Электропитание устройств и систем телекоммуникаций
Расчет Г-образного LC-фильтра, определение коэффициента сглаживания пульсаций, выбор номинальной емкости конденсатора. Расчет и выбор оборудования электроустановки бесперебойного питания. Построение функциональной электрической схемы питающей установки.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.02.2018 |
| Размер файла | 342,8 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
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
ХАБАРОВСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОКОММУНИКАЦИЙ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Хабаровск 2018
Задание №1
Необходимо рассчитать Г-образный LC-фильтр.
Исходные данные:
Выпрямленное напряжение U0 = 24В;
Выпрямленный ток I0 = 12A;
Схема выпрямления - трехфазная мостовая схема (схема Ларионова);
Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на выходе фильтра K0 = 0,002;
Частота напряжения в сети f(c) = 50 (Гц).
Решение
1. Определим коэффициент сглаживания q.
Коэффициент сглаживания определяется по формуле
е Кп вх - коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения на входе фильтра и определяется из параметров схемы выпрямления, для которой рассчитывается сглаживающий фильтр, или по формуле
где m - число импульсов выпрямленного напряжения за время одного периода.
Для схем выпрямления трехфазного тока m = 3 (схема Миткевича ) , m = 6 (схема Ларионова).
Поэтому
пульсация конденсатор электроустановка бесперебойный
Так как q > 25 , то выбирается двухзвенный Г-образный LC-фильтр.
По дальнейший расчет ведется для одного звена , поэтому определи, коэффициент сглаживания одного звена:
2. 0пределим параметры элементов сглаживающего фильтра. Рассчитаем значения минимальной индуктивности дросселя фильтра формуле
Где U0= 24B
I0 12A
m = 6 - число импульсов выпрямленного напряжения за время одного периода;
fc = 50Гц - частота напряжения в сети.
Рассчитаем значение величины емкости конденсатора для сглаживающею двухзвенного фильтра по формуле
Из таблицы № 1 (методического пособия) выбираем номинальную ёмкость конденсатора, исходя из рассчитанного значения ёмкости С и номинального напряжения конденсатора Uном. величина которого должна быть:
Uном>l.2U0= 1,2* 24 = 28,8 В.
По расчетам выбираем конденсаторы с оксидным диэлектриком (таблица №1).
Таблица 1 Конденсаторы с оксидным диэлектриком.
|
Тип |
Номинальное напряжение, В напряжение, И |
Номинальная емкость, мкФ |
|
|
К 50- 12 |
6,3 |
10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 5000 |
|
|
12 |
5; 10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2000 |
||
|
25 |
2; 47; 10; 22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 5000 |
||
|
50 |
1; 2,2; 4,7; 22; 47; 100; 200 |
||
|
100 |
1; 2,2; 4,7; 22; 50 |
||
|
160 |
1; 2.2; 4,7; 10; 22; 47; 100; 200 |
||
|
К 50-18 |
6.3 |
100 000; 220 000 |
|
|
10 |
100 000 |
||
|
16 |
22 000; 68 000; 100 000 |
||
|
25 |
15 000; 33 000; 100 000 |
||
|
50 |
470; 10 000; 15 000; 22 000 |
||
|
80 |
4700; 10 000; 15 000 |
||
|
100 |
2200;4700; 10 000 |
||
|
250 |
1000;4700 |
||
|
К 50-27 |
160 |
470; 1000 |
|
|
250 |
10; 22; 47; 100; 220; 470 |
||
|
300 |
10; 22; 47; 100; 220; 470 |
||
|
350 |
4,7; 10; 22; 47; 100; 220 |
||
|
450 |
2.2; 4,7; 10; 22; 47; 100; 220 |
||
|
К50-32А |
16 |
15 000; 22 000; 33 000; 47 000 |
|
|
40 |
4700; 10 000; 22 000 |
||
|
63 |
1500 |
||
|
К 50-32 |
160 |
1000; 1500; 2200; 3300; 4700 |
|
|
250 |
100; 450; 220; 330; 470; 680; 1000; 15 000; 2200 |
||
|
350 |
47; 68; 100; 150; 220; 330; 470; 680; 1000 |
||
|
450 |
17; 68; 100; 150; 220; 330; 470 |
||
|
К 50-38 |
6,3 |
47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 4700; 10 000 |
|
|
16 |
47; 100; 220; 470; 1000; 2200; 4700; 10 000 |
||
|
25 |
22; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200 |
||
|
40 |
2; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200 |
||
|
63 |
0; 47; 100; 220; 470; 1000; 2200 |
||
|
100 |
1,7; 10; 22; 47; 100; 220 |
||
|
160 |
; 22; 4,7; 10; 22; 47; 100 |
К 50-32А.
