Краткая теория по энергоснабжению


Краткая теория по энергоснабжению телекоммуникационных систем.
Виды источников энергии.
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ- Вещества или природные носители энергии, потенциал которых достаточен для преобразования в другие виды энергии для последующего целенаправленного использования. Все источники энергии условно делят на первичные и вторичные.
2903220532765Первичные источники энергии созданы природными процессами. К ним относятся ископаемое горючее (органическее и неорганическое), расщепляющееся топливо, термальные воды, энергия Солнца, ветра, рек, морей и океанов. Они могут быть невозобновляющимися и возобновляющимися. К невозобновляющимся относят уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф и ископаемые расщепляющиеся вещества(уран); к возобновляющимся — продукты непрерывной деятельности Солнце и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы, растительные продукты.
Вторичные источники энергии — устройства, которые выдают потребителю уже однажды ранее выработанную энергию после временного хранения, а также вещества, обладающие энергетическим потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятельности человека. К ним относятся отработанные горючие органические вещества, горные отходы, горячий отработанный теплоноситель (газ, вода, пар),нагретые вентиляционные выбросы, отходы сельско-хозяйственного производства и др. 2524760307975
Первичные источники энергии. Их применение.
Первичная энергия — форма энергии в природе, которая не была подвергнута процессу искусственного преобразования.
Первичные источники энергии - источники, энергетический потенциал которых является следствием природных процессов и не зависит от деятельности человека.
Первичные источники энергии подразделяются на невозобновляющиеся и возобновляющиеся. К невозобновляющимся первичным источникам энергии относят ископаемые горючие вещества; к возобновляющимся - все источники энергии, являющиеся продуктами деятельности Солнца и природных явлений и процессов на поверхности Земли: ветер, энергия воды рек, морей и океанов.Большинство первичных источников энергии требует предварительной подготовки к использованию.
Непосредственное использование первичных источников для питания радиоэлектронных устройств (РЭУ) не всегда возможно, так как требуемое напряжение может значительно отличаться от выходного напряжения первичного источника.
Вторичные источники энергии. Их применение.
 Устройства, которые выдают потребителю уже однажды ранее выработанную энергию после временного хранения, называют вторичными источниками энергии. Именно различные накопительные технологии сделали возможным хранение энергии в период, когда она не востребована, до того времени, когда в ней появляется острая необходимость.
Вторичными источниками энергии можно называть источники, энергетический потенциал которых является следствием переработанной энергии первичных источников питания.
В зависимости от видов и параметров рабочих тел различают четыре основных направления использования:
•топливное;
•тепловое (использование теплоты, получаемой непосредственно в качестве вторичных энергетических ресурсов, или теплоты или холода);
•силовое (использование механической или электрической энергии;
•комбинированное
В радиоэлектронных устройствах (РЭУ) используются вторичные источники питания (ВИП), преобразующие один вид энергии в другой, например: энергию переменного тока в энергию постоянного тока или энергию постоянного тока низкого напряжения (аккумуляторная батарея) в энергию тоже постоянного тока, но высокого напряжения.
Понятие электроснабжения
Электроснабжение - обеспечение потребителей электрической энергией, совокупность мероприятий по обеспечению электрической энергией различных потребителей.
Система электроснабжения (СЭС)— совокупность источников и систем преобразования, передачи и распределения электрической энергии.
СЭС является основой функционирования всего технического оборудования, в частности, телекоммуникационных систем. Энергоснабжение поддерживает все основные технологические процессы обработки и передачи информации. Существуют различные способы резервирования электроэнергии для бесперебойной работы телекоммуникационных систем.
Конфигурация СЭС — схема расположения входящих в СЭС источников электроэнергии, устройствраспределения, передачи, преобразования электроэнергии (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции, распределительные устройства и т. д.).
Нарушения нормируемых показателей качества электроэнергии ведут к сбоям в работе различного оборудования.
Электроустановка. Это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования её в другой вид энергии. Электроустановки по условиям правил устройства электроустановок (ПУЭ) разделяются на электроустановки напряжением до 1кВ и элустановки выше 1кВ (по действующему значению напряжения). Электроустановки разделяют по назначению (генерирующие, потребительские и преобразовательно-распределительные). Действующая электроустановка  — электроустановка или её участок, которые находятся под напряжением либо на которые напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов, а также ВЛ (воздушная линия электропередачи), находящаяся в зоне действия наведенного напряжения или имеющая пересечение с действующей ВЛ
Электрический реактор-  это электрическое устройство, основной задачей которого является контролирование величины токов короткого замыкания и сохранение состояния напряжения на шинах распределительных электрических устройств в условиях короткого замыкания в электрической сети.Электрический реактор состоит из катушки, в которой отсутствует стальной сердечник. Индуктивность электрического реактора остается неизменной, и на нее не оказывают влияния изменение силы тока и другие явления. Электрические реакторы бывают линейными и шинными. Задачей шинных электрических реакторов является снижение токов короткого замыкания и в самой электрической сети, и в самой установке в условиях короткого замыкания в секциях сборных шин. В своей основе снижение напряжения в условиях короткого замыкания совершается в самом реакторе. Эта особенность как раз и поддерживает необходимое напряжение на шинах.
