Материал: ПримерКурсача

Централизованная система – система питания, при которой для каждого номинального напряжения постоянного тока, предусматривается отдельная ЭПУ (ЭПУ-24, ЭПУ-48, ЭПУ-60), которая обеспечивает суммарный ток для аппаратуры связи (АС) данного номинала, расположенной в разных цехах дома связи.

Аккумуляторные батареи (АБ) с использованием кислотно-свинцовых аккумуляторов открытого типа С (без крышки) или малоуходных, устанавливаются в отдельном помещении – аккумуляторной. При использовании современных герметизированных аккумуляторов возможна их установка в помещении с работающей аппаратурой.

Централизованная система бесперебойного питания переменного тока подразумевает установку одного ИБП, поддерживающего работу всего оборудования в целом здании или, как минимум, на этаже здания.

Внедрение цифровой аппаратуры связи, имеющей встроенные блоки электропитания, привело к изменению системы питания на децентрализованную.

Децентрализованная система питания обеспечивает независимое электропитание части аппаратуры. Аналоговая аппаратура получает электропитание от отдельных ЭПУ, в цифровой аппаратуре блоки вторичных источников электропитания встроены непосредственно в стойку.

Децентрализованная система бесперебойного питания переменного тока состоит из нескольких ИБП (разных типов и мощности), каждый из которых защищает отдельную единицу оборудования – чаще всего компьютер.

Возможно построение комбинированной системы питания. В последние годы для построения ЭПУ широко используются преобразователи напряжения – DС/DС- конверторы и DC/AC- инверторы. Если для питания всей аппаратуры дома связи требуются небольшие токи, то c точки зрения надежности целесообразно выбрать в качестве основного номинального напряжения, например – 48 В и питать прочую нагрузку с помощью вторичных преобразователей – DС/DС-конверторов (48/24 или 48/60) и DC/AC-инверторов (24/220). Преимуществом такого решения будет использование общей аккумуляторной батареи, обеспечивающей одинаковое время резерва для питания аппаратуры всего дома связи.

Подвод питающего напряжения к домам связи выполнен двумя самостоятельными фидерами, представляющими собой силовой четырехжильный кабель (три фазы и нуль), и резервируется от ДГА. Коммутация цепей гарантированной и дополнительной нагрузки обеспечивается щитом переменного тока (ЩПТ).

По принципу работы ЭПУ могут проектироваться как автоматизированные и неавтоматизированные. По способу эксплуатации они подразделяются на обслуживаемые и необслуживаемые.

1.6. Аккумуляторные батареи

В ЭПУ домов связи АБ выполняет следующие функции:

• Является источником резервного питания наиболее ответственной аппаратуры дома связи, при отключении источников переменного тока;

• Обеспечивает безобрывность цепей питания при переключении фидеров питания и запуска ДГА;

• Обеспечивает дополнительное сглаживание пульсации напряжения на выходе выпрямителей.

Аккумуляторные батареи в большинстве случаев выполняют из двух групп. Это повышает надежность ЭПУ, так как при отключении одной группы батареи для профилактики вторая остается подключенной к ЭПУ и обеспечивает резервирование электроснабжения. Запас емкости аккумуляторных батарей в узлах связи должен обеспечивать (при аварии в сети) электропитание аппаратуры связи в часы наибольшей нагрузки, цепей аварийного и эвакуационного освещения и устройств пожарной сигнализации в основном в течение 2-х часов. При дополнительных указаниях это время может быть больше.

1.7. Данные разрабатываемой эпу

Таблица 4

2. Выбор системы бесперебойного питания постоянного тока.

2.1. Функциональная схема эпу-24.

В ЭПУ заложен принцип регулирования напряжения с помощью дополнительных элементов (ДЭ) аккумуляторной батареи, которые коммутируются с помощью АКАБ. ЭПУ состоит из 1-3 рабочих выпрямителей РВ типа ВУК или ВУТ, включенных параллельно, резервно-зарядного выпрямителя РЗВ того же типа, зарядного выпрямителя ЗВ типа ВУК-8/300, устройства автоматической коммутации аккумуляторных батарей типа АКАБ-24/500-2 с выпрямителем содержания ВС, а также двухгруппной секционированной аккумуляторной батареи из 11 основных элементов ОЭ и 2-х дополнительных элементов ДЭ. В нормальном режиме аппаратура получает питание от выпрямителей БВ, одновременно осуществляется подзаряд основных элементов. Дополнительные элементы в это время подзаряжаются от выпрямителя содержания ВС. В случае пропадания напряжения в сети аппаратура начинает получать питание от основных элементов батареи ОЭ. При восстановлении напряжения в сети БВ и РЗВ включаются в режим стабилизации (ограничения) тока, обеспечивая питание нагрузки и заряд всей батареи. Безобрывность цепи заряда обеспечивает диод Д1.