Номинальное напряжение 40 В.
Номинальная емкость 15000 мкФ.
Пересчитываем значение минимальной индуктивности дросселя фильтра с учетом номинальною значения ёмкости конденсатора.
2. На рис.1 представлена схема Г- образного LC-фильтра.
Рис. I. Схема Г образного LC-фильтра
Задание№2
Необходимо рассчитать и выбрать оборудование электроустановки бесперебойного питания (УЭПС).
Исходными данными к расчету являются:
Ток нагрузки (ток аппаратуры) I апп= 130A;
Номинальное напряжение питания аппаратуры Uн = 60В;
Мощность аварийного освещения Рав. осв = 0,6кВт;
Время разряда аккумуляторной батареи tp = 5час;
Конечное напряжение разряда одного аккумулятора UK.p. =1,8В.
Решение
1 Рассчитаем ток аварийного разряда аккумуляторной батареи
где Iапп =130А;
- ток аварийного освещения, определяется по формуле
Рав.осв=0,6кВт=600Вт;
Uн=60В.
2. Определим тип аккумулятора в аккумуляторной батарее. Тип выбираемого аккумулятора зависит от тока аварийного разряда (Iав), времени разряда батареи (tp) и конечного напряжения разряда одного аккумулятора (UK.p.). Выбираем тип аккумулятора из специальных таблиц.
Таблица I
|
Тип элемента |
Ток разряда Iразр,(А) при Uкр=1,8 В/эл за время t0, (ч) |
|||||||
|
0,5 |
1,0 |
2.0 |
3,0 |
5,0 |
8,0 |
10,0 |
||
|
40PZV200 |
153 |
108 |
71 |
54 |
37 |
25 |
22 |
16
Размещено на http://www.allbest.ru
14
|
50PZV250 |
183 |
132 |
88 |
67 |
46 |
32 |
27 |
|
|
60PZV300 |
210 |
154 |
104 |
80 |
56 |
39 |
33 |
|
|
50PZV350 |
221 |
164 |
111 |
85 |
59 |
42 |
35 |
|
|
60PZV420 |
250 |
189 |
131 |
101 |
71 |
50 |
42 |
|
|
70PZV490 |
274 |
212 |
150 |
117 |
82 |
58 |
49 |
|
|
60PZV600 |
320 |
255 |
185 |
147 |
105 |
73 |
62 |
|
|
80PZV800 |
500 |
380 |
261 |
202 |
131 |
96 |
83 |
|
|
100PZV1000 |
586 |
453 |
319 |
249 |
176 |
122 |
102 |
|
|
120PZV1200 |
655 |
518 |
374 |
295 |
210 |
144 |
120 |
|
|
120PZV1500 |
737 |
601 |
447 |
359 |
259 |
180 |
153 |
|
|
160PZV2000 |
982 |
801 |
596 |
478 |
345 |
240 |
204 |
|
|
200PZV2500 |
1228 |
1002 |
745 |
598 |
432 |
300 |
255 |
Таблица 2
|
Тип |
Ток разряда Iразр,(А) при Uкр=1,75 В/эл за время t0, (ч) |
|||||||
|
элемента |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3.0 |
5.0 |
8.0 |
10.0 |
|
|
40PZV200 |
171 |
116 |
74 |
54 |
38 |
27 |
22 |
|
|
50PZV250 |
207 |
143 |
92 |
69 |
48 |
33 |
28 |
|
|
60PZV300 |
239 |
169 |
100 |
83 |
57 |
39 |
33 |
|
|
50PZV350 |
253 |
180 |
117 |
88 |
61 |
41 |
35 |
|
|
60PZV420 |
288 |
211 |
139 |
105 |
73 |
50 |
42 |
|
|
70PZV490 |
318 |
239 |
161 |
123 |
84 |
-8 |
49 |
|
|
60PZV600 |
373 |
280 |
202 |
155 |
106 |
75 |
63 |
|
|
80PZV800 |
580 |
422 |
277 |
210 |
144 |
99 |
84 |
|
|
100PZV1000 |
679 |
510 |
343 |
261 |
180 |
126 |
105 |
|
|
120PZV1200 |
70 3 |
589 |
406 |
308 |
216 |
147 |
124 |
|
|
120PZV1500 |
804 |
691 |
405 |
385 |
269 |
184 |
157 |
|
|
160P/V2000 |
1152 |
921 |
660 |
513 |
358 |
245 |
209 |
|
|
200PZV2500 |
1140 |
1152 |
825 |
640 |
448 |
306 |
262 |
|
|
240PZV5000 |
1728 |
1382 |
900 |
768 |
537 |
367 |
314 |
При выборе типа аккумулятор» необходимо соблюдать условие Ip., > 1„. где lw - ток разряда выбранного аккумулятора.
