ИБП. реф. Список принятых сокращений
 Скачать 2.61 Mb.
|
|
Объектом исследования является источник бесперебойного питания, являющийся элементом системы гарантированного электропитания узла связи. Цель работы – проектирование системы гарантированного электропитания узла связи с собственным источником бесперебойного питания с требованиями технического задания и исследование его работы. процессе работы: проведены расчёты основных блоков источника бесперебойного питания, выбрана система электропитания постоянного тока, рассчитана полная мощность электропотребления узла связи, рассчитаны компенсирующие конденсаторы для достижения необходимого значения коэффициента мощности, выполнен расчёт заземляющего устройства, смоделирована рабочая модель источника бесперебойного питания с разными типами управления и получены осциллограммы во всех ключевых 8 Список принятых сокращений АБ – аккумуляторная батарея; АВР – автоматический ввод резерва; АДЭС – автономная дизельная электростанция; БПСН – блок питания собственных нужд; БТИЗ (IGBT) – биполярный транзистор с изолированным затвором; ВУ – выпрямительное устройство; ГОС – генератор образцовой синусоиды; ГПН – генератор пилообразного напряжения; ГРЩ – главный распределительный щит; ЗУ – зарядное устройство; ИБП – источник бесперебойного питания; КОМ – компаратор сравнения пилы и синусоиды; КПД – коэффициент полезного действия; ПНПТ – преобразователь напряжения повышающего типа; САПР – система автоматического проектирования; СГЭП – система гарантированного электропитания; РУ – разрядное устройство; ТП – трансформаторная подстанция; ТРС – токораспределительная сеть; ШИМ – широтно-импульсная модуляция; ЭПУ – электропитающая установка 9
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ .. 87 3.1. Описание имитационной модели ИБП 87 3.2. Результаты моделирования ИБП 94 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
11 ВВЕДЕНИЕ Современная система электроснабжения узлов связи должна удовлетворять ряду требований таких как: экономичность, надежность, безопасность, бесперебойность и т.д. Качество поставляемой электроэнергии оборудованию связи должно соответствовать нормам таким как: уровень напряжения, стабильность частоты, время переключение на резервное электропитание и т.д. Узлы связи находятся в жилых домах, у которых электроснабжение осуществляется от одного источника питания. При возникновении аварии с электроснабжением в жилом доме, по договорам электроснабжения потребителей 3 категории электроснабжения (к которым относятся жилые дома), на восстановление электропитания даётся 24 часа. Если в момент аварии с электропитанием в жилом доме, присутствует узел связи, с которого в свою очередь подключены услуги телефонии, телевидения, доступа в интернет целого района города, то организация провайдер и её абоненты несут большие убытки. В договорных отношениях между провайдером и абонентом присутствует пункт, по которому услуги связи предоставляются непрерывно. При обращении в сетевую организацию о присвоении провайдеру первой бесперебойной категории электроснабжения, сетевая организация отказывает в этом, советует своими средствами обеспечить себе первую бесперебойную категорию электроснабжения такими как: установка автономной системы бесперебойного питания, включающая в себя инвертор, выпрямитель, зарядное и разрядное устройства, повышающий трансформатор, блок управления, аккумуляторы, бензогенератор либо дизельгенератор. При этом всём по возможности должны применяться решения, требующие минимальных дополнительных расходов на оборудование, кабельную продукция, топливо для генераторов и т.д. 12 Цель работы – проектирование системы гарантированного электропитания узла связи с собственным источником бесперебойного питания с требованиями технического задания и исследование его работы. Задачи выпускной квалификационной работы: определение необходимого оборудование для современного узла связи и описание его основных функций и параметров; определение электрических нагрузок типового узла связи; расчёт источника бесперебойного питания (ИБП) для нагрузок типового узла связи; расчёт электросети 0,4 кВ типового узла связи; расчёт оптимального времени резервирования электропитания и количества аккумуляторов для его обеспечения; математическое моделирование рассчитанного ИБП в программе Matlab определение главных параметров, сравнение и выбор способа управления инвертором; расчёт ресурсоэффективности и ресурсосбережения изготовления ИБП; расчёт безопасности и экологичности для узла связи. Сначала