8.3 Примеры задач с решениями

8.3.1 Исходные данные: Структурная схема выпрямительного устройства

приведена на рисунке 8.6.

Рисунок 8.6 – Структурная схема выпрямительного устройства

Напряжение питания основного оборудования U₀ = 48В, ток потребления от выпрямительного устройства I₀ = 150 А, КПД выпрямительного устройства _В = 0,97 и коэффициент мощности cos _В = 0,92; полная мощность тех. потерь S_Х =820 ВА, КПД трансформатора _Т = 0,94 при коэффициенте мощности cos _Т = 0,75.

Определите полную мощность трансформатора S_T, потребляемый ток от сети (линии) ток I_Л ; мощность компенсирующих устройств ∆Q_K для обеспечения коэффициента мощности, равного 0,95 и найдите коэффициент снижения потерь К_Э в линии за счёт применения компенсирующих устройств.

Решение: Полная мощность на входе выпрямительного устройства определяется через активные мощности на выходе P₀ и входе P_осн:

,

,

.

Полная мощность трансформатора равна:

.

Ток, потребляемый от сети, определяется через полную мощность:

Мощность компенсирующих устройств для обеспечения коэффициента мощности рассчитывается по треугольнику мощностей (рисунок 8.7):

Рисунок 8.7 – Треугольник мощностей с учётом компенсации реактивной составляющей мощности

где .

,

.

Таким образом, мощность компенсатора составляет 3,925 кВАр.

Линия передачи имеет омическое сопротивление R. Потери в линии определяются квадратом действующего тока . Следовательно, коэффициент снижения потерь в линии за счёт применения компенсирующих устройств определяется выражением: ,

где Тогда

8.3.2 Исходные данные: Базовая станция сотовой связи на двенадцать приёмопередатчиков потребляет мощность P₀=2400Вт. Температура окружающей среды 18 ⁰С.

Определите ток и потребляемую мощность.

Решение. При нормальной работе буферной системы электропитания герметичные аккумуляторы находятся в режиме “плавающего” заряда, с напряжением на одном элементе U_{эл буф} = 2,23 В. Базовая станция питается напряжением постоянного тока 48 В. Напряжение на выходе выпрямителя равно U_буф=N∙U_{эл буф} = 24∙2,23 =53,52 (В), где N – число элементов в АБ (24 элемента с напряжением 2В). Тогда, ток потребляемый нагрузкой в буферном режиме I_буф= P₀ / U_буф = 2400/53,52 = 44,84 (А). В аварийном режиме работы на одном элементе в конце разряда АБ U_эл.кр = 1,8 В и U_кр = N∙U_эл.кр = 24∙1,8 = 43,2 В. Следовательно, ток потребляемый в аварийном режиме – I_раз=P₀/ U_кр =2400/43,2В=55,4 А.

Время работы оборудования базовой станции от аккумуляторных батарей, согласно [8, 9] t_раз =4 ч.

Таблица 8.1 – Время работы от аккумуляторной батареи объектов связи

Тип объекта	Категория электроснабжения объекта
	I, II	III
Базовая станция сотовой связи	tраз =2 ч	tраз =4 ч
Радиорелейная станция	tраз =1 ч (при наличии обсл. персонала)	tраз =5 ч
Транспортная сеть базовых станций	tраз =10 ч	tраз =10 ч

Требуемая ёмкость батареи равна: . Тогда фактическая ёмкость – . По таблице 7.1 выбираем 24 аккумулятора типа 2RG250. Ток послеаварийного заряда батареи . Суммарное потребление от выпрямителей в режиме послеаварийного заряда (U_ЭЛ=2,23В): .

Мощность потребления от сети (или ДГУ) в буферном режиме (при КПД=0,9) равна .

Мощность, потребляемая батареей при заряде– .

Суммарная мощность, потребляемая системой питания в послеаварийном режиме: .

8.3.3 Исходные данные: Напряжение питания основного оборудования U₀ = 48В, мощность потребления от сети P₁ = 2000 Вт.

Определите мощность потребления от ДГУ.

Решение: Мощность потребления от ДГУ определяется выражением [3]:

, (8.1)

где q – допустимый мгновенный “наброс” нагрузки принимаем равным q = 1,0;  = 0,9 – коэффициент полезного действия источника бесперебойного питания; P_зар – мощность, затрачиваемая на заряд АБ ; m – коэффициент запаса, равный 1,1…1,4. Отсюда получаем:

, .