То есть должно соблюдаться условие Iдо ' 1» МОЛ.
Для выбора типа аккумуляторной батареи имеем следующие параметры: 1„ = 140Л; tp = 5час.: U, р = 1.8В.
Пo таблице № 1 ближайшее большее значение тока разряда при пятичасовом разряде Iразр = 144А, что соответствует аккумулятору типа 80PZV800. 80PZV800 - это код аккумулятора.
В выбранном типе аккумулятора первое число кода соответствует количеству положительных пластин в аккумуляторе (п+).
В нашем случае п+ = 8.
Отрицательных пластин на одну больше п- = (п+) +1, то есть п- = 8 + 1 = 9.
Буквенное обозначение кода (OPZV) расшифровывается как «стационарный необслуживаемый аккумулятор с трубчатыми положительными пластинами». Последнее число кода показывает номинальную емкость аккумулятора Q„ при десятичасовом режиме разряда в ампер-часах (Ач). В нашем случае QH=800 Ач.
После выбора типа аккумулятора необходимо определить тип пластины аккумулятора. Для этого определяется емкость пластины аккумулятора но формуле
где - номинальная емкость выбранного типа аккумулятора, п (+)- количество положительных пластин.
Выпускаются пластины следующих номиналов 50; 70; 100; 125 Ач
Определим количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее. Общее число аккумуляторов определяется по формуле:
=
где Uмин - минимальное напряжение питания аппаратуры, равное 58 В;
? - допустимые потери напряжения в токораспределительной сети и коммутационно-защитной аппаратуре, равные 2,4 В;
=1,8В - конечное напряжение разряда одного аккумулятора (В).
Количество аккумуляторов округляется до целого значения по правилам округления.
Так как аккумуляторные батареи секционируются, то необходимо определить количество аккумуляторов в основной и дополнительной секциях. Количество аккумуляторов в основной секции определяется по формуле:
=
максимально допустимое напряжение на аппаратуре, принимается равным 66 В;
2,2В - напряжение непрерывного подзаряда одного аккумулятора.
Количество аккумуляторов в дополнительной секции определяется по формуле:
1. Выбор электропитающих стоек УЭПС.
Типы стоек УЭПС (универсальная электропнтающая стойка) приведены в таблицах 1 и 2. В этих же таблицах указаны все электрические параметры стойки и количество выпрямителей ВБВ на данной стойке.
ВБВ - выпрямитель с бестрансформаторным входом.
При выборе стойки УЭПС необходимо иметь в виду, что максимальный ток стойки ( 1макс) должен быть больше тока потребляемого аппаратурой.
