Электроустановки предприятий автоматической телефонной связи

Глава 10. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

 ПРЕДПРИЯТИЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

 ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ 

10.1. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ГОРОДСКИХ АТС

ДЕКАДНО-ШАГОВОИ И КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМ

Автоматические телефонные станции декадно-шаговой и координатной систем питаются от ЭПУ постоянного тока с номинальным напряжением 60 В с зарядом батарей на шинах питания аппаратуры связи.

Особенностью электропитания АТС является неравномерность потребления энергии в течение суток в зависимости от вида, емкости оборудования и телефонной нагрузки. Максимальный ток, потребляемый АТС от ЭМУ, характеризуется током в час наибольшей нагрузки Iч.н.н. Ориентировочные значения токов в час наибольшей нагрузки для городских АТС в зависимости от загрузки станции показаны на рис. 10.1. Так, для АТС ДШ на 10000 номеров ток Iч.н.н составляет 400…500 А. Наибольшая нагрузка на ЭПУ АТС приходится на утренние и вечерние часы суток.

Электропитание электронных и квазиэлектронных АТС имеет ряд особенностей, вызванных наличием в них управляющих вычислительных комплексов и микросхем. Бесперебойность питания таких АТС приобретает особо важное значение.

Поскольку аппаратура электронных и квазиэлектронных АТС потребляет ток непрерывно, независимо от наличия вызовов, то потребление энергии ими распределяется более равномерно в течение суток. Можно ориентировочно считать, что разница между максимальным и минимальным потребляемыми токами составляет 20…30%.

В квазиэлектронных и электронных АТС частотный диапазон нормируемых помех шире чем 20 кГц из-за применения импульсных источников вторичного электропитания и меньшей помехоустойчивости информационных цепей. Для электромеханических АТС пульсации  выпрямленного  напряжения  ограничиваются  20  кГц.  Электронные  станции  на 20 000 и 40 000 абонентов потребляют от электропитающей установки постоянного тока мощность примерно 35…65 кВт.

Электропитание АТС особой группы первой категории емкостью более 3000 номеров осуществляется от трех независимых  источников, причем два из них являются источниками общегосударственной сети, а третий - собственная электростанция.

При питании АТС от трех независимых источников общегосударственной сети собственная электростанция не требуется.

Если же нет возможности получения электроэнергии от двух независимых источников общегосударственной сети, допускается осуществлять электропитание от одного источника по двум линиям, подключенным к разным подстанциям или же разным секциям одной подстанции. В таких случаях собственная подстанция должна иметь два дизель-генератора. На АТС от 3000 до 20 000 номеров на районированной сети применяются передвижные электростанции.

Питание АТС емкостью более 20 000 номеров на районированной сети или свыше 3000 на нерайонированной, а также сетевых узлов и станций осуществляется от стационарных электростанций с одним дизель-генератором. Во всех случаях в ЭПУ устанавливаются двухгруппные аккумуляторные батареи.

Сельские станции и АТС емкостью менее 3000 номеров - потребители первой категории - получают электроэнергию от двух независимых источников и не имеют собственных электростанций. А если нет двух независимых источников, то допускается использование одного источника, но с увеличением запаса емкости аккумуляторных батарей.

Установленные на АТС системы передачи, применяемые для повышения пропускной способности соединительных линий, питаются от общих с аппаратурой коммутации ЭПУ.

Для питания сельских и учрежденческих телефонных станций емкостью до 200 номеров применяется ЭПУ на максимальный ток нагрузки 15 А. Структурная схема ее приведена на рис. 10.2. Установка выполнена на базе выпрямителей ВБЗ и блока управления БАЗ-3. Приведение установки в рабочее состояние производится так. Сначала замыкается выключатель Q1, а рубильником Q2 устанавливается один из блоков в рабочее положение (на рис. 10.2 ВБ1 - рабочий, а ВБ2 - резервный). Аккумуляторная батарея подключается к зажимам БАЗ-3. Контакты К5 замкнуты, нагрузка подключена к блоку ВБ1. При этом включается в работу выпрямитель ВБ1. Ток питания нагрузки протекает через диод VD2 и амперметр РА3.

