Проектирование электропитания устройств связи и автоматики

Разработка системы электропитания для аппаратуры связи. Расчет токораспределительной сети; выбор преобразователей, выпрямителей, предохранителей, автоматических выключателей, ограничителей перенапряжений для бесперебойного питания в аварийном режиме.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Кафедра «Системы передачи информации»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: Электропитание устройств автоматики телемеханики и связи

Тема:

Проектирование электропитания устройств связи и автоматики



Реферат

Курсовой проект содержит 27 страницы печатного текста, 2 таблицы, 2 рисунка, использовано 5 источников.

Проект электропитания, выпрямитель, аккумуляторная батарея, аварийное освещение, стабильность напряжения, токораспределительная сеть.

В настоящей курсовой работе рассчитано электропитание для аппаратуры связи, обеспечивающая электроснабжение I категории надежности, бесперебойное питание потребителей: 48 В, 60 В (35 А, 150 А соответственно) постоянное напряжение и 220 В (12 А, 50 Гц) переменное напряжение, а так же аварийное освещение 60 В (12 А) мощностью 0,72 кВт.

Цель работы - спроектировать электропитание при заданных нагрузках и заданной категории электроснабжения.



Содержание

Введение

1. Выбор системы электропитания и составление предварительной структурной схемы

2. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме

3. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи

4. Расчет и выбор типа выпрямителей

5. Расчет параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора

6. Выбор вводных устройств переменного тока

7. Расчет и выбор предохранителей, автоматических выключателей, выбор ограничителей перенапряжений

8. Расчет токораспределительной сети

9. Расчет сопротивления защитного контура заземления и измерительных электродов токам растекания. Паспорта на заземлители

10. Расчет надежности электропитающей установки

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Электропитание любой системы связи является важной составляющей качественной работы систем передачи информации, поскольку качественное функционирование связевых пунктов во многом зависит от бесперебойности электроснабжения. К тому же вся аппаратура потребляет различные токи и напряжения, которые имеют допустимые значения колебаний, которые строго регламентированы государственными стандартами.

Электропитающая установка на предприятиях связи призвана обеспечивать получение тока, распределение, регулирование и резервирование электропитания. От электропитающих установок требуется обеспечение высокой надежности, бесперебойности и беспрерывности снабжения аппаратуры связи электрическим током.

Стоимость современных электроустановок на предприятиях связи достигает 40% стоимости всего оборудования.

Основным источником электрической энергии для устройств связи и автоматики являются энергосистемы или местные электростанции (ДГА), вырабатывающие переменный ток частотой 50 Гц. Однако для питания большинства аппаратуры связи требуется постоянный ток. По этим причинам, в состав ЭПУ должны входить следующие основные элементы:

- Инверторы

- Вольтодобавочные устройства

- Выпрямители

- Преобразователи напряжения

В данной курсовой работе предлагается в соответствии с заданными параметрами нагрузок, категорией надежности электроснабжения и требованиями аппаратуры к источникам питания рассчитать и подобрать элементы и, на основании расчетов и оптимизации, построить структурную и функциональную схемы ЭПУ для узла (дома) связи.



1. Выбор системы электропитания и составление предварительной структурной схемы

Систему электроснабжения переменным током выбираем по системе ТN-S, когда с питающей подстанции напряжение подается по пятипроводной линии (Т ? три фазы, N - нейтральный провод, S ? защитный провод, обозначаемый в схемах ЭПУ как РЕ).

По фидерам внешнего электроснабжения 380/220 В 50 Гц напряжение подается к вводным устройствам электропитания.

Вводные устройства ЭПУ совместно с АВР должны обеспечивать:

- защиту оборудования от внешних перенапряжений и от токов короткого замыкания;

- постоянный контроль наличия напряжения в каждой фазе цепей основного и резервного внешних источников питания;

- контроль чередования фаз этих источников;

- непрерывное сравнение текущих значений напряжений основного и резервного вводов с заранее заданными допустимыми отклонениями от номинального напряжения и переход на резерв при выходе напряжения за пределы отклонения;

- контроль параметров ДГУ в дежурном и аварийном режимах ЭПУ;

- совместно с АБ и ДГУ включение аварийного освещения АО;

- восстановление доаварийного состояния;

- по команде дежурного оператора системы связи и автоматики отключение основного или резервного вводов при ремонте;

- визуальный контроль наличия фазного напряжения основного и резервного вводов и индикация ввода, подключенного к нагрузке.

