Проектирование электропитания устройств связи и автоматики

Разработка проекта, расчет параметров и составление схем электропитающей установки для устройств автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающей бесперебойным питанием нагрузки с номинальным напряжением 24,60 В постоянного и 220 В переменного тока.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 05.02.2013
Размер файла 405,7 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/

5

Кафедра «Системы передачи информации»

ККУРСОВАЯ РАБОТА

(Расчетно-пояснительная записка)

по дисциплине «Электропитающие установки»

Проектирование электропитания устройств связи и автоматики

Омск 2011

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит 21 страниц печатного текста, 3 таблицы, 3 рисунка, использовано 3 источника.

Электропитающая установка, выпрямитель, инвертор, сеть переменного тока, аккумуляторная батарея, аварийное освещение, устройство гарантированного питания, стабильность напряжения, токораспределительная сеть.

Объектом проектирования является электропитающая установка для питания устройств автоматики, телемеханики и связи.

Цель работы - разработка электропитающей установки, обеспечивающую электроснабжение нагрузок с номинальным напряжением 24, 30 и 220 В. В результате проектирования была разработана электропитающая установка, удовлетворяющая заданным параметрам.

Альбом чертежей, прилагаемый к работе, содержит структурную и функциональную схему установки, а также план помещения с размещением выбранного оборудования.

Курсовой проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2007.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Выбор системы электропитания

1.1 Составление структурной схемы электропитания

2. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме

2.1 Выбор преобразователей для первой нагрузки

2.2 Выбор преобразователей для второй нагрузки

2.3 Выбор преобразователей для третей нагрузки

3. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи

3.1 Расчет числа элементов аккумуляторной батареи

3.2 Расчет емкости аккумуляторной батареи

4. Выбор и выбор типов выпрямителей

5. Расчет источников переменного тока

5.1 Расчет мощности ДГУ и выбор его типа

5.2 Расчет потребления электроэнергии от внешней сети

6. Расчет и выбор предохранителей, автоматических выключателей, выбор ограничителей перенапряжения

7. Расчет токораспределительной сети

8. Расчет защитного заземляющего устройства

9. Расчет надежности ЭПУ

Заключение

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

электропитающая установка напряжение ток

Постоянная безаварийная и бесперебойная работа аппаратуры автоматики, телемеханики и связи зависит от надежности работы устройств электропитания и точного соблюдения заданных режимов работы источников тока. Для питания современных устройств автоматики, телемеханики и связи созданы специальные электропитающие установки, обеспечивающие указанные устройства электроэнергией при заданных напряжениях и токах. Исторически развитие и совершенствование электропитающих установок проходило параллельно с развитием самих питаемых устройств.

Современные электроустановки на предприятиях проводной связи являются одним из наиболее ответственных и сложных их частей. Их стоимость составляет от 10 до 40% стоимости всех станционных сооружений, а стоимость эксплуатации, например, таких видов электросвязи, как сетевые узлы и обслуживаемые усилительные пункты кабельных магистралей, составляет около половины стоимости всей эксплуатации этих сооружений. Отсюда следует то, что проектирование устройств электропитания - одна из главнейших проблем при проектировании предприятий в целом.

1. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

По уровню надежности электропитающие установки связи и автоматики разделяют на элетроприемники І, І особой и ІІ категорией.

По заданию к курсовой работе, категория энергоснабжения, разрабатываемой ЭПУ- ІI.

Для питания ЭПУ II категории в качестве одного из двух независимых источников допускается использование ДГУ. На время переключения фидеров или ввода ДГУ в устойчивую работу питание ЭПУ ІI категории должно осуществляться при максимальной нагрузке от АБ в течение не менее 24-ми часов.

Из всех используемых в настоящее время способов электропитания в данной работе рассматривается наиболее сложная работа ЭПУ для стационарных объектов связи и автоматики по системе «On-Line», т.е. с двойным преобразованием электроэнергии. При данном способе электропитания входное сетевое напряжение преобразуется в постоянное при наличии опорной АБ, работающей в буфере с выпрямителями, а постоянное напряжение с помощью электронных блоков - в заданное переменное или в постоянное напряжение нагрузки.

