Модернизация зоновой сети Самарской области на базе волоконно-оптический линий передач (стр. 10 из 14)
Чтобы системы и устройства электропитания отвечали изложенным требованиям, они должны базироваться на следующих принципах:
- максимальное использование энергосистем, центральных и местных электростанций в качестве основных и наиболее дешёвых источников электроэнергии, а также оборудование предприятий двумя независимыми вводами;
- применение на оконечных и промежуточных станциях резервных источников электроэнергии. Эти источники должны практически мгновенно замещать отключившийся основной источник и иметь большой коэффициент готовности. Кроме того, они должны обеспечивать автономный режим работы предприятия в течение длительного времени. В настоящее время наибольшее распространение получили собственные электростанции, оборудованные автоматизированными дизель-генераторными агрегатами, и аккумуляторные батареи;
- применение установок гарантированного питания постоянного и переменного тока, в состав которых входят преобразовательные устройства;
- автоматизация электропитающих установок, предусматривающая выполнение основных функций электропитающих устройств без вмешательства эксплуатационного персонала;
- применение современных полупроводниковых приборов, а также введение избыточности элементов, что существенно повышает надёжность электропитания;
- построение систем и устройств электропитания с максимальной унификацией оборудования;
- обязательное использование дистанционного питания НРП, что является важным фактором повышения автоматизации и надёжности сети связи.
5.1 Организация токораспределительной сети
Токораспределительная сеть (ТРС) для питания проектируемой аппаратуры по напряжению 48 В рассчитывается по методике, разработанной ЦНИИСом "Методика расчёта ТРС с учётом проекта допустимых норм нестандартных изменений напряжения".
Необходимость расчёта ТРС вызвана тем, что к устанавливаемой аппаратуре предъявляются более жёсткие требования по допустимым изменением напряжения, возникающим при нестандартных процессах в системе электропитания.
Наибольшие изменения напряжения питания аппаратуры возникают при резких изменениях тока нагрузки в электропитающей установке и ТРС. Также изменения нагрузки могут иметь место в аварийных ситуациях, главным образом при коротких замыканиях (к.з.) в ТРС, на входных клеммах питания аппаратуры и т.п.
В этом случае ток короткого замыкания может достигать нескольких тысяч ампер и, протекая по ТРС, создаёт запас энергии в её индуктивности. В результате этого, после срабатывания защиты, отсекающей участок с коротким замыканием, возникают опасные перенапряжения.
Ограничением напряжения на входе ЭПУ, в ТРС и аппаратуре можно обеспечить сохранность и работоспособность аппаратуры. В качестве мер ограничения перенапряжения используется включение автоматических включателей в рядовой минусовой фидер, резко уменьшающих время протекания процесса к.з., увеличение сопротивления рядовой минусовой проводки путём включения в эту проводку дополнительных резисторов, ограничивающих эту величину тока к.з., и снижение индуктивности в ТРС путём максимального сближения разнополярных питающих фидеров, что также снижает запасенную энергию, а, следовательно, и перенапряжения. С целью максимального снижения перенапряжения предлагается устройство магистрально-радиальной проводки от существующей ЭПУ до токораспределительного оборудования.
5.2 Расчёт токораспределительной сети
Токораспределительное оборудование предназначено для стабилизации напряжения, коммутации и распределения питания по рядам аппаратуры.
Исходными данными для расчёта будут следующие параметры:
- напряжение 48 В (питание от 24 до 60 В);
- потребляемая мощность при полной комплектации – 100 Вт.
Рассматриваем случай, когда к одному питающему кабелю подключаются все стойки ряда (стойка одна). Тогда длинна кабеля рядового питания равна
lк = l¢к + lcк + 0,5 , м,
где l¢к – приведённая длинна кабеля, равная общей ширине рядом стоящих стоек, умноженное на коэффициент к = 0,66.
l¢к = 1× 0,65 × 0,66 = 0,429 (м)
lcк = 1 м – длина соединительного кабеля от магистральной шины до стойки.
lк = 0,429 + 1 + 0,5 = 1,929 (м)
Суммарный ток кабеля рядового питания будет равен
Iк =
= 
= 2 (А)так как всего одна стойка.
