Классификация электроустановок предприятий связи.

Все электроустановки предприятий проводниковой связи согласно ведомственным строительным нормам ВСН332-88* и в соответствии с Правилами устройства электроустановок в зависимости от требований к надежной подаче 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 электроэнергии (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 которым может вызвать нарушение важнейших связей, особо важных оповещений, а также расстройство сложного технологического процесса, что может создать угрозу жизни людей.

Ко второй категории относится электроприемники. Перерыв электроснабжения, которых может вызвать нарушение связей местного значения.

К третьей категории относятся все остальные электроприемники.

К особой группе первой категории относятся технологические электроприемники и аппаратура аварийного и эвакуационного электроосвещения междугородних телефонных станций, телеграфных станций и узлов, сетевых узлов и узлов автоматической коммуникации, 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.

Подключение предприятий электросвязи к электросетям энергосистем осуществляется с помощью линий электропередачи через собственные трансформаторные подстанции. Они осуществляют прием высокого напряжения 10 или 6 кВ трехфазного переменного тока частоты 50 Гц, преобразовывают его в низкое напряжение 380/220 В, защиту оборудования подстанции и распределение электроэнергии. Как правило, на предприятиях связи применяются трансформаторные подстанции закрытого типа, которые могут встраиваться в основное здание или располагаться в отдельном строении. В состав оборудования трансформаторных подстанций входят: силовые понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, разъединители, выключатели нагрузки, высоковольтные предохранители, разрядники для защиты воздушных вводов, измерительные трансформаторы, автоматические выключатели и приборы низкого напряжения. Подстанции комплектуются трансформаторами номинальной мощности 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; и 2500 кВА. Вторичная обмотка трансформаторов соединена по схеме «звезда» с выводом нейтральной точки. Выбор типа КТП (комплементарной транзисторной подложки) осуществляется по значению полной мощности, потребляемой электроустановкой с учетом развития предприятия электросвязи.

В соответствии с ВСН332-88 все электроустановки, 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, оборудуется собственными резервными электростанциями (исключение составляют электроустановки не узловых АТС емкостью 3000.. .20000 номеров на районированных сетях, для которых предусматривается применение передвижных электростанций, базирующихся на телефонных узлах).

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 применяется дизель-генераторные агрегаты, автоматизированные по третьей степени автоматизации. Эта степень автоматизации предусматривает работу станции без постоянного присутствия обслуживающего персонала при автоматизированном выполнении ряда операций.

Промышленностью выпускается достаточно широкий ассортимент автоматизированных дизель-генераторных электростанций на выходные мощности от единиц до нескольких сотен киловатт. Если мощность одного агрегата недостаточна для питания всех потребителей предприятия электросвязи, допускается установка двух и более агрегатов.

Выбор типа электростанции и числа агрегатов в ней производится по полной мощности S, потребляемой от электростанции.

Для повышения надежности электроснабжения в элементах предприятий связи широко используют резервирование путем переключения потребителя с поврежденного на исправно действующий источник энергии. Применяемые для этого устройства получили название устройств автоматического включения резерва (АВР). Применение АВР позволяет уменьшить количество и мощность резервного оборудования и создать электроустановки, не нуждающиеся в постоянном присутствии персонала. На

предприятиях связи установка АВР производится на стороне низкого напряжения (380/220 В).

При переходе с первого на второй источник суммарное время переключения нагрузки составляет 0.4 — 0.8 с. Промышленностью выпускаются электромен. АВР на токи 63; 100; 160; 250; 300; 400; 630 А.

В качестве устройств АВР на токи нагрузки 500 и 100 А могут быть использованы выпускаемые промышленностью тиристорные ключи с естественной коммутацией тиристоров — ТЕК или тиристорные пускатели.

На рисунке представлена возможная схема электроснабжения крупного предприятия связи. Один источник - энергосистема, второй -теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Обычно аппаратура питается от сети 380 В трансформаторной подстанции. При большой мощности, потребляемой предприятием связи (более 300 - 400 кВА), аппаратура может питаться как от шин 400 В, так и от шин 6 или 10 кВ трансформаторной подстанции.

На предприятиях связи с общей потребляемой мощностью до 50 кВА может применяться собственная трансформаторная подстанция, оборудуемая одним высоковольтным вводом и одним трансформатором, и один низковольтный ввод от ближайшей существующей подстанции (с шин 380 и 220 В) или два низковольтных ввода от городских или ведомственных подстанций.

Схемы электропитания предприятий электросвязи.