1.1 Составление предварительной структурной схемы электропитания

По заданным параметрам нагрузки и категории надежности электроснабжения составляем предварительную структурную схему ЭПУ для потребителей электропитания I категории надежности (рисунок1.1).

Рисунок 1 - Предварительная структурная схема ЭПУ

Предварительная структурная схема ЭПУ включает в себя 1 Ф1 - фидер внешнего электроснабжения, ВВУ - вводные устройства, включающие в себя вводные щиты, шкафы, узлы автоматического включения резерва (АВР), АДГУ - автоматизированную дизель-генераторную установку, ВУ - выпрямители, ССПН - стойки стабилизаторов постоянного напряжения, ИТ - инверторы.

Структурная схема ЭПУ ІI категории надёжности представлена в альбоме чертежей.

2. ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ НАГРУЗОК В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ

Для правильной и бесперебойной работы преобразователей необходимо чтобы загруженность устройства было не более 75%, а также необходимо наличие резерва.

С выходов преобразователей при отсутствии в них достаточного количества автоматических выключателей и распределительных шин на различные участки нагрузки напряжение подается на нагрузку через щиты рядовой защиты ЩРЗ или распределительные шкафы типа ШВР постоянного и переменного токов.

Для участков переменного тока выбираем, например, шкаф типа ПР87 напольной установки с вводным автоматическим выключателем ВА-5135 и выключателями отходящих линий АП-50 на ток 25 А.

Для участков постоянного тока выбираем, например, шкаф типа ПР87 напольной установки. На вводе шкафа можно установить автоматический выключатель ВА 5735-DC, в качестве распределительных выключателей можно выбрать АП-50 или ВА.

2.1 Выбор преобразователей для первой нагрузки

Первой нагрузкой является устройства, напряжение питания которых 24 В и ток 30 А. входное напряжение преобразователя 48 В, что обусловлено применением опорной батареей с номинальным напряжением 48 В.

Выбираем конвертор КВ 12/100

2.2 Выбор преобразователей для второй нагрузки

Второй нагрузкой являются устройства, напряжения питания которых 48 В и ток 80 А.

Входное напряжение преобразователя 48 В, что обусловлено применением опорной батареей с номинальным напряжением 48 В.

Выбираем стойку стабилизаторов напряжения ССПН-6,определим тип стойки исходя из 75% загруженности устройства:

Выбираем ССПН-6 48-24/60 с максимальным выходным током 60 А.

2.3 Выбор преобразователей для третьей нагрузки

Третьей нагрузкой устройства, напряжения питания которых 220 В и ток 60 А. Входное напряжение преобразователя 60 В, что обусловлено применением опорной батареей с номинальным напряжением 60 В. Выбираем преобразователи постоянного напряжения (инверторы) типов УИЦ-9000 и ИС-4500 максимальная выходная мощность которых 9 и 4,5кВт соответственно, что удовлетворяет условию 75% загруженности устройства.

3. РАСЧЕТ ЕМКОСТИ И ЧИСЛА ЭЛЕМЕНТОВ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Расчет ведется при аварийном режиме ЭПУ, когда основная нагрузка, ее преобразователи получают электроэнергию только от АБ.

3.1 Расчет числа элементов АБ

Если колебания напряжения АБ в процессе заряда/разряда не выходят за пределы 10 - 12 % Uном, то число последовательно соединенных элементов (блоков) в каждой группе

. (3.1)

В процессе заряда и разряда аккумуляторов напряжение на каждом элементе, блоке изменяется. Так, для выбранных по табл. П.2, П.4 типов аккумуляторов с номинальным напряжением элемента 2 В максимальное, зарядное напряжение составляет Uэл max = 2,35 В, а минимальное напряжение находим по табл. П.3 и П.5 1,72 В.