Рис. 2 – Функциональная схема ЭПУ-24 с АКАБ-24/500-2

2.2. Структурная схема проектируемой эпу

Рис. 3 – Структурная схема системы бесперебойного электропитания.

Конверторы (DC/DC- преобразователи) предназначены для электропитания потребителей с малым допуском входного напряжения или с другим номиналом, инверторы (DC/AC-преобразователи) – для обеспечения бесперебойного электропитания потребителей переменного тока.

Защита в различных цепях обеспечивается предохранителями (ПР) или автоматическими выключателями.

Аккумуляторная батарея (АБ) входит в комплект устройств электропитания и используется в качестве резервного источника при пропадании напряжения сети. Аккумуляторы могут устанавливаться в шкафу с выпрямителями или размещаться в стеллажах.

Аккумуляторные батареи защищены от глубокого разряда. Контактор К1 предназначен для отключения аккумуляторной батареи от нагрузки при ее разряде до минимально допустимой величины (обычно 1,8 В/Эл) и управляется от модуля контроля и управления.

Шунты Ш1 и Ш2 используются для измерения тока нагрузки и аккумуляторной батареи соответственно. Разъединители Р1 и Р2 позволяют отключить АБ для проведения профилактических работ.

Модуль контроля и управления (МКУ) в устройствах различных фирм-производителей отличается набором функциональных возможностей. Режим работы, основные данные о работе ЭПУ (ток, напряжение нагрузки и др.) контролируются, измеряются и индицируются на малогабаритном жидкокристаллическом (ЖКИ) дисплее.

В нормальном режиме аппаратура получает питание от выпрямителей В₁…В_N, одновременно осуществляется подзаряд групп аккумуляторной батареи АБ₁…АБ_N.

В случае пропадания напряжения в сети аппаратура начинает получать питание от аккумуляторной батареи АБ₁…АБ_N. В процессе разряда напряжение батареи относительно быстро с 2,23 В/Эл понизится до типового значения в 1,9..2,0 В/Эл. Напряжение 1,9В/Эл является наиболее близким к среднему значению и принимается за среднее напряжение разряда U_ср при расчетах. Время резервного питания от батареи в основном зависит от величины тока разряда, поэтому необходимо знать ток и конечное напряжение разряда.

При восстановлении напряжения в сети выпрямителей В₁…В_N на начальном этапе включаются в режим стабилизации тока, обеспечивая питание нагрузки и заряд батарей.

3. Расчет аккумуляторных батарей

В аварийном режиме питание нагрузки и аварийных потребителей обеспечивается от аккумуляторной батареи, расчет которой заключается в определении номинальной расчетной емкости и выборе типа аккумулятора и их количества. Рассчитаем токи нагрузки с учетом сохранения потребляемой мощности.

= 40А

= 42 + 31 = 73 А

= 27 + 26 = 53 А

Аварийный ток складывается из тока, необходимого для питания аппаратуры связи I_н (тока нагрузки), и токов аварийных потребителей I_ап (в среднем 3% от тока нагрузки):

= + = 40 + (40·0,03) = 41,2 А

4. Выбор электропитающей установки

Наибольшая нагрузка на выпрямительные модули создается в послеаварийном режиме, когда необходимо питать нагрузку и заряжать аккумуляторы. Следовательно, общий выходной ток выпрямителей складывается из тока нагрузки (I_н) и тока заряда батарей (I_з):

I_c = I_н + I_з, А

Для герметизированных аккумуляторов наилучшим режимом заряда является режим непрерывного подзаряда, т.е. аккумуляторы заряжаются при стабилизации напряжения. От величины зарядного тока зависит время заряда аккумуляторов:

, Ач

где – коэффициент отдачи по емкости для кислотных аккумуляторов ( = C_p/C_з = 0,84);

С₁₀ – номинальная емкость выбранного аккумулятора, А·ч;

I_з – диапазон зарядных токов для герметизированных аккумуляторов; рекомендуется выбирать в пределах I_з = 0,1…0,3 С₁₀.

Для ЭПУ-24:

I_c24=40+0,1·50=45 А

ч

На основании общего тока системы и номин. напряжения выбрана ЭПУ УЭПС-2 24/60-33-М

Для ЭПУ-48:

I_c48=73+0,1·120=85 А

ч

На основании общего тока системы и номин. напряжения выбрана ЭПУ УЭПС-2 48/140-44 Для ЭПУ-60:

I_c60=53+0,1·120=62 А

ч

На основании общего тока системы и номин. напряжения выбрана ЭПУ УЭПС-2 60/100-44

Количество выпрямительных модулей рассчитывается по формуле:

шт

где I_в – ток одного выпрямителя.

Для повышения надежности ЭПУ предусматривают резервирование ( +1). Следовательно, полный комплект выпрямительных модулей равен: .

Для ЭПУ-24 количество выпрямительных модулей равно:

шт.

шт.

Для ЭПУ-48 количество выпрямительных модулей равно:

шт.

шт.

Для ЭПУ-60 количество выпрямительных модулей равно: