2020-10-12
649
Задача расчёта заключается в определении типа и количества рабочих и резервных ВУ.
Рабочие ВУ должны иметь 100%-ный резерв.
ВУ электроустановок должны обеспечивать буферную работу аккумуляторных батарей в режиме непрерывного подзаряда при напряжении 2,2В ± 2% на аккумулятор, а также в послеаварийный заряд этих батарей. Кроме того, ими должна быть обеспечена возможность формовки всей аккумуляторной батареи или её основной группы до напряжения 2,7 В на аккумулятор.
В условиях круглосуточного обеспечения ЭПУ электроэнергией от внешних сетей переменного тока и наличия ДГА имеется возможность заряжать батарею сразу же после аварийного разряда. Поскольку такой заряд не является систематическим и носит эпизодический характер, то установка отдельных зарядных устройств экономически не выгодна. Для этих устройств используются резервные ВУ электропитающей установки.
ВУ разделяются на зарядно-буферные, буферные и безбатарейные (непосредственного питания аппаратуры связи без батарей).
Зарядно-буферные ВУ обладают напряжением, позволяющим заряжать батарею в расчете 2,7 В на аккумулятор, и могут использоваться в ЭПУ как при схеме с несекционированной батареей с применением гасящих элементов, так и при схеме с секционированной батареей. Однако если предприятие связи хорошо обеспечено внешним электроснабжением, то разряд батарей, а следовательно, и их заряд будут редкими и возможности зарядно-буферных ВУ будут недоиспользованы. На таких предприятиях связи для повышения КПД и cos φ установок, сокращения расхода меди и трансформаторной стали целесообразно применение буферных ВУ, напряжение которых значительно ниже, чем в зарядно-буферных, - оно может быть установлено равным или несколько большим максимально допустимого для питаемой аппаратуры. Вследствие этого буферные ВУ применяются только в схемах с делением батареи на секции, в частности в автоматизированных ЭПУ или в ЭПУ с регулированием напряжения через САРН.
При заряде аккумуляторных батарей вручную в неавтоматизированных ЭПУ выпрямленное напряжение ВУТ может быть повышено при номинальном напряжении 24 В до 36 В, а при 60 В - до 74 В,
ВУ типа ВСП делятся на зарядно-буферные и безбатарейные (непосредственного питания аппаратуры).
Зарядно-буферные ВСП рассчитаны на применение в неавтоматизированных ЭПУ и соответствуют условиям их работы.
Тип и количество выпрямителей определяется по необходимой мощности и требуемому току.
Ток Iб буферной работы комплекта рабочих ВУ соответствует току, потребляемому аппаратурой связи в ч.н.н., при этом ток подзаряда вследствие его малости может не учитываться. Не учитывается также ток, потребляемый тональным телеграфом, поскольку нормально телеграф получает питание от сети переменного тока.
а) по цепи 24 В:
Iб = 129,61 А;
б) по цепи 60 В:
Iб = 50,4 А.
Ток в А резервного ВУ, обеспечивающего заряд стационарных кислотных аккумуляторов, определяется по формуле:
I3 = i3*N*nг
где i3 - зарядный ток на один индексный номер аккумулятора, А (для автоматизированных ЭПУ - 2 А);- индексный номер аккумуляторов;
а) по цепи 24 В:
I3 = 2*6*2 = 24 А;
б) по цепи 60 В:
I3 = 2*5*1 =10 А.
При определении тока I3 необходимо иметь в виду, что в автоматизированных ЭПУ послеаварийный заряд групп батарей производится одновременно, а в неавтоматизированных - поочередно.
По известным значениям токов Iб и I3мощность выпрямительных устройств при буферной работе Рб и при заряде аккумуляторов Р3 определится в кВт как:
Pб = Iб Uб nб / 1000
Pз = Iз Uз nз / 1000,
где Uб - напряжение на аккумуляторе в буферном режиме, В (2,2 В);
Uз - напряжение на аккумуляторе в конце заряда, В (автоматизированных ЭПУ - 2,3В);
nб nз,- количество аккумуляторов в группе соответственно в буферном и зарядном режимах.
а) по цепи 24 В:
Iб = 129,61 А
б) по цепи 60В:
Iб = 50,4 А
а) по цепи 24 В:
Pб = 129,61*2,2*14/1000 = 3,99 кВт;
Pз = 24*2,3*14/1000 = 0,77 кВт;
б) по цепи 60В:
Pб = 50,4*2,2*30/1000 = 3,33 кВт;
Pз = 10*2,3*34/1000 = 0,78 кВт.