Напряжение всей батареи будет меняться в пределах:

UАБmax = NUэл max; UАБmin = NUэл.min. (3.2)

UАБmax

UАБmin

Буферное напряжение батареи находим при

Uэл буф = 2,25 В:

UАБ буф = NUэл.буф; (3.3)

UАБ буф

При содержании батареи в буферном режиме с выпрямителями последние должны оборудоваться платами регулировки выходного напряжения в зависимости от температуры АБ (в пределах 2-3 В), а на батарее в этом случае устанавливают термодатчики.

Аккумуляторы могут размещаться в стойках или шкафах типа УЭПС-2 А1 или СУЭП-2 А1 с полезной площадью полки 545589мм2 и наружными габаритами шкафов по ширине и глубине 600600 мм2 . Высота шкафов - 1050, 1650, 1950 или 2250 мм.

3.2 Расчет емкости и выбор типа аккумуляторов

Прежде всего найдем суммарный ток, потребляемый от батареи в аварийном режиме преобразователями ССПН, КУВ, ИТ, аварийным освещением и другими нагрузками при минимальном напряжении батареи в конце разряда с учетом коэффициента полезного действия (КПД) каждого преобразователя одного из вариантов ЭПУ по рис. 1.

Например, КПД стойки ССПН зспн = 0,8; для КВ, работающего совместно с АБ, принимаем зкв = 0,85; КПД инвертора ИТ примем зит = 0,8.

Тогда:

(3.4)

где Uтрс ? допустимое падение напряжения в токораспределительной сети [2], определяемое по табл. 2.

Таблица 3.1 - Допустимое падение напряжения в токораспределительной сети

Номинальное напряжение, В

12

24

48

60

120

220

Допустимое падение напряжения, В

0,4

0,8

1,4

1,6

3,0

5,0

Ток аварийного освещения определяем по заданию: I АО =5А

Общий ток разряда АБ в течение десяти часов работы в аварийном режиме составляет:

Iр = Iвх сспн + Iвх кв + Iвх ит + I АО. (3.5)

Iр=87,57А+62,23А+529,66А+5А=684,46А

Необходимая номинальная емкость батареи Сприв, приведенная к условному 2-х часовому режиму разряда и температуре среды ? 20о С, зависит от ряда факторов: тока разряда Iр, времени разряда tр и соответствующего ему коэффициенту отдачи по емкости зG, от температуры окружающей среды tср.

Фактическая разрядная емкость АБ:

Сф = Iptp, (3.6)

где Ip = Ipзii - коффициент кратности, определяемый для гелевых АБ по табл. 3 в зависимости от заданного tр ).

С учетом падения емкости АБ в конце срока эксплуатации на 20%:

, Ач, (3.7)

где б = 0,0008 - температурный коэффициент изменения емкости аккумулятора.

Значения зG в зависимости от выбранного tр приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - pначения зG

tр, ч

? 10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

зG

1

0,97

0,94

0,91

0,89

0,83

0,8

0,75

0,61

0,51

зi

1

1,1

1,15

1,3

1,48

1,66

2,0

2,5

3,05

5,1

Рассчитаем емкости батарей для каждой нагрузки:

Максимальная емкость такого элемента АБ не должна превышать 3000 Ач, поэтому необходимо использовать несколько АБ.

Из всего многообразия выберем для АБ ЭПУ стационарные герметизированные по AGM-технологии аккумуляторы марки «А600-ОPzV», производимые по зарубежным лицензиям. Срок службы таких аккумуляторов - более 10 лет. Их параметры указаны в приложении, соответственно в табл. П.4, П.5.

По табл. П.4 и расчетному значению по формуле (5) выбираем тип элементов блока АБ, округляя расчетное значение в большую сторону и получая уточненную величину емкости одной группы АБ.

Для получения необходимой емкости выбираем 2 АБ по 30 аккумуляторов 24OPzV3000 и 1 АБ из 30 аккумуляторов 8OPzV800

4. ВЫБОР ТИПА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Выбор выпрямителей производится по номинальному напряжению и максимальному току, который они могут выдавать по выходу.

Наибольший ток выпрямителей слагается из тока нагрузки и 10-ти часового тока заряда АБ с учетом 75 % загрузки выпрямителей

Iв выб= (Iр10 + Iзар АБ)/0.75; (10)

где Iзар.АБ = САБ /tзар; tраз = 10 ч.

