 |
Требования к системе электроснабжения
|
|
|
|
Раздел 1 - Системы электропитания
Архитектура систем бесперебойного электропитания
Требования к системе электроснабжения
Система электроснабжения (СЭП) – это комплекс сооружений на территории предприятия связи и в производственных помещениях, обеспечивающий функционирование предприятия связи, как в нормальных, так и в аварийных режимах его работы. При проектировании СЭП необходимо учитывать следующие требования:
1 СЭП должна быть надежной и обеспечивать бесперебойное (или гарантированное) электропитание основного оборудования аппаратуры электросвязи, а также необходимые хозяйственные нужды. Под гарантированным электропитанием понимается электропитание, при котором допускается кратковременное ухудшение показателей качества электроэнергии, просадки и исчезновения напряжения на входных выводах цепей питания аппаратуры. Длительность провала напряжения или его исчезновение может лежать в пределах от 0,01 до 30 с. Электропитание аппаратуры без ухудшения показателей качества электроэнергии, исчезновения и просадок напряжения на входных выводах цепей питания аппаратуры называется бесперебойным электропитанием.
Для обеспечения гарантированного питания переменным током согласно [17] следует применять автоматизированные дизель – генераторные установки (ДГУ) с агрегатами, автоматизированными по 3-й степени с временным интервалом принятия нагрузки до 30 с; автопускаемые инверторы с интервалом принятия нагрузки до 1с; электромагнитные коммутационные устройства автоматического включения резерва (АВР) с временем срабатывания – от 0,6 до 4 с. в зависимости от количества ступеней АВР; тиристорные устройства для автоматического включения резерва со временем срабатывания не превышающем допустимого перерыва питания устанавливаемой аппаратуры.
|
|
|
Для обеспечения бесперебойного питания в цепи постоянного тока следует применять аккумуляторные батареи (АБ), а в цепи переменного тока – агрегаты бесперебойного питания (инверторы) с опорными АБ. В качестве резервного источника постоянного тока рекомендуется использовать АБ с закрытыми негерметичными или герметичными аккумуляторами.
Сеть аварийного освещения должна получать электропитание от одной из АБ, емкость которой должна обеспечивать возможность работы аварийного освещения в течение расчетного времени разряда.
2 СЭП должна быть технологичной при монтаже и экономичной при эксплуатации. Проектирование линий электропередач и токораспределительных сетей (ТРС) рекомендуется осуществлять с учетом полного развития предприятия, сооружения, а количество трансформаторов и
трансформаторных подстанций – с учетом возможности и целесообразности поэтапного наращивания мощности. Выбор архитектуры системы электропитания и оборудования должен обосновываться технико-экономическими показателями путём сравнения различных вариантов ее построения. При этом, необходимо учитывать требования безопасности обслуживания применением надежных схем, внедрением новой техники и ресурсосберегающих технологий.
При расчете токораспределительной сети постоянного тока и разработке ее конструкции, необходимо обеспечивать минимальный расход проводникового материала. Как правило, применяются алюминиевые шины, кабели и провода с алюминиевыми жилами. Применение кабелей и проводов с медными жилами допускается только при наличии соответствующих требований, приведенных в технических условиях на оборудование или в техническом задании на проектирование, либо в действующих нормативных документах. Потери напряжения в ТРС на участке от выводов СЭП до стоек аппаратуры связи, включая потери в устройствах защиты и коммутации не должны превышать 4% от номинального значения выходного напряжения электропитающей установки (ЭПУ).
|
|
|
Преобразовательные устройства должны комплектоваться по блочному принципу, что позволит наращивать мощности в перспективе и во время эксплуатации, без замены основного оборудования.
3 Электроснабжение СЭП осуществляется от электрической сети общего назначения и резервных источников электроэнергии трехфазного или однофазного переменного тока с частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220/380 В, при этом, выходное напряжение установок может быть 24 В, 48 В или 60 В постоянного тока.
4 Система электропитания должна предусматривать постоянный местный и дистанционный технический контроль (мониторинг) и управление режимами работы СЭП.
Все неисправности и аварийные состояния должны фиксироваться в хронологическом порядке, диагностироваться и передаваться сервисной службе пользователя. Для выполнения этих функций в современных системах электропитания предусмотрена Система мониторинга и управления(СМ и У), которая осуществляет контроль состояния всех узлов, сигнализирует о неисправностях и состоянии СЭП и осуществляет передачу всей информации в сервисный центр для управления с персонального компьютера через модем телефонной связи. СМ и У должна обеспечивать функционирование СЭП с АБ в следующих режимах: заряд батареи; буферный режим работы батареи; режим непрерывного подзаряда; разряд батареи. Кроме того, СМ и У должна обеспечивать:
- параллельное включение одноименного оборудования с целью его резервирования;
- распределение нагрузки между параллельно работающими блоками и селективное отключение неисправного оборудования;
- защиту от токовых перегрузок, длительных и кратковременных перенапряжений во входных цепях и цепях входящих в состав оборудования СЭ. Защита должна осуществляться селективно с помощью
- автоматических выключателей и предохранителей;
- обеспечивать переключение на резервный источник переменного
напряжения, подключение резервной цепи питания аппаратуры от АБ;
|
|
|
- обеспечить срабатывание защитных устройств АБ от перезаряда или “глубокого ” разряда;
- обеспечивать включение вентиляции при заряде АБ;
- обеспечивать автоматический контроль электрических параметров АБ.
