СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РАЗНЕСЕННЫХ НА МЕСТНОСТИ СРЕДСТВ СВЯЗИ

Полезная модель относится к устройствам преобразование энергии переменного тока в энергию постоянного тока на выходе и может быть использовано для питания удаленных от основного источника множества потребителей, например средств связи,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является система электропитания, содержащая вторичный источник электропитания, размещенный в металлическом корпусе, с прикрепленными к нему входным и выходным электрическими разъемами, служащими для соединения входных и выходных выводов вторичного источника электропитания с выводами основной аппаратуры, корпус имеет отверстия для установки элементов крепления системы электропитания к объектам крепления основной аппаратуры, а вторичный источник электропитания содержит преобразователь переменного напряжения в переменное, одни из выходов которого через блок выпрямления и фильтрации соединены с входами блока стабилизации, выходы которого образуют выходные выводы источника электропитания, служащие для питания нагрузки разнополярными, постоянными, стабилизированными напряжениями различных уровней, трехфазный преобразователь, выходные выводы которого образуют выходные выводы вторичного источника электропитания, служащие для питания нагрузки трехфазным напряжением, при этом преобразователь переменного напряжения в переменное состоит из блока ключевого стабилизатора, блока силового инвертора и блоков пуска и защиты, при этом входом ключевого стабилизатора являются входные выводы вторичного источника электропитания, выход ключевого стабилизатора через дроссель сглаживающего фильтра соединен с входом питания блока силового инвертора, содержащего задающий генератор, усилитель мощности и выходной трансформатор, одни из выводов обмоток которого являются упомянутыми одними из выходов преобразователя переменного напряжения в переменное, вход блока ключевого стабилизатора соединен с входом блока пуска, запускающего задающий генератор блока силового инвертора при включении вторичного источника электропитания и переключающего его на питание от блока ключевого стабилизатора при выходе на рабочий режим, при этом выход блока пуска подключен к входу питания задающего генератора блока силового инвертора, а вход трехфазного преобразователя, преобразующего однофазное переменное напряжение в трехфазное, подсоединен к вторым выводам обмоток выходного трансформатора, при этом в блоке трехфазного преобразователя имеются датчики сигнала аварии, являющиеся входом блока защиты, выключающего при появлении сигнала аварии задающий генератор
блока силового инвертора, выходом соединенный с управляющим входом блока ключевого стабилизатора, при этом корпус выполнен в виде прямоугольной крышки, присоединенной к прямоугольному плоскому основанию с торцевыми стенками, служащими для прикрепления входных и выходных электрических разъемов, а отверстия для установки элементов крепления системы электропитания к объектам крепления основной аппаратуры сделаны в основании, при этом в боковых стенках крышки предусмотрены вертикальные полукруглые, выдавленные внутрь корпуса выборки, расположенные соответственно каждому из двух отверстий основания, имеющихся на каждой из двух его боковых (см. RU 18443 U1, кл. 7 G01F 1/56, Н02М 7/00)
Недостатком известной системы являются невозможность запитки множества удаленных друг от друга и от места размещения основной аппаратуры узлов средств связи, так как передача питающих напряжений низких величин на сравнительно большие расстояния, например, 3 км приводит к неизбежным потерям в линиях передачи, а повышение напряжения в линии передачи питающего напряжения невозможно ввиду работы нагрузок, которыми являются, например, оборудование средств связи, в том числе сотовой, размещенное на местности со значительным удалением друг от друга и от основного оборудования, рассчитанно на низкие значения питающих напряжений, в частности на номинальное напряжение 48 В.
Кроме того, следствием возможных перебоев входного напряжения являются перебои и выходного питающего напряжения, что снижает качество работы системы.
Задачей изобретения является обеспечение возможности питания удаленных и распределенных на местности множественных потребителей.
Техническим результатом является снижение потерь при передаче питающих напряжений к распределенным на местности потребителям, а также повышение качества выходного питающего напряжения за счет снижения зависимости выходного питающего напряжения от перебоев входного сетевого напряжения.
