Тиристорные устройства для питания автоматических телефонных станций

Содержание Задание к дипломному проекту 2 Введение 6 1 Электропитающие устройства АТС 9 1.1. Электрические машины постоянного тока 9 1.2. Электрические машины переменного тока 9 1.3. Трансформаторы 10 1.4. Источники вторичного питания 11 1.5. Вентили 12 1.6. Аккумуляторы 14 1.7. Выпрямители 14 1.8. Преобразователи постоянного тока 22 1.9. Электохимические элементы 23 1.10. Непосредственные преобразователи энергии 24 1.10.1. Термоэлектрические генераторы 24 2. ВУТ 26 2.1. Технические данные 27 2.2. Силовая часть 33 2.3. Система управления 35 2.4. Конструкция 38 3. Управляемые выпрямители на тиристорах 40 3.1. Тиристоры 42 4. Расчет управляемого выпрямителя на тиристорах 53 5. Экология 61 5.1. Защита от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты 61 5.2. Защита от радиоактивных излучений 64 6. Охрана труда 68 6.1. Санитарные нормы 68 6.2. Организация рабочего места 69 6.3. Освещение рабочего места 71 6.4. Электробезопасность 74 6.5. Шум и вибрация 77 6.6. Микроклимат рабочей зоны 80 6.7. Пожарная безопасность 80 6.8. Особенности тушения пожара в электроустановках 82 6.8.1. Огнетушители 83 6.9. Защита от воздействия электромагнитного поля 85 6.10. Режим работы 88 7. Экономика 90 7.1. Экономическое обоснование внедрения тиристорного выпрямителя типа ВУТ 90 7.2. Капитальные вложения 90 7.3. Эксплуатационные расходы 92 7.4. Прибыль 93 Литература 96

Введение
 
Курс «Электропреобразовательные устройства РЭС»является одной из первых инженерных дисциплин специальности «Радиотехника»,обеспечивающей подготовку радиоинженера в области силовых радиоэлектронныхустройств, входящих в комплекс радиоэлектронных средств (РЭС) различногоназначения.
Особенностью курса является то, чторадиоинженеру независимо от его узкой специализации приходится не тольковыбирать, но и проектировать силовые устройства РЭС, такие, как стабилизирующиеисточники вторичного электропитания (ИВЭП) и их функциональные звенья(стабилизаторы напряжения и тока, преобразователи напряжения и т. д.).
Изучение этих общих для РЭС различного видаустройств, которые не связаны с формированием, усилением и обработкой колебанийрадиочастоты, а служат для обеспечения работоспособности функциональных звеньевсистемы, решающих радиотехнические задачи, и составляет содержание курса«Электропреобразовательные устройства РЭС».
Круг электрических преобразователей,используемых в радиоэлектронике, достаточно широк. Так, электрическийвыпрямитель применяется для преобразования энергии переменного электрическоготока, потребляемой от сети, в энергию постоянного электрического тока,требующуюся для питания РЭС. Преобразователи энергии постоянного электрическоготока в энергию переменного тока называют инверторами. Устройства,питающиеся от сети постоянного тока и создающие на своем выходе такжепостоянный ток, но с другим напряжением, называют преобразователями напряжения(конвертерами). На переменном токе аналогичную задачу решают с помощьютрансформаторов.
Когда необходимо поддержаниепостоянства выходного напряжения (тока), применяют стабилизаторы напряжения(тока). Используют как стабилизаторы постоянного напряжения (тока), так истабилизаторы переменного напряжения (тока).
Преобразователями электрическойэнергии в механическую являются электрические двигатели, которые в радиотехникепозволяют осуществить перемещение антенн, а также настройку узлов РЭС и др.Обратное преобразование механической энергии в электрическую происходит вэлектрических генераторах, которые в некоторых радиоэлектронных системах являютсяпервичными источниками электрической энергии для электропитания входящих вданную систему средств.
Характеристики электропреобразовательных устройствотражаются на характеристиках самих РЭС. Прежде всего, это относится кмассогабаритным показателям (часто ИВЭП составляют до 60 % массы и объемааппаратуры), а также к надежности функционирования. Неисправности илинеправильная работа источника приводят к полному отказу в работе РЭС. Именно поэтим причинам проектирование источников вторичного электропитания проводятрадиоинженеры.
Важными являются также и вопросыэлектромагнитной совместимости электропреобразовательных устройств с РЭС кактой системы, в которой они используются, так и с РЭС других систем, работающиходновременно с первой.
Целью настоящего курса являетсяознакомление студентов с принципами построения эффективных преобразовательныхустройств и методами проектирования их основных узлов с учетом конкретныхтребований к РЭС.
Количественный рост различныхрадиоэлектронных устройств и устройств связи, все более широко применяющихся вразличных отраслях народного хозяйства, связан с увеличением потребляемойсуммарной мощности источников электропитания. Разработка и созданиерациональных источников электропитания становится актуальной проблемой.
Рассмотрение начинается сэлектрических машин и трансформаторов, так как они широко применяются ваппаратуре предприятий связи.
В главах, посвященных источникамвторичного электропитания, рассмотрена их работа, даны структурные схемы, атакже расчетные соотношения для отдельных функциональных узлов. Подробноразобраны проблемы проектирования источников вторичного электропитания иприведены расчеты выпрямителей (на емкостную и индуктивную нагрузку),стабилизаторов параметрического и компенсационного типов на полупроводниковыхприборах.
В разделе по электрохимическимисточникам питания рассмотрены принципы действия гальванических элементов иаккумуляторов. Для преобразователей энергии приведены технические данные.Описание организации электроснабжения и особенностей распределения энергии,передающих и приемных радиоцентров, а также оборудования подстанций включаетнеобходимый иллюстративный материал.
Защита источников вторичногоэлектропитания в настоящее время приобретает важную роль из-за использования вних полупроводниковых приборов, весьма чувствительных к перегрузкам. Поэтомубольшое внимание уделено способам и схемам защиты источников вторичногоэлектропитания.1.  Электропитающиеустройства АТС.
1.1. Электрическиемашины постоянного тока.
Электрические машины, используемые втехнике связи, при всем их разнообразии подразделяются на две группы:
1)генераторы — электрические машины,с помощью которых вырабатывается электрическая энергия;
2)двигатели — электрические машины, спомощью которых электрическая энергия преобразуется в механическую.
Принцип действия электрическогогенератора основан на законе электромагнитной индукции, который формулируетсятак: «При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего проводящий контур,в этом контуре наводится электродвижущая сила (ЭДС)». Использование этой ЭДСпозволяет преобразовывать механическую энергию в электрическую.
Если магнитный поток пересекаетпроводник, по которому течет электрический ток, то на этот проводник будетдействовать механическая сила, это позволяет преобразовывать электрическуюэнергию в механическую. Электрическая машина, работающая на этом принципе,является двигателем.
По виду потребляемой иливырабатываемой электрической энергии электрические машины подразделяются намашины постоянного и переменного тока.
1.2.Электрические машины переменного тока.
 
Электрические машины переменного токаподразделяются на синхронные и асинхронные. У синхронных машин частота вращенияротора определяется выражением:
n=/>, т. е. число оборотов в минуту п ичастота  f  в герцах наводимой ЭДС связаны между собой прямо пропорциональнойзависимостью (частота вращения ротора и частота наводимой ЭДС синхронны);  р- число пар полюсовмашины. Синхронные машины наиболее часто используются в качестве генераторов.Синхронные двигатели менее распространены, и их используют там, где требуетсяпостоянство частоты вращения при изменении нагрузки, а также в качествекомпенсаторов для повышения коэффициента мощности электрических систем.
У асинхронных машин нет синхронностимежду частотой вращения ротора и частотой вращения магнитного поля. Асинхронныемашины чаще используют в качестве двигателей.1.3. Трансформаторы.
 
Трансформатором называетсястатическое электромагнитное устройство, с помощью которого происходитпреобразование переменного напряжения одних параметров в переменное напряжениедругих параметров. В общем случае трансформатором преобразовывается не тольковеличина напряжения, но и его форма, частота и т. д. Но наибольшее применениенаходят трансформаторы, в которых переменное напряжение преобразовывается повеличине в напряжение, необходимое для питания той или иной установки. Этитрансформаторы называются трансформаторами питания (силовыми трансформаторами).Кроме трансформаторов питания существуют специальные трансформаторы — автотрансформаторы, измерительные трансформаторы, пик-трансформаторы и др. Внастоящей главе рассматриваются лишь трансформаторы питания устройств связи ирадиотехнических устройств.
Трансформаторы можно классифицироватьпо различным признакам. Различают их по мощности: маломощные (десяткивольт-ампер), средней (сотни вольт-ампер), и большой мощности (до несколькихтысяч киловольт-ампер); по конструкции: броневые, стержневые, бронестержневые,тороидальные; по числу фаз: однофазные, многофазные; по виду охлаждения: сестественным, воздушным и с масляным охлаждением.
Трансформаторы, питающиеся отоднофазной сети переменного тока, называются однофазными, от трехфазной — трехфазными.
Как правило, при питании маломощныхпотребителей применяются однофазные трансформаторы питания, а в мощных питающихустановках применяются трехфазные или многофазные трансформаторы.
1.4. Источники вторичного электропитания.
Источникиэлектропитания подразделяются на первичные и источники вторичногоэлектропитания (ИВЭ). К первичным относятся непосредственные преобразователиразличных видов энергии в электрическую, а к источникам вторичногоэлектропитания — преобразователи электрической энергии одного вида вэлектрическую энергию другого вида.
В качестве первичных источниковприменяются: энергосистема с тем или иным номинальным напряжением (сетьпеременного или постоянного тока), химические источники тока (гальваническиеэлементы, батареи), термо- и фотоэлектрические, акустические, топливные, биологические,атомные, механические преобразователи энергии в электрическую.
Наибольшее применение из первичныхисточников электроэнергии имеет сеть переменного тока, а из источниковвторичного электропитания — выпрямители, стабилизаторы и преобразователи.
С помощью выпрямителя энергияпеременного тока преобразуется в энергию постоянного тока. Ввиду разнообразиярадиоэлектронной аппаратуры схемные и конструктивные решения выпрямителейразличны. Выпрямители могут быть выполнены в виде отдельного блока, стойки илимогут входить в общую конструкцию изделия (усилителя, приемника и т. д.).
Основное назначение стабилизатора — поддерживатьпостоянным выходное напряжение или ток в нагрузке. Стабилизатор с выпрямителемобразует стабилизированный источник вторичного питания. Преобразователи,применяемые в источниках питания, служат в основном для преобразованиянапряжения постоянного тока в напряжение переменного тока или напряжениепостоянного тока другого номинала.
1.5.Электрические вентили и их параметры.
 
Как выше отмечалось, дляпреобразования переменного тока в постоянный необходим прибор с односторонней(вентильной) электрической проводимостью. Такие приборы называются вентилями. Взависимости от принципа действия вентили можно подразделить на механические иэлектрические. Механические вентили в радиоаппаратуре практически неприменяются в силу присущих им недостатков: громоздкость конструкции, наличиеконтактов, работа которых вызывает значительные электрические помехи как вцепях питания, так в цепях радиоаппаратуры, относительно малая надежность.
Для питания радиоустройствприменяются электрические вентили. По характеру проводимости и способувоздействия на пропускаемый ток электрические вентили делятся наэлектровакуумные (кенотронные, ионные или газоразрядные) и полупроводниковые,управляемые и неуправляемые.
/>
Рис. 1.1. Вольтамперная характеристика идеальноговентиля (а), реального (б).
Основные свойства любого вентиляхарактеризуются с помощью вольтамперной характеристики, представляющей собойзависимость тока от напряжения, приложенного к вентилю I=f(U). На рис. 1.1, аизображена вольтамперная характеристика идеального вентиля. Из этойхарактеристики видно, что при сколь угодно малом приложенном напряжении Uпр ток черезидеальный вентиль течет только в одном направлении. Это объясняется тем, чтосопротивление идеального вентиля в прямом направлении будет равно Riпр=0. При любых обратных напряжениях Uобр вентиль имеет сопротивление Riобр =µ.
Реальный вентиль имеет вольтампернуюхарактеристику, показанную на рис. 1.1, б, из которой видно, что при обратныхнапряжениях, близких к пробивному Uпроб.ток через вентиль в обратном направлении может быть значительным, асопротивление в прямом направлении не равно нулю.1.6. Аккумуляторы
В аккумуляторах происходит превращениеэлектрической энергии в химическую, а затем — химической в электрическую.Аккумуляторы не производят электрическую энергию, они ее лишь накапливают призаряде и расходуют на подключенную нагрузку при разряде. Процесс отдачинакопленной энергии основан на обмене электронов между электродами при активномучастии электролита. В электропитании устройств связи находят применениекислотные и щелочные аккумуляторы.
1.7. Выпрямители и фильтры.
 
