работа (стр. 2 из 8)

Требования к качеству электрической энергии.

Требования к качеству электрической энергии, необходимые для нормальной работы аппаратуры свя8и,сформулированы в технических данных аппаратуры. Общие требования на вновь, разрабатываемую аппаратуру указаны в ГОСТ 5327-83.

В технических данных на аппаратуру указывают тип тока (переменный, постоянный), номинальное напряжение, допустимые пределы изменения напряжения и допустимую величину пульсации напряжения.

Данные о допустимых пределах изменения напряжения даются в виде абсолютных значений предельных напряжений или как относительные изменения напряжения в процентах (точность стабилизации), определяемые по формуле

где Uн - максимальное отклонение напряжения на нагрузке от номинального, В; + Uн = Uн max – Uн пот; – Uн = Uн пот - Uн пот.

Оценка величины пульсации производится в среднеквадратичных или псофометрических единицах напряжения. Псофометрические напряжения используются для оценки мешающего действия переменной составляющей в аппаратуре, предназначенной для работы с сигналами тональных частот, приемником которых служит человеческое ухо (речевой или музыкальный сигналы). Во всех остальных случаях используется эффективное (среднеквадратичное) напряжение.

ЭПУ на различные номинальные напряжения.

Для каждого номинального напряжения постоянного токе в домах связи, как правило, предусматривается отдельная ЭПУ, общая для аппаратуры всех цехов (рис.1).

Рис.1. ЭПУ дома связи

В электропитающих устройствах обычно один полюс соединяют с заземлением (заземляют). Заземление одного из полюсов дает возможность

упростить токораспределительные сети, выполнить заземленную часть общей для ЭПУ на разные номинальные напряжения и исключить из общей цепи все устройства защиты и коммутации. В источниках с номинальным напряжением и 60 В приняло заземлять положительный полюс, а в источниках с напряжением постоянного тока 220 В - отрицательный. В тех случаях, когда это правило нарушается или есть опасность неправильного толкования этого положения, перед обозначением номинального напряжения ставят знак 'Ч" или "-", характеризующий потенциальный (незаземленный) полюс источника тока. Так, обозначение номинальных напряжений +60 В и -60 В говорит о том, что эти напряжения должны быть получены от разных источников тока (ЭПУ); у первого должен быть заземлен отрицательный полюс, у второго-положительный (рис.2).

Рис.2. ЭПУ с различными заземленными полюсами

В некоторых случаях аппаратуре с различными, но близкими по величине номинальными напряжениями (например 24 В и 21,2 В) может получать питание от общих источников тока (ЗЛУ) (рис.3). Электропитание аппаратуры с большим номинальным напряжением может быть осуществлено от нескольких отдельных источников тока с меньшими номинальными напряжениями. Так, аппаратура с номинальным напряжением питания 120 В может быть подключена к двум ЗЛУ с номинальными напряжениями -60 В и +60 В (рис.4).

Рис. 4. Получение большего напряжения от двух ЭПУ с меньшими напряжениями

Рис. 3. Получение разных

номинальных напряжений от одной ЭПУ

Каждая ЭПУ должна обеспечивать необходимый ток для питания всей аппаратуры, рассчитанной на данное номинальное напряжение

В зависимости от системы электропитания ЭПУ подразделяются на автономную (режим заряд-разряд), буферную (режимы среднего тока, импульсного и непрерывного подзаряда) и безаккумуляторную. Буферные системы могут быть многобатврейными и однобатарейными. По принципу работы ЭПУ подразделяют на неавтоматизированные и автоматизированные. По способу эксплуатации - на обслуживаемые и необслуживаемые.

В качестве основной системы электропитания для ЭПУ домов связи принята буферная многобатарейная система, работающая в режиме непрерывного подзаряда. Однобатарейная система используется в ЭПУ небольшой мощности (менее 2 кВт). При ненадежном электроснабжении или наличии значительных перерывов в электроснабжении проектируют автономную систему с питанием от аккумуляторов в режиме "заряд-разряд". В некоторых случаях при надежном электроснабжении, когда мощность ЭПУ достигает сотен киловатт, применяют базаккумуляторную систему с использованием резервного фидера и ДГА или двухлучевую систему.

ЭПУ на различные номинальные напряжения могут проектироваться автоматизированными и неавтоматизированными, в зависимости от потребляемой мощности и надежности электроснабжения. Для ЭПУ на токи менее 40 А отсутствует аппаратура автоматической коммутации, поэтому их проектируют для неавтоматического режима работы. ЭПУ-24 на токи более 40А и ЭПУ- 60 могут работать как в автоматическом, так и в неавтоматическом режимах.

