Системы электропитания аппаратуры связи

0

Одним из основных элементов любого предприятия (объекта) связи, определяющим его работоспособность является электроустановка. Под электроустановкой (ЭУ) подразумевается весь комплекс энергосооружений, обеспечивающий не только электропитание аппаратуры, но и функционирование систем: освещения; кондиционирования и вентиляции воздуха; теплоснабжения и других систем, связанных с жизнедеятельностью предприятия, как в нормальных условиях внешнего электроснабжения, так и в аварийных. Аппаратура современных инфокоммуникационных систем требует для своей работы бесперебойной подачи электрической энергии как постоянного, так и переменного тока. Для обеспечения бесперебойной подачи к аппаратуре электрической энергии требуемого качества в состав ЭУ вводятся устройства бесперебойной подачи (УБП) постоянного и переменного тока, называемые также электропитающими установками. (ЭПУ). Тогда как, например, аппаратура освещения требует гарантированной подачи электрической энергии, т. е. допускает кратковременные перерывы в подаче электроэнергии, связанные с переходом с одного источника электроэнергии на другой.

Электроустановка должна отвечать следующим основным техническим требованиям:

• обеспечивать аппаратуру связи электрической энергией, удовлетворяющей требованиям аппаратуры, установленной на данном предприятии;

• обеспечивать требуемые параметры надежности подачи электрической энергии, удовлетворяющие желаемой надежности работы инфокоммуникацинных систем;

• обеспечивать максимально возможную степень автоматизации работы установки, вплоть до полной автоматизации;

• обладать высокими значениями КПД и коэффициента мощности;

• строиться с максимальным использованием типового унифици

рованного оборудования и быть экономичной в строительстве и эксплуатации.

Степень автоматизации электроустановки должна обеспечивать контроль и управление её работой с помощью телемеханики и теле-сигнализации.

Оборудование электроустановки должно обеспечивать выполнение следующих функций:

• прием электрической энергии переменного тока промышленной частоты от источников электрических сетей энергосистемы;

• непрерывный автоматический контроль качества электрической энергии, поступающей от электрических сетей энергосистемы;

• резервирование источников электрических сетей энергосистемы при помощи собственных стационарных или передвижных источников электроэнергии;

• преобразование электроэнергии переменного тока по роду тока, числу фаз и уровню напряжения для обеспечения электропитания аппаратуры связи и оборудования объекта связи;

• обеспечение требуемой надежности электроснабжения электроприемников объекта связи;

• обеспечение бесперебойности электропитания аппаратуры связи;

• местную и дистанционную сигнализацию о режимах работы электроустановки (мониторинг);

• управление режимами работы электроустановки.

В зависимости от конкретных условий отдельные из приведенных функций электроустановки объекта связи могут отсутствовать.

В состав электроустановки предприятия связи входят следующие основные виды оборудования:

• воздушные и кабельные линии электропередачи 10; 6 и 0, 4 кВ;

• трансформаторные подстанции;

• распределительные пункты и устройства переключения источников напряжения, в том числе устройства автоматического ввода резервного источника переменного напряжения (АВР);

• устройства компенсации реактивной мощности (конденсаторные установки);

• устройства защиты от перенапряжений, возникающих в линии электропередачи; собственные стационарные и передвижные дизельные электростанции; электропитающие установки;

• электрооборудование систем жизнеобеспечения (вентиляции, кондиционирования, отопления, водоснабжения, канализации стоков технологических помещений) и освещения технологических помещений;

• защитные заземляющие устройства;

• оборудование автоматического контроля качества электрической энергии, поступающей от электрических сетей энергосистемы;

• устройства управления и мониторинга.

В зависимости от конкретных условий объекта связи Отдельные виды оборудования могут не входить в состав его электроустановки.