производится анализ современного оборудования для узлов связи, на его основе производится расчёт электрических нагрузок типового узла связи. Рассматриваются исследовательские задачи и на их основании рассчитывается походящий по параметрам ИБП. Выбирается тип и ёмкость аккумуляторных батарей. Производится расчёт полной электрической мощности, потребляемой узлом связи, на его основании выбирается коммутационная аппаратура и кабельные линии. В целях снижения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок рассчитывается установка компенсирующих конденсаторов. Выбирается и рассчитывается схема заземления. Рассчитывается необходимая мощность и выбирается дизельгенератор для резервирования электропитания узла связи. 13 Одним из основных параметров системы электропитания является ее способность обеспечивать непрерывную и бесперебойную работу оборудования на узле связи. Эту способность можно охарактеризовать комплексными показателями надежности. Анализ характеристик современных выпрямителей, инверторов, зарядных устройств показывает, что многие расчетные показатели надежности отдельных элементов всех этих устройств близки по своим значениям. Это затрудняет выбор наилучшего по надежности источника бесперебойного питания. Выбор осуществим по традиционным показателям надежности, таким как вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, коэффициент готовности. Система электроснабжения в целом должна быть построена таким образом, чтобы в условиях аварийного режима она была способна обеспечить бесперебойное питание оборудования связи в течении 24 часов (10 часов от аккумуляторов и 14 часов от резервного генератора). 14 Основные компоненты узла связи Проектирование типового узла связи начинается с выбора головного коммутатора в нашем случае это маршрутизатор марки Cisco серии 7600 с параметрами [63]: потребляемая мощность 2200 Вт; уровень напряжения 220 В; коэффициент мощности 0,85; коэффициент полезного действия 0,95; время наработки на отказ 7 лет; удельная масса 122,5 кг; собственные размеры (ВШД/мм): 933 x 431 x 533 (21U); рабочая температура окружающей среды от 0 до 40 градусов по Цельсию и относительной влажности 0-95%. Головной коммутатор способен обеспечить коммутацию потоков связи и обработку информации одного небольшого города, по этой причине обязательно резервируется по электропитанию. Имеет два взаимно резервируемых встроенных блока питания. Одним блоком питания подключается к не резервируемой электрической сети, вторым - к ИБП, это делается на случай выхода из строя ИБП. Общий вид маршрутизатора Cisco серии 7600 представлен на рисунке 1.1. 15  Рисунок 1.1 – Маршрутизатор Cisco 7600 Далее выбирается районный коммутатор в нашем случае это два маршрутизатора марки Cisco серии 6500. Параметры районного коммутатора Cisco 6500 [63]: потребляемая мощность 1100 Вт; уровень напряжения 220 В, переменного тока; коэффициент мощности 0,85; коэффициент полезного действия 0,95; время наработки на отказ 7 лет; удельная масса 61,2 кг; собственные размеры (ВШД/мм): 648 x 431 x 460 (14U); рабочая температура окружающей среды от 0 до 40 градусов по Цельсию и относительной влажности 0-95%. 16 Районный коммутатор способен обеспечить коммутацию потоков связи и обработку информации одного района города, по этой причине обязательно резервируется по электропитанию. Имеет два взаимно резервируемых встроенных блока питания. Одним блоком питания подключается к не резервируемой электрической сети, вторым - к ИБП, это делается на случай выхода из строя ИБП. Общий вид маршрутизатора Cisco серии 6500 представлен на рисунке 1.2.  Рисунок 1.2 – Маршрутизатор Cisco 6500 Далее выбирается узловой коммутатор в нашем случае это двадцать маршрутизаторов марки Cisco серии 2950. Параметры узлового коммутатора Cisco 2950 [63]: потребляемая мощность 44 Вт; уровень напряжения 220 В, переменного тока; коэффициент мощности 0,85; коэффициент полезного действия 0,95; время наработки на отказ 7 лет; удельная масса 0,46 кг; собственные размеры (ВШД/мм): 50 x 125 x 103 (1U); 17 рабочая температура окружающей среды от 0 до 40 градусов по Цельсию и относительной влажности 0-95%. Узловой коммутатор способен обеспечить коммутацию потоков связи и обработку информации одного жилого дома, в нашем случае это 20 домов, обязательно резервируем узловые коммутаторы по электропитанию. Имеет один встроенный блок питания, резервируется по электропитанию. Общий вид маршрутизатора Cisco серии 2950 представлен рисунке 1.3. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||