Использование электрического реактора позволяет улучшить надежность различных электрических аппаратов, а также разрешает использование оборудования, которое рассчитано на ограниченные токи короткого замыкания.
Катушка индуктивности. Сердечник. Усиление магнитного поля. Кату́шка индукти́вности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью (зависимостью между протекающим в ней током и магнитным полем вокруг неё). Формула индуктивности катушки:
4989830815340Если катушку намотать не просто на каркас (внутри которого воздух), а на магнитный сердечник, то индуктивность возрастет многократно. магнитная проницаемость воздуха равна 1, а для никеля она может достигать величины 1100. Так получаем увеличение индуктивности более чем в 1000 раз. Из формулы следует, что при увеличении числа витков или, к примеру, диаметра (а соответственно и площади поперечного сечения) катушки, индуктивность будет увеличиваться. А при увеличении длины — уменьшаться. Таким образом, витки на катушке стоит располагать как можно ближе друг к другу, поскольку это приведет к уменьшению длины катушки.
Дроссель. Конструкция и область применения дросселя.
Катушку индуктивности, используемую для подавления помех, для сглаживания пульсаций тока, для накопления энергии в магнитном поле катушки или сердечника, для развязки частей схемы друг от друга по высокой частоте - называют дросселем или реактором . Таким образом, главное назначение дросселя в электрической схеме — задержать на себе ток определенного частотного диапазона или накапливать энергию за определенный период времени в магнитном поле. То есть, в электротехнике дроссель — катушка индуктивности, обладающая высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному;
Магнитопровод. Конструктивные особенности магнитопровода.
Магнитопровод — деталь или комплект деталей, предназначенных для прохождения с определенными потерями магнитного потока, возбуждаемого электрическим током, протекающим в обмотках устройств, в состав которых входит магнитопровод. Магнитопроводы являются составными частями схемотехнических элементов: трансформаторов, дросселей и тд.
Для трансформатора Магнитопровод представляет собой магнитную систему, по которой замыкается основной магнитный поток. Одновременно магнитопровод служит основой для установки и крепления обмоток, отводов, переключателей и других деталей активной части трансформатора.
3844290106680Магнитопровод собирают из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака. Жаростойкое покрытие обычно наносят непосредственно на металлургическом заводе, изготовляющем сталь; пленку лака — на трансформаторном заводе после резки (штамповки) пластин.
Потребители электрической энергии.Это электроприёмники или группа электроприёмников, объединённых технологическим процессом и размещающихся на определённой территории. Электроприёмником называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребители (приемники) электроэнергии различаются по режиму работы, назначению, исполнению, потребляемой мощности, частоте потребляемого тока, условиям работы, ответственности. Потребители электроэнергии в зависимости от режима и условий работы могут получать питание от электрических сетей переменного или постоянного тока и работать в различных условиях: на открытом воздухе, в закрытых помещениях, при повышенной влажности, агрессивности внешней среды, больших изменениях температуры и т.д. Питание потребителей электроэнергии регулирует ПУЭ (правила устройства электроустановок). По обеспечению надежности электроснабжения всех потребителей электроэнергии разделяют на три категории.К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, Ко II категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих. К III категории относят все остальные электроприемникиГруппы потребителей электрической энергии. Три группы потребителей: А,В,С.
Группа А – Информационно-вычислительные системы, телекоммуникационные системы, системы охранной и пожарной сигнализации и т.д. Обеспечение надёжности группы А должно осуществляться от трёх независимых, взаимнорезервирующих источников питания, причём должны быть предприняты дополнительные меры, препятствующие даже кратковременному перерыву электроснабжения на время переключения на резервный источник питания.
Группа В- пожарные насосы, системы дымоудаления и кондиционирования. Электроснабжение группы В производится от двух источников, но мероприятий по недопущению перерыва не производится.
Группа С –прочие, не входящие в А и В.Электроснабжение группы С допускатся от одного источника питания.
Надёжность электроснабжения- способность системы электроснабжения, в составе которой работают энергопринимающие установки потребителей, при определенных условиях обеспечить им поставку электрической энергии (мощности) в соответствии с заявленными величинами и договорными обязательствами при соблюдении установленных норм качества электроэнергии. Требования к надёжности электроснабжения различные в зависимости от того, допускается ли перерыв электроснабжения к одной из трёх групп потребителей (А,В,С).
Обеспечение надёжности группы А должно осуществляться от трёх независимых, взаимнорезервирующих источников питания, причём должны быть предприняты дополнительные меры, препятствующие даже кратковременному перерыву электроснабжения на время переключения на резервный источник питания .
Электроснабжение группы В производится от двух источников, но мероприятий по недопущению перерыва не производится. Электроснабжение группы С допускается от одного источника питания (перерыв электроснабжения допускается на время аварии).
Качество электроснабжения.