С учетом 75 % загрузки выпрямителей их максимальный ток на выходе:

Imax вб = (Iр + Iзар АБ) /0,75;

При этом выпрямители должны иметь режим ограничения выходного тока при глубоком разряде АБ, чтобы не вывести АБ из строя.

В качестве выпрямительного устройства электропитания аппаратуры связи используем УЭПС-2 60/480-88 с максимальной выходной мощностью 34560 Вт и выпрямителем ВБВ 60/60-2.

Рассчитаем количество выпрямительных стоек по формуле:

(11)

где Imax - максимальный выходной ток в рабочем диапазоне УЭПС.

Число стоек УЭПС-2 составляет 4.

УстройстваУЭПС-2 (2К) обеспечивают:

- параллельную работу выпрямителей, входящих в состав устройства, и селективное отключение любого не исправного выпрямителя;

- равномерное распределение тока нагрузки между выпрямителями устройства;

- сохранение работоспособности при отклонении входного напряжения за допустимые пределы (с автоматическим отключением и последующим автоматическим включением);

- защиту от токовых перегрузок и короткого замыкания батарейных цепей, выходных цепей выпрямителей, цепей нагрузки и входных цепей;

- электропитание нагрузки с одновременным ускоренным зарядом или непрерывным подзарядом аккумуляторной батареи;

- защиту аккумуляторной батареи от глубокого разряда;

- автоматическое изменение уставки выходного напряжения с напряжения ускоренного заряда на напряжение не прерывного подзаряда;

- ограничение тока заряда аккумуляторных батарей;

- термокомпенсаци выходного напряжения;

- тестирование аккумуляторной батареи;

- отключение низкоприоритетной нагрузки при разряде батареи;

- местную и дистанционную сигнализацию.

Стойка УЭПС укомплектована электронным регулятором выходного напряжения в зависимости от температуры АБ и имеет систему контроля параметров.

5. РАСЧЕТ ИСТОЧНИКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

5.1 Расчет мощности ДГУ и выбор его типа

Резервная электростанция вводится в состав ЭПУ для повышения надежности электроснабжения, для электроснабжения гарантированных нагрузок особенно при длительных аварийных перерывах. Мощность ДГУ должна быть достаточна для питания стоек УЭПС мощностью РУЭПС с выпрямителями, работающими на преобразователи с нагрузкой, на зарядку АБ, на аварийное освещение мощностью РАО, для работы кондиционера автозала РК, для собственных нужд ДГУ мощностью РСН.

Максимальная нагрузка АДГУ при аварийном отключении питающих фидеров переменного тока:

(12)

Мощность, потребляемая выпрямителями ВБВ УЭПСа:

РУЭПС = UАБ max Imax ВБ / зУЭПС, (13)

где зУЭПС = 0,9 - КПД выпрямителей;

Активная составляющая длительной нагрузки ДГУ должна составлять 50-75% номинальной мощности агрегата, по значению последней и выбираем тип ДГУ.

ДГУ укомплектовывается помимо дизель - генератора щитом управления основными операциями ЩДГА, щитом вспомогательных операций ЩДГВ, стартерной батареей 24 В (САБ), щитом заряда и разряда батарей и питания автоматики ЩЗРБ 24-М, баками для воды, масла и топлива.

В щите ЩЗРБ 24-м установлены три выпрямителя ВБВ 24/20-2М-один для питания щита автоматики в буфере с АБ автоматики и два для заряда стартерной батареи. Щит имеет дистанционную сигнализацию о состоянии выпрямителей и АБ.

ДГУ может работать непрерывно до 6 часов.

Рассчитаем мощность потребляемую выпрямителями ВБВ:

Рассчитаем мощность необходимую для аварийного освещения:

Из таблицы 5 найдем мощность необходимую для работы конденсатора и для собственных нужд ДГУ.

Для нашей системы ЭПУ выбираем генератор типа ДГА-М мощностью 200кВт.