Когда напряжение на нагрузке установится на заданном уровне (примерно 55 В), устройство контроля напряжения УКН2 размыканием контактов К5 отключает аккумуляторную батарею от нагрузки. Включается резервный выпрямитель ВБ2, и через Q2, РА2 и контакты реле К7 он подключается к аккумуляторной батарее. По окончании заряда батарея будет отключена устройством УКН1 и через контакты К4 последовательно с рабочим подключается вольтодобавочный выпрямитель ВДВ. Эти выпрямители обеспечивают режим содержания батареи.

В случае отключения напряжения внешней сети напряжение на выходе выпрямителя уменьшается и схема управления коммутацией при напряжении 55 В отпиранием тиристора VS1 подключает нагрузку к батарее. Одновременно с этим выпрямитель ВДВ отключается от нагрузки, так как контакты реле К5 замыкаются, а К4 размыкаются.

При включении напряжения внешней сети переменного тока включается рабочий выпрямитель ВБ1, и процесс подключения нагрузки происходит так же.

При повреждении рабочего выпрямителя нагрузка безобрывно переключается на питание от аккумуляторной батареи, а затем к резервному выпрямителю. Эти установки обеспечивают на выходе напряжение 54…72 В.

Установка ЭВУ-60/25-4. Установка электропитания для сельских и учрежденческих АТС выполняется по схеме ЭВУ-60/25-4. Она обеспечивает ток 25 А и напряжение 58…64 В. Структурная схема ее приведена на рис. 10.3. Установка состоит из двух выпрямителей ВБ, вольтодобавочного выпрямителя ВДВ и выпрямителя содержания ПВЗ.

При наличии напряжения внешней сети питание нагрузки осуществляется от выпрямителя ВБ. При отключении внешнего источника отключаются все выпрямители, а питание нагрузки сначала производится от аккумуляторной батареи через диод VD4. После восстановления внешнего источника замыкаются контакты реле K6, выпрямители включаются и обеспечивают питание нагрузки. Затем размыкаются контакты К7, батарея отключается и включается на заряд от последовательно включенных выпрямителей РВБ и ВДВ (контакты реле К5 замкнуты, а К6 разомкнуты). После окончания заряда батарея переводится в режим содержания от выпрямителя ПВЗ.

10.2. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ГОРОДСКИХ АТС

ЭЛЕКТРОННОЙ И КВАЗИЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМ

Аппаратура квазиэлектронных и электродных АТС предъявляет более жесткие требования к качеству электропитания по сравнению с декадно-шаговой и координатной аппаратурой.

Основные требования к ЭПУ квазиэлектронных и электронных АТС вызваны необходимостью бесперебойного питания, более равномерным потреблением тока в течение суток. Перерыв питания управляющих вычислительных комплексов даже на сотые доли секунды приводит к длительным перебоям в работе станций.

Поэтому квазиэлектронные и электронные АТС должны питаться от ЭПУ, в состав которых входят установки бесперебойного питания постоянным током на номинальное напряжение 60 В, работающих в буферном режиме и использующих электронные стабилизаторы напряжения. Эти АТС потребляют мощность 36 и 65 кВт для 20 000 и 40 000 номеров соответственно.

Питание аппаратуры «Кварц» квазиэлектронной системы коммутации можно осуществлять от ЭПУ, выполненной на установках бесперебойного питания УБП-ВА. Аппаратура требует двух постоянных напряжений 60 и 24 В со статическими изменениями не более 10%. Напряжение 24 В требуется для питания коммутационного поля, устройства которого выполнены на герконах, а напряжение 60 В - для питания управляющего вычислительного комплекса «Нева». По номиналу 24 В АТС «Кварц» потребляет 24 кВт, по номиналу 60 В - 30 кВт. АТС «Кварц» обеспечивает нормальную работу, если питающее напряжение уменьшается не более чем на 20% дли номинала 24 В не более чем на 15% для номинала 60 В за время не более 50 мс и при превышении не более чем на 25 и 20% за время не более 5 мс соответственно.