Показатели качества электроэнергии.
(ПКЭ) –это нормы качества электроэнергии, устанавливаемые стандартом:
Отклонение напряжения, для которых определены нормальнодопустимые и предельнодопустимые отклонения.
Колебания напряжения (размах изменения напряжения и восприятие человеком светового потока, порожденногоколебанием напряжения)
Несинусоидальность напряжения
Несимметрия напряжений
Отклонение частоты
Провал напряжения
Импульс напряжения
Перенапряжение
Наиболее критичными нарушениями являются провалы напряжения, которые ведут к отклюениям и перезагрузке оборудования. Отклонения, колебания, сесинусоидальность влияют в меньшей степени.
Требования к надёжности электроснабжения потребителей. Надёжность электроснабжения- способность системы электроснабжения, в составе которой работают энергопринимающие установки потребителей, при определенных условиях обеспечить им поставку электрической энергии


Трансформатор. Применение трансформаторов.
Трансформатор. Устройство, принцип действия и характеристики трансформатора.
Трансформатор. Магнитное поле трансформатора. Появление напряжения на вторичной обмотке.
Виды трансформаторов. Зависимость выходного напряжения от количества витков вторичной обмотки.
339915533020 Трансформатор. Коэффициент трансформации
Основные характеристики трансформаторов
Трансформатор статическое устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько систем переменного тока той же частоты.
Чаще всего трансформатор используется для передачи и распределения электрической энергии. Очень широко используются трансформаторы в электропитающих устройствах предприятий связи. В частности, они входят в состав выпрямительных устройств, преобразователей постоянного тока (инверторов и конверторов), стабилизаторов и регуляторов переменных напряжений, систем электроснабжения предприятий связи. 
Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор имеет две или более обмоток, расположенных на общем сердечнике (магнитопроводе), изготовленном из ферромагнитного материала. Одна из обмоток, подключаемая к источнику переменной Э.Д.С., называется первичной, другие, подключаемые к потребителю - вторичные.
3796665960755При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике создается переменный магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней переменную Э.Д.С. Если вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная, то вторичная Э.Д.С. больше первичной, и трансформатор называется повышающим. Если число витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, то вторичная Э.Д.С. меньше первичной, и трансформатор называется понижающим. 
Трансформаторы характеризуются:
Номинальной мощностью - мощностью, которую можно передавать через трансформатор;
Коэффициент трансформации К= N1/N2=U1/U2 - это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной или отношение первичного напряжения к вторичному;
Номинальным напряжением первичной обмотки - напряжением, подаваемым на первичную обмотку при котором трансформатор может работать неограниченно долго без ухудшения своих основных характеристик;
Диапазоном рабочих частот - диапазонам частот напряжения переменного тока, при котором сохраняются основные параметры трансформатора;
Конденсаторы. Аккумуляторы.
474281567945 Конденсатор-  двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости[1] и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки). Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах.
Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока, источник ЭДС многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии. Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю.
Достижение высоких показателей производительности и безотказности систем связи невозможно без применения качественных систем электропитания и аккумуляторных батарей, способных выдерживать длительные и глубокие разряды, повышенные и низкие температуры.

Выпрямители. Применение выпрямителей.
Схема однофазного однополупериодного выпрямителя.
Временная диаграмма изменения напряжения однофазного однополупериодного выпрямителя.
Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя.
Временная диаграмма изменения напряжения двухфазного однополупериодного выпрямителя

Приложенные файлы

  • docx 9403526
    Размер файла: 531 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий