Просмотр: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций — Методические указания (А

2.1. структурная схема энергоснабжения предприятия связи. схемы бесперебойного электроснабжения

Предприятия электросвязи относятся к потребителям первой категории, и их энергоснабжение должно обеспечиваться от трех независимых источников. Два внешних ввода должны быть от отдельных электростанций, а третий – от собственной дизельной электростанции.

Система электроснабжения – это комплекс сооружений на территории предприятия связи и в производственных помещениях, обеспечивающий функционирование предприятия связи, как в нормальных, так и в аварийных режимах его работы. Структурная схема электроснабжения предприятия связи дана на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема электроснабжения предприятия связи

Схема включает в себя такие устройства:

· трансформаторные подстанции (ТП1 и ТП2);

· дизель-генераторную установку (ДГУ);

· автомат ввода резерва (АВР);

· шкаф вводный распределительный переменного тока (ШВР);

· электропитающую установку (ЭПУ);

· систему вентиляции и кондиционирования (СВиК);

· систему мониторинга и управления (СМиУ).

Трансформаторная подстанция обеспечивает понижение напряжения от (6…10) кВ до 220/380 В трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Вторичные цепи трансформаторов подстанций должны быть включены по схеме «звезда» с нулевым проводом и иметь систему заземления.

Автомат ввода резерва осуществляет переключение на резервный ввод 2 (фидер) в случае пропадания напряжения на основном вводе 1 (фидере). При пропадании напряжения на обоих фидерах осуществляется подключение дизель-генераторной установки. Ее запуск выполняется автоматически сжатым воздухом или с помощью электрического стартера. Запуск дизеля должен произойти за 1…3 мин. Разрешается запускать его с помощью стартера до трех раз (по 5…6 с). Это обусловлено возможностью выхода из строя стартерных аккумуляторов. Мощность ДГУ лежит в пределах от 8 до 1500 кВт.

В системах электроснабжения чаще всего используется два ДГУ: один основной, другой резервный.

Шкаф вводный распределительный обеспечивает ввод и распределение энергии по потребителям с помощью различных токоведущих шин, а также защиту потребителей от перегрузок по напряжению и токов короткого замыкания. На передней панели ШВР расположены измерительные приборы для контроля коэффициента мощности (cos j) и полной потребляемой мощности (S), а также автоматы защиты. Иногда в ШВР монтируют и АВР.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха обеспечивает нормальное функционирование (что также повышает надежность системы) ЭПУ, ДГУ, аккумуляторных батарей. СВиК регулирует температурный режим отдельных устройств. При зарядке аккумуляторной батареи выделяются газы в окружающую среду, поэтому необходимо производить очистку воздуха для обеспечения нормальной жизнедеятельности персонала. СВиК обеспечивает циркуляцию воздуха и его очистку от вредных примесей.

Система мониторинга и управления осуществляет контроль состояния всех основных узлов и передачу информации о них в сервисный центр. Для этого используется контроллер (устройство логического управления) и модем для передачи информации по телефонным каналам.

Электропитающая установка – это комплекс устройств, предназначенных для распределения электрической энергии, регулирования, резервирования, стабилизации и контроля качества питающих напряжений. Она включает в себя основное и резервное выпрямительные устройства (ВУ), инверторы (И) и конверторы (К) напряжения, аккумуляторную батарею (АБ), токораспределительную сеть (ТРС) и систему заземления.

Выпрямительное устройство преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока и может состоять из нескольких параллельно включенных выпрямителей для увеличения тока нагрузки. ВУ могут работать в двух режимах: в режиме стабилизации напряжения для питания аппаратуры связи и подзарядки АБ (нормальный режим); в режиме стабилизации тока заряда АБ после их разряда на нагрузку в условиях отсутствия напряжения переменного тока (аварийный режим).

Инвертор напряжения преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока заданной частоты прямоугольной или синусоидальной формы и обеспечивает его стабилизацию.

Конвертор напряжения преобразует постоянное напряжение одного уровня в постоянное напряжение другого уровня. Конвертор напряжения включает в себя инвертор напряжения и выпрямитель. Промежуточным звеном служит высокочастотный трансформатор. Конвертор напряжения может выполнять одну из двух функций в системе электропитания:

· формировать дополнительные градации (уровни) напряжения;

· обеспечивать вольтодобавку к аккумуляторной батарее при ее разряде в аварийном режиме работы.

Аккумуляторная батарея – химический источник постоянного тока, используется в качестве резервного источника энергии в аварийном режиме до момента запуска ДГУ. После аварии происходит восстановление элементов АБ в режиме стабилизации тока от одного из источников переменного тока.