Токораспределительные сети выполняются по полурадиальному принципу. Рядом с алюминиевой шиной положительной полярности размещаются изолированные алюминиевые провода отрицательной полярности. Это дает возможность свести к минимуму индуктивность тоководов и обеспечить выполнение требований по ограничению кратковременных изменений питающего напряжения.

Питание аппаратуры «Исток» квазиэлектронной системы коммутации осуществляется от буферных ЭПУ напряжением 60В со статическими изменениями ±10%  для центральных станций и –10…+20% - для оконечных. Оконечная станция «Исток» на 256 номеров потребляет импульсный ток 23 А, минимальное значение тока - несколько ампер.

Токораспределительная сеть аппаратуры «Исток» выполнена алюминиевыми шинами, кроме питающей проводки управляющего вычислительного комплекса. Для уменьшения возникающих в переходных режимах изменений напряжений на входе питаемой аппаратуры в ТРС установлены резисторы, ограничивающие ток короткого замыкания.

10.3. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА ДЛЯ ПИТАНИЯ

ГОРОДСКИХ, ЦЕНТРАЛЬНЫХ, СЕЛЬСКИХ И УЧРЕЖДЕНЧЕСКИХ АТС ЕМКОСТЬЮ 600... 3000 НОМЕРОВ

НА МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК 150 А И НАПРЯЖЕНИЕ 58...66 В

Структурная схема этой ЭПЦ приведена на рис. 10.4. Установка состоит из:

двух выпрямителей ВУК-67/140;

шкафа коммутаций ШК-60/150;

аккумуляторной батареи, секционированной на 28 + 24-3 элемента.

Один из выпрямителей ВУК-67/140 является резервным и используется для заряда основной группы элементов аккумуляторной батареи. Дополнительные элементы заряжаются от выпрямителей ЗВ1 и ЗВ2, а содержание элементов осуществляется выпрямителями ПВ1 и ПВ2. Установка выполнена по буферной схеме с автоматической коммутацией дополнительных групп аккумуляторных батарей.

В нормальном режиме работы ЭПУ питание нагрузки производится от одного выпрямителя, в буфере с которым подключена основная группа элементов аккумуляторной батареи. Обе дополнительные группы батареи находятся в режиме содержания от выпрямителей ПВ1 и ПВ2.

При отключении внешнего источника напряжения переменного тока все выпрямители отключаются и питание нагрузки осуществляется от основной группы батареи. По мере разряда батареи подключается вторая группа дополнительных элементов, а затем - первая.

При восстановлении напряжения внешней сети включаются оба выпрямителя ВУК. Напряжение на нагрузке увеличивается и, когда достигнет 66 В, вторая группа дополнительных элементов батареи отключается. А основная и первая дополнительная группы батареи дозаряжаются. Как только напряжение на нагрузке снова достигает 66 В, отключается первая группа дополнительных элементов. По достижении в основной группе элементов напряжения 64 В выпрямители переводятся в режим стабилизации и нагрузка питается от основного ВУК. Замена рабочего выпрямителя резервным производится автоматически.

Электропитание оконечных сельских и учрежденческих АТС типа АТС К-100/2000, а также узловых АТС можно осуществлять от буферной ЭПУ без стабилизации выходного напряжения в режиме разряда аккумуляторной батареи. Такая ЭПУ состоит из двух выпрямителей ВУК-60/140 и аккумуляторной батареи из 30 элементов.

Электроустановка для питания станций декадно-шаговой и координатной систем емкостью до 10 000 номеров (рис. 10.5) обеспечивает ток нагрузки до 800 А при напряжении 58…64 В. Она содержит:

четыре выпрямителя питания ВУК-67/260 (ВУК1-ВУК4);

выпрямители вольтодобавочные, зарядные и подзарядные;

аккумуляторные батареи из 33 элементов;

устройство автоматической коммутации аккумуляторной батареи АКАБ-60/800;

устройство автоматического ввода резерва АВР;

щит переменного тока ЩПТ.