Электрический выпрямительшироко применяют как наиболее универсальный преобразователь переменного тока впостоянный.
Выпрямление в электрическомвыпрямителе достигается вследствие включения в его состав электрическоговентиля, который пропускает ток преимущественно в одном направлении, (рис. 1.2, а).
При рассмотрении процессоввыпрямления характеристику вентиля идеализируют, представляя ее (рис. 1.2, б) линейной ломаной кривой 1 (идеальный вентиль), 2 (идеализированныйвентиль с потерями) или 3(идеализированный вентиль с потерями и порогомвыпрямления).
В качестве вентилей в настоящее времяприменяют в основном полупроводниковые диоды. Порог выпрямления кремниевыхдиодов лежит в пределах 0,4-0,8 В, а германиевых 0,15-0,2 В. Для низковольтныхвыпрямителей (выпрямленное напряжение менее 10 В) порог выпрямления кремниевыхвентилей составляет заметную часть выходного напряжения; его следует учитыватьпри расчетах, выбирая в качестве расчетной модель вентиля с порогомвыпрямления. Для выпрямителей с выходным напряжением более 10 В можно проводитьрасчет и на основе модели вентиля без порога выпрямления.
Угол наклона спрямленнойхарактеристики вентиля с потерями определяет внутреннее сопротивление вентиля  rв.
Значения сопротивлений rв, применяемых в настоящее время вентилей,составляют от десятков (слаботочные диоды) до долей Ом (сильноточные диоды).
Прямой ток вентиля ограничен егоразогревом из-за потерь электрической мощности, пропорциональных падениюнапряжения на вентиле. При обратном напряжении вентиль пропускает хотя и малый,но отличный от нуля обратный ток. Этим током, как правило, пренебрегают.
Следует отметить, что малый обратныйток соответствует обратному напряжению, не превосходящему некоторого значения.За этим пределом обратный ток резко возрастает и вентиль пробивается. Этообстоятельство ограничивает значение обратного напряжения, которое может бытьприложено к вентилю.
Схема простейшего электрическоговыпрямителя (рис. 1.3) содержит трансформатор,вентили и нагрузку.
Трансформатор необходим для преобразованиянапряжения сети в напряжение, удобное для дальнейшего выпрямления игальванической развязки нагрузки выпрямителя от сети.
В общем случае трансформатор имеет m1 обмоток (фаз) в первичной цепи и  m  фазво вторичной цепи.
В приведенной схеме как первичные,так и вторичные обмотки соединены звездой. В подавляющем большинстве схемвторичные обмотки именно так и соединяют. Что же касается первичных обмоток, тоони могут соединяться и в многоугольник.
/>
Рис.1.2. Вольт-ампернаяхарактеристика вентиля.
Рис.1.3. Вентиль.
К концу каждой из вторичных обмоток подсоединенанод вентиля. Катоды всех вентилей подсоединены к сборной шине, которая иявляется одним (в данном случае положительным) выводом выпрямителя. Второйвывод выпрямителя (отрицательный) берут от средней точки звезды вторичных обмотоктрансформатора. К этим выводам и подключают нагрузку выпрямителя.
Из-за нелинейности характеристиквентилей ток в каждой из вторичных обмоток может проходить только в однусторону. Через нагрузку проходит суммарный ток всех фаз (вентилей) вторичной обмотки,имеющий значительную постоянную составляющую (выпрямленный ток).
Если изменить полярность включениявсех вентилей на обратную, т. е. подсоединить их катодами к концам вторичныхобмоток, а анодами к сборной шине, то выпрямленное напряжение изменит своюполярность.
Для уменьшения переменных составляющих в выходномнапряжении между нагрузкой и выпрямителем включают фильтр, называемыйсглаживающим. Необходимость в фильтре вызвана тем, что мгновенная мощностьпеременного тока пульсирует во времени, а мгновенная мощность постоянного токанеизменна. Следовательно, для получения на выходе постоянного тока ввыпрямителе должен быть элемент, запасающий избыток (по отношению к среднемузначению) мощности в те моменты, когда мощность переменного тока близка к максимуму,и отдающий этот запас в нагрузку в моменты, соответствующие минимуму мгновенноймощности переменного тока.
Накопление (запасание) мощности можноосуществить лишь в реактивных элементах (катушках индуктивности иликонденсаторах), поэтому фильтр должен содержать в своем составе хотя бы одинтакой элемент.
/>
Рис. 1.4 Схемывыпрямителей, содержащих один накопительный элемент.
Из двух схем выпрямителей, содержащиходин накопительный элемент (рис. 1.4, а,б), практическое применение находит лишь схема с конденсатором.
У схемы с дросселем нельзя получитьмалое выходное сопротивление для переменных составляющих тока нагрузки. Связаноэто с тем, что индуктивность дросселя L, по которому проходит весь ток нагрузки, для хорошего сглаживанияпульсаций должна быть значительной. А при большой индуктивности дросселя на немвозникают большие падения напряжения при изменениях тока нагрузки.
С целью получения малого выходногосопротивления фильтра для переменных составляющих тока нагрузки его схемуусложняют, включая второй реактивный элемент-конденсатор C (рис. 1.4, в).
Аналогичный фильтр длядополнительного сглаживания пульсаций (дроссель L и конденсатор С) можно подключать и к выпрямителю семкостным накопителем (рис. 1.4, б).
Его схема для последнего случаяпоказана на рис. 1.4, г.
Чем больше число фаз выпрямленногопеременного напряжения, тем чаще и с меньшей амплитудой пульсирует мгновеннаямощность переменного тока. Поэтому в многофазном выпрямителе снижается какзапасаемая в реактивностях фильтра мощность, так и время, на которое оназапасается, что. приводит к уменьшению габаритов и массы накопительныхэлементов.
При увеличении частоты переменногонапряжения сокращается время, на которое запасается энергия в фильтре, чтопозволяет опять-таки уменьшить размеры и массу фильтра.
При большом числе фаз выпрямляемогонапряжения можно добиться достаточно качественного выпрямления и без фильтра.
Включение того или иного фильтра навыход выпрямителя существенно сказывается на процессах, происходящих в самойвыпрямительной схеме (вентилях и трансформаторе). Это объясняется тем, что цепипостоянного и переменного токов в электрическом выпрямителе связаны черезвентили. Поэтому включение реактивного элемента в цепь постоянного токавыпрямителя сказывается на значении и форме тока в обмотках трансформатора, т.е. в цепи переменного тока.
Характер процессов в выпрямителезадается тем реактивным элементом, который создает основное сопротивление переменнойсоставляющей выпрямленного тока. Прочие реактивные элементы фильтра не меняюткартины процесса, а сказываются лишь на некоторых его количественныххарактеристиках.
Именно поэтому практически одинаковыформа и значения токов в обмотках трансформатора у схем, приведенных на рис. 1.4, б, г, так как на конденсаторе Св последней схеме получается уже практически выпрямленное напряжение (егоемкость большая) и дроссель L создает лишьнесколько большее постоянство тока разряда конденсатора С1.Поэтому конденсатор С1 относят к выпрямителю, а дроссель L, и конденсатор C2 рассматривают какотдельные фильтрующие звенья.
Все схемы выпрямителей можно разбить на две группы,отличающиеся друг от друга характером реактивности первого элемента фильтра и,следовательно, формой токов в обмотках трансформатора. Эти группы следующие:
а) выпрямитель, нагрузка которого начинается синдуктивного элемента (рис. 1.4, в);
Выпрямленное напряжение E0-напряжение на выходных зажимах выпрямителя — содержит не только постояннуюсоставляющую E0, но и ряд гармоник выпрямляемого переменного напряжения (рис. 1.5), т. е. пульсирует. Коэффициентом пульсацийназывают отношение пикового напряжения переменной составляющей выпрямленногонапряжения Em к его постоянной составляющей E0:
kп=Em/E0=(e0max-e0min)/(2E0)           (1.1.)
Представив выпрямленноенапряжение рядом Фурье, т. е. как сумму постоянной составляющей и ряда гармоникс амплитудами Еmk, можно оценить качествовыпрямления по коэффициентам пульсаций для каждой из гармоник:
kпr=Emk/E0              (1.2.)
Такая оценка удобна в томслучае, когда в результате последующей фильтрации выпрямленного напряжениябольшая часть гармоник сильно ослабляется и на нагрузке оказываются отличнымиот нуля лишь напряжения одной или двух гармоник.
К преимуществам электрическоговыпрямителя относятся: универсальность принципа преобразования, заключающегося втом, что он пригоден для получения как высоких, так и малых напряжений и токов;значительный КПД преобразования; относительно небольшие габариты и масса;возможность выпрямления переменных токов повышенной частоты; отсутствиеподвижных частей и, следовательно, быстроизнашивающихся и вибрирующих деталей,а также переключаемых контактов и связанных с переключением искрения иистирания контактов; малый уровень радиопомех; значительный срок службы ивысокая надежность; отсутствие при работе шума, выделения газов и дыма; не критичностьк условиям эксплуатации; относительно низкая стоимость.
Вместе с тем электрическомувыпрямителю свойственны и недостатки:
чувствительность к изменению значения и формывыпрямляемого напряжения; необходимость фильтрации выходного напряжения;относительная сложность защитных устройств.
Рассмотрение процессов ввыпрямительных схемах, проводимое далее, имеет своей целью не всестороннееописание этих процессов, а только получение расчетных соотношений. Поэтомусначала нужно определить цель электрического расчета, а затем, следуя этойцели, строить расчетные формулы.
Выпрямитель в основном собирают изготовых изделий. Только трансформатор и дроссель фильтра не являются покупнымиузлами, входящими в выпрямитель, но и их выполняют на типовых сердечниках сиспользованием нормализованных обмоточных проводов.
/>
Рис.1.5. Гармоники выпрямленногонапряжения.
При проектировании выпрямителясначала выбирают готовые изделия (вентили, конденсаторы), а затем проверяют ихрежимы работы. Если электрический режим выбранных изделий удовлетворяетпаспортным данным и запасы по предельным показателям приемлемы, то считают, чтопервый этап завершен успешно. После этого определяют исходные данные длярасчета трансформаторов и дросселей и, проведя их расчет, уточняют показателирежима, полученные на первом этапе. В заключение рассчитывают показателивыпрямительного устройства.
Если же по каким-либо причинамэлектрические режимы, оцененные на первом этапе, оказываются неприемлемыми(перегрузка, большие запасы по предельным показателям), то подбирают другиеизделия с более подходящими параметрами и снова проводят расчет выпрямителя.
Таким образом, расчетные формулыиспользуются дважды: на первом этапе проектирования — выборе готовых изделий — как ориентировочные, а на втором этапе — расчете показателей — как поверочные.Ни в том, ни в другом случае не требуется высокой точности расчета. Сначалаформулы используются для прикидки, а затем для оценки запасов по режимам.Поэтому в дальнейшем выводить будем только те формулы, которые определяютповеряемые показатели режимов. Они должны быть упрощенными, с точностью не ниже10 %, что удовлетворяет целям поверки.
Режим электрических вентилейхарактеризуют средним прямым выпрямленным током, максимальными значениямипрямого тока и обратного напряжения. Помимо этих величин для последующеготеплового расчета необходимо определить и мощность, выделяющуюся в виде теплотыв вентиле, которая пропорциональна действующему значению тока, проходящемучерез вентиль.
Режим работы электрическихконденсаторов характеризуют максимальным рабочим постоянным напряжением,которое должно быть (с определенным запасом) ниже пробивного, и значениемпеременной составляющей напряжения, которая должна быть меньше допустимой дляданного типа конденсатора.
Для расчета трансформатора и дросселянеобходимо знать напряжения на их обмотках, действующие значения токов вобмотках и постоянный ток подмагничивания.
1.8. Преобразователи постоянного тока.
 