Классификация установок электропитания и технические требования к их оборудованию

Состав оборудования той или иной установки электропитания в первую очередь определяются целями, для достижения которых применяется данная установка. Так, по признаку непрерывности подачи электрической энергии к аппаратуре, связи установки подразделяются на установки бесперебойного (УБП) и гарантированного (УГП) электропитания. В первом случае подача электроэнергии к аппаратуре осуществляется независимо от возможных перерывов в электроснабжении предприятия связи, что обеспечивается использованием в установке аккумуляторной батареи, постоянно подключенной к входным цепям аппаратуры. В случае гарантированного электропитания допускается кратковременный перерыв в подаче электроэнергии к аппаратуре, обусловленный переходом с одного источника электроснабжения на другой и обратно.

В зависимости от рода выходного тока установки подразделяются на установки постоянного или переменного тока. В настоящее время появились комбинированные установки, которые обеспечивают аппаратуру одновременно электрической энергией как постоянного, так и переменного тОка.

Имеются другие признаки, по которым можно классифицировать установки электропитания, но они носят второстепенный характер, поэтому они рассматриваются в тексте по мере необходимости.

В настоящее время действуют «Правила применения оборудования электропитания средств связи», разработанные в целях обеспечения целостности, устойчивости функционирования и безопасности единой сети электросвязи, которые устанавливают требования к оборудованию электропитания средств связи.

В соответствии с этими Правилами оборудование электропитания средств связи должно нормально функционировать, если на его входные зажимы подается электроэнергия от источников внешнего электроснабжения (от электрических сетей энергосистемы), параметры которой отвечают требованиям, приведенным ниже.

Номинальное действующее значение напряжения (Uном), В..........380/220

Номинальная частота, Гц...................................................50

Установившееся отклонение напряжения от номинального значения, %,

не более............................................±1015

Переходное отклонение напряжения, %, не более.............................±40

Длительность переходного отклонения напряжения, с, не более...............3

Исчезновение напряжения на время, мс, не более............................10

Установившееся отклонение частоты от номинального значения, %, не более.. ±0, 8

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, %, не более...10

Коэффициент небаланса напряжения, %, не более........................5

Импульс напряжения:

импульсное напряжение, В, не более................................ 1,8Uном

длительность импульса (на уровне 0, 5 амплитудного значения Uном) мкс, не более...................................................................1300

Импульс напряжения:

импульсное напряжение, В, не более...................................2000

длительность импульса (на уровне 0, 5 амплитудного значения Uном), мкс, не более...................................................................50

Все УБП постоянного тока (электропитающие установки) должны обеспечивать на выходе качество электрической энергии, параметры которого, в том числе качественные показатели электроэнергии на выходных зажимах электропитающих установок постоянного тока на номинальное выходное напряжение 12, 24, 48 и 60 В, приведены ниже.

Номинальное напряжение (Uном), В...................................12, 24, 48 или 60

Установившееся отклонение напряжения от номинального значения, В, не более:

Uном= 2 В....................... ±32

Uном= 24 В............................................................±43, 6

Uном =48 В................................... +-97,5

Uном = 60 В....................................................±12

Установившееся отклонение напряжения в точке подключения аккумуляторной батареи, %, не более........................................................................±1

Переходное отклонение напряжения при скачкообразном набросе (сбросе) нагрузки от 5 до 100 % номинального значения, %, не более ±20 Время переходного процесса, с, не более.........................................................................0, 1

Действующее значение суммы гармонических составляющих пульсации напряжения, мВ, в диапазоне частот от 25 Гц до 150 кГц не

более......................................................................50

Действующее значение n-й гармонической пульсации напряжения, мВ, в диапазоне частот, не более:

до 300 Гц..................................................................50

от 300 Гц до 150 кГц.......................................................7

Псофометрическое значение пульсации, мВ, не более......................... 2

УБП переменного тока должны обеспечивать на выходе качество электрической энергии, параметры которого приведены ниже.

Номинальное напряжение, В..................................................380/220

Номинальная частота, Гц....................................................50

Установившееся отклонение напряжения от номинального,%, не более...........±3

Переходное отклонение выходного напряжения при сбросе-набросе

нагрузки 5-100-5 % номинального значения, %, не более......................±20

Длительность переходного процесса, с, не более.............................0,1

Установившиеся отклонения частоты, %, не более.............................±5

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, %, не более......10

Коэффициент небаланса трехфазного напряжения при симметричной нагрузке, %, не более.........................................................................±5

Установка переменного тока должна быть рассчитана на работу с нелинейной нагрузкой, коэффициент амплитуды потребляемого тока которой не менее 2,5, а также на нагрузку индуктивного или емкостного характера, коэффициент мощности которой может изменяться в пределах 0,8...1,0.

