Расчет оптимального электропитающего устройства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
пустима для некоторых видов аппаратуры дальней связи, поскольку она может нарушить её нормальную работу. Поэтому аппаратура, требующая стабилизированного напряжения 21,23% В, включается через стойки автоматического регулирования напряжения (САРН).
САРНы комплектуются полупроводниковыми стабилизаторами или угольными регуляторами напряжения и являются по своей сущности гасящими элементами. Регуляторы, однако, обладают ограниченным диапазоном изменения сопротивления и поэтому обеспечивают высокую стабильность напряжения лишь в условиях более или менее постоянной нагрузки, каковой и является нагрузка ЛАЗ. При резко изменяющейся нагрузке диапазон регулирования САРН оказывается недостаточным, и поэтому они не могут использоваться в этих случаях.
Для железнодорожных узлов связи небольшой мощности, заводы МПС поставляют выпрямительные устройства (ВУ) типа ВСП. Предприятия Министерства Связи выпускают достаточно мощные ВУ типа ВУК, которые в настоящее время заменили более совершенными тиристорными ВУ типа ВУТ.
ВУ типа ВУТ (ВУ) обладают высокой степенью автоматизации. В настоящее время они являются наиболее современными устройствами для питания аппаратуры связи и применяются во всех автоматизированных ЭПУ предприятий связи.
Во всех современных автоматизированных ЭПУ для регулирования напряжения на аппаратуре связи используется способ секционирования батарей с включением нагрузок по цепи 21,2 В через САРН.
Для нашего случая по цепи 60 и 24 вольта будем использовать ВУ типа ВУТ, с делением батарей на 2 группы по 24 вольтам и одногрупную по 60.
5. Расчёт основного электрооборудования ЭПУ
К основному электрооборудованию ЭПУ относятся аккумуляторные батареи, устройства для поддержания напряжения на входе потребителей в допустимых пределах, коммутационные устройства в цепях переменного и постоянного тока.
В зависимости от принятого способа электропитания, напряжения и тока, а также от ряда других факторов некоторые из указанных элементов оборудования могут отсутствовать.
5.1 Расчёт аккумуляторных батарей
Расчёт аккумуляторных батарей заключается в определении их ёмкости, индексного номера аккумуляторов, а так же их количества в батареях.
. Аварийный ток нагрузки Iав, на который должна быть рассчитана аккумуляторная батарея. Этот ток складывается из тока, необходимого для питания аппаратуры связи Iап, и тока нужного для других аварийных потребителей, работа которых должна быть обеспечена при нарушении внешнего электроснабжения (аварийное освещение).
Для аварийного освещения используется, как правило, аккумуляторная батарея 24 В.
Ток Iao, потребляемый лампами аварийного освещения:
Iao = Pосв / Uн
где Pосв - мощность ламп аварийного освещения, Вт;
Uн - номинальное напряжение рассчитываемой цепи, В.
Iао = 0,3*103/24 = 12,5А
Ток Iав в общем случае определяется по формуле:
Iав = Iапс + Iап + Iao,
где Iапс ток, потребляемый аппаратурой связи, требующей стабилизации напряжения с точностью 3%, А;
Iап - ток, потребляемый аппаратурой связи, не требующей стабилизации напряжения с точностью 3%, А.
а)по цепи 24 В:
Iав =50,87+67,94+10,8+12,5=142,11 А
б)по цепи 60 В:
Iав = 50,4 А
2. Продолжительность питания аварийной нагрузки от аккумуляторной батареи taв для железнодорожных узлов установлен 2 ч.
.Расчёт ёмкости аккумуляторных батарей:
Qр = 100 Iав taв / р(1+kt(t - 25)),
где р - коэффициент интенсивности разряда в %;
kt - температурный коэффициент ёмкости (для стационарных аккумуляторов принимается 0,008);
t - фактическая температура электролита во время разряда аккумуляторов, С (в расчётах принимается равной наименьшей допустимой температуре аккумуляторного помещения, которая составляет +15С).
а) по цепи 24 В:
Q24 =100*142,11/61,1*(1+0,008*(15-25))*2 = 213,98 А*ч
б) по цепи 60 В:
Q60 =100*50,4*2/61,1*(1+0,008*(15-25)) = 151,78 А*ч
Расчётная ёмкость и тип аккумуляторов
Таблица 6
Напряжение аккумуляторной батареи, ВЧисло групп батареиТок одной группы батареи, АКоэффициент интенсивности разряда, %Расчётная ёмкость батареи, А*чТип аккумуляторовПаспортная номинальная ёмкость аккумуляторов, А*ч24271,0561,1213,98СК-621660150,461,1151,78СК-5180
Расчёт количества аккумуляторов в батарее:
N = Umin + ?Uтокорасп + ?Uкомм + ?UСАРН / Uк
где Umin - минимальное допустимое напряжение на зажимах питаемой аппаратуры связи, В;
?Uтокорасп - падение напряжения в токораспределительной сети (1,1 В в цепи 24 (21,2) В и 1,6 В в цепи 60 В);
?Uкомм - падение напряжения в коммутационных устройствах (0,5 В в ЩБ2 по цепи 24 В и 0,4 В в КУ по цепи 60 В);
?UСАРН - падение напряжения на САРН (в цепях 24 (21,2) В составляет 1,1 В);
Uк - конечное разрядное напряжение одного аккумулятора в принятом режиме разряда, В (1,8 В).
а) по цепи 24 В:
n = 21,6 + 1,1 + 0,5 + 1,1 / 1,8 = 14акк.
б) по цепи 60 В:
n = 58 + 1,6 + 0,4 / 1,8 = 34акк.
5.2 Расчёт элементов схемы поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах
Так как для поддержания напряжения в заданных пределах используется способ секционирования батареи на ОБ и ДБ, то количество аккумуляторов в ОБ и ДБ в цепи 60 В определяется по формулам:
nоб = Ucp / Uб;
nдб = n - nоб
где Ucp - среднее напряжение питания рассчитываемой цепи, В (определяется как среднее арифметическое минимального Umin