5.2 Расчет потребления электроэнергии от внешней сети

Максимальная активная мощность Рmax, потребляемая от сети, больше мощности РДГУ на величину дополнительных негарантированных нагрузок: мастерских РМ=5600 Вт, нормального общего освещения РОСВ=4300 Вт, общей вентиляции помещений узла связи и автоматики РВЕНТ=4000 Вт:

Рmax = РДГУ + РМ + РОСВ + РВЕНТ (14)

Рmax=146454Вт+5600Вт+4300Вт+4000Вт=160345Вт

Годовая стоимость электроэнергии без учета реактивной составляющей мощности при стоимости одного кВт-часа 2,5 руб. составляет:

,руб (15)

Реактивная мощность, потребляемая от сети, может быть вычислена через активную для отдельных групп нагрузок, имеющих одинаковый коэффициент мощности (для освещения =1, для моторной нагрузки =0,7):

(16)

Мощность для моторной нагрузки (=0,7):

Для вентиляционной нагрузки (=0,8):

Полная мощность, потребляемая от сети:

, (17)

где, - сумма всех активных мощностей;

- сумма реактивных мощностей групп нагрузок.

Максимальный ток по одной фазе, потребляемый из 3-х фазной сети переменного тока при равномерном распределении нагрузки по фазам:

IФ = S/3UФ = S/660. (18)

Полную мощность и максимальный ток фазы используем для выбора шкафов и щитов коммутации на стороне переменного тока, для выбора предохранителей ПН-2 и автоматических выключателей.

Автоматический выключатель вводного фидера Ф1 выбираем по IФ типа ВА-5343 с присоединенным электромагнитным приводом для дистанционного управления им.

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ, АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, ВЫБОР ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Предохранители ПН-2 выбираем на ток, равный 3Iн, со временем отключения нагрузки до 5 с, где Iн - номинальный ток нагрузки, равный 60, т.е. выбираем на ток равный 180 А.

Автоматические выключатели типов ВА 47-29, ВА-5135, ВА-5343М с характеристиками В, С, D выбираем на ток срабатывания, равный соответственно 5Iн, 10Iн, 15Iн за 0,1 с, где Iн - номинальный ток нагрузки. Для ускоренного отключения нагрузки выбираем выключатели с характеристикой В, для моторной нагрузки мастерских - с характеристикой D, для основной нагрузки - с характеристикой С. Выбираем автоматический выключатель типа ВА-5135 с характеристикой С для трех токораспределительных шкафов и восьми ВБВ УЭПСа и типа ВА-5343М для АДГУ.

Для негарантированных нагрузок (мастерские, общая вентиляция, освещение узла связи и автоматики и др.) не предусматривается питание от ДГУ во время аварий. Электроснабжение их может быть организовано от шин негарантированного питания ЩПТА, ШВРА или от отдельных шкафов ШВР при нормальном режиме электроснабжения.

Выбираем шкаф аварийного питания типа АВР-0-63 настенного исполнения с габаритами 1380530215. Функциональная схема ЭПУ представлена в альбоме чертежей.

7. РАСЧЕТ ТОКОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Согласно заданию, токораспределительная сеть (ТРС) имеет 7 участков общей длиной 10м.

Рисунок 2 - Схема токораспределительной сети.

Для первого общего магистрального участка (от АБ, КВ, КУВ, ССПН до распределительного шкафа ПР) сечение проводника находим:

, мм2 (21)

где n = 2 - число проводов каждого участка;

Ii , li - соответственно ток и длина каждого участка, включая и первый;

м =57 См/м - удельная проводимость меди;

Uтрс - допустимое падение напряжения на участке (табл. 2) .

Действительную потерю напряжения на 1-м участке определяем после округления расчетного значения g1 до ближайшего стандартного g1 из ряда в мм2: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000; 1200.

