Расчет электропитающей установки для устройств связи и автоматики
Проект электропитающей установки для устройств автоматики и связи с буферным многобатарейным способом электропитания. Расчет емкости и числа элементов щелочной аккумуляторной батареи. Выбор выпрямительных агрегатов, устройств коммутации постоянного тока.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.02.2013 |
| Размер файла | 541,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Кафедра «Системы передачи информации»
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи»
Расчет электропитающей установки для устройств связи и автоматики
Реферат
Курсовой проект содержит 23 страниц печатного текста, 3 таблицы, 5 рисунка, использовано 3 источников.
Электропитающая установка, выпрямитель, аккумуляторная батарея, аварийное освещение, устройство гарантированного питания, стабильность напряжения, надежность, токораспределительная сеть.
Цель работы - спроектировать электропитающую установку для заданных нагрузок и группы электроснабжения переменным током.
Содержание
- Введение
- 1. Выбор системы электропитания и составление структурной схемы
- 2. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме
- 3. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи
- 3.1 Расчет числа элементов аккумуляторной батареи
- 3.2 Расчет емкости
- 4. Выбор выпрямителей
- 5. Расчет параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора
- 5.1 Расчет мощности АДГУ и выбор его типа
- 5.2 Расчет потребления электроэнергии от внешней сети
- 6. Выбор вводных устройств переменного тока
- 7. Расчет и выбор автоматических выключателей
- 8. Расчет токораспределительной сети
- 9. Расчёт сопротивления защитного контура заземления и измерительных электродов токам растекания
- 10. Размещение оборудования и защитного контура
- 11. Расчет надежности электропитающей установки
- Заключение
- Библиграфический список
- Введение
Электропитающие установки являются основной частью электроустановки каждого предприятия электросвязи. Аппаратура связи для своей работы потребляет электроэнергию при различных напряжениях постоянного и переменного токов, качество которых как в отношении допускаемых колебаний напряжения, так и в отношении допустимого содержания выпрямленного тока переменной составляющей, строго регламентировано 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.
В курсовой работе мы разрабатываем электропитающую установку для нагрузок: U1=60В, I1=40А; U2=48B, I2=50A; U3=220B, I3=10A. Категория надежности электроснабжения - II. К II категории относятся абоненты небольших станций, питает до 1024 абонентов.
Требования к питающим фидерам:
- 2 надежно работающих фидера;
- 1 фидер, надежно работающий, и 1 АДГА.
Требования к АБ - система должна питаться не более 24 часов.
В помещении для размещения оборудования необходимо поместить щитовую, дизельную и автозал.
1 Выбор системы электропитания и составление структурной схемы
В соответствии с данной в задании категорией надежности электроснабжения (II) выбираем систему электропитания.
Основные источники электроэнергии - внешнее электроснабжение по фидеру напряжением 220 В 50 Гц, 1 автоматизированная местная дизель-генераторная установка (АДГУ) и аккумуляторная батарея (АБ).
Установки гарантированного питания УГП представляют собой комплекты электротехнического оборудования, обеспечивающие беспрерывное (или с минимальными перерывами) электропитание потребителей переменного тока. В нормальных условиях питание осуществляется от внешних источников непосредственно или через преобразователи, а в аварийных условиях - от резервного местного источника питания, в качестве которого используются аккумуляторные батареи (АБ) или автоматизированной дизель-генераторной установки.
В данном проекте рассматриваем наиболее сложную работу ЭПУ для стационарных объектов связи и автоматики по системе «On-Line», то есть с двойным преобразованием электроэнергии. При данном способе электропитания входное сетевое напряжение преобразуется в постоянное при наличии опорной свинцово-кислотной АБ, работающей в буфере с выпрямителями, а постоянное напряжение с помощью электронных блоков - в заданное переменное или постоянное напряжение нагрузки.
По заданным параметрам нагрузки и категории надежности электроснабжения составляем предварительную структурную схему ЭПУ для потребителей электропитания II категории надежности (рисунок 1).
Предварительная структурная схема ЭПУ включает в себя Ф1 - фидер внешнего электроснабжения, ВВУ - вводные устройства, включающие в себя вводные щиты, шкафы, узлы автоматического включения резерва (АВР), АДГУ - автоматизированную дизель-генераторную установку, ВУ - выпрямители, ССПН - стойка стабилизатора постоянного напряжения, КВ - конвентор вольтодобавочный, ИТ - инвертор.