Указанный результат достигается тем, что в систему электропитания разнесенных на местности средств связи, содержащую основную аппаратуру с выходами питания и вторичный источник электропитания снабженный преобразователем переменного напряжения в постоянное, входными и выходными выводами, размещенный в металлическом корпусе, который имеет элементы крепления, введены промежуточный повышающий преобразователь напряжения, с формированием питающего переменного напряжения не менее 660 В, а основная аппаратура представляет собой бесперебойный источник питания, выходы которого соединены с входами промежуточного преобразователя, выходы которого соединены через соединительный кабель с входами
вторичного источника питания, выходы которого подключены к входам соответствующего узла средств связи, при этом промежуточный преобразователь выполнен с возможностью параллельного подключения до 4-х соединительных кабельных линий длиной каждой до 3-х км.
Кроме того: - вторичный источник питания выполнен с возможностью подключения до трех узлов средств связи,
- вторичный источник питания выполнен с возможностью крепления на мачте, для установки оборудования средств связи,
- основная аппаратура представляет собой бесперебойный источник питании и включает понижающий преобразователь напряжения и аккумулятор,
- входы питания основной аппаратуры подключены к сети 220 В или 380 В,
- промежуточный преобразователь напряжения включает последовательно соединенные преобразователь постоянного напряжения 48 В в переменное напряжение 220 В и повышающий преобразователь переменного напряжения 220 В в переменное напряжение не менее 660 В,
- вторичный источник питания включает последовательно соединенные понижающий преобразователь переменного напряжения в переменное напряжение 220 В и преобразователь переменного напряжения 220 В постоянное напряжение,
- корпус вторичного источника питания выполнен с возможностью размещения внутри него соединителей сигнальных линий связи с соответствующими входами и выходами узлов средств связи.
Полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на Фиг.1. показана функциональная схема системы электропитания разнесенных в пространстве узлов средств связи, на Фиг.2. - поясняющая схема размещения системы питания разнесенных в пространстве узлов средств связи.
Система электропитания разнесенных на местности средств связи, содержит основную аппаратуру 1 с выходами питания и вторичный источник 2 электропитания снабженный преобразователем 3 переменного напряжения в постоянное, входными и выходными выводами, размещенный в металлическом корпусе 4, который имеет элементы 5 крепления, промежуточный повышающий преобразователь 6 напряжения, с формированием питающего переменного напряжения не менее 660 В, а основная аппаратура представляет собой бесперебойный источник питания выходы которого соединены с входами промежуточного преобразователя, выходы которого соединены через соединительную кабельную линию 7 с входами вторичного источника питания, выходы которого подключены к входам соответствующего узла 8 средств связи, при этом промежуточный преобразователь
выполнен с возможностью параллельного подключения до 4-х соединительных кабельных линий длиной соединительного кабеля каждого вторичного источника питания до 3-х км.
Вторичный источник питания выполнен с возможностью подключения до трех узлов средств связи с возможностью крепления его корпуса на мачте 9, на которой установлено соответствующее средство связи.
Основная аппаратура подключена своими входами к сети 220 В и представляет собой бесперебойный источник питания, который включает понижающий преобразователь 10 напряжения и аккумулятор 11.
Промежуточный преобразователь напряжения включает последовательно соединенные преобразователь 12 постоянного напряжения 48 В в переменное напряжение 220 В и повышающий преобразователь 13 переменного напряжения 220 В в переменное напряжение не менее 660 В.
Вторичный источник питания включает последовательно соединенные понижающий преобразователь 14 переменного напряжения в переменное напряжение 220 В и преобразователь переменного напряжения 220 В постоянное напряжение номинальным значением 48 В. При этом в зависимости от конкретного расположения оборудования средств связи и удаления его от ввода кабеля 660 В, в вторичном источнике питания могут быть использованы лишь стабилизированный выпрямитель или питание постоянного тока может подаваться непосредственно на оборудование средств связи с выпрямителя предыдущего вторичного источника питания с распайкой соединения в корпусе соответствующего источника вторичного питания.
Распределение линий электропитания и сигнальных линий связи на четыре направления осуществляется в распределительном шкафу 15, содержащем необходимы наборы клемных колодок.
Основная аппаратура имеет также вход сигнальной линии 16, которая тянется совместно линией электропитания и соединяется с соответствующими входами оборудования средств связи. При этом корпус вторичного источника питания выполнен с возможностью размещения внутри него соединителей сигнальных линий связи с соответствующими входами и выходами узлов средств связи, а кабель кабельной линии включает помимо питающих также сигнальные жилы, например оптоволоконные.
