тока и дизель-генератора

Резервная электростанция вводится в состав ЭПУ для повышения надежности электроснабжения, для электроснабжения гарантированных нагрузок особенно при длительных аварийных перерывах.

Выходная мощность АДЭС должна быть достаточной для питания и нормального функционирования всех элементов (устройств) проектируемого ЭПУ в течение всего времени отсутствия внешнего электроснабжения от энергосистемы.

Резервная дизель-электростанция выбирается по активной мощности при аварийном отключении питающих фидеров переменного тока энергосистемы:

;

где - максимальный ток нагрузки, А;

- максимальное напряжение на зажимах АБ, В; - мощность ИБП; - КПД ВУ и ИБП;

- потребляемая мощность кондиционера релейной (автозала), ;

- потребляемая мощность прибора ОПС с дополнительной автоматикой, ;

- собственные нужды, .

Мощность АДЭС:

Исходя из, выше предложенного, расчета выбираем ДГА - 48.

По фидерам внешнего энергоснабжения 380/220В, 50 Гц напряжение подается к вводным устройствам электропитания. Шкафы и щит переменного тока предназначены для ввода, переключения, защиты ЭПУ от перенапряжений и токов короткого замыкания.

Максимальная активная мощность, потребляемая от сети, больше мощности АДЭС на величину дополнительных не гарантируемых нагрузок: (мастерские); - общее освещение; - общая вентиляция помещения поста ЭЦ, дома связи.

Активная мощность фазы фидера определяется по формуле:

,

.

Реактивная мощность, потребляемая от сети, рассчитывается через активную для отдельных групп нагрузки, имеющих одинаковый коэффициент мощности - .

Для освещения ; для моторной нагрузки (мастерские) общая вентиляция ; для выпрямителей, конверторов, инверторов, ИБП .

Реактивная мощность фазы фидера:

;

;

;

.



Полная мощность, потребляемая от сети:

,

где - сумма всех активных мощностей;

- сумма реактивных мощностей отдельных групп нагрузки.

.,

Максимальный ток фазы и номинальные токи однофазных нагрузок используется для выбора шкафов, щитов и панелей переменного тока, выпускаемых промышленностью. Максимальный ток фазы фидера, потребляемый из трехфазной сети переменного тока, определяется по формуле:

.

По полной мощности и максимальному току фазы выбираем щит коммутации на стороне переменного тока типа ЩВП 73 для ввода 3х фидеров.

Выбираем ЩВРА 380/100-21п. Шкаф предназначен для ввода и резервирования по потребителям электрической энергии трехфазного/однофазного, переменного тока номинального напряжения 380/220 В, 50 ГЦ, а также для защиты вводов сетей и потребителей от перегрузок и токов короткого замыкания.



8. Выбор устройств (модулей) электропитания постоянным током, составление функциональной схемы

Рассчитаем ток выключателей для вводных фидеров:

.

Автоматические выключатели вводных фидеров выбираем типа

ВА 57-35:7.

Рассчитаем ток выключателей для трех заданных нагрузок:

;

;

.

Автоматические выключатели выбираем для первой и третей нагрузки типа ВА 51-35:1, а для второй нагрузки типа ВА 51-25:1.

Рассчитаем ток контакторов для вводных фидеров:

.

Контакторы для вводных фидеров выбираем типа КТ 60-33:3 с током 250А.

Рассчитаем ток предохранителей для вводных фидеров:

.



Предохранители для вводных фидеров выбираем типа ПКТ 103-10-160-31,5-УЗ-КЭАЗ.

Для первой нагрузки выбираем УЭПС-2 48/80-44-1, 19 дюймов. Габариты , Объем шкафа равен , от общего объема, будет занято выпрямителями.

Для второй и третей нагрузки выбираем УЭПС-2 48/480-88, 19 дюймов. Габариты , Объем шкафа равен , от общего объема, будет занято выпрямителями, - занято инвертором.

УЭПС обеспечивают:

а) автоматическое включение выпрямителей при восстановлении сети переменного тока;

б) селективное отключение любого неисправного выпрямителя при повышении его выходного напряжения на 2-3В выше установленного;

в) автоматическое отключение АБ при снижении напряжения менее 1.75 В на один элемент АБ выше 2.5 В

г) автоматическое изменение установки выходного напряжения выпрямителей в режиме непрерывного подзаряда;

д) индикацию выходного тока и напряжения выпрямителей и стабилизаторов при температуре окружающей среды выше 40 градусов;

е) ручную тест-проверку АБ;

Функциональная схема ЭПУ приведена на рисунке Б.1 в Приложении Б.