Если в качестве первичныхисточников питания применяются аккумуляторы, гальванические элементы,термогенераторы, атомные и солнечные батареи, т. е. источники, чаще всегоиспользуемые для питания нестационарной аппаратуры, то возникает необходимостьпреобразования постоянного напряжения одного номинала в постоянное илипеременное напряжение другого номинала. Эти напряжения можно получить отнескольких источников постоянного напряжения или от одного источника черезгасящие резисторы и резисторы-делители. Неприемлемость этих способов очевиднаиз-за малого КПД, больших габаритов и массы. Эти причины и вызвали появлениеразличных преобразователей постоянного тока электромашинных (умформеров),вибрационных и полупроводниковых.
В настоящее время полупроводниковыепреобразователи практически вытеснили электромашинные и вибрационные из-засвоих малых габаритов и массы, большого срока службы, высокого КПД (до 85-90%),высокой надежности, большой механической прочности и ряда других преимуществ.
К недостаткам полупроводниковыхпреобразователей следует отнести подверженность влиянию температуры окружающейсреды.1.9. Электрохимические источники тока
 
Гальванические элементыявляются первичными химическими источниками, в которых химическая энергиянепосредственно преобразуется в электрическую. Их работа основана наиспользовании свойства положительных ионов металлов переходить в растворыкислот и щелочей, называемых электролитами.
Наиболее распространен электролит впастообразном состоянии. При погружении в него металла в результате химическоговзаимодействия атомы металла переходят в электролит, теряя часть своихэлектронов. Поэтому на металлическом электроде возникает избыток электронов иотносительно электролита создается разность потенциалов, которая зависит отхимической активности металла. Таким образом, если в электролит поместить двеметаллические пластины с различной химической активностью, то между ними будетсоздаваться ЭДС, определяемая разностью потенциалов положительного электрода иэлектролита. Металл, менее активный химически, будет иметь более высокийпотенциал относительно металла более активного. Например, если в электролитпоместить медную и цинковую пластины, то положительным электродом будет меднаяпластина, а отрицательным-цинковая. Величина ЭДС зависит от материалаэлектродов и концентрации электролита и не зависит от размеров и конструкцииэлектродов.
Применение находят следующиегальванические элементы: 1) марганцево-цинковые (МЦ), малогабаритные,герметизированные; 2) воздушно-марганцево-цинковые (ВМЦ); 3)окисно-ртутные, отличающиеся постоянством выходного напряжения во времени; 4)медно-окисные с большим сроком службы (до двух десятков лет); 5)ртутно-цинковые (РЦ) малых габаритов; 6) серебряно-окисные исеребряно-цинковые.
Наибольшее применение для питанияаппаратуры связи находят сухие элементы типа МЦ и ВМЦ. Недостатком элементовтипа ВМЦ являются узкий температурный интервал их работы и большаячувствительность к перегрузкам, хотя они по сравнению с элементами МЦ имеютменьшие габариты при одинаковой емкости.
 
1.10.Непосредственные преобразователи энергии.
1.10.1.Термоэлектрические генераторы.
Принцип работы такихгенераторов основан на явлении термоэлектричества, сущность которогозаключается в следующем. Если соединить (спаять) несколько проводников изразных металлов и поддерживать места их соединения при различных температурах T1 и T2,то на свободных концах появится термоэлектродвижущая сила, величина которойсоставит Е = a(T1-T2), где a. - коэффициент, зависящий от материалаконтактируемых проводников.
Образование термо-ЭДС можнообъяснить тем, что в местах контактов проводников с разной температуройсоздается различная концентрация электронов, что приводит  кперемещению электронов из зоны с повышенной концентрацией электронов (горячийспай) в зону с более низкой концентрацией (холодный спай). Перемещениеэлектронов из одной зоны в другую, в свою очередь, приводит к появлениюразности потенциалов. Одновременно с перемещением электронов происходиттеплообмен между горячим и холодным проводниками. Из-за высокойтеплопроводности металлов и низкого значения коэффициента к термо-ЭДС,получаемая при металлических проводниках, очень мала.
Применение полупроводниковыхматериалов с разной проводимостью (типа р и п)позволяет резко увеличить термо-ЭДС. Так, если у чистых металлов коэффициенттермо-ЭДС а. не превышает 100 мкВ на 1° С, то уполупроводников он достигает 1000 мкВ/1° С. Меньшая теплопроводностьполупроводников позволяет получить большую разность T1 — T2, что также увеличивает термо-ЭДС и КПДгенератора.
В настоящее время проводятся работыпо созданию термогенераторов, использующих солнечную энергию, отработанные газыавтомобилей, тракторов, котельных, атомных реакторов и т. д. Промышленностьювыпускаются термоэлектрогенераторы типа УГМ80М с выходной мощностью до 100 Вт,типа УГМ200К и УГМ200Тмощностью до 200 Вт. Последовательно-параллельноевключение термогенераторов УГМ80 позволяет обеспечивать мощность потребителя до200 Вт, а включение УГМ200 — до 3 кВт. Указанные термоэлектрогенераторыснабжены устройством токовой и тепловой защиты.2. Устройство выпрямительное типаВУТ70/600
 
Устройcтвовыпрямительное тиристорное (в дальнейшем именуемое ВУТ) с автоматическойстабилизацией выпрямленных  напряжения и тока предназначается для питанияаппаратуры связи  одновременно с автоматическим зарядом и подзарядом кислотных аккумуляторных батарей, а также для питания аппаратуры связи  безаккумуляторных батарей в статическом режиме работы.
Примечание. Пристатическом режиме работы не допускается, скачкообразное изменение нагрузки наЭПУ более чем на 10% от установленного значения, включение и отключениепараллельно работающих ВУТ, а также работа на импульсную нагрузку и нагрузку,имеющую отрицательное входное сопротивление.
Устройства разработаныследующих типов: ВУТ 31/60 и ВУТ 90/25 — с условной мощностью 2 кВт, ВУТ 31/125и ВУТ 67/60 — с условной мощностью 4 кВт, ВУТ 31/250, ВУТ 67/125, ВУТ 152/50 иВУТ 280/25 — с условной мощностью 9 кВт, ВУТ 31/500 и ВУТ 67/250 — с условноймощностью 16 кВт, ВУТ 70/600 — с условной мощностью 40 кВт.
ВУТ с номинальным напряжением 24Вприменяются для питания аппаратуры линейно-аппаратных цехов (ЛАЦ) междугородныхтелефонных станций (МТС) и обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП) линиймеждугородной телефонно-телеграфной связи, для питания аппаратуры телеграфов ирайонных узлов связи (РУС). ВУТ с номинальным напряжением 60В применяются дляпитания аппаратуры автоматических телефонных станций (АТС) городской телефоннойсети, аппаратуры, междугородной автоматики, питания, аппаратуры телеграфов иРУС. ВУТ 152/50 применяются для питания моторных цепей. ВУТ 280/25. применяютсядля питания резервных цепей РРЛ станций.
ВУТ предназначаются для эксплуатациив закрытых отапливаемых и вентилируемых помещениях с температурой окружающеговоздуха от +5 до +40°С и относительной влажностью его до 80% (при +25°С) приотсутствии в окружающем воздухе вредных примесей, вызывающих коррозию.
 
2.1. Техническиеданные.
Основные электрическиепараметры ВУТ приведены в табл. 1.
Таблица 1 Основныетехнические параметры ВУТ.Тип ВУТ Выходная мощность, кВт Выпрямленное напряжение, В Выпрямленный ток, А Услов-ная Макси-мальная Мини-мальное Номи-нальное Макси-мальное Номи-нальный Мини-мальный 1 2 3 4 5 6 7 8 ВУТ 31/60 2 1,86 22 24 31 60 6 ВУТ 90/25 2 2,25 56 60 90 .25 1,25 ВУТ 31/125 4 3,88 22 24 31 125 12,5 ВУТ 67/60 4 4,2 56 60 70 60 3,0 ВУТ 31/250 9 7,75 22 24 31 250 25 - ВУТ 67/125 9 8,75 56 60 70 125 6,25 ВУТ 31/500 16 15,5 22 24 31 500 50 ВУТ 67/250 16 17,5 56 60 70 250 12,5 ВУТ 70/600 40 42,0 56 60 70 600 30 ВУТ 152/50 9 7,6 126 - 152 50 2,5 ВУТ 280/25 9 7,0 226 - 280 25 2,5
Питание ВУТ осуществляется оттрехфазной сети переменного тока номинальной частоты 50 Гц и номинальногонапряжения 380 или 220 В для ВУТ с условной мощностью 2, 4, 9 кВт и, только — 380В для ВУТ с условной мощностью 16 и 40 кВт. При включении в сеть сноминальным напряжением 380 В к устройству подключается «нулевой» провод сети.
ВУТ выполняют предъявляемые к нимтребования при отклонениях частоты от 105 до 95 % номинального значения инапряжения сети переменного тока от 112,5 до 85% номинального значения.
ВУТ работают в двухрежимах:
— в режиме стабилизации напряжения;
— в режиме стабилизации тока.
РУТ обеспечивают стабилизациювыпрямленного напряжения с точностью ±1 % от установленного значения при одновременномизменении:
напряжения и частоты питающей сети в пределахтока нагрузки в пределах от номинального до минимального  значенийвыпрямленного тока, указанных в табл. 1.
Стабилизированноенапряжение на выходе ВУТ устанавливается в пределах от минимального домаксимального значений, указанных в табл. 1, а для ВУТ 90/25 в пределах от 56до 76 В.
ВУТ обеспечивают стабилизациювыпрямленного тока с точностью 20% от номинального выпрямленного тока приустановке тока в пределах от 30 до 100% номинального значения. Указаннаяточность стабилизации сохраняется при изменениях выпрямленного напряжения впределах от минимального до максимального значений, указанных в табл. 1,отклонениях напряжения и частоты питающей сети переменного тока в пределах.
При заряде аккумуляторной батареивручную для устройств с номинальным напряжением 60В (кроме ВУТ 90/25)выпрямленное напряжение может быть повышено до 74 В, для устройств сноминальным напряжением 24В — до 36В, для ВУТ 152/50 — до 170-В, для ВУТ28Е1/25- до 320В, при этом выпрямленный ток, установленный на номинальноезначение, может снижаться до половины величины номинального тока.
Величина пульсации выпрямленногонапряжения, измеренная на выходных клеммах ВУТ в любом режиме работы. (приработе на активную нагрузку), для ВУТ с номинальным напряжением 24В непревышает 10х10 в полосе частот от 300 Гц и выше и 0,1 В для частот до 300 Гц,а для ВУТ с номинальным напряжением 60В не превышает 2х 10 псофометрических,0,015В для частот от 300 Гц и выше и 0,25В для частот до 300Гц, для ВУТ 152/50не превышает 3 В, для ВУТ 280/25 не превышает 0,25 В для частот до 300Гц и 15мВ для частот от 300 Гц и выше.
При номинальном напряжении питающейсети и максимальной выходной мощности коэффициенты полезного действия икоэффициенты мощности не менее величин, указанных в табл. 2.
Таблица 2 Таблица коэффициентов ВУТ.Тип устройства Коэффициент полезного действия Коэффициент мощности ВУТ 31/60 0,79 0,65 ВУТ 90/25 0,84 0,68 ВУТ 31/125 0,8 0,66 ВУТ 67/60 0,85 0,69 ВУТ 31/250 0,8 0,67 ВУТ 67/125 0,85 0,7 ВУТ 31/500 0,8 0,67 ВУТ 67/250 0,87 0,7 ВУТ 70/600 0,87 0,7 ВУТ 152/50 0,87 0,65 ВУТ 280/25 0,87 0,65
При сбросах и набросахтока нагрузки, равных 10% от установленного значения тока ВУТ, выпрямленноенапряжение должно оставаться в пределах ±6%, а для ВУТ 70/600 в пределах 4±6%, установленной величины выпрямленного напряжения.
Система автоматики ВУТ обеспечивает:
— включение в работу при появлении напряженияпитающей сети, если ВУТ выключилось в результате пропадания этого напряжения;
— ограничение выходного тока в режиместабилизации напряжения до (105+10) % номинального значения при перегрузке ВУТтоком ограничения и выше;
— изменение установки выпрямленного напряжения с(2,3-2,35) В на элемент аккумуляторной батареи до 2,2В на элемент;
— включение резервного ВУТ (в случаенеобходимости) для заряда аккумуляторной батареи;
— включение резервного ВУТ взамен любогорабочего, если ВУТ выключилось, в результате неисправности.
Система защиты ВУТ обеспечиваетавтоматическое выключение ВУТ в случаях:
-   перегорания сигнальных предохранителей;
— повышения выпрямленного напряжения до (115±5) %номинального значения, а для ВУТ 90/25 до-(115±5) % от 76В; для ' ВУТ 152/50 иВУТ 280/25 до (115±5) % максимального значения;
-  короткого замыкания на выходе ВУТ идиповышения выпрямленного тока до 300 % и выше номинального значения беззамедления;
— в режиме стабилизации напряжения повышениявыпрямленного тока до (220±10) % номинального значения с замедлением более10Омс;
— в режиме стабилизации тока повышениявыпрямленного тока (120 ±5) % номинального значения без замедления;
-  пропадания выпрямленного напряжения;
-  при неравномерном распределении тока междудвумя блоками тиристоров от 40 до 60 А только для ВУТ 70/600.
ВУТ рассчитаны напараллельную работу на общую нагрузку в количестве четырех устройств.
В режиме стабилизации токадопускается работа пяти устройств.
При этом выполняются следующие требования:
— стабилизация выпрямленного напряжениясохраняется с точностью ±1 %, при параллельной работе свыше двух ВУТ точностьстабилизации может ухудшаться до ±2 %;
— ток нагрузки между параллельно работающими ВУТв пределах изменения нагрузки от 100 до (30—35) % номинального значения токаодного ВУТ распределяется равномерно с точностью 20 % номинального значениятока одного ВУТ; при номинальном токе нагрузки, ток нагрузки между параллельноработающими ВУТ устанавливается с точностью 10% номинального значения;
— при повышении выпрямленного напряженияосуществляется селективное отключение только неисправного ВУТ;
— ВУТ с номинальным напряжением 60В, ВУТ 152/50 иВУТ 280/25, включаются и выключаются на параллельную работу автоматически взависимости от величины станционной нагрузки;
— ВУТ с номинальным напряжением 24В включаются напараллельную работу вручную.
Допускается параллельная работа врежиме стабилизации напряжения более четырех устройств без равномерногораспределения нагрузок между ними при ухудшении КПД комплекта выпрямительныхустройств.
В ВУТ предусмотрена местная идистанционная сигнализация. В зависимости от выполняемых функций ВУТ можноразделить на три основные части:
— собственно выпрямитель или силовую часть ВУТ;
— систему управления тиристорами;
— систему автоматики, защиты, сигнализации ипараллельной работы.
/>

