4. Расчет параметров эпу и выбор оборудования.

1.1 Выбор оборудования эпу

Для выбора аппаратуры ЭПУ (выпрямителей и аккумуляторных батарей) необходимо знать суммарный ток, потребляемый АТС в час наибольшей нагрузки I_чнн. Кроме мощности, поступающей от энергосистемы через ЭПУ к аппаратуре связи, от той же энергосети потребляется мощность самими устройствами электропитания. Ток, потребляемый оборудованием АТС в буферном режиме, задан как ток часа наибольшей нагрузки I_чнн. Он слагается в общем случае из I_а.з.- тока автозала, I_киа - тока контрольно-измерительной аппаратуры, I_кросса- тока кросса, I_сву - тока сигнально-вызывных устройств, I_лац - тока линейного автоцеха.

I_чнн = I_а.з + I_киа + I_кросса + I_сву + I_лац +

Мощность (ток) аварийного освещения Iао определяется как 20% относительно рабочего освещения, а величина последнего зависит от площади, занимаемой аппаратурой ЭПУ и АТС. Площадь, занимаемая ЭПУ (Sэпу), может составлять, например, 80-120 м², площадь, занимаемая станцией 200-250 м². Мощность рабочего освещения обычно составляет 5 Вт на 1 м². Исходя из этого следует рассчитать ток Iао. Если площадь, занимаемая ЭПУ, неизвестна, то можно принять Iао равным 3% от I_чнн.

• Выбор емкости аккумуляторной батареи

Во время отсутствия напряжения в питающей сети переменного тока (аварийный режим) все потребители должны питаться от аккумуляторных батарей (АБ). Поэтому емкость аккумуляторных батарей рассчитывается на питание аппаратуры связи, сети аварийного освещения, хозяйственных нагрузок и других потребителей, питание которых необходимо обеспечить в это время. Определяющими величинами при расчете емкости аккумуляторной батареи и установления ее типономинала является ток, отбираемый при разряде, в совокупности со временем разряда.

• Количество групп АБ

Согласно нормам [9] все ЭПУ буферной системы, питающие аппаратуру связи, должны быть укомплектованы двухгруппной аккумуляторной батареей - основной и резервной (в каждой группе аккумуляторы соединяются последовательно, а сами группы работают параллельно). Поэтому принимаем n_гр=2.

• Время разряда tраз.

Для всех предприятий электросвязи, относящихся по условиям надежности электроснабжения к особой группе первой категории потребителей (группа А), а также для районных узлов связи (сельскохозяйственных районов) ёмкость каждой группы АБ рассчитывается из условия обеспечения в течение 0,5 часа электропитанием (током I_чнн ) всех технологических потребителей, а также сетей эвакуационного и аварийного освещения. ЭПУ неузловых АТС емкостью 3000 ... 20000 номеров на районированных сетях, обеспеченные внешним электроснабжением от двух независимых источников электроэнергии и не имеющие собственных электростанций, а пользующихся, например, передвижной АДЭС, должны иметь 2 группы АБ, емкость которых рассчитана на 1 час. Однако практически время автономной работы от аккумуляторов для питания ЭПУ электронной АТС выбирают не менее 2 – 3 часов. Для сельских электромеханических АТС расчетное время батареи - 5 часов. Для сельских электронных АТС расчетное время батареи - 10 часов.

• Ток разряда Iраз аккумуляторной батареи

Суммарный ток, нагружающий батарею в режиме аварийного разряда, включает потребители АТС и аварийное освещение

Iраз=Iчнн+Iао=10.5 , (А)

где Iчнн - ток часа наибольшей нагрузки станции, Iао - ток аварийного освещения.

• Параметры аккумуляторной батареи

Батарея получает непрерывный подзаряд в условиях нормального электроснабжения от стабилизирующих выпрямительных устройств или от отдельного стабилизирующего выпрямителя для компенсации саморазряда аккумуляторов. На предприятиях и сооружениях связи должны применяться стационарные кислотные герметичные аккумуляторы (малообслуживаемые или необслуживаемые). Напряжение непрерывного подзаряда (содержания) определяется в зависимости от числа последовательно соединенных аккумуляторов из условия обеспечения напряжения U_{н ак}=2,2В  2% на аккумулятор. Электродвижущая сила полностью заряженного кислотного аккумулятора лежит в пределах 2.06...2.15 В. Предельное значение разрядного напряжения, до которого можно разряжать аккумулятор стационарного типа составляет U_к.р.=1.8В для одночасового и U_к.р.=1.75 В для получасового режима разряда. При заряде его напряжение возрастает до U_кз=2.3В.