Структурная схема ЭПУ ІI категории надёжности представлена в альбоме чертежей.
Рисунок 1 - Предварительная структурная схема ЭПУ
2 Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме
Тип стоек стабилизаторов ССПН осуществляем по таблице П.1 [7] с учетом 75 % их загрузки и необходимости наличия резерва. Выбираем стойку ССПН-5 60-60/80 с габаритами в мм - 2250600700. Так как напряжение нагрузки = 48 В, то выбираем конвентор КВ-12/100 c габаритами 2250600700 мм.
В задании требуется обеспечить питание нагрузки переменного тока 220 В 50 Гц, для нее в соответствии с необходимой мощностью выбираем инвертор ИС-4500, устанавливающийся в 19'' шкаф с габаритами - 962600600 мм.
3 Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи
Расчет ведется при аварийном режиме ЭПУ, когда основная нагрузка и ее преобразователи получают электроэнергию только от АБ.
3.1 Расчет числа элементов аккумуляторной батареи
Число элементов аккумуляторной батареи рассчитываем как отношение номинальной величины напряжения наибольшей нагрузки к номинальному напряжению элемента = 2 В:
(3.1)
Номинальное напряжение наибольшей нагрузки по заданию U1 = 60 В. По формуле 3.1 находим число элементов:
N = 60/2 = 30.
Зарядное напряжение составляет Uэл max = 2,35 В, а минимальное напряжение для II категории - 1,8 В.
Напряжение всей батареи будет меняться в пределах:
UАБmax = NUэл max;
UАБmin = NUэл.min(3.2)
;
.
Буферное напряжение батареи находим при Uэл буф = 2,25 В:
UАБ буф = NUэл.буф(3.3)
.
3.2 Расчет емкости
Прежде всего найдем суммарный ток, потребляемый от батареи в аварийном режиме преобразователями ССПН, КВ, ИТ, аварийным освещением и другими нагрузками при минимальном напряжении батареи в конце разряда с учетом коэффициента полезного действия (КПД) каждого преобразователя.
КПД стойки ССПН зспн = 0,92; для КВ, работающего совместно с АБ, принимаем зкв = 0,85; КПД инвертора ИТ примем зит = 0,8.
(3.4)
;
;
.
Ток аварийного освещения определяем по заданию:
Общий ток разряда АБ в течение десяти часов аварийного режима составляет:
(3.5)
По формуле 3.5 находим:
С учетом падения емкости АБ в конце срока эксплуатации на 20%:
(3.6)
где б = 0,0008 - температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора,
tр = 10 ч - время разряда,
зG = 1 - коэффициент отдачи по емкости, зависящий от времени разряда,
tср = 30 - температура окружающей среды.
Рассчитываем по формуле 3.6 емкость АБ:
(3.7)
По таблице приложения выбираем аккумулятор А602/3000 240 PzV3000 с габаритами в мм - 775215580: .
Емкость всей выбранной по таблицам АБ определяется так:
(3.8)
Емкость АБ:
.
4. Выбор выпрямителей
Выбор выпрямителей производится по номинальному напряжению и максимальному току, который они могут выдавать по выходу.
Ток выпрямителей слагается из тока нагрузки и 10-ти часового тока заряда выбранной АБ
(4.1)
(4.2)
Где tзар = 10 ч.
.
При этом выпрямители должны иметь режим ограничения выходного тока (не более I вб ) при глубоком разряде АБ, чтобы не вывести батарею из строя избыточным током заряда.
С учетом 75 % загрузки выпрямителей их максимальный ток на выходе
(4.3)
В качестве выпрямительного устройства электропитания аппаратуры связи используем 3 УЭПС-2 60/400-88 с трехфазным выпрямителем ВБВ 60/50-2 с габаритами в мм - 2250600600.