Рис.2.1. Устройство выпрямительноетипа ВУТ.
Устройство выпрямительное ВУТ 70600(и дальнейшем именуемое ВУТ) выполнено по принципиальной электрической схеме,основное отличие данного ВУТ от выпрямительных устройств с условной мощностью2, 4, 9 и 16кВт — большая выходная мощность — 42 кВт (условная — 40 кВт).Поэтому для уменьшения искажении питающей сети, вносимых ВУТ с такой выходноймощностью, его силовая часть выполнена по 12-фазной схеме (у выпрямительныхустройств меньшей мощности — схема выпрямления — 6-фазная). Кроме того, введенасхема выравнивания токов нагрузки между двумя параллельно включенными 6-ифазными схемами выпрямления с точностью 10-15А предусмотрено защитноеотключение ВУТ при неравномерном – 40-60 А — распределение тока между этимисхемами. По спектральному составу пульсации ВУТ соответствует требованиямаппаратуры МТ 20, 25. В разделах настоящего технического описания излагаютсятолько те особенности схемы ВУТ, которые свойственны данному ВУТ, а такжеприводится описание конструкции ВУТ, поскольку она имеет существенные отличия.2.2. Силовая часть
В ВУТ для преобразования переменноготока в постоянный применена 12-фазная схема выпрямления с параллельнымвключением двух полностью управляемых (симметричных) трехфазных мостовых схем(6-фазных) на тиристорах через уравнительный дроссель. Регулирование истабилизация выпрямленных напряжении и тока осуществляется изменением моментавключения тиристоров, т. е. изменением его угла регулирования а. Дляполучения заданных выходных параметров угол регулирования а изменяется в определенныхпределах: от аmin до аmax. Отпирание тиристоров двух 6-фазных схемвыпрямления осуществляется от управляющих сигналов, создаваемых системойуправления.
Силовая часть ВУТ (собственновыпрямитель) состоит из трансформаторов тока ТA1… ТA10, двух силовых трансформаторов ТV1 и ТVЗ, двух тиристорных.мостов VТ1......VТ6и VТ14......VТ19, собранных по схеме Ларионова  (трехфазнаямостовая схема выпрямления), уравнительного дроселя L1 и L2и фильтровых конденсаторов С4… С9 и С40 по С51. Каждая6-фазная схема выпрямления состоит их силового трансформатора ТV1 (ТV3)и тиристорного моста V'Т1......VТ6 (VТ14......VТ19). Вторичные обмоткисиловых трансформаторов VТ1 и VТЗ соединенных в треугольник и подключенных косновному трехфазному выпрямительному мостуна тиристорах. Первичные обмотки силовых трансформаторов рассчитаны нанапряжения 380 В. Первичные обмотки силового трансформатора VТ1соединены в треугольник, а первичные обмотки силового трансформатора VT3 — взвезду. Благодаря такому включению первичных обмоток осуществляется сдвиг ихвторичных обмоток на 30 электрических градусов.
Две 6-фазные схемы черезуравнительный дроссель соединены; параллельно. Сложение выпрямленных напряженийсо сдвигом фаз питающих напряжений на 30 электрических градусов даст врезультате выпрямленное напряжение с частотой пульсации 600 Гц (12-фазиая схемавыпрямления). Уравнительный дроссель обеспечивает независимую работу двух схемЛарионова.
В цепь каждой фазы ВУТмежду главными контактами магнитного пускателя КМ2 и первичными обмоткамисиловых трансформаторов включены первичные обмотки трансформаторов тока ТА1… ТА6,вторичные обмотки которых через выпрямительные мосты подключены к цепямавтоматики защиты и параллельной работы.
Трансформаторы тока ТА7 и ТА9включены в разрыв линии вторичной обмотки трансформаторов ТV1 и ТVЗ и являются датчикамитока устройства для выравнивания токов. Трансформаторы тока ТА8 н ТА10включены в разрыв линии вторичной обмотки трансформаторов TV1 и TV3 и являются датчиками тока защиты от неравномерногораспределения тока нагрузки между двумя 6-фазными схемами выпрямления.
Выпрямленное напряжение с шестикатодов двух мостов плюсовым полюсом подается на выходную клемму, а минусовымполюсом с анодов трех тиристоров двух мостов через уравнительный дроссель — надвухзвенный фильтр, осуществляющий сглаживание пульсации до заданной нормы.Каждое звено фильтра состоит из дросселя фильтра к конденсаторов, которыезащищены силовыми предохранителями F1……F4. Параллельно силовым предохранителям установленысигнальные предохранители соответственно F5......F8. Ток и напряжение навыходе ВУТ измеряются амперметром и вольтметром класса точности 1,5. Дляавтоматического включения и выключения со стороны переменного тока в ВУТустановлен магнитный пускатель КМ2. Для отключения ВУТ со стороныпеременного тока при проведении профилактических и ремонтных работ, а также вслучае аварии в ВУТ установлен ремонтный разъединитель. На выходе ВУТ вминусовом полюсе установлен силовой предохранитель F20, выполняющий помимо своего основного назначения,роль однополюсового рубильника, при помощи которого ВУТ может быть отключен отминусового полюса нагрузки, для этой же цели служит перемычка между клеммами Х2:10 и Х2: 11.
Для уменьшения уровня радиопомех навходе ВУТ установлены конденсаторы С1… СЗ, а на выходе — С38,С39, С60… С67.2.3. Система управления.
Конструктивно элементысистемы управления размешены в двух одинаковых специальных блоках управления (АЗи А4) и в блоке выравнивания токов и зашиты БВТ и 3).
Блок управления.
Блок управления АЗ управляет тиристорами VТ1......VТ6,блок управления А4 — тиристорами VТ14.....VТ19. Управляющие импульсы,вырабатываемые блоком управления АЗ, сдвинуты относительно импульсоввырабатываемых блоком правления А4, на 30 электрических градусов.
Первичные обмотки трансформаторов Т1… ТЗблока управления АЗ соединяются в соответствии с соединением первичныхобмоток силового трансформатора ТV1 в треугольник (устанавливаются перемычки междуклеммами 1 — 2, 5 — 6 и 9 — 10), блока управленияА4 в соответствии с соединением первичных обмоток трансформатора ТVЗ — взвезду (устанавливаются перемычки между клеммами 3 — 4,7 — 8 и 11 — 12).
Усилитель постоянноготока и устройство выравнивания токов.
Усилитель постоянного тока иустройство выравнивания токов установлены в блоке выравнивания токов и защиты.
Усилитель постоянноготока служит для сравнения выходного напряжения или тока (сигнала обратнойсвязи) с величиной опорного напряжения и для усиления сигнала рассогласования.Усилитель постоянного тока является общим для двух блоков управления АЗи А4.
Усилитель постоянноготока состоит из источника опорного напряжения; входного каскада и двух операционных усилителей выполненных намикросхемах Д1 и Д2 и двух выходных каскадов.
В качестве источникаопорного напряжения входного сигнала используются дна кремниевых стабилитрона V13 и V14. Резистор R39 предназначен для ограничения тока стабилитронов. Диоды V17 и V18 предназначены для температурной компенсации. Входной каскад состоит изтранзистора V9, резисторов (R19,R20,R22,R23,R32,R34 и R37), конденсаторов C12, и C15.Операционные усилители на микросхемах Д1 и Д2 дополненырезисторами обратной связи R24 и R25, конденсаторами С9 и С10 ссоответствующими резисторами R20 и R21 с корректирующими цепочками из конденсаторов С5и С6, резисторами R13......R14.
Выходной каскад (в скобках указанообозначение второго выходного каскада) состоит из транзистора V10 (V11),резисторов R28 (R29), R35 (R36), R40 (R41) и диодов V6 (V5). Нагрузкой выходногокаскада является резистор V48, установленный на блоке управления АЗ(А4). Питание входного и оконечного каскадов осуществляется отстабилизированного источника питания блоков управления  (источникизапараллелены).
Устройство длявыравнивания токов между параллельно включенными 6-фазными схемами выпрямлениясостоит из выпрямительного моста VI (V2), резисторов R47, R1 (R2),нагрузочного резистора R49 (R50), Г-образного RС -фильтра, состоящего из резистора R5 (R6)и конденсатора С1 (С2), нагрузочного резистора R9 (R10) — в скобках указаны обозначения для второй 6-фазной схемы.
Датчиками контролируемого тока являются трансформатор тока ТА7для одной 6-фазной схемы и ТА9 — для другой. Напряжение, снимаемое совторичных обмоток трансформаторов тока поступает соответственно навыпрямительные мосты V1 и V2.
Принцип работы устройствадля выравнивания токов между параллельно включенными 6-фазными схемамивыпрямления заключается в сравнении токов нагрузки двух схем и сложении ихразности с сигналом, поступающим с усилителя постоянного тока. Суммарный сигналвоздействует на фазосдвигающие устройства двух блоков управления. Вфазосдвигающих устройствах управляющие импульсы сдвигаются на уголрегулирования, необходимый для стабилизации напряжения и тока с заданной в ТЗточностью и для равномерной загрузки двух параллельно включенных 6-фазных схемвыпрямления.
Усилитель постоянного тока совместнос устройством для выравнивания токов работает следующим образом. Напряжения,снимаемые с конденсаторов С1 (для моста VI) и С2 (длямоста V2),алгебраически складываются (вычитаются), и суммарное напряжение подается кнагрузочным резистора R9 и R10. Напряжение, снимаемое с нагрузочного резистора R9 (R10)одним полюсом через резистор R13 (R14) поступает наинвертирующих вход 4 микросхемы Д1 (Д2), а другим полюсом на неинвертирующий вход 5 микросхемы Д1 (Д2). Одновременно на вход5-микросхем Д1 и Д2 поступает напряжение с выхода входного каскада УПТ.
При равномерном распределении токовнагрузки между двумя 6-фазными схемами выпрямления напряжения, снимаемые срезисторов R9и R10,равны  следовательно, равны нулю и напряжения, поступающие на входы 4 и 5микросхем Д1 и Д2. Режим работы микросхем Д1 и Д2определяется только режимом работы входного каскада УПТ. В этом случае, если навход УПТ поступает увеличенное напряжение (сигнал обратной связи), то резкоувеличивается ток через стабилитроны V13 и V14, возрастает напряжение смешения на резисторе R37. Транзистор V9 еще больше открывается.На входы 5 микросхем Д1 и Д2 поступает уменьшенное напряжение врезультате чего напряжение сигнала на выходной клемме 10 микросхем Д1 и Д2также уменьшается, транзисторы V10 и V11выходных каскадов закрываются, и напряжение на их нагрузочных резисторах R48 уменьшается. Приуменьшении входного напряжения напряжение на нагрузочных резисторах R48 увеличивается.
При неравномерном распределении токовнагрузки между двумя 6-фазными схемами (например, напряжение на выпрямительноммосте V1 -большое напряжения на выпрямительном мосте V2) напряжение наконденсаторах этих схем также соответственно различное (напряжение наконденсаторе С1 больше напряжения на конденсаторе С2). Врезультате алгебраического сложения этих напряжении через нагрузочные резисторыR9и R10начинает протекать корректирующий ток. При этом на инвертирующий входмикросхемы Д1 поступает напряжение положительной полярности черезрезистор R13, а на тот же вход микросхемы Д2 – через резистор R14 – отрицательнойполярности. В результате напряжение на входе 5 по отношению ко входу 4 умикросхемы Д1 меньше, а у микросхемы Д2 больше. Следовательно,напряжение сигнала на выходе микросхемы Д2 увеличится, а на выходемикросхемы Д1 уменьшается, транзистор V10выходного каскада закроется, а транзистор V11 еще больше откроется,напряжение на нагрузочном резисторе R48блока управления АЗ уменьшится, а на R48 блока управления А4 — увеличится.
Настройка равномерного распределениятоков (выравнивание) между 6-фазными схемами осуществляется переменнымрезистором R47.
2.4. Конструкция.
 
