Размещено на http://www.allbest.ru/

САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электрическая связь»

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ ДОМА СВЯЗИ»

ВЫПОЛНИЛ: Яковлева В.В.

ПРОВЕРИЛ: Багуц В.П.

САНКТ - ПЕТЕРБУРГ

ВВЕДЕНИЕ

В современных системах железнодорожной связи к устройствам электропитания предъявляют жесткие требования в отношении надежности, стабильности напряжения и величины пульсации. Несоблюдение этих требований может привести к нарушению работы средств управления на транспорте и отразиться на безопасности движения поездов. Поэтому роль установок электропитания в обеспечении четкой и безаварийной работы железнодорожного транспорта весьма велика.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ ЭПУ

1.1 Объект электропитания и требования к ЭПУ

Аппаратура связи на отделенческих и участковых станциях обычно размещается в отдельных служебно-технических зданиях, выполненных по типовым проектам, которые называют домами связи. Оборудование для организации первичной сети связи размещают в линейно-аппаратных цехах (ЛАЦ). Коммутационное оборудование для организации вторичных сетей связи - в помещениях телефонных, телеграфных станций ( АТС, МТС ).

Для нормального функционирования аппаратуры связи и других устройств, расположенных в домах связи и постах ЭЦ, требуется электрическая энергия, которая обеспечивается электроустановками (ЭУ). Основные элементы ЭУ:

Устройства электроснабжения (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции)

Собственные электрические станции (осуществляют резервное электроснабжение)

Сети электросилового оборудования и освещения (обеспечивают энергией системы вентиляции, отопления, оборудования мастерских и рабочее освещение производственных помещений)

- Электропитающие установки (ЭПУ) являются основной частью ЭУ предприятия. Они предназначены для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойности подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормальной работы устройств связи и автоматики. ЭПУ включают в себя следующие элементы: выпрямительные и преобразовательные устройства, аккумуляторные батареи, устройства стабилизации напряжения и тока, распределительно - коммутационные устройства, распределительные сети, устройства защиты сигнализации и др.

Основное оборудование ЭПУ размещается в выпрямительной и аккумуляторной. ЭПУ должны удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать надежное бесперебойное (а в некоторых случаях беспрерывное) электропитание аппаратуры напряжением необходимой стабильности с допустимой величиной пульсации, быть экономичными при строительстве и эксплуатации, обладать достаточно высокими значениями КПД и коэффициента мощности, быть максимально автоматизированными, допускать возможность развития узла связи без замены основного силового оборудования.

1.2 Исходные данные для проектирования ЭПУ

Все электроприемники, получающие питание от внешних источников, подразделяются на две группы гарантированного и негарантированного электроснабжения.

К первой группе наряду с устройствами связи относится сеть гарантированного освещения, устройства вентиляции и отопления помещений аккумуляторной и ДГА, устройства подкачки топлива, масла и воды в расходные баки для обеспечения длительной работы резервной электростанции. Лампы сети гарантированного освещения располагают в производственных помещениях (цехах связи), коридорах и на лестничных клетках. Все приемники этой группы получают питание от внешних источников тока, а в случае их аварии - от ДГА.

Ко второй группе относят сеть общего освещения, оборудование вентиляции, силовое оборудование мастерских и других вспомогательных помещений. Приемники этой группы получают электропитание от внешних источников, а при повреждении последних выключаются.

На каждом узле связи, кроме сети гарантийного освещения, должно быть предусмотрено аварийное освещение, обеспечивающее выполнение технологического процесса обслуживания аппаратуры связи при аварии всех источников переменного тока (внешних и ДГА). Аварийное освещение осуществляется с помощью ламп, получающих питание от аккумуляторной батареи 24 В или, в случае ее отсутствия, от батарей с другим номинальным напряжением.

Таблица 1. Внешнее электроснабжение

Таблица 2. Нагрузки ЛАЦа

Таблица 3. Токи нагрузки аппаратуры телефонных станций

Таблица 4. Токи нагрузки аппаратуры телеграфных станций

Таблица 5. Дополнительные нагрузки.

1.3 Надежность электроснабжения

Все устройства автоматики, связи и другие потребители электрической энергии, размещаемые в домах связи и постах ЭЦ в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), по надежности функционирования и требованиям к электроснабжению подразделяются на три категории.

К 1 категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, расстройство сложного технологического процесса и другое. К этой категории относятся: устройства электрической централизации промежуточных станций с числом стрелок до 30, устройства автоблокировки, сети гарантированного освещения, оборудование вентиляции и отопления, аккумуляторные помещения.

Ряд устройств автоматики и связи, предъявляющих еще более высокие требования к надежности электроснабжения, выделен в особую группу первой категории.

Электроэнергия к приемникам особой группы 1 категории должны подводиться от трех независимых источников.

Независимыми источниками энергии называют такие, когда прекращение действия одного не вызывает прекращения действия другого.

Все электропитающие установки в зависимости от условий электроснабжения подразделяются на несколько групп. В курсовом проекте применяется электропитающая установка группы 1 А.

К группе 1А относятся ЭПУ, имеющие полностью обеспеченное круглосуточное снабжение от двух или более внешних надежных, независимых источников мощностью не менее 1000 кВт. Допускается последовательное отключение таких источников с интервалом времени не менее 30 с (время, необходимое для запуска ДГА). Возможно выполнение дополнительного условия - отсутствие одновременных отключений внешних источников.

Колебания напряжения не выходят за пределы -15…+5% от номинального.

Таблица 6.

