Коммуникации и связь: Электропитание устройств, Курсовая работа

Категория: Коммуникации и связь
Тип: Курсовая работа

МПС РФ

ДВГУПС

Кафедра: Автоматика и телемеханика.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ.

К. П. 2107 – 02 – 01 – 237

Выполнил: Воронков С.В.

Проверил: Иваненко Ю. М.

Хабаровск

2003

Содержание

1 Исходные данные

2 Краткая характеристика аппаратуры связи и общие требования к электроустановке

3 Выбор системы электропитания дома связи по способу резервирования, построения и эксплуатации ЭПУ.

4 Выбор вида выпрямительных устройств и способа поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах.

5 Расчёт основного электрооборудования ЭПУ.

6 Расчёт нагрузки электроустановки на внешние сети и выбор ДГА.

7 Структурная схема электроустановок.

1.1 Исходные данные

Проектируемый дом связи представляет собой одноэтажное с подвалом здание, размещаемое на двухкабельной магистральной линии связи, и являющееся обслуживаемым усилительным пунктом (ОУП). Место расположения дома связи – промежуточная станция. Здание II типа. Характеристика внешнего электроснабжения: круглосуточное, но с перебоями аварийного характера по одной линии от одного пункта распределительной подстанции, электросетей общего назначения. Номинальное напряжение переменного тока на выводах ЭПУ дома связи 220 В, его колебания находятся в пределах 187-242 В. Отклонения частоты переменного тока не превышают плюс-минус 5%, не синусоидальность формы кривой напряжения составляет не более 10%

1.2 В линейно аппаратном зале (ЛАЗ) дома связи размещаются обслуживаемые усилительные станции транзитных и каналообразующая аппаратура конечных пунктов высокочастотных систем передачи К-60п, аппаратура уплотнения ВЛС и КЛС примыкающих направлений, а также аппаратура оперативно-технологической связи. В доме связи размещаются АТС местной связи, коммутаторы междугородной (МТС) и узлы автокоммукации (УАК), дальней автоматической ТЛФ связи ДАТС.

1.3 Состав и кол-во оборудования в доме связи:

- Системы передачи по линиям связи:

К-60п (промежуточная станция ПК-60п с ДП) - 2 системы.

- Аппаратура выделения и ВЧ транзита первичных групп:

СВПГ – 1ПГ - 2 стойки

Аппаратура К – 24т «Астра» (оконечная станция) – 2 стойки.

- Оборудование служебной связи и телемеханики:

ССС-7 1 стойка

ТМ-ОУП 1 комплект

- Аппаратура оперативно-технологической связи:

МСС-2-1-60 -1 стойка

- Аппаратура междугородной и местной телефонной связи:

АТСК 50/200 -100 номеров.

УАК ДАТС - 3 канала (комплекта ДАТС)

М-60 -1 коммутатор

1.4 Дополнительные нагрузки дома связи табл. 1

Наименование нагрузок	Установленная мощность, кВт	Коэффициент мощности, cos ф	Коэффициент одновременного включения нагрузки
Силовое электрооборудование	4,3	0,8	0,78
Освещение	7,3	0,95	0,78
Аварийное освещение = 24 В	0,17	1	1

2. Краткая характеристика аппаратуры связи и общие требования к электроустановке.

2.1 Промежуточная 60 канальная обслуживаемая станция ПК-60п

служит для организации 60 телефонных каналов по симметричным непупинизированным двухкабельным линиям связи. Выполнена полностью на полупроводниковых приборах с использованием печатного монтажа . ПК-60п состоит из одной стойки линейных усилителей и корректорв СЛУК-ОУП-2, имеющей двухчастотную плоско-наклонную автоматическую регулировку уровня (АРУ) или СЛУК-ОУП-3 с трёхчастотной плоско-наклонной криволинейной АРХ. Кроме того, в состав обслуживаемой промежуточной станции входят: вводно-кабельное оборудование (2 стойки СВКО К-60п), две стойки дистанционного питания СДК-К-60п, унифицированная коммутационно-вызывная аппаратура служебной связи УКВСС (ССС-8), оборудование телемеханики ТМ-ОУП, телеконтроля (один прибор на все системы), прибор для настройки косинусных корректоров (один прибор на все системы).

На ОУП можно выделить до двух 12-канальных групп для использования каналов ТЧ в данном пункте или передачи по ВЧ транзиту на другую систему. Для выделения и введения 12-канальных групп служит аппаратура СВПГ.