Питание декадно-шаговой и координатной систем коммутации емкостью до 20 000 номеров можно производить от аналогичной установки с использованием выпрямителей ВУК-67/600 и АКАБ-60/1500.

10.4. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ АППАРАТУРЫ «КАМА», ИКМ-30 И КРР-М

Электропитание аппаратуры «Кама» осуществляется от электропитающей установки постоянного тока напряжением 60 В. В состав аппаратуры входят:

блок питания генераторного оборудования, размещенный на стойке СГО;

блок питания индивидуального и группового оборудования, размещенный на стойке СИГ;

блок питания стойки СПУ;

устройство дистанционного питания (ДП) стойки СДП;

плата приема ДП НУП.

Блоки питания стойки СГО и стойки СИГ аналогичны и отличаются числом выводов выходов. Упрощенная принципиальная электрическая схема блока питания стойки индивидуального и группового оборудования приведена на рис. 10.6. Блок является транзисторным стабилизатором тока компенсационного типа непрерывного действия. В нем регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе VT1, VT2. Нагрузкой стабилизатора является цепочка последовательно включенных стабилитронов VD1-VD4, шунтированных конденсаторами С1-С6, выполняющими роль емкостных фильтров. Кроме стабилизированных выходов в блоке имеются два нестабилизированных выхода - 60 В. Выходной ток стабилизатора равен 0,4 А. Допускается повышение его до 0,5 А.

Блок питания стойки СПУ представляет собой набор балластных резисторов и имеет три выхода на токи нагрузки 50…80 мА.

Дистанционное питание осуществляется через средние точки линейных трансформаторов по схеме «провод—провод» с последовательным включением нагрузок НУП. Устройство ДП содержит преобразователь напряжения, выпрямитель, сглаживающий фильтр, устройство коммутации и сигнализации.

Предусмотрена возможность переполюсовки цепи ДП и заземления любого из проводов, а также отключения при обрыве цепи.

Максимальное напряжение ДП 420 В. Аппаратура НУП потребляет ток ДП 0,15 А. Одно устройство может обеспечить питание до трех НУП. Ток ДП регулируется переключателем, коммутирующим отводы трансформатора выпрямителя.

Устройство ДП располагаются на стойке СДП. На одной стойке помещается до шести устройств.

Длина усилительного участка изменяется в зависимости от типа применяемого кабеля. Так, при диаметре жил 0,5 мм длина участка 2,25 км, при 0,6 - 2,8 км, при 0,7 - 3,3 км. В НУП на плате приема ДП установлены два фильтра Д-8, которые разделяют токи ДП и служебной связи. Кроме того, на этой плате имеются:

два устройства защиты от наводимых в линии продольных токов промышленной частоты;

стабилитроны для стабилизации напряжения на линейных усилителях;

устройства коммутации цепи ДП;

конденсаторы, шунтирующие стабилитроны, для уменьшения взаимных переходов между усилителями по цепям питания.

Аппаратура «Кама» применяется на соединительных линиях городских телефонных станций, обеспечивая передачу 30 телефонных каналов. Основной вариант системы - однокабельная, двухполюсная.

Электропитание аппаратуры ИКМ-30 осуществляется от электропитающего устройствам выходным напряжением -60В. Напряжение от ЭПУ подается на стойки, где размещена аппаратура цифрового оборудования (САЦО), и стойки оборудования линейного тракта (СОЛТ). На каждой стойке размещается несколько комплектов цифрового оборудования и линейного тракта. Каждый комплект питается от отдельного устройства, обеспечивающего несколько различных номиналов напряжения. Структурная схема одною блока питании приведена на рис. 10.7. Напряжение -60 В в предварительном стабилизаторе напряжения преобразуется в напряжение 24 В ±1%. Из этого напряжения инвертор UZ1 формирует переменные напряжения, которые затем выпрямляются выпрямителями U1-U6, фильтруются (Z1-Z6), стабилизируются (T1-Т6) и подаются на выход Uвых 1 - Uвых 6.

