Файл: Контрольная работа Расчет устройств электропитающих установок систем телекоммуникаций Вариант 04 Москва 2023 Содержани.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 117

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство Цифрового Развития, Связи и Массовых Коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Факультет «Центр заочного обучения по программам бакалавриата»
Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания

Дисциплина «Электропитание устройств и систем инфокоммуникаций»

Контрольная работа «Расчет устройств электропитающих установок систем телекоммуникаций»
Вариант 04


Москва 2023

Содержани

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования 1

Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания 1

Контрольная работа «Расчет устройств электропитающих установок систем телекоммуникаций» 1

Москва 2023 1

Задача №1 Расчет мощности и выбор источника бесперебойного питания переменного тока 4

Задача №2 Расчет максимальной мощности потребления источника бесперебойного питания переменного тока 5

Задача №4 Расчет и выбор устройств бесперебойного электропитания постоянного тока 6

Задача №5 Расчет мощности, потребляемой установкой бесперебойного электропитания постоянного тока 6

Задача №6 Расчет аккумуляторной батареи электропитающей установки (ЭПУ) постоянного тока. 7

Задача №11 Расчет сечения кабеля токораспределительной сети 8

Задача №12 Приближенный расчет мощности дизельной электрической станции 10

Задача №1 Расчет мощности и выбор источника бесперебойного питания переменного тока 3

Задача №2 Расчет максимальной мощности потребления источника бесперебойного питания переменного тока 3

Задача №4 Расчет и выбор устройств бесперебойного электропитания постоянного тока 4

Задача №5 Расчет мощности, потребляемой установкой бесперебойного электропитания постоянного тока 5

Задача №6 Расчет аккумуляторной батареи электропитающей установки (ЭПУ) постоянного тока. 6

Задача №11 Расчет сечения кабеля токораспределительной сети 7

Задача №12 Приближенный расчет мощности дизельной электрической станции 8















Задача №1 Расчет мощности и выбор источника бесперебойного питания переменного тока


Решение.

Полная выходная мощность ИБП должна быть больше мощности потребления нагрузки с учетом поправочных коэффициентов:

SВыхИБП = (kαЛВС • kЗЛВС • РЛВС / ψЛВС) + (kαС • kЗС • РС / ψС) =

= (1 • 1 • 1000 / 0,7) + (2,5 • 1 • 550 / 0,95) = 1429 + 1447= 2876 ВА,

где: kЗЛВС = 1 — коэффициент загрузки (то есть одновременной работы) компьютеров ЛВС среднестатистический,

kЗС — коэффициент загрузки сервера (он всегда включен).

Количество модулей будет равно

N ≈ (SВыхИБП / PM) / kПМ + 1 = (2876 / 750) / 0,95 + 1 = 6

Таблица 1. Вариант задания 04 для решения первой задачи

(при ψЛВС= 0,7, ψС= 0,95, kЗЛВС= 1, kЗС= 1, kПМ= 0,95, kαЛВС1, kαС2,5).

РЛВС , Вт

РС , Вт

РМ , Вт

1000

550

750


Задача №2 Расчет максимальной мощности потребления источника бесперебойного питания переменного тока


Решение.

Найдем максимальную мощность заряда аккумуляторных батарей:

РЗАБ = IЗmax • UЗ = 4 • 25,8 = 103,2 Вт

Далее нужно оценить полную входную мощность SВхИБП, ВА потребления ИБП с учетом максимальной нагрузки и одновременного заряда аккумуляторных батарей:

SВхИБП ≈ (PВыхИБП + РЗАБ) / ИБП • ηИБП) = (800 + 103,2) / (0,85 • 0,89) = 1194 ВА.

Активную PВхИБП, Вт и реактивную QВхИБП, ВАР составляющие мощности потребления ИБП можно подсчитать следующим образом:

PВхИБП = (PВыхИБП + РЗАБ)

/ ηИБП = (800 + 103,2) / 0,89 = 1015 Вт,

QВхИБП = [(SВхИБП)2 (PВхИБП)2]0,5 = (1194210152)0,5 = 629 ВАР.

Таблица 2. Вариант задания 04 при ψИБП= 0,85, ηИБП= 0,89

РВыхИБП, Вт

IЗmax, А

UЗ, В

800

4

25,8


Задача №4 Расчет и выбор устройств бесперебойного электропитания постоянного тока


Решение.

Суммарный максимальный ток IΣсистемы бесперебойного электропитания постоянного тока (выпрямительного устройства ВУ) находится с помощью соотношения:

IΣ = IЧНН + IЗАБ = 50 + 8,9 = 58,9 А.

Максимальный выходной ток модуля IВыхМсистемы бесперебойного питания с учетом дальнейшего параллельного включения равен:

IВыхМ = kПМ • РМ / UВых = 0,9 • 800 / 24 = 30 А.

