Материал: Организация беспроводного доступа в сельском районе с использованием технологии LTE

Мощность по переменному току определяется по формуле:

РАС = РDC/0,8                                                                              (4.1)

РКОМ = 228/0,8 = 285 (Вт).

Для того, чтобы найти суммарную мощность РСУМ потребляемую оборудованием, воспользуемся следующей формулой:

РСУМ = РРМ + РКОМ                                                                           (4.2)

РСУМ = 790 + 285 = 1075 (Вт).

Значение тока нагрузки IH рассчитывается по формуле:

IH = РСУМ/UПИТ                                                                         (4.3)

где UПИТ - значение питающего напряжения, UПИТ = 220 В.

IH = 1075/220 = 4,8 (А).

4.3.2 Расчет источника бесперебойного питания переменного тока

Проектируемая схема связи относится ко второй категории электропитания. Ко второй категории относятся системы связи, перерыв в электроснабжении которых может приводить к нарушению нормальной деятельности значительного количества жителей.

Для систем связи второй категории электропитания требования к надежности электроснабжения по допустимому времени восстановления питания и допустимому отклонению напряжения питания от номинального не столь существенны, как для систем связи первой категории электропитания. Поэтому для них меры по дополнительному питанию от источников бесперебойного питания на время восстановления и меры по стабилизации напряжения не проводятся.

Принимается, что источник бесперебойного питания должен обеспечивать автономную работу оборудования в течение четырех часов.

В данной схеме электропитания базовой станции применяется источник бесперебойного питания переменного тока с постоянным включением батареи аккумуляторов (On Line). В данных ИПБ входное напряжение выпрямляется и понижается до величины аккумуляторной батареи. Это же напряжение поступает на вход инвертора, с помощью которого путем широтно-импульсной модуляции формируется стабилизированное синусоидальное напряжение.

Вычислим необходимую емкость аккумуляторов (), приведенную к условному четырехчасовому режиму разряда и температуре среды 200С по формуле

                                                       (4.4)

где  - номинальная емкость аккумулятора;

 - ток нагрузки (разряда);

 - время разряда;

 - коэффициент отдачи по емкости;

 - температура электролита;

 - температурный коэффициент емкости аккумулятора.

Определим ток разряда (Ip) по формуле:

Ip = IH = 4,8                                                                                   (4.5)

Коэффициент отдачи по емкости  определяем из таблицы 4.2.

Таблица 4.2 - Значения коэффициента отдачи по емкости

Так как время разряда составляет 4 часа, соответственно  = 0,8.

Вычислим емкость аккумулятора ():

(Ач).

В таблице 4.3 представлены технические характеристики различных однофазных ИБП малой мощности переменного тока, которые могут подходить для реализации данной схемы электропитания.

Исходя из полученных результатов выбирается источник бесперебойного питания «UPStation GTX» от производителя «Liebert» с емкостью аккумуляторной батареи 9 Ач и потребляемой мощностью 1050 Вт.

Таблица 4.3 - Технические характеристики различных ИБП

Технические характеристики ИБП «GTX2 - 1500RT230» приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Технические характеристики ИБП «GTX2 - 1500RT230»

4.3.3 Расчет автоматических выключателей и группы учета

Проектом предусмотрено четыре группы оборудования. Исходные для расчета автоматических выключателей и группы учета представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Исходные данные

Суммарный ток нагрузки IСУМ вычисляется по формуле:

IСУМ = IH1 + IH2 + IH3 + IH4                                                     (4.6)

IСУМ = 4,8+1,4+1,4+1,8 = 9,4 (А).

Таким образом, выбирается счетчик с максимальным током 50 А.