Устройства УЭПС обеспечивают:
- подключение 2-х групп АБ;
- одновременное питание нагрузки и заряд (буферный подзаряд) АБ;
- защиту АБ от разряда ниже допустимого уровня;
- изменение установки выходного напряжения с напряжения заряда (например, 2,3 В/элемент) на напряжение непрерывного подзаряда (например, 2,25 В/эл. при 20о С) по окончании заряда АБ;
- защиту от к.з. выходных цепей выпрямителей, цепей АБ и нагрузки;
- селективное отключение любого неисправного выпрямителя в них;
- термокомпенсацию;
- равномерное распределение тока нагрузки между выпрямителями;
- батарейное тестирование;
- отключение низкоприоритетной нагрузки при разряде батареи;
- местную и дистанционную сигнализацию.
Рассчитаем число выпрямителей необходимых для нашего курсового проекта:
(4.4)
Где Iвбв=50 А По выбранному выпрямителю. А 3 это число резервных выпрямителей. выпрямителей.
Выбираем количество стоек:
(4.5)
Где Imaxуэпс=400А - максимальный ток выбранной стойки.
5. Расчет параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора
5.1 Расчет мощности АДГУ и выбор его типа
Максимальная нагрузка АДГУ при аварийном отключении питающего фидера переменного тока:
(5.1)
Мощность, потребляемая выпрямителями ВБВ УЭПСа:
(5.2)
где зУЭПС = 0,9 - КПД выпрямителей.
(5.3)
РК и РСН находим по таблице 5.1:
Активная составляющая длительной нагрузки АДГУ РУЭПС должна составлять 50 - 75 % номинальной мощности агрегата, по значению последней и выбираем автоматизированный дизель-генератор типа ДГА-М мощностью 100 кВт с габаритами 500023402400 мм.
ДГУ укомплектовывается помимо дизель-генератора щитом управления основными операциями ЩДГА, щитом заряда и разряда батарей и питания автоматики ЩЗРБ 60-М, баками для воды, масла и топлива.
В щите ЩЗРБ 60-М установлен выпрямитель ВБВ 60/50-2 - для питания щита автоматики в буфере с АБ автоматики. Щит имеет дистанционную сигнализацию о состоянии выпрямителей и АБ.
Габариты ЩДГА - 2200 x 650 x 500мм
Габариты ЩЗРБ - 450 x 250 x1800 мм.
АДГУ может работать непрерывно до 200 часов.
5.2 Расчет потребления электроэнергии от внешней сети
Максимальная активная мощность Рmax, потребляемая от сети, больше мощности РДГУ на величину дополнительных негарантированных нагрузок: мастерских РМ, нормального общего освещения РОСВ, общей вентиляции помещений узла связи и автоматики РВЕНТ , определяемых по таблице 5.1:
(5.4)
Рmax1 =84910+5600+4300+4000=98810 Вт=98,81кВт
Годовая стоимость электроэнергии без учета реактивной составляющей мощности Qmax при стоимости одного кВт-часа Z руб. составляет:
(5.5)
Возьмем Z=1,3 руб.
Ппотр. = 98,81?365?24 ?1,3?2/3= 750165,52 руб.
Реактивная мощность, потребляемая от сети, может быть вычислена через активную для отдельных групп нагрузок, имеющих одинаковый коэффициент мощности соsц (для освещения соsц = 1, для моторной нагрузки соsц = 0,7, для выпрямительной нагрузки соsц = 0,9):
, Ач(5.6)
Полная мощность, потребляемая от сети:
(5.7)
где - сумма всех активных мощностей;
- сумма реактивных мощностей групп нагрузок.
Максимальный ток по одной фазе, потребляемый из 3-х фазной сети переменного тока при равномерном распределении нагрузки по фазам:
(5.8)
Полную мощность и максимальный ток фазы используем для выбора шкафов и щитов коммутации на стороне переменного тока, для выбора предохранителей ПН-2 и автоматических выключателей.
Автоматический выключатель вводного фидера Ф1 выбираем по IФ типа ВА-51-35.
6 Выбор вводных устройств переменного тока
Систему электроснабжения переменным током выбираем по системе ТN-S, когда с питающей подстанции напряжение подается по пятипроводной линии (Т ? три фазы, N ? нейтраль, S ? защитный провод, обозначаемый в схемах ЭПУ как РЕ) или по системе ТN-C-S, когда с подстанции на ЭПУ связи и автоматики питание осуществляется по четырехпроводной линии (три фазных провода и объединенный - провод нейтрали и защитный, обозначаемый в схемах ЭПУ как PEN).
