Расчёт и подбор оборудования для электропитающей установки узла связи.
Практическая работа № 5
Расчёт и подбор оборудования для электропитающей установки узла связи.
Цель работы
1.1 Рассчитать емкость, количество элементов в аккумуляторной батарее, электрические параметры ЭПУ. Выбрать типы аккумуляторов, выпрямительных устройств, коммутационно - распределительного оборудования ЭПУ.
Литература
2.1 Казаринов И.А. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи.- Связь, 1974.
Подготовка к работе
3.1 Изучить теоретический материал.
Задание
4.1 Рассчитать ток аварийного разряда аккумуляторной батареи.
4.2 Расчет емкости АБ ЭПУ.
4.3 Определение типа и количества кислотных аккумуляторов в АБ.
4.4 Выбор выпрямительных устройств.
4.5 Расчет энергетических параметров ЭПУ.
4.6 Выбор коммутационно - распределительного оборудования ЭПУ переменного тока.
4.7 Выбор коммутационно - распределительного оборудования ЭПУ постоянного тока.
4.8 Выбор энергетических параметров ЭУ. Выбор силового трансформатора.
Порядок выполнения работы
5.1 Расчет тока аварийного разряда аккумуляторной батареи при отсутствии напряжения в сети переменного тока определяется по формуле:
где Iав.осв. - ток аварийного освещения, А
где Рав. осв. - мощность аварийного освещения; Вт.
Расчет емкости аккумуляторной батареи ЭПУ
5.2.1 Необходимая емкость одной группы аккумуляторной батареи того или иного напряжения, приведенная к номинальным условиям разряда, определяется по формуле:
где Iав. - ток аварийного разряда аккумуляторной, А;
tp - расчетное время разряда одной группы аккумуляторной батареи (зависит от категории потребителя), ч;
t°эл - температура электролита аккумуляторов, принимается для расчетов + 15°С;
nq - коэффициент отбора емкости, зависящий от времени разряда tp:
при tp = 0,5 ч nq = 0,34
при tp = 5 ч nq = 0,83
Для кислотных аккумуляторов: Р=0,61 (при tР=2ч), α=0,008.
Рис. 6. График определения коэффициента
интенсивности разряда
Расчет энергетических параметров выпрямительно-аккумуляторной установки
5.5.1 Активная мощность, потребляемая установкой от сети с учетом КПД выбранного типа выпрямительного устройства, рассчитывается по формуле, кВт,
где Рн - мощность, потребляемая аппаратурой при наличии сети переменного тока, рассчитывается по формуле:
n - КПД выбранного ВУТ
5.5.2 Полная мощность, потребляемая установкой от сети переменного тока, рассчитывается по формуле, кВА:
Где - коэффициент мощности выбранного типа ВУТ
5.5.3 Реактивная мощность, потребляемая установкой рассчитывается по форму-ле, кВА:
5.5.4 Ток потребляемый выпрямительно-аккумуляторной установкой от сети, рас- считывается по формуле, А:
где Uл - линейное напряжение сети, В Для расчетов берут: Uл = Uс
По рассчитанному значению тока выбирают щит переменного тока, согласно таблицы 4.
Содержание отчета
6.1 Титульный лист
6.2 Цель работы.
6.3 Расчет.
6.4 Тип выбранного оборудования ЭПУ
6.5 Схема ЭПУ.
6.6 Вывод.
7 Контрольные вопросы
7.1 Какие типы аккумуляторов применяются для электропитания аппаратуры связи?
7.2 От чего зависит емкость аккумуляторной батареи?
7.3 Как рассчитать количество элементов в аккумуляторной батарее?
7.4 Пояснить выбор типа и количества выпрямительных устройств ЭПУ.