Конструктивно ВУТ, как ивыпрямительные устройства с условной мощностью 2, 4, 9 и 16 кВт, выполнен ввиде шкафа прислонного типа сборной конструкции с габаритными размерам: 2000Х1100Х 742 мм. Масса ВУТ — не более 1100 Кг. в левой части шкафа внизурасположены в два ряда друг под другом силовые трансформаторы ТV1 и ТVЗ. в правой части таким жеобразом расположены блоки тиристоров. На передней балке установленытрансформаторы тока ТА7… ТА10.
В правой части в третьемряду установлены два дросселя фильтра и уравнительный дроссель, над ними — блокис фильтровыми конденсаторами (4 блока), еще выше — два блока управления, блоквыравнивания тока и защиты, силовой предохранитель F20. За предохранителем установлен шунт амперметра.Над силовыми трансформаторами расположен блок реле. В верхней части шкафаустановлены пускатель переменного тока, трансформаторы тока ТА1… ТА6,конденсаторы для уменьшения уровня радиопомех, дроссели блоков управления. Надними размешаются ремонтный разъединитель Q, клеммники постоянного ипеременного тока, разъемы для параллельной работы и входящие в комплектзапасных частей кронштейны и планки для укрепления шип переменного тока.
Спереди шкаф закрывается внизу двумясъемными заглушками, а вверху — двумя дверьми со специальными замками. Надлевой дверью шкафа установлена откидная панель сигнализации с сигнальнымилампочками, тумблером, рукояткой ремонтного разъединителя Q. Над правой — откидная панель с измерительными приборами. Сзади ВУТзакрывается шестью съемными заглушками.
/>
Рис.2.2. Допускаемые действующие значения переменныхсоставляющих напряжения питания 60 В.
3. Управляемые выпрямители на тринисторах.
 
Широкое применениетринисторов объясняется их следующими преимуществами по сравнению стиратронами:
1) большей экономичностью из-за отсутствия накалаи малого падения напряжения (около 2 В) в проводящем состоянии;
2) меньшим временем перехода тринистора внепроводящее состояние (т. е. меньшим временем восстановления), что уменьшаетвероятность пробоя;
3) меньшей мощностью управления. Схемыуправляемых выпрямителей на тринисторах и на тиратронах аналогичны. Силовойтрансформатор (рис. 3.1, а) имеет две вторичные обмотки: основную илисиловую 1 и управления 2. Угол aрегулируется с помощью фазосдвигающей цепи R1L,содержащей индуктивность в виде дросселя насыщения. Изменяя индуктивностьдросселя подмагничивающим током, можно создавать сдвиг по />
Рис. 3.1. Схемаоднополупериодного управляемого выпрямителя на тринисторе (а), диаграммынапряжения и тока в его цепях (б)
фазе aмежду напряжением u2 вторичной обмотки 1 и управляющим напряжением uу или токомуправления вторичной обмотки 2 iу (рис. 3.1, б). Отпирание тринистора происходит в тот момент, когда управляющеенапряжение становится положительным, а запирание обеспечивается подачейотрицательного напряжения на анод тринистора во время отрицательной полуволнынапряжения вторичной обмотки. Управляющее напряжение снимается с резистора R1 и подается между катодом и управляющим электродом тринистора. Резистор R2 служит для ограничения тока управляющего электрода.
Кривые напряжений и токовдвухполупериодного управляемого выпрямителя (рис. 3.2,а). Вторичная обмотка трансформатора TP2 имеет средний отвод, откоторого управляющее напряжение подается на тринистор T1. На второй тринистор управляющее напряжение подается от точки соединенияфазосдвигающей цепи R3C. Угол a регулируется реостатом R3.Диоды Д3, Д4 служат для замыкания цепей управлениятринисторов. При положительном полупериоде напряжения ток управляющегоэлектрода тринистора Т1 проходит от точки 3 по резистору R1,тринистору Т1, диоду, Д4 и резистору R3к точке 1.В следующий полупериод открывается тринистор Т2, и его ток управления проходит через диод Д3.
В однофазной мостовой схемевыпрямления ток нагрузки протекает одновременно через два включенныхпоследовательно вентиля, поэтому, чтобы регулировать выпрямленное напряжение,достаточно включить два тринистора. На входе индуктивно-емкостногосглаживающего фильтра ставится обратный диод Д5(нулевой), который засчет ЭДС самоиндукции дросселя при запирании тринистора замыкает цепь нагрузки.В результате этого уменьшаются пульсации выпрямленного напряжения и повышаетсяcos j. В маломощных выпрямителях нулевой диод можно неприменять.
/>

Рис. 3.2. Мостовая однофазнаясхема выпрямителя.
3.1.Тиристоры.
 
Тиристором называется электропреобразовательныйполупроводниковый прибор с тремя или более p-п-переходами, используемый для переключения, ввольт-амперной характеристике которого имеется участок отрицательногодифференциального сопротивления.
Простейшим тиристором являетсядинистор — неуправляемый переключающий диод, представляющийсобой четырехслойную структуру типа р-п-р-п (рис. 3.3, а). Здесь, как и у других типов тиристоров,крайниеn-p-n-переходы называются эмиттерными, а средний p-n-переход- коллекторным. Внутренние области структуры,лежащие между переходами, называются базами. Электрод, обеспечивающийэлектрическую связь с внешней n-областью, называется катодом, а с внешней p-областью — анодом.При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 3.3, а, коллекторный p-n-переход закрыт, а эмиттерные переходы открыты.Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источникапитания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. Вэтом случае через тиристор протекает малый ток (участок 7 на рис. 3.3, а).
Если увеличивать напряжение источникапитания, ток тиристора увеличивается незначительно, пока это напряжение неприблизится к некоторому критическому значению, равному напряжению 1 включения ивкл.При напряжении ивкл в динисторе создаются условия длялавинного размножения носителей заряда в области коллекторного перехода.Происходит обратимый электрический пробой коллекторного перехода (участок 2 нарис. 3.3, б). В n-области коллекторного перехода образуетсяизбыточная концентрация электронов, а в p-области — избыточная концентрация дырок. С увеличением этихконцентраций снижаются потенциальные барьеры всех переходов динистора.Возрастает инжекция носителей через эмиттерные переходы. Процесс носитлавинообразный характер и сопровождается переключением коллекторного перехода воткрытое состояние. Рост тока происходит одновременно с уменьшениемсопротивлений всех областей прибора. Поэтому увеличение тока через приборсопровождается уменьшением напряжения между анодом и катодом. НаВАХэтот участок обозначен цифрой 3. Здесь прибор обладает отрицательнымдифференциальным сопротивлением. Напряжение на резисторе возрастает ипроисходит переключение динистора.
После перехода коллекторного переходав открытое состояние ВАХ имеет вид, соответствующий прямой ветви диода (участок4). После переключения напряжение на динисторе снижается до 1 В. Если идальше увеличивать напряжение источника питания или уменьшать сопротивлениерезистора R,то будет наблюдаться рост выходного тока, как в обычной схеме с диодом припрямом включении.
/>
Рис.3.3, Рис.3.4 Схемы включения тиристоров и их вольт-амперныехарактеристики.
При уменьшении напряжения источникапитания восстанавливается высокое сопротивление коллекторного перехода. Времявосстановления сопротивления этого перехода может составлять десяткимикросекунд.
Напряжение Uвкл при которомначинается лавинообразное нарастание тока, может быть снижено введением неосновных носителей заряда в любой из слоев, прилегающих к коллекторномупереходу. Дополнительные носители заряда вводятся в тиристоре вспомогательнымэлектродом, питаемым от независимого источника управляющего напряжения (Uупр). Тиристор со вспомогательным управляющимэлектродом называется триод-ным, или тринисторным. Схемавключения тринистора показана на рис. 3.4.Возможность снижения напряжения U при росте токауправления, показывает семейство ВАХ.
Если к тиристору приложить напряжениепитания, противоположной полярности (рис. 3.4), то эмиттерные переходы окажутся закрытыми. В этом случае ВАХ тиристоранапоминает обратную ветвь характеристики обычного диода. При очень большихобратных напряжениях наблюдается необратимый пробой тиристора.
В отличие от рассмотренныхнесимметричных тиристоров в симметричных обратная ветвь ВАХ имеет вид прямойветви. Это достигается встречно-параллельным включением двуходинаковых четырехслойных структур или применением пятислойных структур счетырьмя p-n-переходами.
Тиристоры имеют широкий диапазонприменений (управляемые выпрямители, генераторы импульсов и др.), выпускаются срабочими токами от долей ампера до тысяч ампер и с напряжениями включения отединиц до тысяч вольт.
Регулировка выходного напряжениявыпрямителя может осуществляться разными способами. Регулируемый трансформаторили автотрансформатор, включенный в схему выпрямителя, дает возможностьизменять амплитуду переменного напряжения, подводимого к вентилям, и тем самымустанавливать желаемое выпрямленное напряжение.
Однако такие трансформаторы громоздкии имеют малую надежность из-за переключаемых или скользящих контактов.
Регулировка постоянного напряжения нанагрузке, достигаемая делителем напряжения или реостатом, включенным междувыходом выпрямителя и нагрузкой, связана с большими потерями мощности.
Свободным от этих недостатковявляется метод, основанный на управлении вентилями выпрямителя. В качествеуправляемых вентилей в настоящее время широко применяют тиристоры.
Моментом включения тиристора можноуправлять подавая управляющий импульс тока на n-р-переход,прилегающий к катоду.
При прохождении тока нагрузки черезоткрытый тиристор все три его n-р-перехода смещены в прямомнаправлении и управляющий электрод перестает влиять на процессы, происходящие втиристоре. При спадании прямого тока тиристора до нуля после рассасываниязаряда неосновных носителей в базовых областях тиристор запирается иуправляющие свойства восстанавливаются.
/>
Рис.3.5 Схемы включения тиристора и его вольт-ампернаяхарактеристика.
В схеме, содержащей источник питания Е,тиристор VS и резистор нагрузкиR (рис. 3.5, а), возможны два устойчивыхсостояния, одно из которых соответствует открытому, а второе — закрытому тиристору. Наложение характеристики цепи резистор — источник на характеристики тиристора (рис. 3.5, б) позволяет получить прямые токи отключенного (точка А ивключенного (точка В) тиристора. Повышение напряжения источникаот 0 до E при Iу=0 вызывает перемещение рабочей точки по нижней ветви характеристики доточки А. Если подать управляющий импульс тока амплитудой идлительностью, достаточной для поддержания этого тока на время открываниятристора, то рабочая точка перейдет в точку, соответствующую открытомусостоянию тиристора.
/>
Рис.3.6Наложение характеристики цепи резистор — источник на характеристики тиристора
Спад открывающего импульса тока вцепи управления не влияет на процессы в открытом тиристоре, его рабочая точкаостается в положении В. Восстановление управляющих свойств тиристора произойдетлишь при его обесточивании на время, большее времени его закрывания.
В открытом состоянии тиристорпропускает очень большие токи (до нескольких сотен ампер) и оказывает им малоесопротивление. В этом его преимущество. Применяя тиристоры, следует иметь ввиду, что скачкообразное изменение сопротивления в момент открывания можетпривести к очень большим броскам тока. Особенно велики эти броски в тех схемах,где нагрузка Rшунтируется конденсатором.
Зарядка конденсатора черезоткрывшийся тиристор может вывести последний из строя. Поэтому для уменьшениябросков тока последовательно с тиристором включают дроссель. В выпрямительныхсхемах тиристоры лучше работают при активной нагрузке или при нагрузке,начинающейся с индуктивного элемента.
В управляемый выпрямитель тиристорвводят как обычный вентиль, а к его управляющему электроду подводят от цепиуправления (ЦУ) импульсы, включающие тиристоры с запаздыванием на угол a относительно выпрямляемого напряжения (рис. 3.6).
Через тиристор VS1,включающийся в момент, соответствующий wt =a на выход выпрямителя передается напряжениепервой фазы вторичной обмотки e21. При wt=p напряжение e21становится отрицательным, однако тиристор запереться не может, так какэто привело бы к обрыву тока, проходящего через дроссель L. Индуктивностьдросселя L выбирают большей критической, чем и поддерживаютнепрерывный ток. Поэтому в те моменты, когда e21отрицательно, на дросселе L наводится ЭДСсамоиндукции с полярностью и значением, обеспечивающими напряжение на катоде,меньше e21.
При wt=p+a открывается тиристор VS2, через который на выход передается напряжение e22, являющиеся на данном этапе положительным. Токдросселя переходит на вторую фазу, а тиристор VS1оказавшись обесточенным и смещенным в обратном направлении, запирается и т. д.Таким образом, напряжение на выходе выпрямителя e0 создается лишь теми частями напряжений вторичныхполуобмоток E21и E22,которые соответствуют открытому состоянию тиристоров.
Напряжение на нагрузке, получающеесяпочти равным постоянной составляющей напряжения e0, подводимого к фильтру LС,растет при умень-
/>
Рис.3.7 Схемарегулировки выпрямления напряжения.
шении угла a и спадает при его увеличении. Регулировка выпрямленного напряжения,достигаемая изменением фазы управляющих импульсов, не связана с гашениемизбытка мощности в самом регулируемом выпрямителе, что является основным егопреимуществом.
Схемы выпрямления с тиристорами такиеже, как обычных выпрямителей. Основное внимание далее уделяется двухфазнымсхемам выпрямителей.
Для простоты полагаем падениенапряжения на открытом тиристоре много меньшимрис. 3.7 выпрямленного напряжения, а токи утечки (прямойток при закрытом тиристоре и обратный ток при отрицательном напряжении) — малыми по сравнению с током нагрузки. Это позволит считать тиристор идеальным(прямое падение напряжения в режиме насыщения, прямой и обратный токи утечки, атакже ток отключения в нем равны нулю). Такие упрощения не приведут к большойпогрешности, так как ток через вентиль схемы определяется сопротивлениемнагрузки, а не фазы. По этой же причине можем считать идеальными дроссель L и трансформатор, т. е. пренебречь индуктивностью рассеяния и активнымисопротивлениями их обмоток.
(3.5)  
(3.4)  
(3.1)   Сначала рассмотрим одну первую фазурегулируемого выпрямителя (рис. 3.7).Нагрузку выпрямителя полагаем состоящей из дросселя Lи конденсатора С,образующих фильтр, и активной нагрузки R,а выходное напряжение — постоянным и равным  е0.Исходя из графика рис. 3.6 запишем
/>