Для ЭПУ II категории можно выбрать, ШВРАУ 380/Iн 21 П К, с функциональной схемой, представленной на рисунке 2
Рисунок 2 - Функциональная схема шкафа ШВРА для ЭПУ II категории надежности.
На рисунке 2 показаны контакторы К1, К2, К3, К4 с блокировкой, исключающей их одновременное включение, показаны защиты по току (предохранители ПН-2, автоматические выключатели Q c защитными характеристиками В, С, или D), защита по напряжению (разрядники Р или варисторы на каждой фазе, а также между проводами N и РЕ при 5-ипроводной схеме TN-S).
Предельные габариты шкафов напольного типа в мм - 2250800600.
7. Расчет и выбор автоматических выключателей
Выберем аварийные выключатели:
Номинальный ток группы
(7.1)
Непосредственный ток выключателей:
(7.2)
Теперь набираем искомый ток по номинальному значению тока ВА, итак, нам понадобятся:
ВА 51-39 (Iном=630 А)=5 шт.
8. Расчет токораспределительной сети
Согласно заданию, токораспределительная сеть (ТРС) имеет 12 участков общей длиной 30 м. Берем что все 12 участков будут длиной 2,5 метра. Схематический участок представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема токораспределительной цепи.
Расчет производим для каждого участка длиной li c током Ii.
На всех участках используем 2-х проводную медную линию.
Расчет сечения проводов в токораспределительной сети проводился по формуле:
(8.1)
где, - расчетное значение i-го сечения;
n = 2 - число проводов;
I - ток при максимальном напряжении, равный 40 А;
li - длина i-го участка;
- допустимое падение напряжения в ТРС, для UАБ=60В ;
- проводимость материала (Cu: = 57 См);
Фактическое падение напряжения для i-го участка рассчитывается по формуле:
(8.2)
где U'ТРСi - фактическое падение напряжения до i-го участка.
S'i - фактическое сечение i-го провода, полученное при округлении расчетного значения до стандартного;
- фактический ток i-го участка.
Потерю напряжения на следующих участках с учетом того, что по первому участку проходит общий ток, а на других участках он расходится по отдельным кабелям, находим для каждого из остальных участков по формуле 8.3:
(8.3)
(8.4)
Расчет для первого участка ТРС длиной 2,5 м:
С учетом вышеперечисленного:
По формуле 8.4 вычислим падение напряжения на следующем участке.
Общий провод разветвляется на 2 участка. Следовательно, по 1-ому закону Киргофа сумма токов 2-х участков равна 40 А.
Расчет второго участка длиной 2,5 м, = 5 А:
Расчет для третьего участка
Расчет для четвертого участка
Расчет остальных участков аналогичен. Результаты расчета занесены в таблицу
Таблица 1 - Результаты расчета токораспределительной сети.
|
Номер участка, № |
Длина участка, м |
Допустимая потеря напряжения, В |
Фактическая потеря напряжения, В |
Расчет сечения провода, мм2 |
Марка и размер провода, мм2 |
|
|
1 |
2,5 |
1,6 |
0,351 |
8,498 |
10 |
|
|
2 |
2,5 |
1,249 |
0,292 |
0,702 |
1,5 |
|
|
3 |
2,5 |
0,957 |
0,117 |
0,183 |
1,5 |
|
|
4 |
2,5 |
0,957 |
0,175 |
0,275 |
1,5 |
|
|
5 |
2,5 |
1,249 |
0,307 |
7,374 |
10 |
|
|
6 |
2,5 |
0,577 |
0,365 |
4,655 |
6 |
|
|
7 |
2,5 |
0,577 |
0,409 |
1,065 |
1,5 |
|
|
8 |
2,5 |
0,577 |
0,468 |
1,217 |
1,5 |
|
|
9 |
2,5 |
0,577 |
0,351 |
1,521 |
2,5 |
|
|
10 |
2,5 |
0,942 |
0,351 |
1,862 |
2,5 |
|
|
11 |
2,5 |
0,591 |
0,234 |
0,593 |
1,5 |
|
|
12 |
2,5 |
0,591 |
0,351 |
0,89 |
1,5 |
Можно сделать вывод о том, что падение напряжения в ТРС не превышает допустимой нормы, равной 1.6 В. Следовательно, расчет и выбор сечения проводов сделаны правильно.