9 Расчет токораспределительной сети

Токораспределительная сеть должна отвечать следующим требованиям:

1) не создавать опасной ситуации для здоровья обслуживающего персонала и окружающей среды;

2) иметь достаточную механическую прочность и хорошую изоляцию;

3) обеспечить наименьшие эксплуатационные затраты;

4) потери в токораспределительной сети не должны превышать допустимых значений для отдельно взятых номиналов напряжения.

Параметры токораспределительной сети потребителей постоянного тока рассчитываются для максимальных токов нагрузки. Схема ТРС составлена на основании задания. Конфигурация ТРС произвольная и составлена по алгоритму.

Общая длина ТРС делится между участками произвольно, токи ТРС распределяются согласно первому закону Кирхгофа. Схема ТРС представлена на рис. 4.

Рисунок 5 - Схема ТРС

Токораспределительная сеть U1 имеет 16 участков с общей длиной 88 м, напряжение 48 В, ток, 80 А.

Рассчитаем сечение проводника на первом участке (1-2) по формуле:

,

где n=2 - проводимость ТРС;

- суммарный токовый момент, Ам;

- удаленная проводимость алюминиевых жил кабеля типа АВВГ составляет 33 м/(Ом), кабеля типа ВВГ с медными жилами - 57 м/(Ом);

- допустимое падение напряжения на первом участке.

.

По расчетным значениям -сечения проводника выбираем стандартный проводник сечением 10 .

Для токораспределительной сети выбираем медный проводник для снижения нагрева проводников.

Рассчитаем фактическое падение напряжения для первого участка:

,

где - токовый момент первого участка [Ам];

- стандартное сечение проводника, .

.

Расчет параметров ТРС для участка №3:

,

где и - токовые моменты первого и второго участков, Ам;

- фактическое падение напряжение первого участка, В.

.

По расчетным значениям -сечения проводника выбираем стандартный проводник сечением 10 .

.

Расчет параметров ТРС для участка №2:

.

По расчетным значениям -сечения проводника выбираем стандартный проводник сечением 1,5 .

.

Дальнейший расчет параметров ТРС для оставшихся участков проводится аналогично. Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результат расчета ТРС

№ участка	Координаты участка	Ток участка, А	Длина участка, м	Токовый момент, Ам	Сечение провода,	Факт. пад. напр., В	Материал провода	Сечение провода,
1	1-2	5	6	30	9,649	0,105	медь	10
2	2-3	5	5	25	0,586	0,584	медь	1,5
3	2-4	5	6	30	9,03	0,105	медь	10
4	4-5	5	5	25	1,89	0,35	медь	2,5
5	5-6	5	5	25	0,84	0,58	медь	1,5
6	5-7	5	5	25	0,84	0,58	медь	1,5
7	4-8	5	6	30	7,068	0,105	медь	10
8	8-9	5	5	25	0,68	0,584	медь	1,5
9	8-10	5	6	30	6,14	0,105	медь	10
10	10-11	5	6	30	5,79	0,175	медь	6
11	11-12	5	5	25	0,87	0,584	медь	1,5
12	11-13	5	6	30	4,88	0,175	медь	6
13	13-17	5	6	30	1,26	0,701	медь	1,5
14	13-14	5	5	25	3,38	0,229	медь	4
15	14-15	5	5	25	1,43	0,58	медь	1,5
16	14-16	5	6	30	1,72	0,42	медь	2,5

Токовый момент = 856+855=440 Ам.

Проверка: суммируем действительную потерю напряжения на участках 1, 3, 7, 9, 10, 12, 14, 16 и сравниваем полученное значение с допустимым:

1.409 В < 1.6 В

Расчёт токораспределительной сети сделан, верно.



9. Расчет надежности ЭПУ

Согласно нормам технологического проектирования надежность - это свойство обьекта сохранять свои функции во времени.

Надежностью ЭПУ называется способность обеспечивать электропитание потребителей в определенных условиях эксплуатации в установленном промежутке времени.

Определение показателей надежности элементов ЭПУ производится с помощью расчетной схемы надежности, которая составляется на основе структурной схемы ЭПУ. В этой расчетной схеме все элементы(блоки), при повреждении которых нарушается заданный режим работы потребителей, включаются последовательно, а элементы, резервирующие друг друга, - параллельно. батарея выпрямитель токораспределительный сеть

Расчетная схема надежности ЭПУ, приведена на рисунке 5. Исходными данными для расчета показателей надежности служат интенсивность отказов элементов ЭПУ л(t) и надежность внешнего электроснабжения для потребления I(особой) категории P(t)=0,996.

При экспоненциальном законе распределения и временной независимости отказов надежность ЭПУ вычисляется по формуле:

где л - интенсивность отказа элемента или средняя интенсивность элементов ЭПУ, 1/ч;

t - время безаварийной работы ЭПУ или интервал времени, за которое определяется вероятность отказов согласно заданию.