Блочный принцип построения преобразовательных устройств позволяет обеспечивать равномерное распределение нагрузки при ее изменении и осуществлять селективное отключение неисправного оборудования в аварийных ситуациях.
5 СЭП должна быть надежной. Под надежность работы СЭП понимается свойство системы сохранять в установленных пределах значения параметров электрической энергии, характеризующих возможность системы обеспечивать электропитание аппаратуры связи в заданных условиях применения и технического обслуживания. Проектируемая СЭП должна удовлетворять требуемым показателям надежности, к которым относятся – средняя наработка на отказ (T0), среднее время восстановления (TВ) и средний срок службы. В приложении В приводятся определения и нормированные значения показателей надежности.
Для повышения надежности СЭП используется резервирование оборудования, устройства защиты от перегрузок по току, от “бросковых” напряжений и. т. д. Блочный принцип исполнения преобразовательных устройств позволяет осуществлять селективное отключение неисправного оборудования в аварийных режимах.
При проектировании ТРС постоянного тока индуктивное и омическое сопротивления проводников цепи питания должны выбираться из условия ограничения величины импульсного напряжения на выходе СЭП при коротком замыкании в ТРС, при этом, расчетные величины тока и индуктивности цепи КЗ не должны превышать, соответственно, 1000 А и 10-4 Гн.
Устройства автоматической защиты должны выполнять свои функции при следующих входных воздействиях: при воздействии одиночных импульсов тока 10…350 мкс с амплитудой 50 кА - для устройств первичной защиты; при воздействии одиночных импульсов напряжения 1…50 мкс с амплитудой 4 кВ - для устройств вторичной защиты; при отклонениях питающего напряжения на ±40% от номинального значения длительностью до 3 с, а также при импульсных перенапряжениях по каждой из фаз до ±1000 В длительностью импульсов до 10 мкс - для остальных устройств.
|
|
|
В устройствах автоматической защиты амплитуда импульсов перенапряжения обеих полярностей на выходах устройств при входных воздействиях должна быть не более 4,0 кВ (длительность импульсов 1…50 мкс) для устройств первичной; для устройств вторичной защиты -1,0
(длительность импульсов до 10 мкс); для других устройств -1,0 (длительность импульсов до 10 мкс).
В устройствах автоматической защиты токи утечки варисторов, входящих в состав устройств, не должны превышать 1 мА.
6 СЭП должна быть эффективной с точки зрения преобразования электрической энергии. С этой целью преобразовательные устройства строятся по схемам с бестрансформаторным входом, с двойным преобразованием электрической энергии, с импульсным способом регулирования напряжения и звеном коррекции коэффициента мощности. Для коммутации транзисторных ключей используются принципы “мягкой коммутации”.
Качество электроэнергии на выходных выводах СЭП должно соответствовать установленным нормам качества электроэнергии на входах цепей питания аппаратуры связи, а именно:
- установившееся отклонение напряжения на выходных выводах ЭПУ постоянного тока для подключения цепей питания аппаратуры связи должно быть не более +4/-3,6 В для номинального напряжения 24 В, не более +9/-7,5 В для номинального напряжения 48 В и не более 
12 В для номинального напряжения 60 В;
- уровень напряжения гармонической составляющей должен быть не более 50 мВ в диапазоне частот до 300 Гц включительно, не более 7 мВ на частотах выше 300 Гц до 150 кГц;
- пульсации напряжения по действующему значению суммы гармонических составляющих в диапазоне частот от 25 Гц до 150 кГц не более 50 мВ;
- пульсации напряжения по псофометрическому значению не более 2 мВ.
Для обслуживания АБ установившееся отклонение напряжения на выходных выводах выпрямительного устройства должно быть не более 1% от требуемого значения.
7 СЭП должна выполняться в соответствие с требованиями безопасности на электроустановки зданий.
Заземление нейтрали в трехфазных сетях переменного тока является рабочим, и сопротивление его не должно превышать 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 и 220 В источника трехфазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных и искусственных заземлителей. Заземлитель должен располагаться вблизи трансформатора (генератора), а для внутрицеховых подстанций около стены здания. Соединение нейтрали трансформатора или генератора с заземлителем осуществляется специальным проводом достаточного сечения. Корпус оборудования ЭПУ должен иметь болт (винт, шпильку) для подключения защитного проводника, при этом, для четырехпроводной внешней сети
|
|
|
переменного тока должно быть выполнено заземление и зануление
оборудования ЭПУ, а при пятипроводной сети - только заземление.
Всем этим требованиям отвечают СЭП, выпускаемые промышленностью
специально для использования на предприятиях связи.
|
|
|