Существует ряд технических требований, общих для установок бесперебойного электропитания переменного и постоянного тока, К ним относятся требования к электромагнитной совместимости, надежности и безопасности оборудования, а также его устойчивости к воздействию климатических факторов.

Допускаемые величины радиопомех, создаваемых при работе оборудования электропитания на сетевых выводах, не превышают значений, указанных в табл. 1.

Допускаемые величины радиопомех

Класс

оборудо

вания

Полоса частот, МГц

Напряжение радиопомех, дБмкВ

Квазипиковое

значение

Среднее

значение

А

От 0, 15 до 0, 5 От 0, 5 до 30 включ.

79

73

66

60

В

От 0, 15 до 0, 5 включительно Свыше 0, 5 до 5, 0 включительно Свыше 5, 0 до 30 включительно

От 66 до 56 56 60

От 56 до 46 46 50

Допускаемые величины радиопомех

Класс

оборудо

вания

Полоса частот, МГц

Напряжение радиопомех, дБмкВ

Квазипиковое

значение

Среднее

значение

А

От 0, 15 до 0, 5 включительно Свыше 0, 5 до 30 включительно

От 97 до 87 87

От 84 до 74 74

В

От 0, 15 до 0, 5 включительно Свыше 0, 5 до 30 включительно

От 84 до 74 74

От 74 до 64. 64

Допускаемые величины радиопомех

Класс оборудования

Полоса частот, МГц

Расстояние R, м

Напряженность поля радиопомех, дВмкВ/м

А

От 30 до 230 включительно

10

40

 

Свыше 230 до 1000 включительно

10

47

В

От 30 до 230 включительно

3

40

 

Свыше 230 до 1000 включительно

3

47

Допускаемые величины радиопомех, создаваемых при работе оборудования электропитания на выводах постоянного тока, не превышают значений, указанных в табл. 2.

Квазипиковое значение напряженности поля радиопомех от оборудования электропитания на расстоянии R не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

К классу «А» относятся средства связи, эксплуатируемые вне жилых домов и не подключаемые к электрическим сетям жилых домов.

К классу «В» относятся средства связи, эксплуатируемые в жилых домах или подключаемые к электрическим сетям жилых домов.

Оборудование класса «В» допускается применять в условиях, установленных для оборудования класса «А».

Установки электропитания постоянного и переменного тока, оборудование, входящее в их состав, и устройства ввода, защиты и коммутации должны обеспечивать среднее время наработки на отказ не менее 150000 ч. При этом среднее время восстановления оборудования должно быть не более 1 ч. Срок службы установок электропитания и их оборудования — не менее 20 лет.

В части безопасности оборудование электропитания средств связи должно удовлетворять следующим требованиям.

Изоляция электрических цепей относительно корпуса и цепей, электрически не связанных между собой, должна выдерживать в течение 1 мин следующее испытательное напряжение переменного тока с частотой 50 Гц:

для цепей переменного тока с номинальным напряжением 380 В, кВ:

в нормальных климатических условиях.....................2,0

при повышенной влажности................................1,5

при пониженном давлении.................................1,0

для цепей переменного тока с напряжением до 220 В, кВ:

в нормальных климатических условиях.....................1,5

при пониженном давлении.................................0,5

для цепей постоянного тока с напряжением до 100 В, кВ, в нормальных климатических условиях...................................................0,5

Электрическое сопротивление изоляции цепей, МОм, должно составлять не менее:

в нормальных климатических условиях.....................20

при температуре + 40 °С.................................5

при влажности 95 % и температуре + 30 °С................1

Значение сопротивления между корпусом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0, 10 Ом. Конструкция оборудования электропитания предусматривает наличие болта (винта) заземления.