На основании выполненных расчетов по каталогу (прил. 4, 5) подбираются типы ВУ и ими комплектуются ЭПУ, при этом обращается внимание на взаимозаменяемость рабочих и резервного ВУ.
По полученным данным я выбрал следующие типы выпрямительных устройств:
Для ЭПУ - 24 В выбираем один рабочий ВУТ-31/125 и один резервный ВУТ-31/125. Для ЭПУ - 60 В выбираем один рабочий ВСП-60/20 и один резервный ВСП-60/20.
Технические данные выпрямительных устройств. Таблица 7
| Тип ВУТ | Выходная мощность, кВт | Выпрямленное напряжение, В | Выпрямлен-ный ток, А | кпд | COS φ | ||||||||||
| условная | максимальная | минимальное | Номинальное | максимальное | номинальное | минимальное |
|
| |||||||
| ВУТ-31/125 | 4 | 3,88 | 22 | 24 | 31 | 125 | 12,5 | 0,8 | 0,66 | ||||||
| ВСП-60/20 | 1,2 | 1,28 | 59 | 60 | 66 | 20 | 2 | 0,7 | 0,6 | ||||||
Расчёт нагрузки электроустановки на внешние сети и выбор
ДГА
Мощность резервной электростанции должна быть достаточной для обеспечения электроэнергией аппаратуры связи, питаемой в буферном режиме или непосредственно от сети переменного тока, после аварийного заряда батарей, гарантированного освещения, а также двигателей вентиляции аккумуляторной и помещения ДГА, насосов топлива для ДГА.
Здание дома связи типа III является большим и, как правило, производится деление нагрузки освещения и силового оборудования на гарантированное и негарантированное.
При расчете нагрузок, создаваемой электроустановкой дома связи на сеть переменного тока, учитываются все виды нагрузок, в том числе мощность потребителей хознужд и общего освещения.
Формулы для расчёта мощностей:
Qб= 
; 
Qз= 
;
к - коэффициент одновременности включения
Р0=к0∙S∙cosφ; Q=S∙sinφ
В этом случае активная и реактивная составляющие мощности ЭПУ в кВт, потребляемые от ДГА, составят:
где Рб - активная мощность, потребляемая ВУ в буферном режиме с аккумуляторными батареями, Вт;
Рз - активная мощность резервно-зарядного ВУ, Вт;
η - КПД выпрямительного устройства;
cos φ- коэффициент мощности выпрямительного устройства;
Ро, Qо - соответственно активная и реактивная мощности гарантированного освещения;
kо - коэффициент одновременности включения приборов и силового оборудования;
PДВ,QДВ - соответственно активная и реактивная мощности двигателей вентиляции.
Р = (3990/0,8 + 3330/0,7) + (770/0,8 + 780/0,7) + 0,6*10400 + 0,7*8300 = 23871Вт.
Q = (3990/0,8*0,751/0,66 + 3330/0,7*0,8/0,6) + (770/0,8*0,751/0,66 + 780/0,7*0,8/0,6)+2580+2279 = 19460 Вар.
Полная мощность ДГА в Вт*А:
,
В•А.
По значению полной мощности выбираю тип ДГА: 3×ДГА-48М.
Расчетные данные мощности ДГА и ЭПУ
Таблица 8
| Наименование нагрузок | Мощности потребителей | Примечание | ||
| Активная, кВт | Реактивная, вар | Полная, кВ•А | ||
| 1. Выпрямительные устройства в буферном режиме: | ||||
| ВУТ-31/125 | 3990 | 2992 | 4987 | |
| ВУТ-60/20 | 3330 | 2497 | 4162 | |
| 2. Выпрямительные устройства в режиме заряда батарей: | ||||
| ВУТ-31/125 | 770 | 785 | 1100 | |
| ВУТ-66/20 | 780 | 796 | 1114 | |
| 3. Двигатели вентиляторов | 10400 | 7800 | 13000 | |
| 4. Гарантированное освещение | 8300 | 3536 | 9022 | |
| Итого: | 27570 | 18407 | 33386 | |
| 5. Потребители хозяйственных нужд | 47600 | 35700 | 59500 | |
| 6. Негарантированное освещение (общее) | 21800 | 9286 | 23695 | |
| Всего: | 96970 | 63394 | 116582 | 3×ДГА-48М |
| Коэффициент мощности по ЭПУ | 0,83 | |||
По результатам расчета полной мощности электроустановки можно увидеть, что коэффициент мощности электроустановки высокий, поэтому необязательно принимать меры для его повышения.
