Выпрямители устройства на кремниевых вентилях типа ВУК используются в неавтоматизированных и автоматизированных ЭПУ. Могут работать в двух режимах : режиме автостабилизации напряжения при буферной работе с аккумуляторными батареями по способу непрерывный подзаряд, режиме автостабилизации тока при заряде или подзаряде аккумуляторных батарей. Обеспечивает точность стабилизации напряжения ± 2%, а тока ±10% от номинального (установленной) величины.
Схема ВУК позволяет осуществить следующее :
1. Автоматическое включение ВУК в работу при восстановлении напряжения сети в режиме стабилизации тока с последующим автоматическим переходом в режим стабилизации напряжения при повышении напряжения на батарее до заранее заданной величины.
2. Параллельную работу на общую нагрузку до четырех ВУК одинаковой мощности в режиме стабилизации тока и до трех ВУК одинаковой мощности в режиме стабилизации напряжения. Причем ВУК с напряжением 60 В, питающие резко изменяющуюся нагрузку (АТС) на параллельную работу, подключаются автоматически, а с напряжением
24 В - вручную.
3. Автоматическое подключение в режиме стабилизации тока резервного ВУК для заряда батареи и автоматическое отключение этого выпрямителя после окончания заряда.
4. Автоматическое включение резервного выпрямителя при выключении одного из рабочих ВУК вследствие неисправности.
Выпрямители выпускают двух типов : зарядно-буферные и буферные.
Конструктивно все выпрямители выполнены в виде шкафов, устанавливаемых пристенно или в ряд.
Выпрямительное устройство типа ВУК - 8/ 300 предназначено для заряда двух или трех дополнительных аккумуляторов в ЭПУ с секционированной батареей или в качестве вольтдобавочного (бустерного) в ЭПУ с выпрямителями, предназначенными только для буферной работы.
Выпрямительные устройства с тиристорами типа ВУТ выпускаются взамен ВУК, имеют лучшие электрические и конструктивные характеристики. Имеют устройства быстродействующей защиты от перегрузок и перенапряжений, срабатывающее в течение времени не более 6 мс. Обеспечивают автоматизированный заряд батарей по модифицированному способу. На первой ступени обеспечивается заряд батареи с ограничением тока на уровне1-1,05 номинального значения. Когда напряжение достигает 2,3-2,35 В на элемент , ВУТ выходит из режима ограничения по току и заряд осуществляется при постоянном напряжении 2,3-2,35 В на элемент, это вторая ступень заряда. За током заряда батареи следит устройство индикации тока (УИТ), выпускаемое отдельно. Когда ток батареи уменьшится до 5-8 - кратного значения тока заряда , система автоматически переведет ВУТ в буферный режим непрерывного подзаряда при напряжении 2,2 В на элемент. Схема приходит в исходное состояние.
По сравнению с ВУК выпрямительные устройства ВУТ имеют :
меньшую величину минимального выпрямленного напряжения , большие допустимые пределы изменения напряжения и частоты питающей сети, более широкие пределы регулирования напряжения, более высокий КПД (на 2,5-6%), лучшую стабильность выпрямленного напряжения, возможность работы на холостом ходу. Схема ВУТ допускает возможность совместной работы с однотипными выпрямительными устройствами типа ВУК.
Конструкция ВУТ шкафного типа. Возможна установка в ряд или пристенно.
5. Устройства коммутации постоянного тока.
Для неавтоматизированных ЭПУ используют щиты батарейные (ЩБ2).
Для автоматизированных ЭПУ используют устройства автоматической коммутации аккумуляторных батарей (АКАБ) на различные напряжения и шкафы коммутации (ШК-60 / 150).
6. Проверка работы ЭПУ в различных режимах.
Расчет напряжений на нагрузке для нормального, аварийного и послеаварийного режимов производят по формуле :
UН = UЭЛ · NЭЛ ± DUРЕГ - DU,
где NЭЛ - число элементов в батарее, подключенных к нагрузке в данном режиме, которое определяют согласно принципу работы ЭПУ;
UЭЛ - напряжение на одном элементе в рассматриваемом режиме, В;
DUРЕГ - напряжение на активных элементах (дополнительные аккумуляторы, конверторы) или падение напряжения на гасящих элементах (вентилях, противоэлементах), В. При активном способе регулирования принимается знак «+», при пассивном - « - » ; DU - падение напряжения в токораспределительной сети, В.
Минимальное напряжение на нагрузке имеет место в конце разряда аккумуляторной батареи. Максимальное - может возникнуть в процессе регулирования или в конце послеаварийного заряда аккумуляторной батареи.
Напряжение на нагрузке при любом режиме должно находиться в допустимых пределах для данной аппаратуры.
Ожидаемая величина пульсации определяется по техническим данным устройств, используемых в ЭПУ (выпрямители, устройства коммутации и др.). Эта величина не должна превышать допустимую для питаемой аппаратуры.
ЭПУ-24 :
1. Нормальный режим :
Аппаратура получает питание от выпрямителей БВ, одновременно осуществляется подзаряд ОЭ.
UН = UЭЛ · NОЭ - DU
UН = 2,2 · 11 - 0,72 = 23,48 (В)
21,6 £ UН £ 24,2
Данное условие соответствует техническим данным.
2. Аварийный режим :
Аппаратура получает питание от батареи ОЭ.
UН = 2 · 11 - 0,72 = 21,28 (В)
Когда напряжение на один элемент снизится до 1,8 В подключается группа из дополнительных аккумуляторов, появляется скачок напряжения, равный DUРЕГ.
UН = UЭЛ · NОЭ + DUРЕГ · NДЭ - DU
UН = 1,8 · 11 +2·1 - 0,72 = 21,08 (В)
3. Послеаварийный режим :
БВ и РЗВ включаются в режим стабилизации тока, обеспечивая питание нагрузки и заряд всей батареи (ОЭ и ДЭ).
UЭЛ · NАК - DU £ Umax
UЭЛ · 14 - 0,72 £ 24,2
UЭЛ = (24,2 + 0,72) / 14 = 1,78 (В)
UН = 1,78 · 14 - 0,72 = 24,2 (В)
Так как ОЭ и ДЭ не разряжаются на нагрузку, то :
UН = 2,3 · 14 - 0,72 = 31,48 (В)
Таким образом для ЭПУ-24 фактическое напряжение лежит в пределах допустимого.
Напряжение пульсации :
Для аппаратуры ЛАЦ = 15 мВ
ЭПУ-60 :
1. Нормальный режим :
Аппаратура получает питание от выпрямителей БВ, одновременно осуществляется подзаряд ОЭ.
UН = 2,2 · 28 - 1,8 = 59,8 (В)
54 £ UН £ 66
Данное условие соответствует техническим данным.
2. Аварийный режим :
Питание нагрузки осуществляется от ОЭ.
UН = 2 · 28 - 1,8 = 54,2 (В)
Когда напряжение на один элемент снизится до 1,8 В подключается группа из дополнительных аккумуляторов, появляется скачок напряжения, равный DUРЕГ.
UН = 1,8 · 28 + 2·3 - 1,8 = 54,6 (В)
3. Послеаварийный режим :
Выпрямители ВБ и РЗВ включаются параллельно в режимы стабилизации тока, обеспечивая заряд всей батареи и питания нагрузки.
UЭЛ · 32 - 1.8 £ 70,4
UЭЛ = (70,4 + 1,8) / 32 = 2,25 (В)
UН = 2,25 · 32 - 1,8 = 70,2 (В)
Так как ОЭ и ДЭ не разряжаются на нагрузку, то
UН = 2,3 · 32 - 1,8 = 71,8 (В)
Таким образом для ЭПУ-60 фактическое напряжение лежит в пределах допустимого.
Напряжение пульсации £ 5 мВ
ЭПУ+60 :
1. Нормальный режим :
Аппаратура получает питание от выпрямителей БВ, одновременно осуществляется подзаряд ОЭ.
UН = 2,2 · 32 - 1,8 = 68,6 (В)
54 £ UН £ 70,4
Данное условие соответствует техническим данным.
2. Аварийный режим :
Питание нагрузки осуществляется от батареи.
UН = 2 · 32 - 1,8 = 62,2 (В)
3. Послеаварийный режим :
Выпрямители ВБ и РЗВ включаются параллельно в режимы стабилизации тока, обеспечивая заряд всей батареи и питания нагрузки.
UЭЛ · 32 - 1.8 £ 70,4
UЭЛ = (70,4 + 1,8) / 32 = 2,25 (В)
UН = 2,25 · 28 - 1,8 = 61,2 (В)
Так как ОЭ и ДЭ не разряжаются на нагрузку, то
UН = 2,3 · 28 - 1,8 = 62,6 (В)
Таким образом для ЭПУ-60 фактическое напряжение лежит в пределах допустимого.
Напряжение пульсации £ 5 мВ
7. Выбор устройств ввода и коммутации цепей переменного тока.
Электрическая энергия от внешних источников электроснабжения через вводные фидеры и аппаратуру коммутации переменного тока поступает к следующим устройствам дома связи : на ЭПУ для питания аппаратуры связи постоянным током, на аппаратуру связи , имеющую местные выпрямители или работающую от переменного тока, и к дополнительным нагрузкам.
Для выбора устройств коммутации переменного тока предварительно определяют мощности, необходимые для работы отдельных устройств дома связи, а затем общую мощность, потребляемую от внешних источников.
При расчете мощности, потребляемой ЭПУ, следует учесть, что наибольшая мощность, потребляется при послеаварийном режиме, когда необходимо обеспечить питание аппаратуры и заряд аккумуляторных батарей. Общая мощность, потребляемая от выпрямителей в данном режиме, будет :
РН = РБ + РЗ ,
где РБи РЗ - мощности, потребляемые от выпрямителей в буферном и зарядном режимах.
Активная и реактивная мощности (кВт, кВАр), потребляемые отдельными устройствами от источников внешнего электроснабжения, определяют по формулам :
РУ = РН / h ,
Q = РУ ( Ö1-Сos2j / Сosj ),
где h - КПД установки (выпрямителя, преобразователя и др.);
Cosj - коэффициент мощности установки.
При расчете мощности, потребляемой дополнительными устройствами, следует учесть неодновременность включения нагрузок данного типа. Величины коэффициентов одновременности выбирают самостоятельно.
Общая активная и реактивная мощность, потребляемая ЭПУ дома связи от внешних источников электропитания, определяется как сумма мощностей, потребляемых отдельными устройствами.