В буферных системах питание аппаратуры в условиях нормального электроснабжения осуществляется от стабилизационно-выпрямительных устройств, обеспечивающих одновременно непрерывный подзаряд аккумуляторной батареи, подключенной параллельно нагрузке. При перерывах в электроснабжении питание аппаратуры осуществляется от аюсумуляторной батареи. Послеаварийный заряд аккумуляторной батареи производится без отключения ее от нагрузки. Буферные системы питания находят самое широкое применение как в отечественной, так и зарубежной практике для питания стационарных установок связи.

ЭПУ АТС декадно-шаговой и координатной систем.

На рисунке представлена ЭПУ для питания городских, учрежденческих и центральных сельских АТС емкостью от 600 до 3000 номеров на максимальный ток до 150 А.

ЭПУ выполнено по буферной схеме с автоматической коммутацией дополнительных групп аккумуляторных батарей. В состав ЭПУ входят два выпрямительных устройства ВУК 67/140, шкаф коммутационный ШК 60/150 и аккумуляторная батарея GB, секционированная на 28+2+3 элементах. Один из выпрямителей ВУК 67/140 является резервными и используется при заряде основной группы аккумуляторных батарей. Дополнительные элементы заряжаются от выпрямителей ЗВ1 и ЗВ2, содержание элементов осуществляется выпрямителями ПВ1 и ПВ2.

Выходное напряжение ЭПУ в стационарном режиме работы изменяется в пределах 58.. .66 В.

В номинальном режиме работы ЭПУ нагрузка питается от одного выпрямителя, в буфере с которым подключена основная группа аккумуляторных батарей GB. Контакты 1 и 2 контакторов К2 и К4 замкнуты. Обе дополнительные группы GB1 и GB2 батарей находятся в режиме содержания от выпрямителей ПВ1 и ПВ2. В случае пропадания напряжения сети переменного тока отключаются все выпрямители и питание нагрузки осуществляется от основной группы батарей. Напряжение на этой группе падает до заданного предела, после чего подается команда на размыкание контактов контактора К2 и замыкание контактов контактора К1. На время срабатывания указанных контактов нагрузка питается от основных групп через диод VD2 и контактора К4. Как только разомкнулся контакт К2 и замкнулся контакт К1, последовательно с основной подключается первая дополнительная группа. По мере разряда батареи может потребоваться подключение второй дополнительной группы, которое происходит аналогично с подключением первой группы.

При восстановлении напряжения сети включаются в режиме ограничения тока оба выпрямителя ВУК, повышается напряжение на нагрузке и при достижении им величины 66 В происходит отключение второй дополнительной группы и дозаряд ее от выпрямителя ЗВ2. Во время срабатывания контакторов КЗ и К4 нагрузка питается через диод VD3. По мере заряда основной и первой дополнительной группы напряжение на

нагрузке вновь достигает 66 В и контакторами К1 и К2 отключается первая дополнительная группа, которая дозаряжается от выпрямителя ЗВ1. По достижении в основной группе напряжения 64 В выпрямители переводятся в режим стабилизирования напряжения и нагрузка питается от основного ВУК. В конце заряда дополнительной группы последние переводятся в содержания от выпрямителей ПВ. В ЭПУ предусмотрена также автоматическая замена рабочего выпрямителя резервным.

В зависимости от числа требующихся номиналов напряжения питания электроустановки с применением буферной системы могут быть построены

по многобатарейному (на каждый номинал напряжения постоянного тока предусматривается отдельное ЭПУ) или по однобатарейному принципу с применением одной батареи (все другие напряжения постоянного и переменного тока, необходимые для питания аппаратуры связи, вырабатываются с помощью преобразования или агрегатов бесперебойного питания).

Буферная система может быть централизованной или децентрализованной. Применение децентрализованной системы допускается в случае, когда нагрузки по одному номиналу напряжения не могут быть обеспечены выпускаемыми промышленностью выпрямительными устройствами и оборудованием коммутации аккумуляторных батарей или сама аппаратура требует питание от отдельной ЭПУ.

Достоинства буферной системы: обеспечение аппаратуры бесперебойным электропитанием во всех режимах работы ЭПУ; возможность дальнейшего расширения в результате параллельного включения выпрямительных и преобразовательных устройств; улучшенная динамическая характеристика и устойчивость системы в целом за счет подключения аккумуляторной батареи параллельно нагрузке.

Основной недостаток - большая стоимость токорасрпеделения сети и потери энергии в ней, особенно при централизованной системе на низкие выходные напряжения (-24 В).

Рассмотрим упрощенные структурные схемы ЭПУ буферной системы электропитания.

