Структурная схема системы электропитания

В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители электрической энергии (электроприемники) разделяются на три категории. Электроприемники первой категории – это электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемники второй категории – это электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. К потребителям третьей категории относятся все остальные электроприемники, которые не попадают под определения первой и второй категории.

Предприятия связи относятся к потребителям первой категории и их энергоснабжение должно обеспечиваться от трех независимых источников. Два внешних ввода должны быть от отдельных независимых электростанций, а третий – от собственной дизельной электростанции.

Типовая структурная схема электроснабжения предприятия связи приведена на рисунке 14.1.

Схема включает в себя такие устройства:

- трансформаторные подстанции (ТП1 и ТП2);

- собственную электростанцию (СЭ);

- устройство автоматического ввода резерва (АВР);

- шкаф вводно- распределительный переменного тока (ШВР);

- электропитающую установку (ЭПУ);

- систему вентиляции и кондиционирования (СВ и К);

- электросети освещения;

- систему мониторинга и управления (СМ и У).

Трансформаторная подстанция (ТП) обеспечивает понижение напряжения от уровня (6…10) кВ до 220/380 В трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Применение высоких напряжений позволяет передавать большие мощности на большие расстояния с минимальными потерями в линиях электропередач.

АВР – устройство автоматического ввода резерва, осуществляет переключение источников электроснабжения, питающих нагрузку, при отключении питания на одном вводе 1 (фидере) на другой (резервный) ввод 2 в случае пропадания напряжения на основном вводе 1.

При пропадании напряжения на обоих фидерах осуществляется подключение резервного источника электроснабжения. В качестве резервного источника электроснабжения для гарантированного питания на предприятиях

связи используются собственные электростанции.

Рисунок 14.1 – Типовая структурная схема электроснабжения предприятия связи

Собственные электрические станции (СЭ) могут иметь двоякое назначение. В тех случаях, когда электроснабжение объекта связи может быть осуществлено от внешних электросетей или электростанций, СЭ осуществляют резервное электроснабжение. При этом мощность СЭ ограничивается необходимым минимумом нагрузки предприятия связи. На особо ответственных предприятиях связи СЭ должны обеспечивать продолжительную автономную работу предприятия связи. При отсутствии электроснабжения от внешних сетей или электростанций, СЭ является единственным источником электроснабжения и рассчитывается на продолжительную работу с обеспечением всех нагрузок (как технических, так и хозяйственных нужд предприятия). СЭ оборудуются первичными двигателями внутреннего сгорания, газовыми турбинами или иными первичными двигателями. В качестве электрогенераторов используются различные генераторы переменного и постоянного тока

ШВР – шкаф вводно-распределительный обеспечивает: подачу переменного тока к выпрямительным устройствам, местным потребителям; контроль напряжения постоянного тока; сбор информации о повреждениях, возникающих на оборудование ЭПУ; защиту от перегрузок по напряжению и токов короткого замыкания в токоведущих шинах ТРС, а также

автоматическое включение и переключение аварийного освещения предприятия связи. Иногда на ШВР возлагают функции АВР, т.е. осуществляет подачу сигнала на запуск автоматизированных дизельных электростанций при отключении внешних источников электроэнергии и автоматическое отделение потребителей гарантированного питания, подключаемых к дизельной электростанции от потребителей негарантированного питания, питаемых от внешних источников электроэнергии.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха (СВ и К) создает и автоматически поддерживает в закрытых помещениях параметры на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее приятных для самочувствия людей и нормального функционирования СЭП. Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств забора воздуха, подготовки (придания необходимой кондиции), перемещения и его распределения, а также средства хладо – и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СВ и К обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления. Автоматизированная система кондиционирования поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды.

Система мониторинга и управления (СМ и У) осуществляет удаленный контроль и управление состоянием СЭП. Такая возможность связи с системой управления системой минимизирует затраты на персонал, издержки на эксплуатацию и обслуживание. Наличие полной информации в сочетании с избирательным доступом к ней повышает скорость и эффективность при устранении повреждений в СЭП. В памяти контроллера в течение нескольких дней сохраняются данные о сбоях и измеренные значения параметров, что позволяет проверять долгосрочное поведение определенных величин. Это позволяет считывать и анализировать нужные данные с помощью локальной консоли оператора или из удаленного центра управления. Запись, хранение и передача системной информации создает основу для статистического анализа и планирования с оптимизацией издержек. Кроме того, это позволяет своевременно обнаруживать неисправности.

На контроллер поступает текущая информация о работе системы: напряжение нагрузки; ток нагрузки; ток батареи; текущее состояние выпрямительных устройств; состояние системы питания переменного тока; информация с датчика температуры выпрямительных устройств; информация с датчика температуры батареи и т.д. Контроллер выполняет следующие управляющие функции:

- заряд батареи с управлением по току;

- заряд батареи с управлением по времени;

- контроль контакта отключения батареи при ее “глубоком” разряде;

- регулировку уровня напряжения “плавающего заряда” в зависимости от температуры;

- отключение батареи в зависимости от температуры;

- дистанционное управление выпрямительными устройствами и.т.д.

Кроме того, контроллер обеспечивает аналоговую сигнализацию о сбоях для удаленного оборудования через плавающие переключательные контакты, а также цифровую сигнализацию через модем: контроль напряжения нагрузки; контроль батарейного напряжения; контроль предохранителей; контроль выпрямителей; контроль мощности переменного тока.

Электропитающей установкой (ЭПУ) называется часть СЭП, предназначенная для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойности подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормального функционирования предприятия связи. ЭПУ включает в себя следующие элементы: выпрямительные устройства (ВУ), инверторы (И) и конверторы (К) напряжения, аккумуляторную батарею (АБ), токораспределительные сети (ТРС), связывающие оборудование ЭПУ между собой, а также с аппаратурой связи и и систему заземления с защитными устройствами.

Выпрямительное устройство (ВУ) – это статический преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Промышленность выпускает ВУ общего применения, которые предназначаются как для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей, так и для электропитания аппаратуры связи и осветительных установок. Величина тока нагрузки определяется типом и количеством, параллельно работающих выпрямительных блоков (n_ВУ).

Инвертор напряжения (И) - преобразует постоянное напряжение аккумуляторной батареи в переменное однофазное напряжение 220В частотой 50 Гц.

Конвертор напряжения (К) – преобразует постоянное напряжение одного уровня в постоянное напряжение другого уровня. Конвертор напряжения может выполнять две функции:

- осуществлять вольтодобавку к напряжению аккумуляторной батареи во время ее разряда на штатную нагрузку, т.е. поддерживать напряжение на аппаратуре связи в допустимых пределах в процессе разряда батареи. Такой конвертор называют вольтодобавочным (ВДК);

- работать как автономный инвертор, обеспечивая питанием оборудование связи напряжением переменного тока с частотой 50 Гц при пропадании напряжения сети или отклонении его от требуемых параметров качества.

Аккумуляторная батарея (АБ) – химический источник тока многократного действия. Он способен накапливать, длительно сохранять и отдавать по мере надобности электрическую энергию, полученную от внешнего источника постоянного тока. Используется в качестве резервного источника электрической энергии в аварийном режиме СЭП до момента подключения СЭ. При малой мощности потребления АБ может быть представлена единичным аккумулятором. При средней и большой мощностях АБ представляет собой последовательно включенные элементы, которые в свою очередь могут включаться параллельно для увеличения ее емкости.