1. Понятие электроустановки, категории потребителей электрической энергии и особенности их электроснабжения. Качество электрической энергии. Заземление оборудования, трансформаторные подстанции, автоматическое резервирование.

Электроустановка — совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они находятся), предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения электрической энергии, а также для преобразования ее в др. виды энергии.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» энергоснабжением называется обеспечение потребителей электрической энергией. Источники электрической энергии, снабжающие ею предприятия связи, подразделяются на основные и резервные, собственные и внешние.

Основным внешним источником электрической энергии для большинства предприятий связи являются электрические сети энергосистем. Предприятия связи стремятся по возможности располагать в местах, где они могут быть обеспечены именно такими наиболее надежными и дешевыми источниками электроэнергии. Энергосистемой называется совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима и управления им в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения энергии, состоящая из подстанций, распределенных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Предприятия связи могут получать электроэнергию от ГЭС, тепловой ЭС и т.д.

В качестве собственных источников электроснабжения могут применятся автоматизированные дизель-генераторные установки различной мощности, солнечные батареи, аккумуляторные батареи.

Качество электроэнергии

Одним из показателей качества электроэнергии является величина установившегося отклонения (существующего на протяжении более 1 минуты) действующего значения напряжения δU:

отклонения напряжения связаны с колебаниями падения напряжения в ЛЭП эл. сетей ЭС, обусловленными изменениями нагрузки со стороны других потребителей, подключенных к тем же сетям, что и предприятие связи.

Отклонение кривой напряжения от синусоидальной формы оценивается коэф.гармоник Кг или коэф.искажения Кис U

;

_{Un – действующее напряжение n-й гармонической составляющей напряжения, В}

_{U1 – действующее значение первой гармоники реальной кривой напряжения}

_{Uном – номинальное действующее напряжения}

_{N – порядок последней из учитываемых гармоник составляющих напряжения.}

Другим параметром качества электросвязи является отклонение частоты Δf от номинального значения. Уменьшение частоты тока питающей сети вызывает увеличение потерь в трансформаторах и асинхронных двигателях, а если оно значительно, то это может привести к аварийным ситуациям в электроустановках.

Еще один параметр качества электроэнергии – допустимое значение длительности провала напряжения Δtп, т.е. его падение ниже допустимого значения, не должно превышать 30 с.

К параметрам качества также относится допустимое значение импульсов напряжения длительностью в доли миллисекунды, связанных с прохождением грозовых разрядов и возникновением коммутационных всплесков в случаях отключения мощных потребителей.

Параметром качества является ассиметрия напряжения, вызываемая неравномерной загрузкой фаз. Она может явиться причиной возникновения на выходе выпрямителей пульсации с частотой более низкой по сравнению с расчетной для сглаживающих фильтров этих выпрямителей и, как следствие, привести к сбою в работе оборудования.

Под заземлением понимается преднамеренное соединение какой-либо части ЭУ или другого оборудования с заземляющим устройством. Различают два вида заземления: рабочее и защитное. Рабочее заземление необходимо для обеспечения работы ЭУ или, например, аппаратуры сигнализации систем связи, использующих землю в качестве обратного провода. Защитное заземление предназначается для обеспечения электробезопасности персонала, обслуживающего ЭУ.

Трансформаторные подстанции осуществляют прием электроэнергии высокого трехфазного переменного тока и преобразование его в низкое напряжение. Защиту собственного оборудования и последующее распределение электроэнергии. Как првило на предприятии связи применяют комплектные ТП закрытого типа, которые могут размещаться в основном здании или отдельном строении. В состав ТП входят: силовые понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, высоковольтные разъединители, предохранители, высоковольтные и низковольтные разрядники, измерительные трансформаторы тока, низковольтные разъединители и автоматические выключатели.

Современная аппаратура связи предъявляет все более жесткие требования к надежности подачи электрической энергии требуемого качества, необходимой для ее функционирования. Отдельным видам этой аппаратуры необходимо обеспечить бесперебойность подачи переменного тока. При наличии нескольких, независимых друг от друга источников электроэнергии, возникает необходимость автоматически подключать потребителей к любому исправному источнику. Устройства, обеспечивающие это, получили название устройств автоматического включения резерва (АВР). Применение АВР дает возможность сократить прерывания в подаче электроэнергии, следовательно, уменьшить количество и мощность резервного оборудования и создать ЭУ, не нуждающиеся в постоянном присутствии обслуживающего персонала.