Емкость кислотно - свинцового аккумулятора при разряде (Qр) зависит от качества активной массы пластин, от величины разрядного тока и от температуры электролита. Приведенная к режиму 10-и часового разряда для двухгруппной аккумуляторной батареи в ампер-часах, емкость может быть определена по формуле:

=559.78 , (А час),

где Iраз - разрядный ток в амперах, tраз - время разряда каждой группы аккумуляторов в часах; t⁰ - фактическая температура электролита аккумуляторов в градусах Цельсия, k - температурный коэффициент емкости аккумуляторов, q_t- коэффициент изменения емкости кислотно-свинцового аккумулятора, зависящий от режима разряда (отношение емкости аккумулятора при заданном режиме разряда к его номинальной емкости).

Таблица 1

Режим разряда, час	qt	k (проект)	k, t0>+250C
tраз = 3 час	0,75	0,008	0,007
tраз = 1 час	0,51	0,008	0,011
tраз = 0,5 час	0,35	0,008	0,012

Для вновь проектируемых установок принимается t⁰ = 15⁰ С, k - равен 0,005 при десятичасовом, 0,007 при трехчасовом, 0,011 при одночасовом, 0,012 при получасовом разрядах, когда t⁰<+25⁰ и равный 0,006 при десятичасовом, 0,009 при трехчасовом, 0,1 при одночасовом разрядах, когда t⁰>+25⁰C. Для вновь проектируемых установок принимается k=0.008. При определении коэффициента q_t для кислотных аккумуляторов можно воспользоваться таблицей 1.

• Типономинал аккумулятора

Наиболее распространенными типами аккумуляторов являются аккумуляторы с жидким электролитом, например, серии OPzS , и аккумуляторы с электролитом, загущенным в гель OPzV. Технические данные приведены в Приложении.

Аккмуляторы имеют обозначение по DIN: например,

4 OPzV 200 WE обозначает: 4— количество положительных пластин, OPzV— стационарный, свинцовый, герметизированный, необслуживаемый (S- обслуживаемый, т.е. с жидким электролитом), 200— номинальная емкость в Ач, WE — универсальное исполнение.

По расчетному значению емкости определяют типономинал аккумулятора каждой группы из таблицы Приложения, который представляет собой ближайшее большее целое число. Например, при расчетной емкости 700 А час следует выбрать аккумулятор 7 ОPzS-800 с номинальной емкостью 800 А час (табл. П3.1) или 8 OPzV 800 с номинальной емкостью 800 А час (табл. П3.2).

• Число аккумуляторов в батарее

Необходимое число аккумуляторов каждой группы батареи N_ак в ЭПУ без вольтодобавочного конвертора определяется минимально допустимым напряжением питания аппаратуры U_пmin, падением напряжения в токораспределительной сети ТРС U при максимальном токе нагрузки и конечным напряжением разряда одного аккумулятора U_кр (напряжение конца разряда).

N_ак≥ N_{ак доп} = (U_{п min} + U) /U_кр,=32

В соответствии с ОСТ 45.183-2001 [9] можем принять значения напряжений на шинах постоянного тока ЭПУ по табл.2. Допустимый диапазон изменения напряжения на шинах постоянного тока может быть задан потребителем (см. вариант задания), но в указанных ОСТ 45.183-2001 пределах.

Фактическое падение напряжения в токораспределительной сети определяется после ее расчета (выбор шин, кабелей, проводов, расчет суммарного падения напряжения). Верхний предел суммарной величины падения напряжения в ТРС рекомендуется ограничить 4 В. Эта величина может быть рекомендована к применению для протяженных разветвленных ТРС с большими величинами потребляемых токов при условии использования в одной группе батареи 29 аккумуляторов. В ряде случаев проектирования ТРС можно ограничиться величиной падения напряжения 1,5 В, что определяется при конкретном проектировании. Для предварительного расчета можно принять значения U, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Номинальное напряжение, В	Минимальное напряж., Uпmin , В	Максимальное напряж., Uпmax, В	Падение напряж. в ТРС U, В
24	20,4	28	1,5
48	40,5	57	2,5
60	48	72	2,5
60	48	66	2,5

Напряжение на выходе аккумуляторной батареи в буферном режиме рассчитывается, исходя из числа последовательно соединенных аккумуляторов Nак и номинального напряжения одного аккумулятора U_{н ак}:

U_{вых АБ} = N_ак U_{н ак} =70.4 (В),

Напряжение U_{вых АБ} должно соответствовать нормам (см. табл.2). Очевидно, выходное напряжение выпрямительных устройств, которые работают параллельно с АБ, тоже равно

Uвых_АБ.