Алгоритм расчета трактов: Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:
где - число блоков, включенных последовательно.
Надежность параллельных цепей производится по формуле:
где - число блоков, включенных параллельно.
Надежность всего тракта:
Интенсивность отказа тракта:
Время наработки на отказ:
Коэффициент готовности тракта:
где - время восстановления, для 1, 2, 3 и 4 трактов по заданию ч.
Найдем для остальных трактов. Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом всех параллельных трактов:
Наработка на отказ всей системы параллельных трактов:
, ч,
где ч - коэффициент тракта.
Выполним расчет надежности своей установки.
1й тракт - нормальный режим эксплуатации:
1/ч;
ч;
.
2й тракт - питание от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения:
;
1/ч;
ч;
.
3й тракт - питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ:
;
1/ч;
ч;
.
4й тракт - послеаварийный режим восстановления работоспособности ЭПУ:
1/ч;
ч;
.
Находим по формуле 11.9 коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:
Определяем наработку на отказ всей системы по формуле 11.10:
лет.
12. Составление функциональной схемы электропитания
Составленная функциональная схема электропитания находится в альбоме чертежей, лист 2.
Используются 2 батарея, состоящие из одной групп аккумуляторов, чтобы обеспечить питанием необходимую нагрузку и исключить при этом больших токов.
На функциональной схеме ЭПУ I-й группы надежности приняты следующие обозначения:
- Ф - фидер внешнего электропитания;
- ВЩ- вводные щиты;
- ЩПТА, ЩАВР - щиты аварийного включения резерва, переменного тока автоматический, вводно-распределительный автоматический;
- ЩДГА, ЩЗРБ, ЩДГВ - щиты дизель-генератора автоматический, заряда и разряда стартерных батарей и питания автоматики, дизель-генератора вспомогательный;
- ДГА - дизель-генераторный агрегат;
- ГЗШ - главная заземляющая шина;
- И - измерительные электроды;
- ЗК - защитный контур;
- АБ - аккумуляторная батарея;
- АО - аварийное освещение;
- ВБВ - выпрямитель с бестрансформаторным входом;
- ССПН - стойки стабилизаторов постоянного напряжения;
- ШР - шкаф распределительный;
- ПР - пункт распределительный.
13. Структурная и принципиальная схемы блока АТХ-300
В альбоме чертежей принципиальная схема блока питания приведена на листе 4, а структурная - на листе 5.
Дан блок питания ATX-300. Мощность БП: 300 Вт.
БП выпрямляет и фильтрует переменное напряжение, а также здесь находится фильтр от помех которые создает сам БП. Далее идет блок, в который входят два трансформатора, и две группы транзисторных ключей.
Первый трансформатор формирует напряжение управления для выходных транзисторов.
1 группа транзисторов усиливает генерируемый сигнал TL494 и передает его первому трансформатору.2 группа транзисторов нагружена на основной трансформатор, на котором формируются основные напряжения питания.
Далее идет блок, в который входят диоды Шоттки для выпрямления выходного напряжения трансформатора, а также фильтр низких частот. В состав ФНЧ входят электролитические конденсаторы больших емкостей (зависит от производителя БП) и дросселей, а также резисторов для разрядки этих конденсаторов при выключенном БП.
Нижний блрк формирует +5VSB (дежурное напряжение), а также питает контролер ШИМ.
На ШИМ -- контролер 494 положены такие функции: управление транзисторными ключами; стабилизация выходных напряжений; защита от короткого замыкания.
14. Мониторинг системы
Главная задача мониторинга - оперативное получение информации о состоянии объекта. Удаленный мониторинг - это один из путей повышения надежности системы, а следовательно, снижения затрат на эксплуатацию и обслуживание. Оперативное получение объективной информации о состоянии критически важных узлов объекта позволяет быстро обнаружить и идентифицировать неполадки или потенциально опасные изменения режима работы оборудования, обеспечив при этом адекватное взаимодействие с нагрузкой.
Мониторинг осуществляется за следующими параметрами для блоков:
а) аккумуляторная батарея - датчики температуры, ток, напряжения на зажимах, внутреннего сопротивления;
б) выпрямительные устройства - датчик температуры;
в) стабилизаторы - индуктивный датчик;
г) фидеры;
д) дизель-генераторный агрегат - датчики уровня масла, топлива и датчики температуры двигателя;
е) тока распорядительная сеть- сбор данных;
ж) датчики пожарной безопасности - датчик дыма и температуры.
Данные этих параметров поступают в центр сбора данных (ЦСД) через Ethernet (если есть возможность) или через интерфейс RS-232.
Структурная схема мониторинга системы представлена на листе 6 альбома чертежей.
Заключение
В данной курсовом проекте была разработана система электропитания устройств автоматики и связи, обеспечивающая электроснабжение переменным током по группе, бесперебойное питание потребителей: 48В, 48В, 220В, а так же аварийное освещение и гарантированное питание I категории надежности с выходным напряжением 48 В.
В ходе работы была рассчитана емкость и число элементов аккумуляторных батарей САБ = 3090 Ач и САБ = 2580 Ач, выбраны 2 стойки ССПН-3 48-48/240 и одна резервная, для второй батареи стойка ССПН-6 48-48/40 и еще одна резервная, а также 2 инвертора УИЦ-9000 и один резервный.
Выбраны выпрямительные агрегаты, стойки УЭПС-2 48/480-88, выпрямители
ВБВ 48/60-2.
Проведено размещение оборудования и рассчитана токораспределительная сеть для нагрузки 48 В длиной 77 м, разбитая на 10 участков.
Также была рассчитана надежность работы электропитающей установки, ее время наработки на отказ 28,5 лет.
Произведен мониторинг оборудования, входящего в состав системы электропитания.
Библиографический список
1.Багуц В.П., Ковалев Н.П., Костроминов А.М. Электропитание устройств ЖАТС. М.:Транспорт, 1991.
2.Казаринов И.А. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи. М.:Связь, 1974.
3.Поздняков Л.Г., Карпова Л.А., Митрохин В.Е. Расчет электропитающей установки для устройств автоматики и связи. Омск, 2009.
4.Поздняков Л.Г., Карпова Л.А., Митрохин В.Е. Технические характеристики электропитающего оборудования устройств связи и автоматики. Омск,1986.
5. Стандарт предприятия СТП ОМГУПС 1.2-2005.