Расчет основного электрооборудования ЭПУ

3.2 Расчет основного электрооборудования ЭПУ

К основному электрооборудованию ЭПУ относятся: выпрямительные устройства и другие преобразовательные устройства, резервные источники электроэнергии, включая аккумуляторные батареи, устройства для поддержания напряжения на входе потребителей в допустимых пределах, коммутационные устройства в цепях переменного и постоянного тока.

ЦСК Квант комплектуется выпрямительными устройствами (раздел 2.5), поэтому в данном разделе рассматриваем только расчет аккумуляторов.

В зависимости от принятого способа электропитания, напряжения или тока, а также от ряда других факторов некоторые из указанных элементов оборудования могут отсутствовать.

Расчет аккумуляторных батарей. Расчет аккумуляторных батарей заключается в определении их емкости, индексного номера аккумуляторов, а также их количества в батареях [23].

Для расчета аккумуляторных батарей подготавливаются следующие исходные данные:

1. Аварийный ток нагрузки I_ав, на который должна быть рассчитана аккумуляторная батарея. Этот ток складывается из тока, необходимого для питания аппаратуры связи I_апп, и тока, нужного для других аварийных потребителей, работа которых должна быть обеспечена при нарушении внешнего электроснабжения (аварийное освещение).

Для аварийного освещения используется, как правило, аккумуляторная батарея 24В.

Ток I_ао в (А), потребляемый лампами аварийного освещения:

 (3.12)

где Р_осв - мощность ламп аварийного освещения, Вт (300);U_н - номинальное напряжение рассчитываемой цепи, В (24).

I_ао =300/24=12,5 А

Ток I_ав в (А) в общем случае определяется по формуле:

 (3.13)

где I_апс - ток, потребляемый аппаратурой связи, требующей стабилизации напряжения с точностью ±3%, А; I_ап - ток, потребляемый аппаратурой связи, не требующей стабилизации напряжения с точностью ±3% ,А. Для питания оборудования АТС не требуется стабилизация напряжения, поэтому формула 3.13 принимает вид:

I_ав= (I_порт*N) + I_ао (3.14)

где I_апс - ток, потребляемый одним портом системы (А), для «Квант» равно 0,005; N - емкость АТС.

I_ав = 5,0+12,5 =13,0 А

2. Продолжительность питания аварийной нагрузки от аккумуляторной батареи _tав для узлов связи, а также оконечных станции устанавливается на основе требовании [23].

3. На основании подготовленных данных рассчитывается емкость аккумуляторной батареи. При этом следует иметь в виду, что аккумуляторная батарея может состоять из одной или двух групп. В двухгрупповых аккумуляторных батареях обе группы работают параллельно и расчетный ток нагрузки каждой из групп аккумуляторной батареи в 2 раза меньше тока нагрузки при одногруппной батарее.

Емкость аккумуляторов, гарантируемая заводом, характеризуется, как известно, ее номинальным значением. При этом температура раствора электролита считается равной +25⁰С. Поэтому расчетная емкость, требуемая для питания аппаратуры связи в аварийных условиях, должна быть приведена к номинальным условиям. Номинальная емкость в А·ч определяется:

 А·ч (3.15)

где р - коэффициент интенсивности разряда в % (61); к_t- температурный коэффициент емкости (для стационарных аккумуляторов принимается 0,008); t⁰ - фактическая температура электролита во время разряда аккумуляторов (в расчетах принимается равной наименьшей допустимой температуре аккумуляторного помещения, которая составляет +15⁰С); tав -8 ч [17].

 А·ч

По расчетной емкости Q_p можно определить из таблиц индексный номер N аккумулятора и его паспортную номинальную емкость Q_н .

Выбираем стационарные свинцово-кислотные аккумуляторы технологии «classic» с жидким электролитом с трубчатыми положительными пластинами oPzS Sonnenschein. Они предназначены для комплектования батарей, используемых в качестве установок резервного питания в системах телекоммуникации, в системах производства и распределения электроэнергии. Аккумуляторные батареи эксплуатируются как в режиме постоянного подзаряда, обеспечивая в аварийных случаях всю нагрузку постоянного тока, так и в циклическом режиме (разряд-заряд).

Аккумуляторы oPzS-300 предназначены для работы в закрытых помещениях при температуре окружающей среды от +5 до +40°С, относительной влажности до 80%.

Данные расчетной емкости и выбранный тип аккумулятора следует занести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Расчетная емкость и тип аккумуляторов

4 Паспортная номинальная емкость аккумуляторов, несколько превышает расчетную и поэтому в аварийном режиме за расчетное время разряда аккумуляторы не понизят свое напряжение до предельного значения.

При расчете количества аккумуляторов в батарее учитывается падение напряжения в токораспорядительной проводке, которое принимается равным примерно 3% от номинального значения [23].

Расчет элементов схемы поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры. В случае использования для целей поддержания напряжения в заданных пределах способа секционирования батареи на ОБ (основных батареи) и ДБ (дополнительных батареи) количество аккумуляторов в ОБ и ДБ определяется по формулам:

 (3.16)

где u_б - напряжение на аккумуляторе при буферном режиме, 2 В; n - количество аккумуляторов в батарее; U_ср - среднее напряжение питания рассчитываемой цепи, В; (определяется как среднеарифметическое минимального и максимального значений напряжения, допускаемых на входе аппаратуры и в нашем случае 56 В).

Количества дополнительных аккумуляторов определяется:

n_дб =n-n_об (3.17)

n_дб = 32-28 = 4

Проверка потребности в делении ДБ на несколько секций осуществляется по формуле:

 (3.18)

где  - номинальное напряжение одного аккумулятора ДБ во время разряда (2 В).