Расчет оптимального электропитающего устройства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
и максимального Umax значений напряжения, допускаемых на входе аппаратуры);
Uб - напряжение на аккумуляторе при буферном режиме, В (2,2 В);
n - количество аккумуляторов в батарее.
Ucp = Umin + Umax / 2,
По цепи 24 В: Ставлю 2 стойки САРН.
По цепи 60 В:
Ucp = 58+72/2 = 65В
nоб =65/2,2 = 29,5 ? 30акк.
nдб = n - nоб = 34-30 = 4акк.
Проверка потребности в делении ДБ на несколько секций осуществляется по формуле:
kДБ = uб'*nДБ/Umax - Umin,
где uб' - номинальное напряжение одного аккумулятора ДБ во время разряда, В (2 В).
По цепи 60 В:
kДБ = 2*4/72-58 = 0,57 < 1
Так как kДБ = 0,57 нет необходимости делить дополнительную батарею на группы. В случае организации питания аппаратуры через стойки САРН расчёту подлежит количество требуемых полупроводниковых стабилизаторов типа СНП или стоек САРН.
Каждая стойка САРН-П2 укомплектована шестью стабилизаторами, которые могут быть использованы для стабилизации напряжения отдельно для цепей 21,2 и 24 В.
Максимальный ток нагрузки, допускаемый одним стабилизатором СНП, составляет 30 А, но в избежании перегрева САРН общая нагрузка стойки не должна превышать 130-140 А. Так как ток по цепи 24 В составляет 142,11 А будем использовать четыре стабилизатора СНП. Здесь же учитывается потребность в резерве не менее двух стабилизаторов (ещё два стабилизатора остаются неподключенными в резерве из соображений экономии).
5.3 Расчёт выпрямительных устройств
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 ? 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 I3 мощность 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