7.5 Какие параметры ЭПУ относятся к энергетическим
8 Приложение
Таблица 1-исходные данные
Исходные данные | Номер варианта | |||||||||
Ток потребляемый в чнн, Iапп, А | ||||||||||
Номинальное напряжение ЭПУ, Uном, В | 24/60 | 60/48 | 60/24 | 24/48 | 60/48 | 24/60 | 60/24 | 60/48 | 60/24 | 24/48 |
Мощность аварийного освещения, Росв, кВт | 0,8 | 1,8 | 1,2 | 0,3 | 3,3 | 0,2 | 2,4 | 0,6 | ||
Мощность хозяйственных потребителей, Рхоз, кВт Таблица | ||||||||||
0,8 | 0,7 | 0,25 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | |
Напряжение сети переменного трехфазного тока, Uc, В | ||||||||||
Категория надежности электроснабжения | 1-я | 1-я | Особая группа 1 кат. | 1-я | Осо бая группа 1 кат. | 1-я | Особая группа 1 кат. | 1-я | Особая группа 1 кат. | 1-я |
Номинальное | Минимально | Максимально | Потери напряжения |
напряжение | допустимое | допустимое | в токораспределительной |
напряжение | напряжение | проводке | |
Un, В | Umin, В | Umax, В | △Unp, В |
2,0 | |||
21,6 | 26,4 | 1,0 |
Таблица 2-нормы питающего напряжений
Таблица 3- Технические характеристики ВУТ
Тип ВУТ | Ном. выходное напряж. | Вых. напря жение | Выход ной ток | Условная вых. мощность | Пределы изменения напряжения сети | КПД | Cos φ |
ВУТ 10/300 | 2-10 | 30-300 | 85-112,5 | 0,65 | - | ||
ВУТ 31/60 | 22-31 | 6-60 | 85-112,5 | 0,79 | 0,65 | ||
ВУТ 31/125 | 22-31 | 12,5-125 | 85-112,5 | 0,8 | 0,66 | ||
ВУТ 31/250 | 22-31 | 25-250 | 85-112,5 | 0,8 | 0,67 | ||
ВУТ 31/500 | 22-31 | 50-500 | 85-112,5 | 0,8 | 0,67 | ||
ВУТ 56/500 | 40-56 | 20-400 | 85-110 | 0,85 | 0,68 | ||
ВУТ 90/25 | 56-90 | 1,25-25 | 85-112,5 | 0,84 | 0,68 | ||
ВУТ 67/60 | 56-70 | 3-60 | 85-112,5 | 0,85 | 0,69 | ||
ВУТ 67/125 | 56-70 | 6,25-125 | 85-112,5 | 0,85 | 0,70 | ||
ВУТ 67/250 | 56-70 | 12,5-250 | 85-112,5 | 0,87 | 0,70 | ||
ВУТ 70/400 | 56-70 | 20 -400 | 85-110 | 0,85 | 0,7 | ||
ВУТ 70/600 | 56-70 | 30-600 | 85-112,5 | 0,87 | 0,70 | ||
ВУТ 152/50 | 126-152 | 2,5-50 | 85-112,5 | 0,87 | 0,65 | ||
ВУТ 280/25 | 226-280 | 2,5-25 | 85,-112,5 | 0,87 | 0,65 |
Таблица 4- Технические данные щитов
Наименование | Напряжение сети | Ток |
ЩПТА - 4/200 - 2 | 380/220 | |
ЩПТА - 380/600 - 2 | 380/220 | |
ЩПТА - 380/630 - 3 | 380/220 | |
ЩПТА - 380/400 - 3 | 380/220 | |
ЩПТА - 380/250 - 3 | 380/220 |
Таблица 5-Технические данные трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением
Тип трансформатора | Номинальная мощность, кВА | Напряжение, кВ | |
высшее | низшее | ||
ТМ - 25/10 | 0.23/0.4 | ||
ТМ - 40/10 | 0.23/0.4 | ||
ТМ - 63/10 | 0.23/0.4 | ||
ТМ - 100/10 | 0.23/0.4 | ||
ТМ - 160/10 | 0.23/0.4 |
Аккумуляторы С, СК и СЗ
Аккумуляторы С, СК и СЗ стационарные свинцовые: С — для длительных (2—10 ч) режимов разряда; СК и СЗ — для коротких (0,25—1 ч) и длительных режимов разряда. Аккумуляторы С и СК используют в составе рабочих аккумуляторных батарей напряжением 220 В для электропитания электродвигателей стрелочных электроприводов и в составе контрольных аккумуляторных батарей напряжением 24 В для электропитания различных цепей устройств ЭЦ и ДЦ. Аккумуляторы СЗ в устройствах СЦБ не нашли широкого применения.
Аккумуляторы С, С К имеют открытое исполнение, СЗ — закрытое. Аккумуляторы СК и СЗ отличаются от аккумуляторов С тем, что имеют большую площадь поперечного сечения соединительных полос, соединяющих электроды (пластины) аккумуляторов между собой.
Стационарные аккумуляторы в зависимости от номинальной емкости различаются по номерам, проставляемым после их буквенного обозначения: СК-1, СЗ-1, СК-2, СЗ-2 и т. д. За основу принимают значения емкости, токов разряда аккумуляторов СК-1 и СЗ-1 с номером 1 при средней температуре электролита (20±5)°С и максимального тока заряда этих аккумуляторов, равного 9 А.