Предварительный стабилизатор напряжения выполнен по компенсационной схеме, работает в импульсном режиме с частотой импульсов 16 кГц. Предусмотрена также внешняя синхронизация прямоугольными импульсами, поступающими из аппаратуры ИКМ. Это дает возможность уменьшить уровень помех от источников питания в спектре рабочих частот аппаратуры и исключить возможность возникновения ЭДС в цепях питания из-за различия частот отдельных источников питания.

Инвертор UZ1 собран на транзисторах по двухтактной схеме с самовозбуждением. На выходах инвертора создается переменное напряжение прямоугольной формы. Стабилизаторы напряжении Т1-Т6 выполнены на транзисторах по схеме компенсационного стабилизатора непрерывного действия.

Электропитание необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП), размещенных между оконечными станциями, осуществляется устройствами дистанционного питания (ДП). Напряжение дистанционного питания подается по схеме «провод-провод» по искусственным цепям через средние точки линейных трансформаторов ЛТр, как показано на рис. 10.8. Нагрузки пунктов дистанционного питания ПДП включаются в цепь питания последовательно. Питание НРП можно осуществлять как с одной стороны (по секциям), так и с двух сторон (по полусекциям). Напряжение для линий малой протяженности изменяется в пределах 16…48 В, для линий большой протяженности – 35…245 В. Постоянный ток поддерживается на уровне 110 мА.

Блок питания для коротких линий ДПК (рис. 10.9) представляет собой транзисторный стабилизатор тока компенсационного тина непрерывного действия. При увеличении тока дистанционного питания регулирующий транзистор VT1 закрывается, и ток ДП спадает до исходного значения. При уменьшении тока ДП транзистор VT1 открывается. Требуемый режим работы транзистора VT2 обеспечивается смещением в цепи его базы с помощью R1, VD1, VD2. При обрыве в цепи ДП или изменении выходного тока более чем на 50% блок отключается и включается сигнализация.

Структурная схема блока питания для линий большой протяженности приведена на рис. 10.10. Здесь используется напряжение источника 60 В, которое поступает через входное устройство Q на ключевой стабилизатор КС, затем на умножитель напряжения УН и через датчик Д в нагрузку Н. Работой блока управляет задающий генератор ЗГ-мyльтивибpaтop, генерирующий последовательность импульсов с частотой следования 35±5 Гц. Питание мультивибратора осуществляется от датчика Д. Напряжение мультивибратора, пропорциональное току ДП, подается на устройство управления УУ ключевым стабилизатором КС и устройство контроля УК, которое отключает блок ДП и включает сигнализацию об этом. На входе мультивибратора включен параметрический стабилизатор напряжения. Ключевой стабилизатор напряжения КС выполнен по схеме однотактного стабилизатора с LC-фильтром и обратным диодом на выходе.

Схема умножителя напряжения УН приведена на рис. 10.11. Он работает следующим образом. На вход подается напряжение от ключевого стабилизатора, которое может изменяться от 10 до 50 В. А на базы транзисторов подводится напряжение от мультивибратора ЗГ1, открывая их поочередно. Когда открыт транзистор VT2, заряжается конденсатор С1 через диод VD1 до входного напряжения. Когда транзистор VT2 закрыт, a VT1 открыт, заряжается конденсатор С2 напряжением, состоящим из последовательно включенных напряжений - входного и на конденсаторе С1, т.е. конденсатор С2 зарядится до удвоенного входного напряжения. В следующий полупериод зарядится конденсатор С3 до утроенного значения вводного напряжения. Если в провода разной полярности включить две схемы утроения, то в сумме можно получить шестикратное увеличение напряжения. Практически из-за падения напряжения в диодах и частичного разряда конденсаторов напряжение на выходе умножителя будет несколько меньше.