Ток срабатывания автоматического выключателя выбирается в 1,25 раза большим, чем ток нагрузки и вычисляется по формуле:

Iсраб = IH · 1,25                                                                            (4.7)

Iсраб.1 = 4,8 · 1,25 = 3,25 (А)

Iсраб.2 = 1,4 · 1,25 = 1,75 (А)

Iсраб.3 = 1,4 · 1,25 = 1,75 (А)

Iсраб.4 = 1,8 · 1,25 = 2,25 (А)

Исходя из полученных значений, выбираем тип автоматических выключателей, представленных в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Типы автоматических выключателей

4.4 Расчет контура заземления

Целью расчета защитного заземления является определение количества электродов заземления для обеспечения соответствующей нормы сопротивления заземления.

Норма сопротивления защитного заземления не должна превышать 4 Ом для грунтов с удельным сопротивлением до 100 Ом ´м ( = 100 Ом´м, для суглинка).

Для обеспечения данной нормы применяются одиночные многоэлектродные заземляющие устройства из угловой стали сечением 50х50х5 и длиной 5 м.

Если сопротивление одиночного заземлителя превышает норму, то используется многоэлектродный заземлитель.

Для определения сопротивления заземляющего устройства по формуле 4.8 рассчитывается сопротивление одиночного заземлителя Rво:

,      (4.8)

где  - расчетное удельное сопротивление грунта для вертикального заземлителя, Ом´м;

 и  - длина и диаметр стержня соответственно, м;

t - заглубление электрода (расстояние от поверхности земли до середины электрода), м.

Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикального заземлителя определяется по формуле:

,             (4.9)

где - коэффициент сезонности вертикальных электродов (=1,8);

 Ом´м.

Для уменьшения влияния климатических условий на сопротивление заземления верхнюю часть заземлителя размещают в грунте на глубину не менее 0,7 м. Следовательно, заглубление стержня можно определить по формуле:

T = (l/2) + t,                                                                                   (4.10)

= (5/2) + 0,7 = 3,2 м

По формуле (4.8) рассчитываем сопротивление Rво одного вертикального электрода (длину принимаем 5 м; = 0,05 м):

Ом

Находим приблизительное число вертикальных электродов из выражения 4.11 без учета сопротивления соединительной полосы:

, (4.11)

где - коэффициент использования вертикальных электродов(=0,85);

 - нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства (= 4 Ом ).

Тогда приблизительное число вертикальных электродов равно:

Определим длину соединительной полосы (расстояние а между вертикальными заземлителями примем 5 метров) по формуле:

                                                                                   (4.12)

(м).

Сопротивление заземлителя из стальной полосы прямоугольного сечения, уложенной горизонтально, определяется по формуле:

,                                                                   (4.13)

где - расчетное удельное сопротивление для горизонтального заземлителя (полосы), Ом м;

lП - длина полосы, м;-ширина полосы, м (b=0,02 м);

t - глубина заглубления полосы, м.

По формуле (4.14) определим расчетное удельное сопротивление для горизонтального заземлителя:

,                                                                               (4.14)

где  - коэффициент сезонности горизонтальных электродов (=4,5).

 (Ом´м).

Тогда сопротивление горизонтального заземлителя (полосы) примет значение:

 (Ом).

Определяем общее сопротивление ряда заземляющего устройства, состоящего из вертикальных электродов и соединительных полос по формуле:

                                                                (4.15)

где RП - сопротивление горизонтальной полосы (стержня);

RВО- сопротивление вертикального электрода (стержня);

- количество вертикальных электродов (стержней);

- коэффициент использования вертикального заземлителя (0,85).

- коэффициент использования горизонтального заземлителя (0,80).

Общее сопротивление ряда заземляющего устройства, состоящего из вертикальных электродов и соединительных полос будет равно:

(Ом).

В данном разделе произведен расчет заземляющего контура, а именно: рассчитано количество вертикальных заземлителей, произведен расчет сопротивления контура с учетом вертикальных заземлителей и соединительной полосы. Общее сопротивление контура RОБЩ не превышает нормированного значения RН (3,3 Ом < 4 Ом), следовательно проектируемые объекты не создадут опасности для здоровья обслуживающего персонала.