2. Аккумуляторы: принцип действия, типы, общее устройство. Основные электрические параметры: емкость, ЭДС, напряжение, внутреннее сопротивление, саморазряд и отдача. Режимы работы аккумуляторных батарей.

Определение и принцип действия:

Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать (аккумулировать) в себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее во внешнюю цепь. Накапливание в аккумуляторе электрической энергии происходит при пропускании по нему тока от постороннего источника. Этот процесс, называемый зарядом аккумулятора, сопровождается превращением электрической энергии в химическую, в результате чего аккумулятор сам становится источником тока. При разряде аккумулятора (рис. 158, б) происходит обратное превращение химической энергии в электрическую. Аккумулятор обладает большим преимуществом по сравнению с гальваническим элементом. Если элемент разрядился, то он приходит в полную негодность; аккумулятор же. после разряда может быть вновь заряжен и будет служить источником электрической энергии. В зависимости от рода электролита аккумуляторы разделяют на кислотные и щелочные.

Типы: Кислотные и щелочные (наибольшее распространение получили никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd), никель-железные аккумуляторы, никель-водородные аккумуляторы и т.д.).

Основные электрические параметры:

1.Емкость аккумулятора - это количество электричества, полученное от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения. В практических расчетах емкость аккумулятора принято выражать в ампер-часах (Ач). Разрядную емкость можно вычислить, умножив силу разрядного тока на продолжительность разряда.

Разрядная емкость, на которую рассчитан аккумулятор и которая указывается изготовителем, называется номинальной емкостью.

Кроме нее, важным показателем является также емкость, сообщаемая батарее при заряде.

2. Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулятора Е называют разность его электродных потенциалов, измеренную при разомкнутой внешней цепи.

ЭДС батареи, состоящей из n последовательно соединенных аккумуляторов.

Изменение ЭДС аккумулятора от температуры весьма мало и при эксплуатации им можно пренебречь.

3. Разность потенциалов на полюсных выводах аккумулятора (батареи) в процессе заряда или разряда при наличии тока во внешней цепи принято называть напряжением аккумулятора (батареи). Наличие внутреннего сопротивления аккумулятора приводит к тому, что его напряжение при разряде всегда меньше ЭДС, а при заряде - всегда больше ЭДС. При заряде аккумулятора напряжение на его выводах должно быть больше его ЭДС на сумму внутренних потерь.

4. Сопротивление, оказываемое аккумулятором протекающему внутри него току (зарядному или разрядному), принято называть внутрен. сопротивлением аккумулятора.

Сопротивление активных материалов положительного и отрицательного электродов, а также сопротивление электролита изменяются в зависимости от степени заряженности аккумулятора. Кроме того, сопротивление электролита весьма существенно зависит от температуры.

Внутреннее сопротивление одного аккумулятора и даже аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, незначительно и составляет в заряженном состоянии всего несколько тысячных долей Ома. Однако в процессе разряда оно существенно изменяется.

5. Саморазрядом называют снижение емкости аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи, то есть при бездействии. Это явление вызвано окислительно-восстановительными процессами, самопроизвольно протекающими как на отрицательном, так и на положительном электродах.

Саморазряду особенно подвержен отрицательный электрод вследствие самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты.

Саморазряд может возникать также, когда аккумулятор снаружи загрязнен или залит электролитом, водой или другими жидкостями, которые создают возможность разряда через электропроводную пленку, находящуюся между полюсными выводами аккумулятора или его перемычками. Этот вид саморазряда не отличается от обычного разряда очень малыми токами при замкнутой внешней цепи и легко устраним. Для этого необходимо содержать поверхность батарей в чистоте.

Саморазряд батарей в значительной мере зависит от температуры электролита. С понижением температуры саморазряд уменьшается. При температуре ниже 0 °С у новых батарей он практически прекращается. Поэтому хранение батарей рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30 °С).

В процессе эксплуатации саморазряд не остается постоянным и резко усиливается к концу срока службы.

Снижение саморазряда возможно за счет повышения перенапряжения выделений кислорода и водорода на аккумуляторных электродах.

Снижению саморазряда могут также способствовать добавки органических веществ - ингибиторов саморазряда.