Получение бесперебойного энергоснабжения на стороне постоянного тока может быть обеспечено различными способами.

На предприятиях связи используют пять модификаций системы (рис. 2–7): буферную систему электропитания; буферную систему электропитания с вольтодобавочным конвертором (ВДК); буферную систему с конвертором; систему с отделенной от нагрузки АБ; безаккумуляторную систему.

В буферной системе электропитания АБ постоянно подключена к нагрузке (см. рис. 2).

Рис. 2. Буферная система электропитания

Преимуществом буферных систем электропитания является использование сглаживающих свойств АБ, что значительно уменьшает габаритные размеры сглаживающих фильтров, установленных на выходе ВУ. Недостатком данной системы является воздействие импульсной нагрузки на АБ, что снижает срок службы, особенно герметичных аккумуляторов в нормальном режиме работы. При повышенных требованиях к качественным показателям напряжения питания и к длительной работе от АБ в аварийных режимах используется буферная система питания с вольтодобавочным конвертором (см. рис. 3).

Рис. 3. Буферная система электропитания с ВДК

В нормальном режиме контактор К1 разомкнут, элементы АБ поддерживаются в нормальном состоянии от ВУ. Одновременно обеспечивается питание основного оборудования от выпрямителя. В аварийном режиме замыкается контактор К1 и выход ВДК соединяется последовательно с АБ, вход ВДК при этом подключается к АБ. При разряде аккумуляторной батареи ВДК добавляет недостающую долю напряжения для обеспечения постоянства напряжения на нагрузке. Это иллюстрируется графиком на рис. 4.

Рис. 4. Изменение напряжения ВДК от времени

Диод VD необходим для обеспечения непрерывного протекания тока в момент срабатывания контактора К1. Он приводит к дополнительным потерям мощности и снижению КПД устройства. Существуют схемы подключения конвертора напряжения и с двумя контакторами без использования диода. В такой схеме имеет место более высокий КПД, но при этом снижается надежность системы.

В буферной системе электропитания с конвертором (см. рис.5).

Конвертор предназначен для стабилизации выходного напряжения U0 и компенсации изменения напряжения на аккумуляторной батарее. Однако конвертор должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки, что не всегда предпочтительно по сравнению с буферной системой с ВДК.

В системе с отделенной от нагрузки АБ (см. рис. 6) в нормальном режиме работы питание аппаратуры обеспечивается за счет ВУ. Аккумуляторная батарея подзаряжается от дополнительного выпрямителя содержания (ВС). Устройство управления (УУК) контролирует напряжение на нагрузке. При его снижении ниже допустимой нормы срабатывает электронный ключ ЭК (тиристорный или транзисторный), а затем – контактор К1. Преимуществом этой системы является отсутствие влияния импульсной нагрузки на работу АБ. К недостаткам можно отнести низкий КПД всей системы из-за дополнительного выпрямителя (ВС).

Рис. 6. Система электропитания с отделенной

Безаккумуляторная система электропитания (см. рис. 7) требует не менее трех независимых источников энергии, один из которых дизель-генератор. В этой системе всегда работает парное число выпрямителей, при этом улучшается форма потребляемого тока и они должны быть загружены не более чем на 50 \%. При пропадании напряжения на одном из фидеров замыкается К2 и выпрямители подключаются к другому фидеру. Преимуществом этой системы является простота схемы построения, дешевизна системы. Но по ряду причин (в основном организационных) схема не нашла широкого применения.

Рис. 7. Безаккумуляторная система электропитания

Содержание

Читать:Аннотация
Читать:Введение
Читать:1. задание и общие указания по оформлению контрольной работы
Читать:Контрольная работа должна обязательно содержать:
Читать:2. методические указания по выполнению контроьной работы
Читать:2.1. структурная схема энергоснабжения предприятия связи. схемы бесперебойного электроснабжения
Читать:2.2. шкафы вводно-распределительные
Читать:2.4.1. современные типы аккумуляторов
Читать:2.4.2. электрические характеристики аккумуляторов
Читать:2.5. системы заземления
Читать:2.5.1. заземление на стороне переменного тока
Читать:2.5.2. заземление на стороне постоянного тока
Читать:2.6. устройства автоматической защиты
Читать:2.7. требования к электропитающим установкам
Читать:2.8. характеристика промышленных электропитающих установок
Читать:3. расчет и выбор оборудования электропитающей установки
Читать:3.1. расчет аккумуляторных батарей
Читать:3.2. выбор типового выпрямительного устройства
Читать:3.3. расчет заземляющего устройства
Читать:3.4. выбор автомата защиты
Читать:3.5. составление функциональной схемы эпу и перечня элементов с указанием типов всех используемых устройств
Читать:Список литературы

| Оглавление |