Здесь принято, что в силуидеальности трансформатора и вентиля напряжение e0 совпадает с ЭДС первой фазы трансформатора e21 в интервале
a
e0=e21                           (3.3.)
Падение напряжения надросселе L равно разности напряжений e21 и E0, и, следовательно, его ток
/>
/> />
Постоянную интегрирования определим изусловия баланса постоянных токов. Среднее значение тока iL на интервале α¸p+a должно быть равно току нагрузки. Подставивнайденное таким образом значение C, получим
Выпрямленное напряжение получается,если тиристор каждой из фаз открыт до тех пор, пока не вступит в работуследующая фаза. Однако это верно лишь в том случае, когда ток дросселя кмоменту открывания вентиля следующей фазы положителен и напряжение, получаемоев момент включения с включающейся фазы, больше напряжения на конденсаторе.Последнее условие выполняется при а> 32,5°, что обеспечиваетрост тока дросселя сразу после включения тиристора.
(3.6)   /> />
Подставив в wt=p+a  запишем это условие в виде
(3.7)   /> />
Так как ео определяетсявыражением, условие непрерывности тока в дросселе можно записать иначе:
(3.8)   /> />
Оно и должно выполняться для углов a> 32,5°. Если индуктивность дросселя L — меньше Lкр, где
(3.9)   /> />
или сопротивление нагрузки выпрямителябольше Rmax где
то ток в дросселе станет равным нулю раньше, чемоткроется тиристор второй фазы. Как только ток станет равным нулю, тиристоробесточится и выключится. Такой режим не очень выгоден, так как связан сбольшими переменными составляющими токов тиристов и обмоток трансформатора. Поэтомучаще всего индукчивность дросселя L выбирают такой, чтобыпри максимально возможном сопротивлении нагрузки удовлетворялось условиенепрерывности тока.
(3.10)   /> />
В режиме непрерывного тока дросселя токфазы приближается по форме к прямоугольной (рис. 3.8, а, б). Его действующее значение без учета пульсаций
(3.11)   /> />
/>Действующее значение токапервичной обмотки, в которую трансформируются, не перекрываясь во времени, токидвух фаз, получается в раз больше, чем тока nlr, т. е.
/>
Рис.3.8 Ток дроселя.
По форме ток первичной обмотки вкаждый из полупериодов повторяет ток фазы, равный току iL (рис. 3.8, в).Первая гармоника этого тока при малых пульсациях сдвинута на угол а.относительно напряжения на первичной обмотке.
/>Таким образом,при        тиристорный выпрямитель потребляет от сети нетолько активный, но и реактивный ток. Это является недостатком такоговыпрямителя.
(3.12)   />
Полный перепад пульсаций на выходномконденсаторе С найдем так же, как и при исследовании неуправляемоговыпрямителя. В результате получим выражение:
          Здесь коэффициент D(a) являетсяфункцией угла a.
Подводя итог, отметим следующиеособенности схемы тиристорного регулируемого выпрямителя:
1)снижение выходного напряжения в теристорномвыпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменноготока; оно не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе;
2)при регулировке выпрямитель потребляет нетолько активную, но и реактивную мощностью сети переменного тока;
3)при изменении угла регулирования a от 0 до 0,5p выходноенапряжение меняется от максимума до 0;
4)пульсация выпрямленного напряжения заметновозрастает с ростом угла регулирования;
(3.13)   /> />
5)режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение

4. Расчетуправляемого выпрямителя на теристорах.
/>
Рис. 4.1Принципиальная схема выпрямителя с индуктивной нагрузкой к примеру расчета.
Рис. 4.2Принципиальная схема управляемого выпрямителя к примеру расчета.
В управляемомвыпрямителе создаются значительные пульсации напряжения, для уменьшения которыхобычно применяют многозвенный сглаживающий фильтр. Коэффициент пульсаций навходе фильтра зависит от угла регулирования a:/> /> /> /> /> /> />
(4.1.)   />

где К= 1 для первойгармоники частоты пульсаций.
Дляуменьшения коэффициента пульсаций можно применить коммутирующие диоды.
Пример. Исходные данные:
1. Пределы регулированиявыпрямленного напряжения U’0 = 70¸100 В.
2. Сопротивление нагрузки Rн = 100Ом =const, При регулировании ток нагрузки изменяется от I0max=U’0max/Rн = 100:
100 = 1 А до I0min=70:100 = 0,7 А.
3. Коэффициент пульсаций напряженияна нагрузке Кпвых = 0,2%.
4. Напряжение сети 220 В частоты 50Гц.
Расчет:
1. Для сравнительно небольшоймощности Р0тах =U’0I0= 100 • 1 = 100 Вт выбираем однофазную мостовую схему выпрямления сГ-образным LС-фильтром (рис. 4.2).
2. Основные параметры выпрямителя примаксимальном выходном напряжении U’0=100 В, т. е. при α = 0
Uдр=0,1U’о=0,1x100=10 В при Р0=100 Вт;                 (4.2.)
U0=U'о+Uдр=100+10=110В;  U2=1,11U0 =1,11x110=122В;                (4.3.)
I2=0,707I=0,707x1=0,707A;  Kтр=U2/U1=122/220=0,555;           (4.4.)
I1=IоKтр=1x0,555=0,555A;   Pтип=1,11UI=1,11x110x1=122BA;           (4.5.)
Iв=0,5I=0,5x1=0,5A;ImB=I=1A;             (4.6.)
Uобр=1,57U=1,57x100=173В;Kпвх=0,67(67%);                   (4.7)
/>
(4.8)   /> />
/>/>/> />
3. Определение основных параметроввыпрямителя при минимальном выходном напряжении, т. е. при α= αмах/> /> />
(4.15)   /> />
(4.16)   />
/> /> />
(4.13)   /> />
(4.14)   />
/> /> /> /> />
(4.11)   /> />
(4.12)   />
/>
(4.10)   />
/>
(4.9)   />
/> /> /> /> />
(4.17)   /> /> />
(4.18)   />


4. Выбор типа вентилей. Вмостовой схеме для упрощения управления выбраны два вентиля неуправляемых и дватринистора. Выбираем вентили по максимальному обратному напряжению Uобрm =173 В и максимальному значению выпрямленного тока I0в = 0,5 А и I 0вн = 0,626 А.
Выбираем диоды типа Д242Б (Uобр.доп= 200 В; Iо = 2 А). Выбираем тринисторы типа КУ201Ж (Uобр.доп=200 В; Iо = 2 А, Iупр тах= 0,2 А).
5. Определение коэффициентасглаживания:
q=Кп.вх/Кп.вых=1,51:0,002=755.                  (4.19)
(4.20)   /> />
Принимаем двухзвенный фильтр скоэффициентом сглаживания одного звена:
(4.21)   /> />
Принимаем двухзвенный фильтр скоэффициентом сглаживания одного звена:
(4.22)   /> />
6. Определение элементов каждого звенафильтра:
(4.24)   /> />

(4.23)   /> />
Амплитуда переменного напряжения наконденсаторе первого звена С1:
(4.25)   /> />
Выбираем конденсатор типа К50-12 емкостью С1=С1==50мкф, Uраб=250В:
(4.26)                      U~mконд=6%; Uраб =0,06x250 =15,2 В > 6,1 В.
(4.27)   /> />
Индуктивность дросселя
(4.28)   /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
7. Проверка условия отсутствия резонансныхявлений в фильтре />
(4.29)   />


8. Расчет элементов цепи управления.
(4.30)   /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Расчет цепи управления сводится копределению элементов фазосдвигающей цепи RCили LC (или расчету магнитного усилителя), выборудиодов Д3, Д6 и расчету трансформатора Тр2
Конденсатор С3 выбирается емкостью в десятки — сотни микрофарад при частотесети 50 Гц. Выбираем два конденсатора типа К52-3 по 80 мкФ, включенныепараллельно с рабочим напряжением Uраб = 90 В; U~mдоп = 35% Uраб = 0,35 x 90 = 31,5 В.
Для построения регулировочнойхарактеристики задаются углом α= 10, 20, 30 и т, находят величину R3 табл.6 значение U’0α-Результаты расчетов сведены в табл. 3.
Таблица 3 Характеристики угла а0.
α 10 20 30 40 46
Rз=1/ωСtgφ, Ом 220 113 74 55 47
U’0α=U’0cosα, В 98,5 94 06,6 76,6 70
Тринисторы КУ201Жвыбираем с запасом по току более чем вдвое, поэтому максимальное значениеуправляющего тока необходимо уменьшать до величины Iупрампл =0,09 А.
9. Выбираем резистор Rз = 270 Ом типаСП5-2ТА на 2 Вт.
(4.31)   /> />

(4.36)   Мощность, рассеиваемая резистором:
Выбираем ограничительныерезисторы R1 = R2 = 11 Ом типа МЛТ-0,125:
(4.33)  
(4.32)   />
Амплитуда переменного напряжения наполовине вторичной обмотки трансформатора Тр2
Выбор диодов Д1, Д4производится по току Iупрампл и напряжению U’~mВыбираем диоды типа Д202 (Uобр = 100 В; I0в= 0,4 А), у которых
(4.34)   Ri≈ Uпр/Iупр.ампл = 1: 0,09 = 11Ом.
(4.35)   /> />
Уточняем амплитуду переменного напряжения:
                   U’~m=Iупр.ампл(R1+R3max+Ri)=0,09(11+270+11)=26,2В./> /> /> /> /> /> /> />
Затем проводится конструктивный расчеттрансформатора Тр2 для данных:
(4.37)   />/> />

(4.38)   В случае применения фазосдвигающейцепи LR3 задаются величиной L,дросселя и находят пределы изменения величины резистораR3 извыражения
Если необходимы болееширокие пределы регулирования напряжения, то помимо переменного резистораиспользуют дроссель насыщения, Если регулирующим элементом служит магнитныйусилитель, то проводятся выбор его магнитопровода и расчет его обмоток.
(4.39)   /> />
Максимальный КПД выпрямителя
(4.40)   /> />
Таблица 4 Коэффициент пульсаций.Нагрузка Коэффициент пульсации Кп, % Анодные (коллекторные) цепи Сеточные (базовые) цепи 1 2 3 1. Выходные каскады: Радиотелеграфных передатчиков 0,5-3 0,05-0,3 Радиотелефонных передатчиков 0,05-0,1 0,01-0,05 Радиовещательных и телевизионных передатчиков 0,02-0,05 0,01-0,05 2. Промежуточные каскады: Радиотелеграфных передатчиков 0,15-0,5 0,05-0,2 Радиотелефонных передатчиков 0,02-0,1 0,01-0,1 Радиовещательных и телевизионных передатчиков 0,01-0,05 0,01-0,05 3. Задающие генераторы (возбудители) передатчиков 0,001-0,01 0,001-0,01 4. Мощные каскады усиления низкой частоты Передатчиков и приемников (двухтактная схема) 0,5-3 5. Усилители низкой частоты(однотактная схема) 0,05-0,1
Продолжение таблицы 41 2 6. Каскады усиления высокой частоты радиоприемников 0,01-0,05 7. Цепи накала электронных ламп постоянным током: прямого накала 0,01-0,05 Косвенного накала 0,5-4 8. Цепи питания ускоряющих электродов электронно-лучевых трубок 0,01-0,1 9. Цепи питания микрофонов 0,00001-0,0001
Таблица5 Таблица расчетаUдр.
Pо, Ватт
Uдр=IоRдр
 