1.4 Номинальное, рабочее и установленное напряжения

Номинальным называют условное напряжение, относительно которого задают допустимые отклонения. Рабочее - это напряжение, находящееся в пределах допустимых отклонений от номинального напряжения, при которых обеспечивается работа аппаратуры с заданными параметрами.

Существует еще установленное напряжение, которое устанавливают путем регулирования для обеспечения определенного режима работы.

Для питания стационарной аппаратуры связи в основном используют постоянный ток с номинальными напряжениями 24,48 и 60 В.

1.5 Системы электропитания постоянного и переменного тока

Системой электропитания называют совокупность устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией аппаратуры в соответствии с ее техническими требованиями. В качестве основной системы электропитания для ЭПУ домов связи принята буферная многобатарейная система, работающая в режиме непрерывного подзаряда. В соответствии с основными требованиями и исходными данными определяем, что все три ЭПУ должны быть автоматизированными.

1.6 Требования к качеству электрической энергии

В технических данных на аппаратуру указывают тип тока (переменный, постоянный), номинальное напряжение, допустимые пределы изменения напряжения и допустимую величину пульсации напряжения. Общие требования на вновь разрабатываемую аппаратуру указаны в ГОСТ 5327 - 83.

Данные о допустимых пределах изменения напряжения даются в виде абсолютных значений предельных напряжений или как относительные изменения напряжения в процентах (точность стабилизации), определяемые по формуле

где - максимальное отклонение напряжения на нагрузке от номинального, В

Оценка величины пульсации производится в среднеквадратичных или псофометрических единицах напряжения. Псофометрические напряжения используются для оценки мешающего действия переменной составляющей в аппаратуре, предназначенной для работы с сигналами тональных частот, приемником которых служит человеческое ухо (речевой или музыкальный сигналы). Во всех случаях используется эффективное напряжение.

1.7 Регулирование и стабилизация напряжения

электропитание ток напряжение аккумуляторный

Регулирование напряжения - это изменение величины напряжения на выходе аппаратуры.

Стабилизация напряжения - это автоматическое поддержание постоянства напряжения на выходе аппаратуры.

В настоящее время электронная аппаратура допускает значительные изменения напряжения питания, поэтому нет необходимости его стабилизировать.

1.8 Аккумуляторные батареи

Аккумуляторные батареи в ЭПУ домов связи выполняют следующие функции:

1. Являются источником резервного питания наиболее ответственной аппаратуры дома связи при отключении источников переменного тока.

2. Обеспечивают безобрывность цепей питания при переключении фидеров питания и запуск ДГА.

3. Обеспечивают дополнительное сглаживание пульсации напряжения на выходе выпрямителей.

В настоящее время широкое применение находят аккумуляторы нового поколения, малоуходные и герметизированные.

2. Выбор системы бесперебойного питания постоянного тока

Рис. 1 Функциональная схема ЭПУ-24 с АКАБ-24/500-2

Состоит из 1 - 3 буферных выпрямителей БВ типа ВУК или ВУТ, включенных на параллельную работу, резервно - зарядного выпрямителя РЗВ того же типа, зарядного выпрямителя ЗВ типа ВУК - 8/300, устройства автоматической коммутации аккумуляторных батарей АКАБ - 24/500 - 2.

Напряжение в точке подключения устройства контроля напряжения УКН - А2 уменьшается до 21,6 + 0,1 В, отпускает якорь реле К4, которое включает реле К2, а последнее - контактор К1. Контактор подключает ДЭ к нагрузке. Напряжение скачком увеличивается, но не превышает 24,6 В. Безопасность обеспечивается диодом Д2.

При восстановлении напряжения в сети БВ и РЗВ включаются в режим стабилизации тока, обеспечивая питание нагрузки и заряд всей батареи (ОЭ и ДЭ). Когда напряжение в точке подключения устройства контроля напряжения УКН - А3 достигает 26,4 + 0,1 В, сработает реле К5, которое разрывает цепь питания реле К2, а последнее - цепь контактора К1, который отключает ДЭ от нагрузки. Без обрывность цепи заряда обеспечивает диод Д1, предотвращая увеличение напряжения на выходе БВ и РЗВ. Одновременно реле К2 включает напряжение сети к ЗВ, которое обеспечивает окончательный заряд ДЭ до напряжения 4,6 В. Затем контактами своего вольтметрового реле ЗВ отключается от сети и включается ВС, обеспечивая дальнейший подзаряд ДЭ. ОЭ продолжают заряжаться от ВБ и РЗВ до напряжения 2,3 * 11 = 25,3 В. При достижении этого напряжения, реле контроля напряжения Р_пп переводит БВ в режим стабилизации напряжения и включает РЗВ. Схема приходит в исходное состояние. Устройство сигнализации. Реле сигнализации КЗ включается при выключении К1 (при наличии команды от К4), не включении К1 (при наличии команды от К5), а также сгорании предохранителя Пр1. При длительном отключении на нагрузке от нормы (21,6 - 26,4 В) по сигналу УКН - А2 или УКН - А3 выключается реле К6 и выдает сигнал об отключении напряжения. Замедление сигнала на время около 5 с осуществляется с помощью конденсатора С, который при замыкании контактов реле К4 заряжается через резистор R2. В момент, когда напряжение на С превысит напряжение на стабилитроне Д6, открывается транзистор Т и срабатывает реле К6. Конструктивно АКАБ выполнено в виде шкафа, устанавливаемого в ряд или пристенно.

Размещено на Allbest.ru