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: 130
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Задача №1 Расчет мощности и выбор источника бесперебойного питания переменного тока
Задача №2 Расчет максимальной мощности потребления источника бесперебойного питания переменного тока
Задача №4 Расчет и выбор устройств бесперебойного электропитания постоянного тока
Задача №5 Расчет мощности, потребляемой установкой бесперебойного электропитания постоянного тока
Задача №6 Расчет аккумуляторной батареи электропитающей установки (ЭПУ) постоянного тока.
Задача №11 Расчет сечения кабеля токораспределительной сети
Задача №12 Приближенный расчет мощности дизельной электрической станции
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, kαЛВС≈ 1, kαС≈ 2,5).
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) / (ψИБП • 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 = (11942–10152)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= UН – 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 / [ηQ • (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