Электропитание аппаратуры КРР-М осуществляется от сети однофазного переменного тока напряжением 220 В. На стойках оконечного оборудования установлены:

блок питания группового оборудования 30-канальной системы;

блок питания индивидуального оборудования;

плата питания генераторного оборудования.

Блок питания группового оборудования 30-канальной системы создает на выходе анодное (160 В) и накальное напряжения, а также напряжение 38 В переменного тока. Анодное напряжение создается выпрямителем, собранным по мостовой схеме с выходным сглаживающим LC-фильтром. Суммарная мощность блока на выходе не более 50 Вт.

Блок питания индивидуального оборудования создает на выходе 15 В. Выпрямитель собран по мостовой схеме со сглаживающим П-образным LС-фильтром. Оба блока устанавливаются на оконечных стойках СИГ-1М и СИГ-30М.

Плата питания генераторного оборудования содержит три выпрямителя, собранных по мостовой схеме со сглаживающими LС-фильтрами, а также приборы коммутации, защиты и сигнализации. На выходе платы создается анодное (250 и 160 В) и накальное (6,9 В) напряжения, а также 24 В постоянного тока. Выходная мощность по всем пяти выходам около 300 Вт. Устанавливается плата на стойке СИГ-1М.

Плата передачи ДП устанавливается на вводно-кабельной стойке или специальной подставке. На этой плате установлены два нестабилизирующих выпрямителя. Переменное напряжение 220 В подается на повышающий трансформатор, однофазный мост и через сглаживающий двухзвенный LC-фильтр - в линию ДП.

Выходное напряжение можно регулировать с помощью резисторов. Его максимальное значение 270 В при токе 0,35 А. Контроль тока ДП производится реле и сигнальной лампой, загорающейся при прекращении тока.

В НУП линейные усилители располагаются на стойке СПУ-2Д. Они выполнены на лампах 6Ж1ПЕ. Цепи накала ламп включены последовательно, а анодов - параллельно. Переменными резисторами падения напряжения устанавливаются одинаковыми. Напряжение на стойке СПУ-2Д равно 160 В. Падение напряжения в линии при длине усилительного участка 13 км и двух питаемых НУП около 63 В. В аппаратуре КРР-М усилители НУП можно питать от переменного тока.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1.  Назовите особенности электропитания АТС различных типов.
  2.  Нарисуйте структурную схему установки ЭВУ-60/25-4 и поясните назначение ее элементов.
  3.  Назовите основные требования к электропитающим установкам, квазиэлектронным и электронным АТС.
  4.  Поясните структурную схему электропитающей установки для питания городских, центральных сельских и учрежденческих АТС.
  5.  Поясните структурную схему электропитания аппаратуры «Кама».
  6.  Поясните структурную схему электропитания аппаратуры ИКМ-30.
  7.  Поясните структурную схему электропитания аппаратуры КРР-М.

Рис. 10.2 Структурная схема ЭПУ для питания сельских и учрежденческих АТС емкостью до 200 номеров

Рис. 10.1. Графики изменения токов в час наибольшей нагруз-ки для АТС:

1 - координатных; 2 и 3 – декадно-шаговых

Рис. 10.3. Структурная схема ЭПУ для сельских и учрежденческих АТС емкостью до 600 номеров

Рис. 10.4. Структурная схема ЭПУ городских, центральных сельских и учрежденческих АТС емкостью до 3000 номеров

Рис. 10.5. Структурная схема ЭПУ для АТС емкостью до 10 000 номеров

Рис. 10.6. Схема блока питания стойки индивидуального и группового оборудования:

F - предохранители

Рис. 10.7. Структурная схема блока питания ИКМ-30

Рис. 10.8. Схема организации ДП ИКМ по полусекциям

Рис. 10.10. Структурная схема блока питания для линий большой протяженности

ис. 10.9. Схема блока питания для коротких линий

Рис. 10.11. Схема умножителя напряжения

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Электроустановки городских АТС декадно-шаговой и координатной систем. Электроустановки городских АТС электронной и квазиэлектронной систем. Электроустановка для питания городских, центральных, сельских и учрежденческих АТС

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok