Системы электропитания предприятий электросвязи

Под системой электропитания (СЭП) подразумевается со­вокупность источников и устройств преобразования, регулирова­ния, стабилизации, резервирования и распределения электриче­ской энергии, необходимой для функционирования аппаратуры,, а также устройств контроля, диагностики и защиты как самих источников и устройств этой совокупности, так и аппаратуры.

Для преобразования электрической энергии, получаемой от источников электроснабжения, ее регулирования и стабилиза­ции в заданных аппаратурой пределах, резервирования с по­мощью аккумуляторных батарей и агрегатов бесперебойного питания (АБП), а также распределения и защиты, на предприя­тиях электросвязи оборудуется электропитающая установка (ЭПУ), являющаяся частью электроустановки (ЭУ). Под ЭУ подразумевается весь комплекс энергосооружений, обеспечиваю­щий электроснабжение, электропитание аппаратуры связи, освещение, а также работу различных установок, вентиляционных, кондиционирования и др.), от которых зависит нормальная работа аппаратуры и обслуживающего персонала. В случае размещения в одном здании АТС, МТС, телефонных станций и так далее должно предусматриваться применение общих ЭУ, в том числе общих ЭПУ, если это не приведет к повышению капитальных и эксплуатационных затрат и отсутствуют специальные требования на питание аппаратуры от отдельных ЭПУ.

Системы электропитания (электроустановки в целом) должны:

обеспечивать надежное и бесперебойное электропитание аппаратуры электрической энергией требуемого качества, а также тех потребителей, от которых зависит нормальная работа аппаратуры;

быть экономичными в строительстве и эксплуатации;

иметь достаточно высокие энергетические показатели (КПД и коэффициент мощности) и удельные объемно-массовые показатели;

быть максимально автоматизированными (необслуживаемыми или требовать минимального ухода);

строиться на базе электрооборудования промышленного изготовления;

иметь большой срок службы (не менее 20 лет) и предусмат­ривать возможность дальнейшего развития и модернизации в течение первых пяти лет без замены основного силового оборудования.

Показатели качества электрической энергии, вырабатывае­мой СЭП (электропитающими установками), нормируются ГОСТ 5237—83 «Аппаратура электросвязи. Напряжения пита­ния и методы измерений» и техническими условиями на аппа­ратуру. Указанный стандарт распространяется на стационарную аппаратуру электросвязи. В соответствии с требованиями стан­дарта обязательными напряжениями для питания аппаратуры являются номинальные напряжения постоянного тока ±60 и —24 В, причем напряжению 60 В следует отдать предпочтение. Допустимые пределы изменения напряжения 60В составляют либо 54... 72, либо 54... 66 В, а действующее значение напря­жения пульсации не должно превышать 250 мВ с частотой пуль­сации до 300 Гц и15 мВ в диапазоне частот 0,3... 20 кГц.

Для аппаратуры, питающейся от источников постоянного на­пряжения —24 В, допустимые пределы его изменения устанав­ливаются либо 21... 28, либо 21,6... 26,4 В. Действующее зна­чение напряжения пульсации не должно превышать 100 мВ в диапазоне частот 300 Гц... 20 кГц. Псофометрическое значе­ние допустимого напряжения пульсации для обоих номиналов напряжения (60 и 24 В) не должно превышать 2 мВ.

Допускаются изменения выходного напряжения (60 и 24 В)
±20% от номинального значения в течение 0,4 с и ±40% от
номинального значения в течение 5 мс.

Для станционной аппаратуры, питающейся от сети" пос­менного тока, допустимые пределы изменения фазного напряже­ния составляют либо 187... 242, либо 213... 227 В. Пределы изменения частоты — 47,5... 52,5 Гц. Коэффициент нелинейных искажений допускается не более 10%.

Значения напряжения измеряют на входных зажимах груп­повых устройств токораспределения и защиты, входящих в комплект аппаратуры или на входе стоек аппаратуры.

Показатели качества электрической энергии переменного тока, подаваемой на вход электроустановок предприятий элект­росвязи, нормируются ГОСТ «Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии и ее приемников, присоединен­ных к электрическим сетям общего назначения».

Проектирование ЭПУ предприятий и сооружений связи должно осуществляться согласно «Ведомственным строитель­ным нормам ВСН 332—88» с учетом «Правил техники безопас­ности при сооружении и эксплуатации электроустановок потре­бителем».

В соответствии с Правилами устройства "электроустановок все электроприемники предприятий и сооружений в зависимости от требований к надежности подачи электрической энергии под­разделяются на первую, вторую и третью категории. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая груп­па потребителей, предъявляющих повышенные требования к надежности электроснабжения.

К первой категории отнесены электроприемники, перерыв в подаче электрической энергии (выход за допустимые пределы) которых может повлечь за собой перерыв связи и вещания и, как следствие, нарушение передачи важной информации. В осо­бую группу первой категории выделены электроприемники, пе­рерыв в подаче электроэнергии которых может вызвать нару­шение важнейших связей особо важных оповещений, а также расстройство сложного технологического процесса, что может создать угрозу жизни людей.

Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может вызвать нарушение связей местного значения.

К третьей категории относятся все остальные электроприем­ники.

К особой группе первой категории относятся технологические злектроприемники и аппаратура аварийного и эвакуационного электроосвещения междугородных телефонных станций, теле­графных станций и узлов, сетевых узлов и узлов автоматиче­ской коммутации, обслуживаемых усилительных пунктов кабельных магистралей, районных узлов связи промышленных районов, объединенных телефонно-телеграфных"станций и го­родских АТС емкостью более 3000 номеров.

К первой категории относятся технологические электропри­емники центральных усилительных станций радиотрансляцион­ных узлов, городских АТС емкостью 500... 3000 номеров вклю­чительно, сельских АТС, районных узлов связи сельскохозяй­ственных районов.

Ко второй категории отнесены технологические электропри­емники подстанций городских телефонных сетей, опорных уси­лительных подстанций, блок-станций и станций радиотрансля­ционных узлов с ламповой аппаратурой.

В соответствии с ВСН 332—88 все электроприемники, отно­сящиеся к особой группе первой категории должны быть обеспе­чены электроснабжением от трех независимых источников электроэнергии трехфазного переменного тока. При наличии двух (или одного) независимых источников внешнего электро­снабжения электроустановки предприятий электросвязи, отно­сящиеся к особой группе первой категории, оборудуются соб­ственными резервными электростанциями (исключение состав­ляют электроустановки неузловых АТС емкостью 3000...... 20000 номеров на районированных сетях, для которых предусматривается применение передвижных электростанций, базирующихся на телефонных узлах).

При электроснабжении от двух внешних независимых источ­ников резервная электростанция предприятия электросвязи (за исключением сетевых узлов и узлов автоматической коммута­ции) оборудуется одним дизель-генератором, мощность которого выбирается из расчета обеспечения электроэнергией технологического оборудования, собственных нужд электростанции, све­тильников рядового и аварийного освещения и послеаварийного дозаряда аккумуляторных батарей. При электроснабжении от одного внешнего источника собственная электростанция обору­дуется двумя дизель-генераторами. Собственные электростанции сетевых узлов и узлов автоматической коммутации оборудуются двумя рабочими дизель-генераторами, способными обеспечить длительную, автономную работу предприятий электросвязи и одним резервным дизель-генератором, способным автоматиче­ски замещать любой из рабочих.

Для предприятий электросвязи, относящихся по условиям электроснабжения к первой категории потребителей, резервная электростанция с одним дизель-генератором предусматривается только в случае внешнего электроснабжения от одного внешнего источника электроэнергии.

В собственных электростанциях применяются дизель-генера­торные агрегаты, автоматизированные по третьей степени ав­томатизации. Эта степень автоматизации предусматривает рабо­ту станции без постоянного присутствия обслуживающего персо­нала при автоматическом выполнении ряда операций:

поддержание частоты вращения, выходного номинального значения напряжения и заданной температуры в системах ох­лаждения и смазки;

управление пуском, остановкой, подзарядом стартерных ак­кумуляторных батарей, приемом нагрузки и совместной рабо­той нескольких агрегатов;

остановка агрегата с выдачей аварийных сигналов в случа­ях повышения температуры воды в системе охлаждения на 5... 10% свыше максимального значения, понижения давления масла в системе смазки на 10... 20% ниже допустимого значе­ния, превышения частоты вращения на 15... 20% номинально­го значения;

управление работой вентиляции и отопления помещения эле­ктростанции;

пополнение топливных, масляных и водяных расходных ба­ков и воздушных пусковых баллонов (при запуске агрегата с помощью сжатого воздуха).

Для повышения надежности электроснабжения в электро­установках предприятий связи широко используют резервирова­ние путем переключения потребителей с поврежденного на ис­правно действующий источник электроэнергии. Устройства, обеспечивающие подключение нагрузки к исправному источнику энергии, получили название устройств автоматического включе­ния резерва (АВР). Применение АВР дает возможность сокра­тить перерывы в подаче электрической энергии переменного то­ка, а следовательно, уменьшить количество и мощность резерв­ного оборудования и создать электроустановки, не нуждающиеся в постоянном присутствии обслуживающего персонала. На предприятиях связи установка АВР производится на стороне низкого напряжения (380/220 В). Схема устройства электроме­ханического АВР показана на рис. 4-1.

В нормальных условиях нагрузка питается от первого источ­ника электрической энергии, источник 1, через замкнутые кон­такты контактора К1. Обмотка контактора К2 при этом обесто­чена. При отключении любой из фаз источника 1 отпускает соответствующее реле контроля напряжения (КЗ—К5) и его нормально разомкнутые контакты отключают обмотку контак­тора К1, а его нормально замкнутые контакты (К3.2—К5.2) подают питание на обмотку контактора К2 и его контакты

Рис 4-1. Схема электроме- Рис. 4-2. Структурная схема электроснабжения
ханического АВР ОУП магистрали коаксиального кабеля

подключают нагрузку к источнику 2. Суммарное время пере­ключения нагрузки составляет 0,4... 0,8 с.

Промышленностью выпускаются электромеханические АВР на токи 63; 100; 160; 250; 400 и 630 А.

В качестве устройств АВР на токи нагрузки 50 и 100 А могут быть использованы выпускаемые промышленностью тиристорные ключи с естественной коммутацией тиристоров-ТКЕ или тиристорные пускатели. Время пропадания напряжения на нагрузке не превышает 10 мс.

В качестве примера на рис. 4-2 представлена структурная схема электроснабжения обслуживаемого усилительного пунк­та магистрали кабеля. Электроэнергия к трансформаторной подстанции подается от двух независимых источников через ЛЭП1 и ЛЭП2 и выключатели нагрузки Q5 и Q8. На ТП имеют­ся две высоковольтные шины, которые с помощью разъедините­лей Q2 и Q3 могут соединяться между собой, обеспечивая тем самым, в случае необходимости, питание обоих силовых транс­форматоров T1 и Т2 от одного источника. Рубильники Q1 и Q4 предназначены для заземления любой из высоковольтных шин при проведении на ТП ремонтных работ. Силовые трансформа­торы подключаются к высоковольтным шинам через выключате­ли нагрузки Q6, Q7 и высоковольтные предохранители F1, F2. Нейтральные точки вторичных обмоток T1 и Т2 заземляются. Вторичная обмотка каждого из трансформаторов подключается через автомат защиты Q9, Q10 и рубильники Q11, Q12 к своим шинам низкого напряжения. В качестве распределительных устройств, подключаемых к шинам низкого напряжения ТП, применяются типовые панели ЩО. Одна bз таких панелей выделена штриховой линией на рис. 4-2 и используется в качестве устройства включения резерва (рубильники Q13, Q14 и автомат защиты Q15). Питание технологических нагрузок ОУП осуществляется в условиях нормального электроснабжения от шин низкого напряжения ТП через рубильник Q16, предохранитель F3 и нормально замкнутые контакты контактора К1 щита переменного тока ЩПТА. В случае пропадания напряжения на низковольтных шинах Т2 подаётся сигнал на запуск автоматизированной электростанции АДЭС и после запуска её технологические потребители получают электрическую энергию от АДЭС. Контактор К1 при этом разомкнут. Щит переменного тока в данном случае выполняет функции АВР. Для повышения коэффициента мощности электроустановки применяются комплексные конденсаторные установки ККУ.

Лекция 9

Дата добавления: 2014-01-07