а)

б)

в) г)

Рис.6.4

а) наиболее простая, характеризуется широкими пределами изменения выходного напряжения и может быть использована, например, для питания сельских оконечных и узловых, а также учрежденческих АТС с релейным управлением небольшой мощности потребления (АТСК 100/2000).

б) напряжение регулируется с помощь закорачивания групп вентилей VD1 и VD2 посредством контактов, управляемых устройством контроля напряжения. Достаточно проста, но характеризуется низким КПД и может быть рекомендована при сравнительно небольшой мощности. ВСН 332-88 рекомендуют применять эту схему в ЭПУ «60 В» при нагрузках до 70 А и в ЭПУ «24 В» до 100 А.

в) регулировка производится изменением числа элементов аккумуляторных батарей. Удается обеспечить стабилизированное выходное напряжение 60 В в пределах ±10 %. Выполненные по этой схеме ЭПУ характеризуются высоким КПД и находят широкое применение на предприятиях электросвязи.

В ЭПУ по схеме на рисунке 6.4г, стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью стабилизирующего преобразовательного устройства ПУ, обеспечивающего стабилизацию выходного напряжения с высокой точностью при разряде аккумуляторной батареи.

В системе электропитания с отделенной от нагрузки резервной аккумуляторной батареей при номинальном электроснабжении питание аппаратуры связи осуществляется от стабилизирующего выпрямителя БВ, а АБ находится в режиме непрерывного подзаряда от дополнительного зарядного выпрямителя ЗВ и отключена от нагрузки тиристором VS. При пропадании сети переменного тока или аварии в БВ тиристор VS подключает АБ к нагрузке без перерыва в питании аппаратуры. Послеаварийный заряд АБ осуществляется при ее отключении от нагрузки, что дает возможность исключения из состава ЭПУ устройства регулирования напряжения, т.е. существенно упростить ЭПУ. Эта система применяется для питания аппаратуры, допускающей достаточно широкие пределы изменения питающего напряжения, например для АТС первого и второго поколений небольшой емкости (при выходной мощности ЭПУ до 2 кВт).

В ЭПУ, построенной по этой схеме стабилизация выходного напряжения при разряде АБ производится с помощью стабилизирующего преобразовательного устройства ПУ. При отключешш электроснабжения или аварии в ВУ включается тиристор VS1 и питание аппаратуры осуществляется от разряжающейся АБ и ПУ при стабильно м напряжении. Заряд и содержание АБ производится от зарядного выпрямителя ЗВ. Тиристор VS2 подключает АБ к нагрузке в случае понижения напряжения на ней, что может иметь место при переходных процессах в системе. Рассмотренная схема выгодно отличается от буферной меньшими потерями энергии и большей перегрузочной способностью и может быть рекомендована для питания станций с программным управлением.

Общим недостатком такой системы питания (с отделенной от нагрузки батареей) является то, что она предъявляет более жесткие требования к динамическим характеристикам ВУ и ПУ, так как АБ не может выполнять функции динамического фильтра.

При безбатарейной системе электропитание аппаратуры может осуществляться непосредственно от выпрямительного устройства, подключаемого к сети переменного тока.

Эта схема может быть рекомендована только для потребителей, допускающих перерывы в питании, например для питания учрежденческих и домовых телефонных подстанций малой емкости (до 100 номеров).

На крупных МТС и УАК, т.е. в условиях большего потребления энергии, при большой рассредоточенности потребителей находит ограниченное применение безаккумуляторная двухлучевая система электропитания.

Электропитание отдельных групп потребителей одного номинала напряжения осуществляется непосредственно от двух или большего четного числа стабилизирующих выпрямительных устройств. Электроснабжение каждой половины этих выпрямительных устройств (одного луча системы) осуществляется от своего независимого источника энергии переменного тока. При этом выпрямительные устройства каждого луча загружены не более чем на 50%. При аварии одного выхода другой принимает всю нагрузку на себя.

Достоинства: меньшая стоимость токораспределения сети, особенно при низких уровнях питающих напряжений (24 В), так как распределение энергии осуществляется по переменному току; простота эксплуатации ЭПУ ввиду отсутствия кислотных аккумуляторов.

Недостатки: худшее качество вырабатываемой электроэнергии в переходном режиме работы ЭПУ, необходимость в более надежном электроснабжении

Согласно ВСН 332-88 двухлучевая безаккумуляторная система может применяться только при наличии или трех независимых источников электроснабжения, одним из которых является электростатические энергосистемы; или двух независимых внешних источников электроснабжения и собственной автоматизированной дизельной электросистемы, запускаемой автоматически при отключении одного из внешних источников электроснабжения за время меньше 30 с.