На схемах Фиг.1 и Фиг.2 связи между выходами и входами отдельных узлов обозначены условно в виде направления конкретной связи.
Система электропитания разнесенных на местности средств связи работает следующим образом.
Сетевое напряжение 220 В переменного тока подается на входы преобразователя 10
переменного напряжения 220 В в постоянное напряжение номинальной величины 48 В, параллельно выходам которого включена аккумуляторная батарея 11, которые входят в состав основной аппаратуры. Аккумуляторная батарея совместно с преобразователем позволяют исключить влияние кратковременных перебоев сетевого напряжения на качество выходного питающего напряжения и таким образом представляют собой источник бесперебойного питания.
Постоянное напряжение номинальной величины 48 В с выхода основного оборудования преобразуется в промежуточном преобразователе 6 в переменное напряжение величиной 660 В в два этапа: на первом этапе в преобразователе 12 получают переменное напряжение 220 В, из которого с помощью повышающего трансформатора преобразователя 13 получают переменное напряжение 660 В, которое подается через кабельную линию 7 на входы вторичного источника питающего напряжения. Длина кабельной линии, в зависимости от удаления конкретных узлов средств связи, может составлять 3 км. Входами вторичного источника питания являются входы понижающего трансформатор 14 вторичного источника питания.
Повышение напряжения в кабельной линии связи до величины 660 В необходимо для снижения потерь в кабельной линии, мощность которых определяется выражением
2
P=IR,
где: I - ток, протекающий по кабельной линии,
R - сопротивление кабельной линии.
2
Ввиду того, что вторичный источник питания обладает конечным сопротивлением, то удлинение кабельной линии связи при постоянном сечении кабеля следствием чего является возрастание падения напряжения на кабельной линии, приводит к снижению мощности, выделяемой на входе вторичного источника питания и после некоторого порогового значения длины кабельной линии - к невозможности получения необходимой мощности на нагрузке. Для снижения активных потерь в кабельной линии связи напряжение на ее входе повышают. Величина напряжения на входе кабельной линии для снижения потерь до приемлемой величины при использовании стандартного кабеля связи сечением 2,5 мм, длиной до 3-х км. и использовании стандартной элементной базы должно составлять не менее 660 В.
Вторичный источник питания помимо понижающего преобразователя переменного напряжения до 220 В включает стабилизированный преобразователь переменного напряжения 220 В в постоянное напряжение номинальной величины 48 В, необходимое для питания узлов средств связи - приемо-передающего оборудования.
В конце кабельной линии могут быть подключено до трех узлов средств связи, запитка
которых осуществляется через соответствующие вторичные источники питания. При этом во втором и третьем вторичных источниках питания, включенных на конце кабельной линии связи могут в зависимости от расположения оборудования связи быть использованы либо оба преобразователя 14 и 3 вторичного источника питания, либо лишь преобразователь переменного напряжения в постоянное на вход которого подается напряжение 220 В с выхода преобразователя 14 предшествующего источника вторичного питания.
Промежуточный преобразователь выполнен из расчета такого нагрузочного тока, что к его выходам могли бы быть подключены до четырех кабельных линий для питания разнесенных в пространстве средств связи.
Таким образом, основная аппаратура, подключенная к сети 220 В обеспечивает формирование независимого от кратковременных перебоев сети постоянное номинальное напряжение 48 В, которое затем преобразуется в промежуточном преобразователе в переменное напряжение 660 В и подается на вход кабельной линии связи длиной до 3-х км. Повышенное напряжение 660 В обеспечивает приемлемый уровень потерь в кабельных линиях и далее преобразуется во вторичных источниках питания, установленных в корпусах закрепленных на мачтах, в требуемое постоянное напряжение номинальной величины 48 В для питания разнесенного на местности оборудования средств связи.
Все узлы системы электропитания разнесенных на местности средств связи могут быть выполнены с использованием стандартной элементной базы и стандартных методов металлообработки для изготовления корпусных деталей.
Система электропитания обеспечивает питание удаленных от основной аппаратуры множества потребителей - оборудование средств связи за счет снижения потерь при передаче питающих напряжений к распределенным в пространстве потребителям, а также повышения качества выходного питающего напряжения за счет снижения зависимости качества выходного питающего напряжения от перебоев входного сетевого напряжения