В задании курсового проекта дана I группа надежности электроснабжения, поэтому в соответствии заданием выбираем вводное устройство ШВРАУ 380/I_н 21 П К, где

- «ШВР» - аббревиатура «шкаф вводно-распределительный»;

- «А» - автоматическое управление;

- «У» - наличие счетчиков учета электроэнергии;

- «380» - номинальное напряжение, В;

- «I_н» - номинальный ток общего потребления;

- «2» - количество вводов сети внешнего электроснабжения (фидеры);

- «1» - количество вводов от ДГУ;

- «П» - напольное исполнение по месту установки;

- «К» - наличие панели коммутации аварийного освещения;

Предельные габариты шкафов напольного типа в мм - 2250800600

Функциональная схема шкафа ШВРАУ 380/I_н 21 П приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Функциональная схема шкафа ШВРА для ЭПУ группы I категории надежности

На рисунке 1 показаны контакторы К1, К2, К3, К4 с блокировкой, исключающей их одновременное включение, показаны защиты по току (предохранители ПН-2, автоматические выключатели Q), защита по напряжению (разрядники Р или варисторы на каждой фазе, а также между проводами N и РЕ при 5-и проводной схеме TN-S).

Предохранители ПН-2 выбирают на ток, равный 3I_н, со временем отключения нагрузки до 5 с, где I_н - номинальный ток нагрузки.

Автоматические выключатели выбирают с учетом того, что тепловой ток биметаллических или триметаллических расцепителей I_т=(1,05-1,25) I_н. Поэтому выбирают I_ва =(1,3-2,5) I_н .

Предварительная структурная схема разрабатываемой ЭПУ I категории надежности электроснабжения приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Предварительная структурная схема разрабатываемой ЭПУ I категории надежности электроснабжения

2. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме

В задании курсового проекта дано три нагрузки, две из них постоянного тока, и одна переменного тока:

1. U₁=48, I₁=35

2. U₂=60, I₂=150

3. U₃=220, I₃=12, 50Гц

Исходя из этих данных, подбираем типы стоек ССПН, вольтодобавочные преобразователи типа КУВ, а также инвертор для преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное для подачи его в нагрузку с переменным напряжением 220 В.

Преобразователь ССПН в данном курсовом проекте будет запитываться с аккумуляторной батареи напряжением U₂=60 и током I₂=150. Таким образом, выбирается стойка стабилизаторов ССПН-3 60-60/240 из Таблицы П.1 в методических указаниях к курсовому проекту (см. Таблицу П.1 методического пособия «Курсовая работа по дисциплине электропитание устройств ЖАТС»)

Расшифровка аббревиатуры ССПН-3 60-60/240:

- «3» - тип стойки ССПН;

- «60-60» - входное и выходное постоянные напряжения соответственно;

- «240» - максимальный выходной ток нагрузки, данное значение взято с условием максимум 75% загрузки ССПН.

Инвертор для нагрузки, требующей переменного напряжения запитываем от аккумуляторной батареи с постоянным напряжением 60 В. Для выбора инвертора по мощности производим простой расчет мощности потребляемой нагрузкой, а именно:

Таким образом, подбираем инвертор типа ИС-4500, именно такой инвертор подходит для данной мощности, потребляемой нагрузкой. Габариты для данного шкафа равны 962600600. А также выбор данного инвертора определился тем, что это единственный из инверторов, предложенных в методическом пособии к курсовому проекту подходит к данной мощности (см. стр. 16 методического пособия «Курсовая работа по дисциплине электропитание устройств ЖАТС»). Напряжение на входе инвертора равно 60...