Тогда

. (22)

Расчет следующих участков сети рассчитывается по формулам:

Uтрсi = Uтрс i ? Uтрс1 , (24)

. (25)

При этом gi ? это округленное до ближайшего большего номинала значение сечения провода на i-м участке gi:

, i (26)

Так как далее цепь разветвляется на одинаковые ветви, следует найти затухание в 1 линии и принять его одинаковым для всех. Для этого рассчитаем диаметр проводников:

,

в ряде стандартных значений нет близких к расчетному, выберем проводник диаметром 1,5мм2.

Затухание в линии получилось отрицательным, следовательно его нет. Затухание сети равно 0,526В оно меньше допустимой нормы, следовательно проводники выбраны правильно.

8. РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Для защиты обслуживающего персонала проведем расчет защитного контура заземления и двух измерительных электродов.

Сопротивление токам растекания контура нормируется (ГОСТ 464-79) величиной не более 4Ом. По заданию з = 40 Ом•м

Контур должен состоять из уложенной в грунт на глубину h = 0,7м горизонтально в виде замкнутого прямоугольника или квадрата стальной шины длиной lгор cечением 404 мм2 и вертикальных электродов в виде стальных труб диаметром dв = 20 мм и длиной lв = 2,5м, углубленных в землю с расстоянием 3 м между ними и приваренных верхними концами к горизонтальной шине.

Сопротивление одного вертикального электрода рассчитаем по формуле:

, (21)

Принимаем первоначально контур в горизонтальном плане в виде квадрата со стороной 15 м, с двадцатью вертикальными электродами (n = 20). Тогда сопротивление токам растекания такого горизонтально расположенного контура из стальной шины шириной b = 0,04 м и длиной lгор=60 м без вертикальных электродов:

. (22)

Общее сопротивление такого контура:

(23)

где Ксез = 1,4 - сезонный коэффициент;

n - число вертикальных электродов в контуре;

зив , зиг - коэффициенты использования (экранирования) соответственно вертикальных электродов и горизонтальной полосы квадрата, определяемые по таблице 2

Таблица 2 - Коэффициенты использования (экранирования) заземлителей.

n

4

6

10

20

40

зив

0,65

0,6

0,53

0,5

0,4

зиг

0,45

0,4

0,35

0,25

0,2

Данное значение не превышает норму 4Ом, следовательно, данное сопротивление удовлетворяет нормам.

Подсоединение защитного контура к главной заземляющей шине (ГЗШ) ЭПУ осуществляется кабелем или стальной шиной сечением 254 мм2 или оцинкованным проводом диаметром более 6 мм. Подключение к ГЗШ измерительных электродов, удаленных от защитного контура и друг от друга на расстояние трех-пяти диагоналей контура производится кабелем или проводом с хорошей (чаще двойной) изоляцией. Корпуса оборудования ЭПУ и автозала подключаются к ГЗШ напрямую.

Подключение одного из полюсов постоянного тока (чаще положительного) с выхода выпрямителей к шине ГЗШ производится только в одном месте. Соединение этого полюса далее с корпусами оборудования автозала запрещается.

Шина ГЗШ должна располагаться в непосредственной близости от места ввода защитного и измерительных контуров, вблизи от ввода фидеров переменного тока, ввода кабелей связи, автоматики и места расположения кросса.

Основная система уравнивания потенциалов ЭПУ и автозала выполняется медным проводом сечением не менее 6 мм2 или алюминиевым ? 16 мм2 или стальным ? 50 мм2.

9 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЭПУ

Для расчета надежности ЭПУ на основании функциональной схемы составим расчетную схему, на которой отразим последовательные и параллельные цепи установки. Схема изображена на рисунке 11.1. Для расчета выбираем самый ненадежный вариант нагрузки - 3.