Нормированное значение надежности всего ЭПУ по формуле:

,



где t - время безаварийной работы ЭПУ.

.

Надежность последовательно включенных элементов ЭПУ

Надежность параллельно включенных элементов ЭПУ

где n и m - число элементов, включенных последовательно и параллельно.

Таблица 2 - Допустимые значения интенсивности отказа элементов ЭПУ

Оборудование	Интенсивность отказа ,1/ч
Вводной щит ЩВП-73	1,6
Шкаф ввода и распределения резерва переменного тока ШВРА	9
Щит переменного тока ЩДГА	8
Резервная электростанция АДЭС	666,6
Кислотная АБ	0,5
Автоматизированный AC/DC более 10 кВт	79,9
Конвертор DC/DC (РН)	2
Панели СЦБ и связи более 10 кВт (УЭПС)	2,1
Щит заземлений ЩРЗ	0,5



Рисунок 6 - Расчетная схема надежности ЭПУ

Рассчитаем надежность всех элементов ЭПУ:

;

;

;

;

;

;

;

.

Рассчитаем надежность первого тракта - нормальный режим работы ЭПУ:

;

;

;

;



;

;

;

;

;

;

.

надежность ЭПУ в норме.



10. Размещение оборудования ЭПУ

Категория надежности электроснабжения, из исходных данных, Iо. Для Iо выбираем безбатарейную систему питания.

На постах ЭЦ, ДЦ, в домах связи и других подразделениях ШЧ и РЦС для размещения оборудования ЭПУ при безбатарейной системе электропитания необходимы следующие помещения:

дизельная и ее вспомогательные помещения;

щитовая - с размещением АБ в одном помещении с преобразовательно-выпрямительным оборудованием.

Габаритные размеры устройств электропитания приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Габариты устройств электропитания

Устройство ЭПУ	Габариты, мм	Площадь,
	длина	ширина	глубина
ДГА-48	400	2340	2400	0,936
ЩДГА	600	700	1800	0.42
ЩРЗ	350	400	100	0.14
ШВРА	2250	800	600	1.8
ЩВП-73	1700	1000	700	1.7
УЭПС	2050	550	600	1.127

Рассчитаем площади для устройств ЭПУ:

;

;

;

;

;

.

Размеры ярусов высчитываются из расчета формулы:



.

При расчете помещений для размещения ЭПУ допускается

,

где - площадь размещаемого оборудования. Минимальная площадь для размещения ЭПУ кратна 9м2.

,

где - площадь щитовой;

- площадь дизельной.

;

=30,615, .

План размещения оборудования ЭПУ представлен на рисунке в Приложении В.



11. Составление технического паспорта ЭПУ

Энергоснабжение

1. Наименование энергосистемы (электростанции) от которой ЭПУ получает электроэнергию: ОАО «РЖД»;

2. Напряжение внешней сети: 110 кВ;

3. Напряжение и число фаз распределительной сети: четырехпроводная система 3 фазы;

4. Мощность собственной резервной электростанции: 48 кВт;

5. Система электропитания постоянным током: безаккумуляторная система электропитания потребителей, лучевая схема питания;

6. Категория надежности энергоснабжения: Iо.

Линии электропередачи

Таблица 4 - Параметры линии электропередач

Название фидера	Протяж., м	Величина тока фазы фидера, А	Марка кабеля, сечение,	Полная мощность фидера, кВА	Кто обслуживает энерго-систему
ТП-1 (осн.)	200	79,96	ВБбШв 4400	52,7	ОАО «РЖД»
ТП-2 (рез.)	200	79,96	ВБбШв 4400	52,7	ОАО «РЖД»

Электрооборудование

Таблица 5 - Состав оборудования

Наименование энергетического оборудования	Тип оборудования	Кол-во	Вых. напр., В	Выходная мощность, Вт	Напряжение потребления, В	КПД	Коэфф.мощности на нагр.,
Резервная электростанция	ДГА-48	1	220	48000	-	-	0,8
ИБП	СИПБ6БА.9-11	1	220	5400	380	0,91	0,99
Выпрям.-преобраз. AC/DC	Inelt Monolith XL 200	4	48	160000	380	0,9	0,8
	Victron MultiPlus Quattro 12/5000/200-100/100	2	12	10000	380	0,9	0,9
	AC/DC постоянного тока 380/220 PSR 380 220VDC	4	220	8000	380	0,9	0,9
Инверторы DC/AC	МАП SIN Pro Hibrid «Энергия» 18.0/48	1	220	12000	380	0,9	0,9
Шкафы, щиты переменного тока	ЩВРА 380/100-21п(с)	1	380	-	380	-	-
	ЩВП-73	1	380	-	380	-	-
	ЩДГА	1	380	-	380	-	-
Щит рядовой защиты	ЩРЗ	1	-	-	-	-	-
Автомат. Выключатели ВА1-ВА14	ВА 57-35	14	-	-	-	-	-
Автомат. Выключатели ВА16, ВА17, ВА19	ВА 51-35	3	-	-	-	-	-
Автомат. Выключатели ВА18	ВА 51-25	1	-	-	-	-	-
Контакторы КТ1-КТ5	КТ 60-33:3	5	-	-	-	-	-
Предохран. ПР1-ПР11	ПКТ 103-10-160-31,5-УЗ-КЭАЗ.	11	-	-	-	-	-