Число модулей NВУравно:

NВУ ≥ (IΣ / IВыхМ) + 1 = (58,9 / 30) + 1 = 2,96 3.

Таблица 3. Вариант задания 04 при kПМ= 0,9, UАБ = -24 В

РМ, Вт

IЧНН, А

IЗАБ, А

800

50

8,9



Задача №5 Расчет мощности, потребляемой установкой бесперебойного электропитания постоянного тока


Решение.

Ток нагрузки системы бесперебойного электропитания равен:

IН = РН / UН = 2800 / 48 = 58,33 A.

Напряжение заряда UПлЗ 2,14 + 0,14 = 2,28 В, где напряжение свинцово–кислотного аккумуляторного элемента равна 2,14 В (холостой ход), избыточное напряжение 0,14 В, обеспечивающее заданный ток заряда.

Количество аккумуляторных элементов в батарее
nА= UН/ UА= 48 / 2 = 24, где UА= 2 В —номинальное рабочее напряжение свинцово–кислотного аккумуляторного элемента (при токе разряда 10 А).

Максимальное значение активной мощности, потребляемой системой бесперебойного электропитания постоянного тока в условиях нормального электроснабжения, находится с помощью соотношения:

РВ = (IН + IПлЗ) • nА • UПлЗ / ηВ = (58,33 + 25) • 24 • 2,28 / 0,9 = 5066 Вт.

Таблица 4. Вариант задания 04 при UC= 380 В, fC= 50 Гц, ηВ = 0,9

РН, Вт

САБ , А • ч

UН, В

2800

125

48

Задача №6 Расчет аккумуляторной батареи электропитающей установки (ЭПУ) постоянного тока.


Решение.

Определяем число элементов nАв аккумуляторной батарее с учетом падения напряжения в ТРС:

nА = (UН + ΔUТРС) / UА = (48 + 0,04 • 48) / 2 = 24,96 25,

где номинальное напряжение на элементе принимается равным UА= 2 В. Число nАокругляется до целого числа в бóльшую сторону.

Далее проверяется минимально допустимый уровень напряжения нагрузки при разряде аккумуляторной батареи с учетом минимального допустимого напряжения на одном элементе, которое для свинцово – кислотных аккумуляторов равно UАкр= 1,75 В.

Минимальное напряжение нагрузки равно:

UНmin = UАкр • nА = 1,75 • 25 = 43,75 В.

Заданное минимально допустимое напряжение (с учетом потерь в электросети) составляет:

UНДоп= ΔUН = 48 7,5 = 40,5, В,в результате имеем:

UНmin > UНДоп = 40,5

Находим необходимую расчетную емкость СI10 аккумуляторов ЭПУ постоянного тока

СI10 = IР tР /Q • (1 + 0,008 • {tCp 20 ºС})] =
35 • 2 / [0,85 • (1 + 0,008 • {22-20})] = 70/0,86 = 81 А • ч.

Значение рассчитанной емкости получено для двухгруппной аккумуляторной батареи. Емкость каждого аккумуляторного элемента (в одной группе СI10/ 2) выбираем 40.5 А ч, напряжение — 2 В. Двухгруппная аккумуляторная батарея состоит из двух групп (линеек) аккумуляторов по 25 штук каждая.

Таблица 5. Вариант задания 04 при kПМ= 0,9, UАБ= -24 В

tРmax, час


IЧНН, А

IЗАБ, А

4

50

8,9


Задача №11 Расчет сечения кабеля токораспределительной сети


Решение.

В процентном отношении допустимое падение напряжения составляет

ΔU% = 100 • ΔU / UЭС = 100 • 2,5 / 220 = 1,14 %

Сечение кабеля для однофазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии рассчитываем по формуле:

SР = Pl • 105 / [σ • (UЭC)2 • ΔU%] = 3 • 50 • 105 / (34,5 • 2202 • 1,14) =

= 15 • 106 / (19035,72 • 102) = 7,88 мм2

где: σ —удельная проводимость алюминия 34,5 м / (Ом мм2).

Выбираем сечение двухжильного кабеля алюминиевого АВВГ по таблице П9

S =10 мм2(должно быть S > SР).

Определим толщину проводника SЭиз условия допустимой экономически оптимальной плотности тока δЭ= 2,1 А / мм2. Для этого найдем значение расчетного тока:

IP = P / UЭС = 3000 / 220 = 13,6 A,

SЭ = IP / δЭ = 13,6 / 2,1 = 6,5 мм2,

где: δЭ = 2,1 А / мм2— экономическая плотность тока при использовании провода на расчетной нагрузке 3000-5000 часов в год. При этом условии принимаем толщину проводника равной SЭ1 = 5 мм2.

При использовании провода в течение времени более 5000 часов в год рекомендуется принять IЭ1= 1,1 А / мм2. При этом условии принимаем толщину проводника равной SЭ1= 1 мм2.

Таблица 6. Вариант задания 04 при UФ