Электропитание аппаратуры К-60п осуществляется от источника постоянного тока: основные цепи – 21,2 В; цепи сигнализации – 24 В.

Оконечная станция ОК – 12+12 позволяет получить 12 типовых каналов по одной паре жил. 1 стойка содержит 1 систему. Стойка содержит усилительные устройства, 2 блока передачи дистанционного питания и оборудование выделяемых каналов – диспетчерского и служебного. Имеет вид металлического каркаса с размещёнными в нем кассетами оборудования. Электропитание аппаратуры К-12+12 осуществляется от источника постоянного тока: основные цепи – 21,2 В; цепи сигнализации – 24 В.

СВПГ – 1ПГ предназначена для выделения и введения на обслуживаемых промежуточных усилительных стонциях ПК-60п одной или двух нижних 12- канальных групп занимающих полосу частот 12,3-59,4 или 12,3-107,7 кГц и транзита выделенных каналов. Стойка выделения одной 12-канальной группы с преобразованием и генераторным оборудованием. Электропитание аппаратуры выделения, введения и ВЧ транзита групп каналов производят от стабилизированных источников постоянного тока напряжением 21,2 В и нестабилизированных 24 В(цепи сигнализации).

СВПГ рассчитана на работу в сухих отапливаемых помещениях при температуре от 10 до 40 С и относительной влажности воздуха 75%. Конструкция стоек базовая , заполнение стоек одностороннее.

К – 24т «Астра» служит для получения 24 каналов и работает на полосе частот 12-108 кГц. Электропитание аппаратуры К-24т осуществляется от источника постоянного тока: основные цепи – 21,2 В; цепи сигнализации – 24 В. Конструкция аналогична К 60п.

ССС-7 предназначена для организации служебной связи на КЛС, уплотнённых системой передачи К – 60п. В состав оборудования входят стойки для оконечных и промежуточных усилительных пунктов, комплекты МСС, ПСС-1 и ПСС-2 предназначены для ОП и ОУП, конструктивно и схемно комплекты одинаковы. Каждый даёт возможность индивидуального и циркулярного вызова и выхода на аппарат электромеханика. Комплект имеет блок переходного устройства для включения в сквозную цепь. Два входа для переходного устройства используют для подключения к переходному каналу, а третий для подключения разговорных и вызывных приборов. Каждый комплект имеет приёмник индивидуального вызова (ПИВ), настроенный на соответствующую частоту. Блоком для циркулярного вызова снабжён ПСС-1. Электропитание аппаратуры ССС-7 осуществляется от источника постоянного тока: основные цепи – 21,2 В; цепи сигнализации – 24 В. ССС-7 рассчитана на работу в сухих отапливаемых помещениях при температуре от 10 до 40 С и относительной влажности воздуха 75%.

Аппаратура МСС 2-1-60 предназначена для подключения студий небольших узлов связи к сети к магистральной и дорожной связи совещаний. Аппаратура работает в качестве оконечного усилителя четырёхпроводной связи и узловой трансляции связи совещаний, позволяя включать два высокочастотных канала (распорядительное и исполнительное направления) по четырёхпроводной системе и одну физическую двухпроводную цепь. В качестве двухпроводных физических цепей можно использовать ВЛС и КЛС.

Аппаратура состоит из распределителя на четыре направления, студийных усилителей приема и передачи, усилителей двухпроводных линий Л1 и Л2, преобразователя напряжения для питания цепей прямого и обратного управления от источника постоянного тока напряжением 24В, приёмника обратного управления для приёма и транслирования обратного управления от распорядительной станции при включении по четырёхпроводному каналу или для приёма и транслирования прямого управления от исполнительного направления, включенного по четырёхпроводному каналу при включении распорядительного направления по двухпроводной физической цепи; переговорно-вызывного устройства, которое позволяет контролировать качество связи совещаний и вести переговоры по четырёх и двухпроводным каналам, а также по служебной линии со студией. Электропитание установки осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 В.

Автоматическая координатная телефонная станция АТС К-50/200 предназначена для организации телефонной связи между абонентами предприятий или учереждений и внешней связи этих абонентов с городскими и ведомственными АТС. Электропитание станции осуществляется от источника постоянного тока напряжением 60 В. Допускаются колебания от 54 до 72 В. Станция собрана на реле и полупроводниковых приборах. Оборудование станции размещено в однотипных двухсторонних пыленепроницаемых шкафах массой 290 кг. Аппаратура АТСК-50/200 рассчитана на работу в сухих отапливаемых помещениях при температуре от 15 до 35 С и относительной влажности воздуха 45-80%. Оконечные станции рассчитаны на работу без постоянного присутствия технического персонала. В состав их оборудования входят сигнальные комплекты (СК), обеспечивающие передачу по свободным соединительным линиям на обслуживаемую станцию сигналов о повреждениях.

Система дальней автоматической телефонной связи ДАТС с четырёхпроводным транзитом разработана с целью дальнейшего совершенствования автоматической телефонной связи на железных дорогах. Комплекты дальнего набора применяют в УАК магистральной и дорожной сетях ДАТС. Электропитание установки осуществляется от стационарной батареи напряжением 60 В с допустимыми отклонениями напряжения от 52 до 66 В и источника постоянного тока напряжением 24 В +2 -2 В. Аппаратура рассчитана на работу в сухих отапливаемых помещениях при температуре от 15 до 35 С и относительной влажности воздуха 45-75%.

Междугородный коммутатор М-60 предназначен для индивидуальной установки и комплектации междугородных станций до 60 каналов. Коммутатор имеет 2 рабочих места и 10 шнуровых пар. Оформлен в деревянном двухпанельном корпусе и содержит комплекты линий: междугоролных-6, соединительных – 8, прямых абонентов – 5, заказных – 2, служебных – 2, служебных передаточных (двусторонних) – два. Электропитание коммутатора осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 В.

2.2 Требования, предъявляемые аппаратурой связи к устройствам электропитания.

Так как у нас электроснабжение проектируемого дома связи имеет возможность использовать лишь один внешний источник электроэнергии, то для повышения надёжности электроснабжения прокладываем две питающих линии, подключенных к различным точкам электросети. В доме связи устанавливаем два ДГА. Параметры электропитания аппаратуры связи представлены в табл. 2

Вид аппаратуры	Напряжение источника тока, В		Доп. пульсация источника тока при измерении, В
Вид аппаратуры	Номинальное	Допустимые пределы изменения	Ламповым вольтметром со среднеквадратичной шкалой	Псофометром
Аппаратура дальней связи на транзисторах ПК-60п, К-12+12, ССС-7, МСС-2-1-60	21,2	20,6-21,8	250 для f=<300 Гц 15 для f>300 Гц
СВПГ-1ПГ	24	21,6-26,4	240
Коммутатор М-60	24	21,6-26,4		2,4
УАК ДАТС	60	52-66		5
АТСК-50/200	60	58-66		5
К-24т «Астра»	24	21,6-26,4	240

Расчётные данные потребления тока аппаратурой связи в аварийном режиме приведены в табл.3

Потребители	Единица измерения	Количество	Потребление тока в час наибольшей нагрузки, А , при напряжении, В,
			ЛАЗ				АТС и МТС
			Стабил. - 21,2		Нестабил. - 24		60		24
			На Ед.	Общ.	На Ед.	Общ.	На Ед.	Общ.	На Ед.	Общ.
ПК-60п	Система	2		17,2		7,5
К-12+12	Система	2				12,9
СВПГ-1ПГ	Стойка	2		3,7		2,8
К-24т	Стойка	2				11,4
ССС-7	Стойка	1		0,15		0,65
ТМ ОУП	Комплект	1		1,4		0,3
МСС-2-1-60	Стойка	1				0,9
АТСК-50/200	Номер	100						6
УАК ДАТС	Канал	3					1	3	0,2	0,6
М-60	Коммутатор	1							2	2
Итого			22,45		36,45		9		2,6
Резерв 20%			4,49		7,29		1,8		0,52
Всего			26,94		43,74		10,8		3,12
Всего с учётом коэффициента спроса			20,205		32,805		8,64		2,496

3. Выбор системы электропитания дома связи по способу резервирования, построения и эксплуатации ЭПУ.

Выбираем выпрямительно-аккумуляторную систему питания по способу резервирования. При частых отключениях сети переменного тока, автоматизированные ЭПУ не применяются, поэтому по способу эксплуатации выбираем неавтоматизированные (обслуживаемые) ЭПУ. Так как ток при 24 В соответствует 32,805 А, то разрешено, в соответствии с рекомендациями ГТСС использование одногруппных аккумуляторных батарей.

4. Выбор вида выпрямительных устройств и способа поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах.