Fc=50 Гц
V fc=400 Гц До 10 0,2 —0,15 0,08 —0,065 10—30 0,15 —0,12 0,065—0,05 30—100 0,12 —0,09 0,05—0,035 100—300 0,09 —0,06 0,035—0,025 300—1000 0,06 —0,045 0,025—0,018 1000—3000 0,045—0,03 0,018—0,012 3000—10 000 0,03 —0,02 0,012—0,009
Таблица6 Параметры схемывыпрямления.№ п/п Параметр Значения параметра в зависимости от схемы выпрямления Двухполу-периодная со средней точкой Однофазная мостовая Трехфаз-ная Трехфазная мостовая 1 2 3 4 5 6 7 1
Действующее значение напряжения вторичной обмотки U2
2x1,11U0
1,11xU
0,815U0
0,43U0
0,74U0
Продолжение таблицы 61 2 3 4 5 6 7 2
Действующий ток вторичной
Обмотки I2
0,707I0
0,707 I0
0,58I0
0,815I0
0,47 I0 3
Действующий ток первичной обмотки I1
IoKтр
 IoKтр
0,47IoKтр
0,815 IoKтр
0,47IoKтр 4 Типовая мощность трансформатора Ртип
1,34IоUо
1,11 IоUо
1,35 IоUо
1,05 IоUо
1,05 IоUо 5 Подмагничивание трансформатора Нет Нет Есть Нет Нет 6 Среднее значение тока вентиля Iов
0,5I0
0,5I0
0,33I0
0,33I0
0,33I0 7
Действующее значение тока вентиля Iв
0,707 I0
0,707 I0
0,58I0
0,58I0
0,58I0 8
Амплитудное значение тока вентиля Imв
I0
I0
I0
I0
I0 9
Обратное напряжение на вентиле Uобрm 3,14
1,57Uо
2,09Uо
1,05Uо
1,05Uо 10
Число вентилей N 2 4 3 6 6 11
Частота пульсаций fп 2fc 2fс 3fс 6fс 6fс 12
Расчетный коэффициент Кт 7 5,2 6,6 2,5 7,6 13
Расчетный коэффициент КL
5,5x10-3
6,4x10-3
3,3x10-3
10-3
3x10-3 14
Падение напряжения на ак- тивном сопротивлении ∆UT трансформатора
IоRтр
IоRтр
IоRтр
2IоRтр
0,67IоRтр 15
Падение напряже­ния на реактивном сопротивлении трансформатора ∆Ux
2IоfсLs
2 IоfсLs
3 IоfсLs
6IоfсLs
4IоfсLs 5. Экология
5.1. Защита от воздействияэлектромагнитного поля промышленной частоты
 
Влияние поля наздоровье людей. В процессеэксплуатации электроэнергетических установок — открытых распределительных устройств (ОРУ) и воздушных линий (ВЛ)электропередачи напряжением 400 кВ и выше — отмечено ухудшение состоянияздоровья персонала, обслуживающего эти установки. Субъективно это выражается вухудшении самочувствия работающих — повышенная утомляемость,вялость, головные боли, плохой сон, боли в сердце и т. п.
Специальные наблюдения иисследования, проводимые в Советском Союзе и за рубежом, позволили установить,что фактором, влияющим на здоровье обслуживающего персонала, являетсяэлектромагнитное поле, возникающее в пространстве вокруг токоведущих частейдействующих электроустановок. В электроустановках напряжением менее 400 кВтакже возникают электромагнитные поля, но менее интенсивные и, как показываетдлительный опыт эксплуатации таких установок, не оказывающие отрицательноговлияния на биологические объекты.
Интенсивное электромагнитное полепромышленной частоты вызывает у работающих нарушение функционального состоянияцентральной нервной системы, сердечной деятельности и системы кровообращения.При этом наблюдаются повышенная утомляемость, снижение точности рабочихдвижений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце,сопровождающихся сердцебиением и аритмией, и т. п.
Эффект воздействия электромагнитногополя на биологический объект принято оценивать количеством электромагнитнойэнергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле. Электромагнитноеполе можно -рассматривать состоящим из двух полей: электрического и магнитного.Можно также считать, что в электроустановках электрическое поле возникает приналичии напряжения на токоведущих частях, а магнитное — при прохождении тока поэтим частям.
При малых частотах, в том числе при50 Гц, электрическое и магнитное поля практически не связаны между собой,поэтому их можно рассматривать отдельно друг от друга и также отдельнорассматривать влияние, оказываемое ими на биологический объект. Исходя изэтого, определена поглощаемая телом человека энергия электрического имагнитного полей. При этом в любой точке электромагнитного поля, возникающего вэлектроустановках промышленной частоты,  поглощенная телом человека энергиямагнитного поля примерно в 50 раз меньше поглощенной им энергии электрическогополя. Вместе с тем измерениями в реальных условиях установлено, чтонапряженность магнитного поля в рабочих зонах ОРУ и ВЛ напряжением до 750 кВвключительно не превышает 20 — 25 А/м, в то время каквредное действие магнитного поля на биологический объект проявляется принапряженности 150 — 200 А/м.
Это позволило сделать вывод, чтоотрицательное действие на организм человека электромагнитного поля вэлектроустановках промышленной частоты обусловлено электрическим полем;магнитное же поле оказывает незначительное биологическое действие и впрактических условиях им можно пренебречь.
Электрическое поле электроустановокчастотой 50 Гц можно рассматривать в каждый данный момент какэлектростатическое поле, т. е. применять к нему законы электростатики. Это полесоздается между двумя электродами (телами), несущими заряды разных знаков, накоторых начинаются и оканчиваются силовые линии.
Поле электроустановок является неравномерным, т.е. напряженность его изменяется вдоль силовых линий. Вместе с тем оно обычнонесимметричное, поскольку возникает между электродами различной формы, напримермежду токоведущей частью и землей или металлической заземленной конструкцией.
Поле воздушной линии электропередачиявляется, кроме того, плоскопараллельным, т.е. форма которого одинакова впараллельных плоскостях, называемых плоскостями поля. В данном случае плоскостиполя перпендикулярны оси линии.
Процесс биологическогодействия электрического поля на организм человека изучен недостаточно.Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма — изменение кровяного давления, пульса, нарушение сердечного ритма — обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. Приэтом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счетрефлекторного действия поля, а тормозной эффект вызывается прямым воздействиемполя на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головногомозга, а также промежуточный мозг особенно чувствительны к воздействиюэлектрического поля.
Предполагается также, что основнымматериальным фактором, вызывающим такие изменения в организме, является индуцируемыйв теле ток и в значительно меньшей мере — электрическое поле.
Наряду с биологическимдействием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов междучеловеком и металлическим предметом, имеющим иной потенциал, чем человек.
Если человек стоит непосредственно наземле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его телапрактически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается поднекоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.
Очевидно, что прикосновение человека,изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, так же как иприкосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету,изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землюразрядного тока, который может вызвать болезненные ощущения, особенно в первыймомент. Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом.
В случае прикосновения кизолированному от земли металлическому предмету большой протяженности(трубопровод, проволочная ограда на деревянных стойках и т. п.) или большогоразмера (например, крыша деревянного здания) ток через человека может достигатьзначений, опасных для жизни.5.2. Защита отрадиоактивных излучений
Защита от радиоактивныхизлучений состоит из комплекса организационных и технических мер,осуществляемых экранированием источников излучения или рабочих мест, удалениемисточников от рабочих мест и сокращением времени облучения. Доза облучения D тем меньше, чем меньше время облучения tичем больше расстояние от источника облучения до работающегоr :
D=IÃMt/r2,           (5.1)
где I×ионизационная постоянная данного радиоактивного изотопа, Р/(мКи-ч/см2);М—активность источника излучения, мКи.
Организационные меры определяютсядетальным анализом условий работы. Для проведения работ по возможности следуетвыбирать радиоактивные изотопы с меньшими периодами полураспада и энергией,дающими меньший уровень активности отходов. Применение приборов большейточности также дает возможность применять меньшие активности. На предприятияхсоставляются подробные инструкции, в которых указываются порядок и правилапроведения работ, обеспечивающие безопасность. Специальные герметическиехранилища радиоактивных изотопа обеспечивают защиту от излучения. Открытыеисточники излучения и все облучаемые предметы должны находиться в строгоограниченной зоне, пребывание в которой персонала разрешается только в особыхслучаях и минимальное время. На контейнеры, оборудование, двери помещений идругие места наносится предупредительный знак радиационной опасности
желтый. красный.  
красный.  
красный.   />
Рис. 5.1 Знак радиационной опасности
Предупреждение профессиональныхзаболеваний обеспечивается медицинским контролем за состоянием здоровья инеприемом на работу лиц, страдающих заболеваниями внутренних органов,поражаемых излучением.
Технические меры защиты заключаются вэкранировании, при помощи которого можно снизить облучение на рабочем месте долюбого заданного уровня. В основе защитного экранирования лежит определениематериала и необходимой толщины экрана для поглощения излучения.
Для а-частиц, имеющихнебольшую длину пробега, слой воздуха в несколько сантиметров, одежда,резиновые перчатки являются достаточной защитой. Для защиты от Р-частицдля экранов применяют материалы с небольшим атомным номером (алюминий,плексиглас). Для защиты от Р-частиц высоких энергий используютэкраны из свинца с внутренней облицовкой из материалов с малым атомным номером,так как при прохождении Р-частиц через вещество происходит нетолько ионизация и возбуждение атомов, но и возникает тормозное излучение ввиде рентгеновских или гамма-излучений.
Толщину защитного экрана db от b-частиц рассчитывают по формуле
db=lb/r                 (5.2)
где r — длина пробега частиц, г/см2 (1 г/см2 характеризуетслой вещества, имеющий массу 1 г при сечении 1 см2); r — плотность вещества экрана, г/см3.
Гамма-излучение хорошо поглощаетсяэлементами с высоким атомным номером и высокой плотностью (свинец, вольфрам).
Расчет экранов для защиты отгамма-излучений можно провести по формулам, справочникам и номограммам. Приэтом следует иметь в виду, что ослабление интенсивности потока зависит от егогеометрических данных — узкий или широкий пучок. Ослабление потокагамма-излучений   от точечного источника происходит по экспоненциальному закону
Id=Ie-bd                              (5.3)
где Id-интенсивностьпотока, ослабленного  слоем вещества, толщиной d,см; I— начальнаяинтенсивность потока; β — линейныйкоэффициент ослабления 1 см-1 для узкого пучка монохрoматического излучения.
На практике определяют толщинупоглотителя, необходимую для ослабления интенсивности потока в любое число раз,по номограмме (рис. 5.2).
/>
Рис.5.2 График прохожденияизлучения.
Защитные экраны могут бытьстационарные, передвижные, разборные, настольные. Однако такие экраныэкранируют лишь ту сторону, которая обращена к работающему и не защищают отрассеянного излучения. Более совершенной защитой является применение вытяжныхшкафов, камер и боксов, оборудованых шпаговыми манипуляторами,приточно-вытяжной вентиляцией и душевым устройством для облива внутреннейповерхности камеры.
Средства индивидуальнойзащиты дополняют основные меры защиты. Они предохраняют от попаданиярадиоактивных загрязнений на кожу и внутрь организма, защищают от а-частици по возможности от β-частиц. От у-частиц инейтронного излучения индивидуальные защитные средства, как правило, незащищают. В зависимости от активности изотопов в качестве спецодеждыиспользуются хлопчатобумажные халаты, шапочки, резиновые перчатки илихлорвиниловые комбинезоны, ботинки, очки, респираторы или специальныепластикатовые пневматические костюмы с принудительной подачей в них воздуха.Материалы, применяемые для средств индивидуальной защиты, должны легкодезактивироваться.
6. Охрана труда
6.1.Санитарные нормы для производственных и вспомогательных помещений
Выбор типа производственногопомещения определяется технологическим процессом, возможностью борьбы с шумом,вибрациями и загрязнением воздуха. Наличие больших оконных проемов и фонарейдолжно обеспечивать хорошую естественную освещенность. В помещении обязательноустройство вентиляции.
Объем и площадь производственногопомещения, которые должны приходиться на каждого работающего по санитарнымнормам, должны быть не менее 15 м3 и 4,5 м2соответственно. Высота производственных помещений не должна быть менее 3,2 м.Стены и потолки необходимо сооружать из малотеплопроводных материалов, незадерживающих осаждение пыли. Полы должны быть теплыми, эластичными, ровными инескользкими. Если работы связаны с применением ядовитых веществ (например,цианистые соли, ртуть, свинец), то к внутренней отделке предъявляютсяспециальные требования.
В помещениях с большим выделениемпыли (шлифование, размол) следует предусматривать уборку помещений при помощипылесосов или гидросмыва. Полы не должны, пропускать в помещение грунтовых вод,вредных газов. В помещениях, где рабочие места обслуживаются стоя, полы должныбыть малотеплопроводными. При необходимости допускаются полы со значительнойтеплопроводностью (бетонные, керамические), но при условии укладки на пол нарабочих местах деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков. В помещениях,где применяются агрессивные и вредные вещества, полы изготовляются изматериалов, устойчивых в отношении химического действия этих веществ (например,метлахская плитка) и не допускающих их сорбции. Для отведения пролитых на полагрессивных и вредных жидкостей предусматриваются стоки в канализацию.
К вспомогательным помещениямэлектростанций и подстанций относятся административно-конторские исанитарно-бытовые помещения, помещения общественных организаций, здравпункты,пункты питания. Вспомогательные помещения, как правило, следует размещать впристройках к производственным зданиям или в отдельно стоящих зданиях. Внекоторых случаях вспомогательные помещения допускается размещать внутрипроизводственных зданий, если этому не препятствует характер производственныхпроцессов, санитарно-гигиенические требования и принятые конструктивныерешения.
При устройстве бытовых помещений(гардеробные, души, уборные и т. п.) в отдельных зданиях они должны соединятьсяс производственными зданиями отапливаемыми переходами.
Высота этажейвспомогательных помещений должна быть 3,3 м. Высоту бытовых иадминистративно-конторских помещений, расположенных в производственных зданиях(например, на антресолях), допускается принимать не менее 2,5 м от пола допотолка и не менее 2,2 м от пола до низа выступающих конструкций.
6.2.Организация рабочего места на электростанциях и в электрических сетях
 