для автоматизированных ЭПУ характерна работа в послеаварийном режиме, на первом этапе – в режиме стабилизации тока с постепенным увеличением напряжения до 2.3 В на аккумулятор, а затем переход в режим стабилизации напряжения, который .длится несколько суток (модифицированный режим заряда). При надежном снабжении электроэнергией аварий сети возникают редко, и батарея, как правило, успевает зарядиться. При недостаточно надежном электроснабжении заряд аккумуляторов после аварии должен осуществляться как можно быстрее (в течение 7-10 часов,), при этом напряжение к концу заряда необходимо поднимать до 2,7 В на аккумулятор. В этом случае напряжение на батарее сильно возрастает и намного превышает допустимую величину для питания аппаратуры связи. Поэтому послеаварийный заряд аккумуляторных батарей должен производиться с отключением их от нагрузки. Автоматизированные ЭПУ могут быть необслуживаемыми, неавтоматизированные - всегда обслуживаемые.

Способы регулирования напряжения

ЭПУ с буферной аккумуляторной батареей в большинстве случаев не могут обеспечить допустимые пределы колебания напряжения на зажимах аппаратуры без специальных мер регулирования напряжения постоянного тока.

Применяемые в настоящее время мероприятия по регулированию напряжения на выходе ЭПУ можно подразделить на две группы: пассивные и активные. Пассивный способ регулирования основан на гашении избыточного напряжения на элементах регулирования при протекании тока нагрузки в нормальном режиме работы ЭПУ. К этому способу относится: регулирование с помощью противоэлементов и полупроводниковых вентилей (рис.5, а и б регулирование с помощью угольных регуляторов и полупроводниковых стабилизаторов напряжения (рис.5.в и г ). Пассивный способ приводит к потерям мощности и г снижению КПД ЭПУ и применяется в установках небольшой мощности (менее 1 кВт, где КПД не имеет определяющего значения.

Активный способ основан на подключении дополнительного источника напряжения при понижении напряжения на выходе ЗГО в аварийном режиме. При использовании этого способа потери мощности в нормальном режиме отсутствуют.)К этому способу относятся регулирование с помощью дополнительных аккумуляторов и преобразователей постоянного тока (конверторов) рис.5.д и е ).

Рис.5. Способы регулирования напряжения с помощью: а -противоэлементов; б- вентилей; в- угольных регуляторов; г- полупроводниковых регуляторов; д - дополнительных аккумуляторов; е- конвертеров

Противоэлементы используются в существующих ЭПУ. Для нового проектирования не применяют ввиду ряда недостатков, присущих противоэлементам.

Способ регулирования напряжения с помощью полупроводниковых вентилей находит применение в ЭПУ небольшой мощности. Однако он не может быть использован тогда, когда требуется достаточно точное и плавное регулирование напряжения (например с точностью +3%).

Регулирование с помощью полупроводниковых стабилизаторов напряжения используется, если необходимо для питания аппаратуры обеспечить точность стабилизации напряжения +3- 10%, а ЭПУ не может обеспечить заданную точность.

Регулирование с помощью угольных регуляторов широко используется в действующих устройствах связи. При новом проектировании

этот способ не применяют ввиду ряда недостатков, присущих электро-механическим регуляторам.

Способ регулирования а помощью дополнительных аккумуляторов широко используется при проектировании автоматизированных и неавтоматизированных ЭПУ средней и большой мощности (более I кВт).

Регулирование с помощь конверторов выполняется так же, как регулирование напряжения с помощью дополнительных аккумуляторов. Способ регулирования перспективен. Может заменить способ регулирования с помощью дополнительных аккумуляторов при условии освоения и выпуска промышленностью необходимых преобразователей.

В некоторых случаях для питания различных типов аппаратуры от одной ЭПУ применяют несколько ступеней стабилизации напряжения. Так, при применении аппаратуры с номинальным напряжением 24 В и точностью стабилизации +10% и аппаратуры с номинальным напряжением 21,2 В, точностью стабилизации ±3% возможно использование одной ЭПУ с двумя ступенями регулирования. На первой - с помощью дополнительных аккумуляторов, на второй - с помощью полупроводниковых стабилизаторов (рис 6.а ). При небольших токах нагрузки (менее 30 А) можно отказаться от первой ступени, а осуществлять стабилизацию обоих номинальных напряжений с помощью полупроводниковых стабилизаторов (рис.6.б).