Так как ток в цепи 24 В больше 30 А и система неавтоматизированная – в качестве выпрямительного устройства (ВУ) выбираем ВУТ(Т-тиристорное)

В настоящее время метод гасящих нелинейных сопротивлений в ЭПУ 24 В почти не используется. Диапазон регулирования напряжений современных САРН 24В является достаточным для цепей 21,2 и 24 В. Поэтому при установке в неавтоматизированных ЭПУ 24В ВУ типа ВУТ аккумуляторные батареи не секционируются, а нагрузки цепей 21,2 и 24 В включаются через отдельные САРН (Стойка автоматического регулирования напряжения).

Так как у нас система неавтоматизированная – выбираем САРН в качестве регулятора напряжения.

5. Расчёт основного электрооборудования ЭПУ.

Расчёт аккумуляторных батарей 24В.

Расчёт аккумуляторных батарей (АБ) заключается в определении их ёмкости, индексного номера аккумуляторов; а также их количества в батареях.

Необходимые данные:

1) Аварийный ток нагрузки Iав, на который должна быть рассчитана аккумуляторная батарея. Ток Iао А, потребляемый лампами аварийного освещения,

Рсв – мощность ламп аварийного освещения, Uн – номинальное напряжение рассчитываемой цепи,

Ток Iав = Iапс + Iап + Iао = 20,205 + 32,805 +7,1 = 60,11 А

Где Iапс , Iап соответственно ток требующей и нетребующей стабилизации напряжения с точностью 3%.

2) Продолжительность питания аварийной нагрузки tав для железнодорожных узлов связи устанавливается равной 2 часа.

3) На основании подготовленных данных рассчитывается ёмкость АБ.

Qр= А ч

р – коэффициент интенсивности разряда

Кt – температурный коэффициент ёмкости

t - фактич. Температура электролита во время разряда АБ.

По рассчитанной ёмкости Qp определяем индексный номер N аккумулятора и его паспортную номинальную ёмкость Qн.

При рассчитанной ёмкости 214,3 А ч выбираем АБ СК-10. Qн =220 А ч., ток 60,11 соответствует 3,6 часовому разряду. При таком режиме разряда, напряжение на каждом аккумуляторе в конце разряда будет составлять 1,85 В, при 13 аккумуляторах в конце аварийного режима разряда напряжение будет составлять 13 · 1,85 = 24,05 В

Расчёт аккумуляторных батарей 60 В.

Необходимые данные:

1) Аварийный ток нагрузки Iав, на который должна быть рассчитана аккумуляторная батарея.

Ток Iав = I60 + I24 = 8,64 + 2,496 = 11,136 А

Где I60 , I24 соответственно ток потребляемый аппаратурой связи по напряжению 60 и 24 В .

3) На основании подготовленных данных рассчитывается ёмкость АБ.

Qр= А ч

р – коэффициент интенсивности разряда

Кt – температурный коэффициент ёмкости

t - фактич. Температура электролита во время разряда АБ.

По рассчитанной ёмкости Qp определяем индексный номер N аккумулятора и его паспортную номинальную ёмкость Qн.

При рассчитанной ёмкости 39,62 А ч выбираем АБ СК-3. Qн =66 А ч., ток 11,136 соответствует 6 часовому разряду. При таком режиме разряда, напряжение на каждом аккумуляторе в конце разряда будет составлять 1,995 В, при 30 аккумуляторах в конце аварийного режима разряда напряжение будет составлять 30 · 1,995 = 59,85 В

Данные по расчёту АБ приведены в табл. 4

Напряжение АБ	Число групп батареи	Ток одной группы батареи, А	коэффициент интенсивности разряда	Расчётная ёмкость батареи, А ч	Тип аккумуляторов	Число аккумуляторов в батарее	Паспортная номинальная ёмкость аккумуляторов, А ч
24	1	60,11	61,1	214,3	СК-10	13	220
60	1	11,136	61,1	39,62	СК-3	30	66

5.2 Расчёт элементов схемы поддержания напряжения на входе питаемой аппаратуры в заданных пределах.

Так как у нас питание аппаратуры ЛАЗа осуществляется через стойки САРН, расчёту подлежит количество требуемых полупроводниковых стабилизаторов типа СНП и стоек САРН.

Каждая стойка САРН – П2 укомплектовывается шестью стабилизаторами, которые могут быть использованы для стабилизации напряжения отдельно для цепей 21,2 В и 24 В. Из расчётов – максимальный ток нагрузки составляет 60,11 А , а максимальный ток нагрузки САРН составляет 140 А, то устанавливаем одну стойку САРН с шестью стабилизаторами СНП: 3-стабилизатора подключаются к нагрузке и 3-стабилизатора остаются в резерве.

5.3 Расчёт выпрямительных устройств.

Для ЭПУ 24 В.

Ток в А резервного ВУ, обеспечивающего заряд стационарных кислотных аккумуляторов определяется по формуле

Iз = iз · N · nг=6 · 10 · 1 = 60 А ,

где iз – зарядный ток на один индексный номер аккумулятора (для неавтоматизированных ЭПУ - 6 А), N – индексный номер аккумуляторов, nг – число групп АБ, одновременно заряжающихся от одного выпрямителя.

По известным значениям токов Iб и Iз мощность выпрямительных устройств при буферной работе Рб и при заряде аккумуляторов Рз определяется в кВт как:

где Uб и Uз напряжения на аккумуляторе в буферном режиме и в конце заряда,

nб и nз – количество аккумуляторов в группе.

Для ЭПУ 24 В выбираем ВУ типа ВУТ 31/125 – два рабочих и один резервный.

Для ЭПУ 60 В.

Ток в А резервного ВУ, обеспечивающего заряд стационарных кислотных аккумуляторов

определяется по формуле

Iз = iз · N · nг=6 · 3 · 1 = 18 А ,

Для ЭПУ 60 В выбираем ВУ типа ВСП 60/60 – один рабочий и один резервный.

6 Расчёт нагрузки электроустановки на внешние сети и выбор ДГА.

Мощность резервной электростанции должна быть достаточной для обеспечения электроэнергией аппаратуры связи , питаемой в буферном режиме или непосредственно от сети переменного тока, после аварийного заряда батарей, гарантированного освещения, насосов топлива для ДГА. В этом случае активная и реактивная составляющие мощности ЭПУ в кВт, потребляемые от ДГА, составят:

где - кпд ВУ, Ро Qo –активная и реактивная мощности освещения, Рсил Qсил активная и реактивная мощности силового оборудования.

Полная мощность ДГА в кВ·А

15,1 +13,74 =20,41

По значению полной мощности выбираем тип ДГА – 24М. Данные расчёта ДГА удобно свести в

Табл. 5

Наименование нагрузок	Мощности потребителей			Примечание
Наименование нагрузок	Активная, кВт	Реактивная, вар	Полная, В-А	Примечание
1 ВУ в буферном режиме	2,7	3,65	4
2 ВУ в режиме заряда батарей	2,007	5,23	4,41
3 Освещение	6,953	2,28	7,3
4 Силовое электрооборудование	3,44	2,58	4,3
Всего	15,1	13,74	20,41	ДГА – 24М
Коэффициент мощности ЭПУ

7 Структурная схема электроустановок.

Для ввода, коммутации и распределения напряжения переменного тока, поступающего от сети внешнего электроснабжения и резервной электростанции, щит переменного тока типа ЩПТА, благодаря которому обеспечивается автоматическое включение автоматизированной резервной электростанции ДГА через щит автоматики ЩДГА, подключение сети аварийного освещения к АБ, защита питающих линий от перегрузок и короткого замыкания. Фидеры питания к щиту ЩПТА подключаются через устройства автоматического ввода резерва (АВР), установленные в шкафу управления ШУ, к которому вводные фидеры подводятся через вводные щитки ЩО.

Коммутация ВУ, АБ и нагрузки производится посредством батарейных щитов ЩБ2 и коммутирующих устройств КУ.

КУ обеспечивают:

Одновременное подключение нагрузки к батарее или ВУ, отключение батареи от нагрузки или ВУ при заряде на нагрузочное сопротивление НС.

Еще из раздела Коммуникации и связь:

Это интересно

Реклама

Поиск рефератов

Еще рефераты

Афоризм

Моя мама говаривала, что бог дал мужчине две головы, но крови так мало, что думать ими можно только по очереди.

Гороскоп

Счётчики

Соц. сеть	Объявления	Здоровье	Рецепты	Закрыть
Погода	TV программа	Курсы валют	Каталог сайтов	Рефераты
Гороскопы	Тайна имени	Именины	Праздники	Сонник
Девушка дня	Тесты ON-Line	Игры	Анекдоты	Приколы