1макс>
Таблица 1 - Для выбора электропитающих стоек УЭПС-2
|
Наименование стойки |
Uh(B) |
Umhii(B) |
Имакс(В) |
1макс(А) |
Cos ц |
количество ВБВ на стойке |
|
|
УЭПС-2-24/200 |
24 |
21.5 |
28 |
200 |
0,99 |
2-4 |
|
|
УЭПС-2-24/400 |
24 |
21,5 |
28 |
400 |
0,99 |
5-8 |
|
|
УЭ1102-48/120 |
48 |
43 |
56 |
120 |
0,99 |
2 - 4 |
|
|
УЭГIC-2-48/240 |
48 |
43 |
56 |
240 |
0,99 |
5 - 8 |
|
|
УЭ1102-60/100 |
60 |
54 |
72 |
100 |
0,99 |
2 - 4 |
|
|
УЭПС-2-60/200 |
60 |
54 |
72 |
200 |
0,99 |
5 - 8 |
Таблица 2 - Для выбора электропитающих стоек УЭПС-3
|
Наименование стойки |
Uh(B) |
Umhh(B) |
Имакс(В) |
1макс(А) |
COS (р |
количество ВЬВ на стойке |
|
|
УЭПС-3-60/150 |
60 |
54 |
72 |
150 |
0,99 |
6 |
|
|
УЭПС-3-60/300 |
60 |
54 |
72 |
300 |
0,99 |
12 |
|
|
УЭПОЗК-60/80 |
60 |
54 |
72 |
80 |
0,99 |
4 |
|
|
УЭПОЗ-48/180 |
48 |
43 |
56 |
180 |
0,99 |
6 |
|
|
УЭПОЗ-48/360 |
48 |
43 |
56 |
360 |
0,99 |
12 |
|
|
УЭГЮЗК-48/100 |
48 |
43 |
56 |
100 |
0,99 |
4 |
По таблице I МУ выбираем УЭПС - 2 - 60/200 с параметрами:
= 60В, = 54В, = 72В, 1макс = 200А; cos<ц = 0,99, количество ВБВ на стойке 8, 6 основных и 2 резервных.
Устройство УЭПС-2 - 60/200 предназначены для электропитания аппаратуры связи различного назначения номинальным напряжением 60 В постоянного тока в буфере с аккумуляторной батареей или без нее и представляют собой модульную электропитающую установку, собранную в одном шкафу.
Устройства обеспечивают:
одновременное питание нагрузки и заряд (непрерывный подзаряд) аккумуляторной батареи;
защиту аккумуляторной батареи от разряда ниже допустимого уровня;
защиту от короткого замыкания батарейных цепей, выходных цепей любого из выпрямителей и цепей на любом выводе для подключения нагрузки;
селективное отключение любого неисправного выпрямителя, входящего в состав устройства;
защиту устройств от длительного ухода напряжения сети переменного тока за допустимые пределы;
местную и дистанционную сигнализацию.
2. Определим ток, потребляемый установкой из сети по формуле
где S - полная мощность, потребляемая электроустановкой из сети питания (кВА),
Uл= 380В - линейное напряжение сети питания.
Полная мощность определяется по формуле
где Р -- мощность, потребляемая аппаратурой при наличии напряжения в сети питания.
P =
cosц = 0,99 - коэффициент мощности выбранной электропитающей стойки.
S=
По рассчитанному току выбираем вводно-щитовое оборудование, щит переменного тока ЩПТА -4/200 на ток 200А
Задание №3
Необходимо начертить функциональную электрическую схему рассчитанной электропитающей установки (по своему варианту), описать назначения всего оборудования и описать один из режимов работы рассчитанной установки. Для вариантов 1.4,7,10 описать нормальный режим работы, т.е. описать работу установки при наличии напряжения в сети питания.
Решение
Стойка УЭПС - 2 - 60/200 предназначены для питания аппаратуры связи, выполнена на интегральных микросхемах. Работает в буфере с аккумуляторной батареей, а так же без неё. Стойка УЭПС- 2 - 60/200 обеспечивает питание аппаратуры напряжением 60В. Питание стойки осуществляется от сети трёхфазного напряжения 380(220) В и частотой 50 Гц.
Схема электрическая функциональная УЭПС - 2 - 60/200 представлена на рис.2.
Рис. 2. Схема электрическая функциональная УЭПС - 2 - 60/200 Структурная схема УЭПС-2 содержит следующие элементы:
1. Выпрямительные устройства ВБВ - для питания аппаратуры, подзаряда аккумуляторной батареи, а так же для её заряда.
2. Автоматические выключатели QI(Q2,Q3)- для защиты сети переменного тока от коротких замыканий.
3. Автоматические выключатели Q4 - Q11 - для подключения выпрямителей к шинам нагрузки и для защиты выпрямителей от короткого замыкания.
4. Автоматические выключатели QI2 (Q13) - для защиты аккумуляторной батареи.