Падение напряжения в рядовой проводке для напряжения +24 В принято считать равным 0,1 В. Поэтому сечение и длина кабеля рядовой проводки выбираются равными для кабеля – 24 В.
Перемычки от рядового кабеля до стойки выполняются кабелем с аллюминевой жилой сечением 16 кв.мм.
Рассчитаем моменты токов, то есть момент тока, так как он один
М = I × lк = 2 × 1,929 = 3,858
Допустимое падение напряжения в магистральном фидере от места ввода фидера в ЛАЦ до наиболее удалённого ряда аппаратуры принимается для средних ЛАЦ равным DUм=0,02 В.
Сечение магистральной шины рассчитывается по формуле:
Sм =
, мм 
,где q = 57 – коэффициент пропорциональности для медной жилы.
Sм =
= 3,4 (мм )6. Надёжность оптической линии передачи
Требуемая быстрота и точность передачи информации средствами электросвязи обеспечиваются высоким качеством работы всех звеньев сети электросвязи: предприятий, линий связи, технических средств. Обобщающим показателем качества работы средств связи является надёжность.
Надёжностью называется свойство объектов выполнять свои функции с требуемыми показателями качества, определяемыми системой нормативно-технической документации, в заданных условиях работы и в заданное время. Надёжность отражает влияние главным образом внутрисистемных факторов – случайных отказов техники, вызываемых физико-химическими процессами старения аппаратуры, дефектами её изготовления или ошибками обслуживающего персонала.
В данном разделе будут рассмотрены 2 основных показателя надёжности: интенсивность отказов l и вероятность безотказной работы для заданного интервала времени P(t).
6.1 Расчёт параметров надёжности
Для удобства расчёта показателей составим структурную схему, характеризующую надёжность зоновой линии связи. На этой схеме последовательно соединим элементы, которые должны быть работоспособными для сохранения работоспособности всего элемента (рисунок 6.1). В том случае, если для сохранения работоспособности объекта достаточна работоспособность одного из нескольких элементов, то такие элементы соединим параллельно.
Для работоспособности линии связи все её элементы должны быть работоспособными.
Рисунок 6.1 - Схема замещения для расчёта показателей надёжности
И поэтому в эквивалентной схеме надёжности они соединяются последовательно. Если число элементов = n, интенсивность отказов и вероятность безотказной работы элементов составляют соответственно l i и Pi(t), то вероятность безотказной работы всей линии:
Р(t) =
= 
= 
, (6.1)где l =
; i = 1¸nТаким образом, трассу можно представить одним эквивалентным элементом с интенсивностью отказов l:
l = l орп × n орп + l каб × L , 1/ч (6.2)
где l орп, l каб – интенсивность отказов ОРП (ОП), 1 км кабеля соответственно, 1/ч;
n орп – число ОРП;
L – длина линии, км.
Данные для расчёта приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1
| Показатели надёжности | ОРП | Кабель на 1 км |
| Интенсивность отказов l, 1/ч | 10 Е-7 | 5 × 10 Е-8 |
| Время восстановления повреждения tв, ч | 0,5 | 5,0 |
Рассчитаем интенсивность отказов по формуле (6.2).
l = 10
× 6 + 5 × 10 
× 255 = 13,35 × 10 
, (1/ч).Рассчитаем среднее время восстановления связи:
Тв =
, ч,где tв орп, tв каб – время восстановления повреждения ОРП (ОП), ОК, соответственно, ч.
Тв =
= 4,8 (ч).Зная среднее время восстановления связи, можем найти интенсивность восстановления связи:
m =
, 1/ч,где Тв – среднее время восстановления связи, ч.
m =
= 0,21 , (1/ч).