Рассчитаем диаметр провода от аккумуляторной батареи до УЭПС.
Рисунок 4 - Структурная схема подачи питания с аккумуляторной батареи.
Рассчитаем диаметр провода от аккумуляторной батареи до УЭПС. Воспользуемся формулой 8.1
При этом падение напряжения в этом проводе будет находиться как:
9. Расчёт сопротивления защитного контура заземления и измерительных электродов токам растекания.
Для защиты обслуживающего персонала проведем расчет защитного контура заземления и двух измерительных электродов.
Сопротивление токам растекания контура нормируется (ГОСТ 464-79) величиной не более 4 Ом . По заданию удельное сопротивление земли з = 200 Ом•м.
Контур должен состоять из уложенной в грунт на глубину h = 0.7м горизонтально в виде замкнутого прямоугольника или квадрата стальной шины длиной lгор cечением 404 мм2 и вертикальных электродов в виде стальных труб диаметром dв = 20 мм и длиной lв = 2.5м, углубленных в землю с расстоянием 3 м между ними и приваренных верхними концами к горизонтальной шине.
Сопротивление одного вертикального электрода рассчитаем по формуле:
(9.1)
Принимаем первоначально контур в горизонтальном плане в виде квадрата со стороной 3 м, с четырьмя вертикальными электродами (n = 4). Тогда сопротивление токам растекания такого горизонтально расположенного контура из стальной шины:
(9.2)
где b = 0.04 м, lгор=12 м
Общее сопротивление такого контура:
(9.3)
где Ксез = 1.4 - сезонный коэффициент;
n - число вертикальных электродов в контуре;
зив , зиг - коэффициенты использования (экранирования) соответственно вертикальных электродов и горизонтальной полосы квадрата, равные зив=0.65, зиг=0.45.
Для четырёх вертикальных электродов:
Данное значение превышает норму 4Ом, следовательно, данное сопротивление не удовлетворяет нормам.
Рассчитав последовательно с n = 6,10,20,40, мы выбрали n = 40. Изменяя глубину расположения, диаметры и длины заземления, добились нормы. Приводим расчет:
Для lвер=5,5 м, h=2 м, d=0,08м
Для n = 40 lгор=100 м, зив=0.4, зиг=0.2, b=0,08м
Данное значение не превышает норму 4Ом, следовательно, данное сопротивление удовлетворяет нормам.
Подсоединение защитного контура к главной заземляющей шине (ГЗШ) ЭПУ осуществляется кабелем или стальной шиной сечением 254 мм2 или оцинкованным проводом диаметром более 6 мм. Подключение к ГЗШ измерительных электродов, удаленных от защитного контура и друг от друга на расстояние трех-пяти диагоналей контура производится кабелем или проводом с хорошей (чаще двойной) изоляцией. Корпуса оборудования ЭПУ и автозала подключаются к ГЗШ напрямую.
Подключение одного из полюсов постоянного тока (чаще положительного) с выхода выпрямителей к шине ГЗШ производится только в одном месте. Соединение этого полюса далее с корпусами оборудования автозала запрещается.
Шина ГЗШ должна располагаться в непосредственной близости от места ввода защитного и измерительных контуров, вблизи от ввода фидеров переменного тока, ввода кабелей связи, автоматики и места расположения кросса.
Основная система уравнивания потенциалов ЭПУ и автозала выполняется медным проводом сечением не менее 6 мм2 или алюминиевым ? 16 мм2 или стальным ? 50 мм2.
10. Размещение оборудования и защитного контура
В небольших центрах связи и автоматики для размещения оборудования ЭПУ необходимы помещения: щитовая, дизельная автозал.
Ширина проходов между шкафами, щитами, стенами помещения (при установке напольного оборудования) должна быть не менее 0,8 м, высота - не менее 1,9 м. Между дизель-электрическим агрегатом (ДГА) со стороны управления и соседним агрегатом и стеной проход должен быть не менее 1м, а между ДГА и фасадом щита - не менее 1,2 м.
При расчете площадей помещений SП допускаем, что SП = 5SОБ, где SОБ - площадь размещаемого оборудования в плане.
План размещения оборудования приведен на листе 2 в альбоме, используется 2 помещения площадью 3x6 м2.
Подсоединение защитного контура к главной заземляющей шине (ГЗШ) ЭПУ осуществляется кабелем или стальной шиной сечением 254 мм2 или оцинкованным проводом диаметром более 6 мм. Корпуса оборудования ЭПУ и автозала подключаются к ГЗШ напрямую.
Подключение одного из полюсов постоянного тока (чаще положительного) с выхода выпрямителей к шине ГЗШ производится только в одном месте. Соединение этого полюса далее с корпусами оборудования автозала запрещается.
Шина ГЗШ должна располагаться в непосредственной близости от места ввода защитного и измерительных контуров, вблизи от ввода фидеров переменного тока, ввода кабелей связи, автоматики и места расположения кросса.
Таблица 2 - Размещение оборудования
|
Название элементов |
Размеры, мм. |
Название элементов |
Размеры, мм. |
|
|
ШВРАУ 380/200 |
2250 х 800 x 600 |
ДГА-72 |
5000 x 2340 х 2400 |
|
|
ССПН-5 60-60/80 |
2250 x 600 х 700 |
ЩЗРБ-60М |
450 x 250 х 1800 |
|
|
КВ-12/100 |
2250 x 600 х 700 |
ЩДГА |
2200 x 650 х 500 |
|
|
ИС-4500 |
962 x 600 x 600 |
A602\2000 |
775 x 215 х 400 |
11. Расчет надежности электропитающей установки
Для расчета надежности ЭПУ на основании функциональной схемы составим расчетную схему, на которой отразим последовательные и параллельные цепи установки. Схема изображена на рисунке 5 Для расчета выбираем самый ненадежный вариант нагрузки - ИТ.
Рисунок 5 - Схема для расчета надежности
Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ представлена в таблице 3.
При экспоненциальном законе распределения и взаимной независимости отказов:
Р(t) = е -л t ? 1? лt,(11.1)
где л - суммарная интенсивность отказа элемента, блока системы;
t - интервал времени, за которое определяется вероятность отказов,
t1=1,4 ч (согласно заданию);
t2= t3=24 ч;
t4=1 ч.
Таблица 3 - Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ
|
Наименование блока, узла |
л?10-6, 1/ч |
|
|
Сеть |
3,0 |
|
|
Вводный щит ВЩ |
1,6 |
|
|
Щиты переменного тока ЩДГА |
8,0 |
|
|
Шкаф ШВРА |
9,0 |
|
|
ДГУ |
530 |
|
|
УЭПС мощностью выше 10 кВт |
2,1 |
|
|
АБ |
0,4 |
|
|
Автоматический выключатель ВА для АБ |
0,2 |
|
|
Инвертор ИТ |
3,0 |
|
|
ЩРЗ или ПР |
1,0 |
Алгоритм расчета трактов:
Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:
(11.2)
где n - число блоков, включенных последовательно.
Надежность параллельных цепей производится по формуле:
(11.3)
где m - число блоков, включенных параллельно.
Надежность всего тракта:
Ртр (t) = Рпосл (t)*Pпарал (t).(11.4)
Интенсивность отказа тракта:
лтр1 = л1 + л2 + л3 + ... +лn , 1/ч.(11.5)
Время наработки на отказ:
(11.6)
Коэффициент готовности тракта:
(11.7)
где в1 - время восстановления тракта.
Аналогично по формулам (7.5), (7.6), (7.7) найдем Ктр для остальных трактов. Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом всех параллельных трактов:
(11.8)
Наработка на отказ всей системы параллельных трактов:
(11.9)
Выполним расчет надежности своей установки.
Алгоритм расчета трактов:
Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:
(7.2)
где n - число блоков, включенных последовательно.
Надежность параллельных цепей производится по формуле:
(7.3)
где m - число блоков, включенных параллельно.
Надежность всего тракта:
Ртр (t) = Рпосл (t)*Pпарал (t).(7.4)
Интенсивность отказа тракта:
лтр1 = л1 + л2 + л3 + ... +лn , 1/ч.(7.5)
Время наработки на отказ:
(7.6)
Коэффициент готовности тракта:
(7.7)
где в1 - время восстановления тракта.
Аналогично по формулам (7.5), (7.6), (7.7) найдем Ктр для остальных трактов. Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом всех параллельных трактов:
(7.8)
Наработка на отказ всей системы параллельных трактов:
(7.9)
Выполним расчет надежности своей установки.
1) Первый тракт - нормальный режим эксплуатации.
.
2) Второй тракт - питание от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения.
.
3) Третий тракт - питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ.
.
4) Четвертый тракт - послеаварийный режим восстановления работоспособности ЭПУ:
.
Находим по формуле (7.8) коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:
Определяем наработку на отказ всей системы из четырех параллельных трактов по формуле (7.9), k = 4:
Поэтому, для оценки надежности спроектированной электропитающей установки примем во внимание только первый тракт, считая его единственным, поскольку остальные три, могут вообще никогда не включиться.
Итак, среднее время безотказной работы:
электропитающая установка связь ток
Заключение
В данном курсовом проекте была разработана электропитающая установка для устройств автоматики и связи с буферным многобатарейным способом электропитания, обеспечивающая электроснабжение переменным током по группе , бесперебойное питание потребителей: 60В, 48В, 220В, а так же аварийное освещение и гарантированное питание II категории с выходным напряжением 60 В. Для всех трех нагрузок выбран активный способ регулирования постоянного напряжения на выходе. Рассчитана емкость и число элементов щелочной аккумуляторной батареи. Выбраны выпрямительные агрегаты, устройства коммутации постоянного тока. Выполнен расчет источников переменного тока, выбрана резервная электростанция и устройство гарантированного питания. Проведено размещение оборудования и рассчитана токораспределительная сеть для нагрузки 60 В длиной 30 м, разбитая на 12 участков.
Также была рассчитана надежность работы электропитающей установки, рассчитанная надежность составляет 7,6 лет. Cамым надежным оказался тракт с АБ - питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ. Тракт питания от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения - самый ненадежный.
Библиографический список
1. Поздняков Л. Г., Карпова Л. А., Митрохин В. Е. Расчет электропитающей установки для устройств автоматики и связи. Омск, 1984, 51с.
2. Инженерно-технический справочник по электросвязи. «Электроустановки». Казаринов И. А. и др. М.: Связь, 1976, 590 с.
3. Доросинский Л.Р. Методическое пособие «Курсовая работа по дисциплине «Электропитание устройств ЖАТС». Омск, 2010, 50 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор системы электропитания. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторных батарей. Подбор выпрямителей, источника бесперебойного питания и дизель-генератора. Параметры токораспределительной сети. Размещение оборудования электропитающей установки.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.02.2013Разработка проекта, расчет параметров и составление схем электропитающей установки для устройств автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающей бесперебойным питанием нагрузки с номинальным напряжением 24,60 В постоянного и 220 В переменного тока.
контрольная работа [405,7 K], добавлен 05.02.2013Расчет числа элементов аккумуляторной батареи и ее емкости. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Схема токораспределительной цепи. Расчет защитного контура заземления. Размещение оборудования и защитного контура.
курсовая работа [246,2 K], добавлен 12.02.2013Структурная схема электропитающей установки. Расчет аккумуляторной батареи. Выбор вводного устройства, инверторов и выпрямительного устройства. Расчет потребления электроэнергии от внешней цепи. Размещение оборудования в помещениях. Защитное заземление.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.01.2013Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Защита ЭПУ от внешних перенапряжений.
курсовая работа [222,2 K], добавлен 05.02.2013Составление предварительной структурной схемы электропитания. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет числа элементов аккумуляторной батареи, параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора.
контрольная работа [232,2 K], добавлен 05.02.2013Анализ и выбор системы электропитания и определение числа элементов аккумуляторной батареи. Расчет и выбор емкости аккумуляторной батареи. Определение числа вольтдобавочных конвертеров в ЭПУ. Выбор типа и материала магнитопровода для трансформатора Т1.
контрольная работа [116,1 K], добавлен 01.05.2019Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013Разработка системы электропитания для аппаратуры связи. Расчет токораспределительной сети; выбор преобразователей, выпрямителей, предохранителей, автоматических выключателей, ограничителей перенапряжений для бесперебойного питания в аварийном режиме.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.02.2013Магистральная кабельная линия связи на перегоне. Выбор типа и расчет емкости кабелей ответвлений и вторичной коммутации. Кабельная сеть автоматики на станции (стрелок, светофоров, рельсовых цепей). Защита перегонных устройств АТиС от перенапряжения.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 20.03.2013