Таблица 6-Типы кислотных аккумуляторов
Тип аккуму- | Габаритные размеры | ||
лятора | длина | ширина | высота |
С1 | |||
С2 | |||
С3 | |||
С-4 | |||
С-5 | |||
С-6, СК-6 С-8, СК-8 | 485 ±5 | ||
С-10, СК-10 С-12, СК-12 | 485 ±5 | ||
С-14, СК-14 | 485 ±5 | ||
С-16, СК-16 | |||
С-18, СК-18 | |||
С-20, СК-20 | |||
С-24, СК-24 | |||
С-28, СК-28 | |||
С-32, СК-32 | |||
С-36, СК-36 | |||
С-40, СК-40 | |||
С-44, СК-44 | |||
С-48, СК-48 | |||
С-52, СК-52 | |||
С-56, СК-56 | |||
С-60, СК-60 | |||
С-64,СК-64 | |||
С-68, СК-68 | |||
С-72, СК-72 | |||
С-76, СК-76 | |||
С-80, СК-80 | |||
С-84, СК-84 | |||
С-88, СК-88 | |||
С-92, СК-92 | |||
С-96, СК-96 | |||
С-100, СК-100 | |||
С-104, СК-104 | |||
С-108, СК-108 | |||
С-112, СК-112 | |||
С-116, СК-116 | |||
С-120, СК-120 | |||
С0124, СК-124 | |||
С-128, СК-128 | |||
С-132,СК-132 | |||
С-136, СК-136 | |||
С-140, СК-140 | |||
С-144, СК-144 | |||
С-148, СК-148 |
Емкости, токи разряда и заряда аккумуляторов других номеров находятся перемножением соответствующих значений для аккумуляторов СК-1 и СЗ-1 на номер аккумулятора. Например, электрические параметры аккумулятора СК-4 при 10-часовом режиме разряда следующие: емкость 36-4=144 А-ч, ток разряда 3,6-4 = 14,4 А; максимальный ток заряда аккумулятора СК-4 равен 36 А (9-4). Емкость аккумуляторов для 10 ч режима разряда принимают номинальной. Номинальное напряжение аккумуляторов 2,0 В. Значения емкостей аккумуляторов приведены ниже:
приведенные значения емкостей аккумуляторов л СЗ-1 гарантируются: при плотности электролита в начале разряда (1,205±0,005) г/см3 при температуре +20 °С; конечном напряжении при разряде не ниже 1,75 В при 0,25—1 ч режимах разряда и 1,8 В при -2—10 ч режимах разряда; не позднее четвертого цикла (на первом цикле емкость аккумуляторов должна быть не менее 70% указанных выше).
Внутреннее сопротивление аккумуляторов с большими номерами находят как результат деления приведенных значений на номер аккумулятора. В комплект поставки аккумуляторов входят электроды, баки, сепараторы, держатели, подпорные стекла и желобки, соединительные полосы (в том числе и с кабельными наконечниками), пружины, изоляторы для установки аккумуляторов на стеллажи, подкладки для выравнивания баков при монтаже, свинцово-сурьмянистый сплав для пайки аккумуляторов.
Основные электрические параметры аккумуляторов при средней температуре электролита 25 °С приведены в табл. 2.
Основными элементами аккумулятора (рис. 1) являются плоские положительные 1 и отрицательные 2 электроды с токоотводами 4, погружаемые в электролит. Электроды представляют собой свинцовые пластины или решетки, называемые поверхностными или намазными. Решетку заполняют активным материалом — двуоксидом свинца у положительных электродов и губчатым свинцом у отрицательных. Активный материал у поверхностных электродов формируют предварительной электрохимической обработкой. Во избежание короткого замыкания между электродами соседние пластины электродов разделены сепараторами 3, представляющими собой тонкие пористые пластинки из кислотостойкого материала. Каждая банка 8 закрыта крышкой 5, на которой укреплены выводы 6 и имеется отверстие 7 для заливки электролита. Отверстие закрывается пробкой, имеющей резьбу со специальными каналами для газообмена при эксплуатации аккумуляторов. Между крышкой и электродами размещена защитная сетка из кислотостойкой пластмассы. |
Практическая работа № 5
Расчёт и подбор оборудования для электропитающей установки узла связи.
Цель работы
1.1 Рассчитать емкость, количество элементов в аккумуляторной батарее, электрические параметры ЭПУ. Выбрать типы аккумуляторов, выпрямительных устройств, коммутационно - распределительного оборудования ЭПУ.
Литература
2.1 Казаринов И.А. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи.- Связь, 1974.
Подготовка к работе
3.1 Изучить теоретический материал.