Таблица 6 - Ведомость аккумуляторов

Тип батареи	Наименование, индекс батареи	Кол-во элементов, шт.	Емкость батареи, АЧ	Номинальное напряжение батареи, В	Дата установки батареи, год
Кислотный	СК-10	1	360	48	10.04.2016
Кислотный	СК-12	1	432	220	10.04.2016



Заключение

В ходе курсовой работы получили навыки проектирования ЭПУ домов связи и линейных станций, ознакомились с электропитанием телекоммуникационного оборудования связи, выполнили расчеты параметров ЭПУ. При выполнении курсовой работы разработали электропитающую установку для устройств автоматики и связи. Электропитающая установка обеспечивает бесперебойное питание потребителей 48В, 12В и 220В, а так же аварийное освещение и гарантированное питание. Для электроснабжения Iособой категории надежности была выбрана безаккумуляторная система электропитания потребителей с лучевой схемой питания.

Рассчитали емкость и число элементов аккумуляторных батарей. При расчете учитывали ток для первой нагрузке, а для складывали токи второй, третей нагрузки, а так же ток негарантированного освящения. В результате чего были выбраны две батареи, типа СК-10 и СК-12.

В соответствии с заданием в состав ЭПУ добавили источник бесперебойного питания (ИБП) мощностью P=5,2 кВТ с переменным выходным напряжением 220 В. В качестве устройства гарантированного питания выбрали ИБП типа On-line и рассчитали входную мощность. Выяснили, что для преобразования напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока 220 В необходимо выбрать инвертор, в результате был выбран инвертор МАП SIN Pro Hibrid «Энергия» 18.0/48 в количестве одной штуки. По номинальному напряжению и максимально выпрямленному току определили тип выпрямителей и их необходимое количество. Таким образом, на 1ой нагрузке мы поставили 4 выпрямителя, на второй нагрузке поставили 2 выпрямителя и на 3ей нагрузке выпрямители в количестве трех штук. После выбора выпрямителей мы проделали расчет необходимого и фактического напряжений, чтобы убедиться в стабильности напряжения на нагрузках. В результате фактическое значение падения напряжения на всех нагрузках входит в заданные допустимые пределы в размере 15,2%.

В состав ЭПУ ввели резервную электростанцию для повышения надежности электроснабжения. Резервная дизель-электростанция особенно полезна при длительных аварийных перерывах. По результатам расчета активной мощности выбрана ДГА - 48. Посчитана полная мощность, потребляемая от сети, . Для выбора шкафов, щитов и панелей переменного тока мы рассчитали максимальный ток фазы фидера,., в следствии чего были выбраны щит коммутации типа ЩВП 73 для ввода 3х фидеров, ЩВРА 380/100-21п. Проделали выбор автоматических выключателей, контакторов и предохранителей для вводных фидеров, а также выбрали для нагрузок УЭПС.

Произвели расчёт токораспределительной сети для нагрузки 48 В длиною 88 м, разбитая на 16 участков., выбрав самый длинный участок, просуммировали действительную потерю напряжения и сравнили полученное значение с допустимым. Расчет был проделан, верно, после чего был сделан расчет надежности ЭПУ - надежность ЭПУ в норме. Расчетная схема надежности приведена на рисунке 5 в пункте 10.

После всех расчетов и выбора аппаратуры, мы размещали оборудования ЭПУ и составляли функциональную схему. Функциональная схема и схема размещения оборудования представлены в Приложении Б и Приложении В соответственно. По категории надежности электроснабжения мы определили систему электропитания. Для Iо выбираем безбатарейную систему питания. Вся аппаратура представлена в техническом паспорте ЭПУ в пункте 12.



Библиографический список

1. Митрохин В.Е., Бычков Е.Д., Батраков С.А. Проектирование электропитающих устройств телекоммуникационных систем, автоматики, телемеханики и радиосвязи. Часть 1,2. - Омский государственный университет путей сообщения. Омск, 2012. 36с.

2. Багуц В.П., Ковалев Н.П., Костроминов А.М. Электропитание устройств ЖАТС. - М.:Транспорт, 1991. 286с.



Приложение



Размещено на Allbest.ru

...