Эквивалентный уровень акустических шумов, создаваемых оборудованием электропитания на расстоянии 1 м, не должен превышает 65 дБ для оборудования, устанавливаемого в одном помещении со средствами связи, и 80 дБА для оборудования, устанавливаемого в отдельном помещении.

Материалы конструкции не должны оказывать опасного и вредного воздействия на организм человека и окружающую среду во всех заданных режимах работы, предусмотренных условиями эксплуатации. Кроме того, при аварийных ситуациях материалы конструкции не должны выделять в атмосферу токсичных веществ.

Конструкция оборудования должна предусматривать возможность подключения одного из следующих типов систем токоведущих проводников:

• к входным и выходным выводам переменного тока: однофазные трехпроводные, трехфазные четырехпроводные, трехфазные пятипроводные;

• к выходным выводам постоянного тока: двухпроводные.

Кроме того, конструкция должна:

• предусматривать заземляющий вывод или шину для подключения защитных проводников;

• быть ремонтнопригодной и обеспечивать доступность осмотра и подтяжки мест для крепления контактных соединений и составных частей;

• предусматривать возможность снятия и замены составных частей и элементов, вышедших из строя, без демонтажа других составных частей;

• обеспечивать доступность к элементам, подлежащим регулированию и настройке и к контрольно-измерительным приборам для их замены и поверки;

• обеспечивать возможность одностороннего обслуживания с лицевой панели с тем, чтобы иметь возможность установки оборудования необслуживаемыми сторонами вплотную друг к другу, а также к стенам помещения.

В устройстве электропитания должна быть предусмотрена местная и дистанционная сигнализация с выдачей сигналов о таких, например, режимах и состояниях его работы как:

• отсутствие внешнего электроснабжения;

• работа от собственной стационарной электростанции;

• повреждение собственной стационарной электростанции;

• повреждение любого модуля устройства электропитания (выпрямителя, инвертора, стабилизатора и т. д. );

• работа от аккумуляторной батареи;

• аварийное отключение аккумуляторной батареи в связи с недопустимым понижением напряжения на ней.

В составе оборудования установки рекомендуется предусматривать устройства непрерывного автоматического контроля показателей качества электрической энергии в сети 380/220 В. Используемое для этого оборудование должно обеспечивать:

• измерение, обработку и регистрацию показателей качества электрической энергии;

• хранение зарегистрированной информации в энергонезависимой памяти не менее 45 суток;

• возможность просмотра содержащейся в памяти информации

на собственном дисплее оборудования, либо на внешнем устройстве.

Оборудование электроустановки должно быть рассчитано на включение в систему телеконтроля линии передачи сети связи. Кроме того, оно может быть рассчитано на включение в другие информационные системы.

Установки питания постоянного и переменного тока, оборудование, входящее в их состав, и устройства ввода, защиты и коммутации должны обеспечивать нормальную работу и сохранение параметров при воздействии климатических факторов, указанных в табл. 4.

Воздействующий фактор

При эксплуатации

При хранении

При транспортировании

Температура окружающего воздуха, °С

от +5 до +40

от +5 до +40

От —50 до +502)

Относительная влажность воздуха при температуре, %, при +25 °С

80

801)

до 100

Атмосферное давление, мм рт. ст.

450... 800

450... 800

450... 8003)

1) Допускается кратковременное повышение влажности до 98 % при температуре не более +25 °С без конденсации влаги, но суммарно не более 1 месяца в год.

2) Отдельные блоки (устройства), не допускающие снижение температуры в указанных пределах, должны транспортироваться отдельно, при этом должна быть предусмотрена возможность их установки на месте эксплуатации.

3) При транспортировании допускается снижение атмосферного давления до 200 мм рт. ст. (соответствует высоте 10000 м)

 

 

Используемая литература:Электропитание устройств и систем телекоммуникаций:
Учебное пособие для вузов / В. М. Бушуев, В. А. Демянский,
Л. Ф. Захаров и др. — М.: Горячая линия—Телеком, 2009. —
384 с.: ил.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Электроника

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.