Рисунок 3 - Схема для расчета надежности

Надежность параллельных цепей производится по формуле:

(24)

Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:

(25)

Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ

Наименование блока, узла

л?10-6, 1/ч

Сеть

3.0

Вводный щит ВЩ

1.6

Щиты переменного тока ЩПТА, ЩДГА

8.0

Шкаф ШВРА

9.0

ДГУ

530

УЭПС мощностью до 10 кВт

1.7

УЭПС мощностью выше 10 кВт

2.1

АБ

0.4

Автоматический выключатель ВА для АБ

0.2

Преобразователь ССПН

1.7

Преобразователь СУЭП

2.8

Конвертор КВ или КУВ

2.0

Инвертор ИТ (ИС)

3.0

ЩРЗ или ПР

1.0

Надежность всего тракта:

Ртр (t) = Рпосл (t)*Pпарал (t). (26)

Интенсивность отказа тракта:

лтр1 = л1 + л2 + л3 + ... +лn , 1/ч. (27)

Время наработки на отказ:

,ч. (28)

Коэффициент готовности тракта:

, (29)

где в1 - время восстановления. Например, для первого тракта в1 = 0.5 ч.

Аналогично найдем Ктр для остальных трех трактов.

Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:

(30)

Наработка на отказ всей системы из четырех (k = 4) параллельных трактов:

,ч. (31)

Пользуясь выше приведенными формулами, производим расчет надежности системы.

Получаем для первого тракта:

Вероятность безотказной работы

Интенсивность отказа тракта лтр1=

Время наработки на отказ , ч.

Коэффициент готовности тракта

Получаем для второго тракта:

Вероятность безотказной работы

Интенсивность отказа тракта лтр2=

Время наработки на отказ , ч.

Коэффициент готовности тракта

Получаем для третьего тракта:

Вероятность безотказной работы

Интенсивность отказа тракта лтр3=

Время наработки на отказ , ч.

Коэффициент готовности тракта

Получаем для четвертого тракта:

Вероятность безотказной работы

Интенсивность отказа тракта лтр4=

Время наработки на отказ , ч.

Коэффициент готовности тракта

Таким образом, коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов Кэпу =0,999998657, а наработка на отказ всей системы из четырех (k = 4) параллельных трактов при нем равна Тэпу = 186150.2 ч.= 21.25 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данной работы был расчет электропитающей остановки для устройств автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающая бесперебойным питанием нагрузки с номинальным напряжением 24,60 В постоянного и 220 В переменного тока. Были рассчитаны выпрямительные устройства для работы в буферном режиме совместно с аккумуляторной батареей. Разработаны структурная, функциональная схемы ЭПУ, по которым были произведены расчеты надежности и токораспределительной сети. Окончанием работы стала разработка плана здания, в котором располагается, выбранная в ходе выполнения работы, аппаратура.

Альбом чертежей, прилагающийся к пояснительной записке, содержит структурную схему, функциональную схему электропитающей установки и план размещения оборудования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Поздняков Л.Г., Карпова Л.А., Митрохин В.Е. Расчет электропитающей установки для устройств автоматики и связи / Л.Г. Поздняков, Л.А. Карпова, В.Е. Митрохин. Омск, 1984. 51с.

2. Багуц В.П, Ковалев Н.П., Костроминов А.М. Электропитание устройств ЖАТС / В.П. Багуц, Н.П. Ковалев, А.М, Костроминов. М. Транспорт, 1991. 286 с.

3. Митрохин В.Е., Батраков С.А. Диагностика источников электропитания связи / В.Е. Митрохин, С.А. Батраков. Омск, 2004. 26 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Составление 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 05.02.2013

  • Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.

    курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013

  • Выбор 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 12.02.2013

  • Расчет числа элементов аккумуляторной батареи и ее емкости. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Схема токораспределительной цепи. Расчет защитного контура заземления. Размещение оборудования и защитного контура.

    курсовая работа [246,2 K], добавлен 12.02.2013

  • Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Защита ЭПУ от внешних перенапряжений.

    курсовая работа [222,2 K], добавлен 05.02.2013

  • Разработка системы электропитания для аппаратуры связи. Расчет токораспределительной сети; выбор преобразователей, выпрямителей, предохранителей, автоматических выключателей, ограничителей перенапряжений для бесперебойного питания в аварийном режиме.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.02.2013

  • Структурная схема электропитающей установки. Расчет аккумуляторной батареи. Выбор вводного устройства, инверторов и выпрямительного устройства. Расчет потребления электроэнергии от внешней цепи. Размещение оборудования в помещениях. Защитное заземление.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.01.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.