Принципы организации электроснабжения ТК устройств и сетей.

Системой электроснабжения (СЭ) называется совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Электроустановкой называется 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 ее в другой вид энергии.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории. Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребители электрической энергии разделяются на 3 группы: А, В и С (в порядке снижения требований к надежности). Электроснабжение осуществляется для каждой группы от специально предназначенной для этого электроустановки.

Телекоммуникационные устройства и сети относятся к группе А. Потребители группы А имеют важную особенность — в отличие от других электроприемников их электроснабжение должно осуществляться без кратковременного перерыва питания на время включения резервного источника. Поэтому электроприемники группы А получают питание от системы бесперебойного электроснабжения — СБЭ.

Системой бесперебойного электроснабжения называется электроустановка, осуществляющая электроснабжение нагрузки в случаях отключения основных источников внешнего электроснабжения за счет энергии, накопленной в аккумуляторах источников бесперебойного питания на время до восстановления внешнего электроснабжения или включения резервных (аварийных) источников системы гарантированного электроснабжения. СБЭ обладает следующими функциональными возможностями:

· обеспечивает электроснабжение «без разрыва синусоиды»;

· имеет время автономной работы, необходимое для корректного завершения процессов в информационных и телекоммуникационных системах без потери информации и повреждения оборудования;

· осуществляет электроснабжение с требуемыми показателями качества электроэнергии;

· обеспечивает электромагнитную совместимость оборудования.

Обеспечение надежности электроснабжения группы А, должно осуществляться от трех независимых, взаимно резервирующих источников питания, причем должны быть приняты дополнительные меры, препятствующие кратковременному перерыву электроснабжения во время переключения на резервный источник питания. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях.

В самой группе А электроприемники не однородны по характеру электропотребления. С точки зрения схемотехники вторичных источников питания (блоков питания) ряд электроприемников группы А имеют существенные особенности. Часть электроприемников оборудована блоками питания, выполненными по схеме без преобразования частоты «трансформатор – выпрямитель – сглаживающий фильтр – стабилизатор» (рис. 1). Эта схема характерна отсутствием преобразования энергии на первичной стороне трансформатора. Другая часть имеет так называемые импульсные блоки питания, в которых для снижения массогабаритных показателей применяется преобразование частоты на стороне первичного напряжения трансформатора (рис. 2.), что определяет характер потребляемого нагрузкой тока.

Рис.1. Схема блока питания без преобразования частоты.

Рис.2. Схема импульсного блока питания.

Основную часть электроприемников группы А составляют средства информатизации и телекоммуникаций, оборудованные именно импульсными блоками питания. На рис. 3 показана диаграмма тока и мощности типичного импульсного блока питания.

Рис. 3. Диаграмма электропотребления импульсного блока питания

Из диаграммы видно, что энергия потребляется импульсами через каждые 10 мс (2 раза за период промышленной частоты переменного тока 50 Гц). Существуют промежутки времени между импульсами, когда электроэнергия не потребляется из сети, а электронное устройство (компьютер, маршрутизатор и т.п.) получает энергию от конденсаторов в составе блока питания. За счет этой запасенной энергии блок питания может обеспечивать работоспособность оборудования или аппаратуры даже во время кратковременного прерывания электроснабжения на время до 50 мс. Отсюда следует, что требование к обеспечению электроснабжения «без разрыва синусоиды» носит в определенной степени условный характер и относится к времени переключения на резервное питание, которое не должно быть более 50 мс.

Существуют технические средства телекоммуникационных сетей, которые оборудованы блоками питания без преобразования частоты, в том числе маломощными, на несколько ватт, которые потребляют энергию не импульсами (рис. 4).

Рис. 4. Диаграмма потребления мощности блоками питания без преобразования частоты.

Для таких устройств требование к питанию «без разрыва синусоиды» более актуально, так как конденсатор, находящийся в составе блока питания, несет функцию сглаживающего фильтра, а не накопителя энергии, как у импульсных блоков. Поскольку работоспособность информационных и ТК-систем определяется по совокупности работоспособности всех устройств, то требование к питанию «без разрыва синусоиды» становится актуальным при организации электроснабжения всего комплекса технических средств информационных и ТК-систем с различными блоками питания.