5. Автоматические выключатели Q14, Q15, QI6 - для зашиты УЭПС и распределения цепей нагрузки.
6. Контактор К4 - для отключения аккумуляторной батареи от нагрузки при её разряде до заданного значения.
7. Шунт RS1 - для расширения пределов измерения тока нагрузки.
8. Шунт RS2 - для расширения пределов измерения тока аккумуляторной батареи.
9. Аккумуляторная батарея используется в качестве резервного источника питания при пропадании напряжения сети и в качестве сглаживающего фильтра.
10. Устройство индикации тока (У ИТ) - для контроля тока аккумуляторной батареи и перевода выпрямителей в режим заряда аккумуляторной батареи с последующим переводом в режим подзаряда (содержания).
11. Устройство контроля коммутации, защиты и сигнализации (контроллер)- обеспечивает мониторинг и управления установкой.
Работа УЭПС при наличии напряжения в сети (нормальный режим).
Рабочие ВБВ включены в режиме стабилизации напряжения и поддерживают на выходе необходимое для аппаратуры напряжение. Аккумуляторная батарея находится в режиме непрерывного подзаряда и получает от этих выпрямителей необходимый ток подзаряда. Резервный ВБВ отключён от нагрузки.
Резервирование выпрямителей ВБВ осуществляется их избыточностью, т.е. в нормальном режиме работы включены и работают на нагрузку все выпрямители. Исправные выпрямители питают нагрузку и подзаряжают аккумуляторную батарею, распределяя ток нагрузки между сооой.
В УЭПС 2 предусмотрена местная и дистанционная сигнализация. На лицевую панель каждого выпрямителя выведены светодиоды ВЫКЛ, ОГРАН, ПРЕВЫШ, АВАРИЯ, ВЫХОД.
Список литературы
1. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций; Учебное пособие для вузов / В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др.- Москва: Горячая Линния-Телеком, 2009.
2. Щедрин, И.И. Энергоснабжение телекоммуникационных систем: Учебное пособие для СПО. Учебное пособие для СПО. - Москва: УМЦ Федерального агентства связи, 2012.
3. Хиленко, В. И. Электропитание устройств связи [Текст): учебник / В. И. Хиленко, А. В. Хиленко. - Москва: Радио и связь, 1995. - 223с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ 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 01.05.2019Выбор конструкции конденсатора переменной емкости, обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования. Расчет конструкции и необходимых деталей, выбор размеров пластин, определение их формы, вычисление температурного коэффициента емкости.
курсовая работа [33,4 K], добавлен 23.08.2010Выбор 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 электрической принципиальной схемы прибора. Описание ее элементов. Расчет усилителя, конденсатора для сглаживания пульсаций, напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Выбор микросхемы стабилизатора напряжения и диодного выпрямителя.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.12.2014Типы источников бесперебойного питания, их возможности и преимущества технологии двойного преобразования. Выбор и основание функциональной схемы. Расчет узлов принципиальной схемы. Технико-экономическое обоснование проекта. Мероприятия по охране труда.
дипломная работа [703,5 K], добавлен 17.11.2010Техническое задание, область использования трансформатора. Обзор аналогичных конструкций, выбор направления проектирования. Определение электрических, конструктивных параметров конденсатора. Расчет температурного коэффициента емкости, контактной пружины.
курсовая работа [720,8 K], добавлен 10.03.2010Выбор электрической принципиальной, структурной и функциональной схемы источника питания. Расчёт помехоподавляющего фильтра. Моделирование схемы питания генератора импульсов. Выбор схемы сетевого выпрямителя. Расчёт стабилизатора первого канала.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.06.2013Составление 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 05.02.2013Выбор оптимального варианта структуры выпрямительного устройства. Расчет характеристик инвертора при выборе компонентов его принципиальной схемы. Построение морфологической матрицы. Выбор переключающего трансформатора. Величина тока коллектора.
контрольная работа [31,5 K], добавлен 19.06.2012Обзор аналогов изделия. Описание структурной схемы. Описание схемы электрической принципиальной. Разработка и расчет узлов схемы электрической принципиальной. Обоснование выбора элементов схемы. Расчет печатной платы. Тепловой расчет.
дипломная работа [622,7 K], добавлен 14.06.2006