          Рабочее место- это зонаприложения труда определенного работника или группы работников (бригады).Организация рабочего места заключается в выполнении ряда мероприятий,обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективноеиспользование орудий и предметов труда, что повышает производительность испособствует снижению утомляемости работающих.
Правильный выбор рабочейпозы (с возможностью ее перемены) исключает или сводит к минимуму вредноевлияние выполняемой работы на организм человека. Руки рабочего (оператора),находящегося в позе «стоя» или «сидя», совершают движения в пределах определенноймаксимальной зоны. Чтобы эти движения были экономными, без излишнегонапряжения, для рук рекомендуется определенная рабочая зона, в пределах которойи следует размещать органы управления производственным оборудованием (например,станком, рукоятками и рычагами грузоподъемной» машины, ключами и кнопкамиуправления электрическими аппаратами и машинами и др.
Удобное и рациональноерасположение материалов, инструментов и приспособлений позволяет исключитьлишние движения. Инструменты и обрабатываемые материалы и изделия следуетрасполагать на рабочем месте с учетом их применения: более часто употребляемыепредметы размещаются в оптимальной рабочей зоне достигаемости рук без наклоновтуловища; редко употребляемые в более отдаленной зоне. Этот принцип применим ик технической документации оперативного (дежурного) персонала электростанций иподстанций. Дежурный у щита управления периодически делает записи в различныеведомости и журналы, которые находятся у него на столе пульта (щита)управления.
Таким образом, при организации рабочего местанеобходимо выполнять требования эргономики, т. е. учитывать все факторы,влияющие на эффективность действий человека-оператора  при обеспечениибезопасных приемов его работы.
Среди мероприятий, направленных насоздание рациональных условий трудового процесса, важное значение имеет режимтруда и отдыха. Особенно это относится к работе производственного персонала,выполняющего однообразную работу на станках с ручным управлением (штамповка,резка металла, сверление и др.).
Четкий ритм трудаобусловливает нормальное функционирование организма человека в процессе работыс минимальной затратой нервной и мышечной энергии. Ритмичный труд менееутомителен и обеспечивает большую безопасность труда. Все нарушения трудовогоритма в течение рабочего дня (организационные неполадки, отсутствие нужныхдеталей, инструментов, технической документации и др.) ведут к снижениюработоспособности и к быстрой утомляемости.
6.3. Освещение рабочего места.
 
Неправильная эксплуатациятак же, как и ошибки, допущенные при проектировании и устройстве осветительныхустановок в пожаро- и взрывоопасных цехах (неправильный выбор светильников,проводов), могут привести к взрыву, пожару и несчастным случаям. Кроме того,при неудовлетворительном освещении снижается производительность труда иувеличивается брак продукции.
Нормирование естественного освещенияпроизводится при помощи коэффициента естественной освещенности или сокращенноКЕО:
е=(Ев/Ен)100%,            (6.1)
где е- коэффициентестественной освещенности, %; Ев — освещенность внутри помещения,лк; Ен -одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.
Освещенность помещения естественнымсветом характеризуется коэффициентами естественной освещенности ряда точек,расположенных в пересечении вертикальной плоскости характерного разрезапомещения и горизонтальной плоскости, находящейся на 1 м над уровнем пола ипринимаемой за условную рабочую поверхность (рис. 6.1).
Минимальный КЕО взависимости от точности работы при верхнем и комбинированном освещении нормируетсяв пределах от 10 до 2, а при одном боковом освещении в мин – от 3,5 до 0,5.
Таблица 7 Нормынаименьшей освещенности рабочих поверхностей для газоразрядных источников света Освещенность, лк Характеристика зрительной работы по степени точности Наименьший размер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта различения с фоном Характе-ристика фона Система комбинированного освещения Система общего освещения Наивыс- шей точ- ности Менее 0,15 а Малый Темный 5000 1500 б Малый, Средний, 4000 1250 Средний темный I в Малый, Светлый, 2500 750 Средний, средний, Большой темный г Средний, Светлый, 1500 400 Большой, светлый, Большой средний
Если работа связана сповышенной опасностью травматизма, размещением деталей на движущихсяповерхностях, если напряженная зрительная работа производится непрерывно втечение рабочего дня или различаемые объекты расположены от глаз далее чем на0,5 м, нормы освещенности повышаются на одну ступень согласно специальной шкалеосвещенностей. Так, в указанных случаях наибольшая освещенность для зрительнойработы 1а может быть повышена до 6000 и даже до 7500 лк.
Бесперебойность действия осветительнойустановки обеспечивается устройством трех видов освещения: рабочего, аварийногои освещения безопасности (эвакуационного).
• Рабочее освещение предназначено длясоздания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации здания илитерритории. При погасании рабочего освещения временное продолжение работыобеспечивается аварийным освещением.
• Аварийное освещениепредусматривается в тех случаях, если погасание рабочего освещения можетвызвать: взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологическогопроцесса, нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлырадиопередачи и связи и т. п.
Светильники такого освещения должнысоздавать на рабочих поверхностях 5% освещенности, нормированной для данноговида работ при системе общего освещения, но не менее 5 лк при газоразрядныхлампах и 2 лк — при лампах накаливания.
• Питание светильников аварийногоосвещения осуществляется от независимого источника электроэнергии, напряжениена котором сохраняется при исчезновении его на других источниках(трансформаторы, питаемые от двух электростанций, генераторы с самостоятельнымпервичным двигателем, аккумуляторные батареи).
Выполнение аварийного освещения возможно двумяспособами: из числа светильников общего освещения небольшая часть выделяетсядля аварийного освещения либо для него устанавливаются дополнительныесветильники. В обоих случаях в светильниках аварийного освещения допускаетсяприменение ламп накаливания; люминесцентные лампы допускаются при температуреокружающей среды, не ниже +10°С и уровне напряжения не менее 90% номинального.
Освещение безопасности(эвакуационное) предусматривается в производственных помещениях при наличииопасности возникновения травматизма для эвакуации людей из помещения.Светильники такого освещения должны обеспечивать по линии основных проходов впомещениях освещенность не менее 0,5 лк, которая позволяет отключить силовоеоборудование, прекратить работу и если это необходимо, покинуть рабочеепомещение. Система освещения безопасности питается от электрических сетей,независимых от сетей рабочего освещения, начиная от шин подстанций.
6.4. Электробезопасность.
 
Электроустановками называютсяустановки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляетсяэлектроэнергия. В различных электроустановках имеется различная опасностьпоражения людей электрическим током, так как параметры электроэнергии, условияэксплуатации электрооборудования и характер среды помещений, в которых оноустановлено, весьма разнообразны. Комплекс защитных мер должен соответствоватьвиду электроустановки и условиям применения электрооборудования, обеспечиваядостаточную безопасность.
В электроустановках применяютсяследующие технические защитные меры: применение малых напряжений; электрическоеразделение сетей; защита от опасности при переходе напряжения с высшей сторонына низшую; контроль и профилактика повреждений изоляции; компенсация емкостнойсоставляющей тока замыкания на землю; защита от случайного прикосновения ктоковедущим частям; защитное заземление; зануление; защитное отключение;применение электрозащитных средств.
Применение этих защитныхмер регламентируется ПУЭ, ПТЭ, ПТБ и другими правилами.
До начала работы и в процессе еевыполнения необходимо выполнять организационные и технические мероприятия,обеспечивающие безопасность труда.
Работы в действующихэлектроустановках подразделяются в отношении принятия мер безопасности на трикатегории.
1. Со снятием напряжения стоковедущих частей.
2. Под напряжением на токоведущихчастях с применением электрозащитных средств. В электроустановках напряжениемвыше 1000 В, а также на ВЛ до 1000 В к этим работам относятся работы,выполняемые на расстояниях от токоведущих частей.
3. Без снятия напряжения нанетоковедущих частях. К ним относятся работы, выполняемые за ограждениями, накорпусах и оболочках электрооборудования.
Организационными мероприятиями,обеспечивающие безопасность работы в электроустановках от 30 до 380 В является:
-оформление работы специальнымнарядом-допуском или распоряжением, выдача разрешения на подготовку рабочихмест и допуска бригады к работе, допуск к работе;
-надзорза безопасностью работающих во время выполнения работы, перевод бригады надругое рабочее место;
-оформлениеперерывов в работе и ее окончания.
Все работы как со снятием напряжения,так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться понаряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасноговыполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполненияопределенных мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объемуработы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядкетекущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.
По окончании всех работ по нарядурабочее место должно быть убрано ремонтной бригадой и осмотрено руководителемработ.
Включить электроустановку в работуможно только после получения на это разрешения и допуска от лица, выдавшего егона подготовку рабочих мест, или лица, сменившего его. Перед включением должныбыть восстановлены постоянные ограждения токоведущих частей, сняты переносныезаземления и плакаты, установленные дежурным или оперативно-ремонтнымперсоналом.
Для безопасного выполнения работ сполным или частичным снятием напряжения в электроустановках станций, подстанцийи сетей необходимо выполнить следующие технические мероприятия:
1. Произвести отключения и принятьмеры, препятствующие случайной подаче напряжения к месту работы.
2. Вывесить на рукояткахкоммутационных аппаратов запрещающие плакаты: Не включать — работают людиили Не включать — работа на линии и при необходимости установитьвременные ограждения не отключенных токоведущих частей.
3. Переносные заземления (закоротки)присоединить к заземляющему устройству, после чего проверить отсутствиенапряжения на отключенных для производства работы токоведущих частях, накоторые должны быть наложены заземления
4. Наложить на отключенныетоковедущие части переносные заземления (сразу после проверки отсутствиянапряжения) или включить заземляющие ножи разъединителей.
5. Если работа производится счастичным снятием напряжения, то оборудование, оставшееся под напряжением,оградить, а на ограждении вывесить плакаты «Стой — высокое напряжение!»;на подготовленном к ремонту электрооборудовании вывесить плакат «Работатьздесь».
Эти технические мероприятиявыполняются дежурным или оперативно-ремонтным персоналом, обслуживающим даннуюэлектроустановку станции, подстанции, сети.

6.5. Шум и вибрация.
 
Шум — это беспорядочное сочетание звуков различной частоты иинтенсивности (силы). Шум возникает при механических колебаниях в твердых,жидких и газообразных средах.
Источниками производственного шума наэлектростанциях могут быть турбо- и гидроагрегаты, электродвигатели собственныхнужд, дымососы и вентиляционные установки, дробилки и шаровые мельницы системпылеприготовления, трансформаторы, станки и тучные пневмо- и электромашины,транспортные средства и др. Механические колебания с частотами 20—20 000 Гцвоспринимаются слуховым аппаратом в виде звука. Создаваемые технологическим оборудованиемшумы могут возникать при различных процессах: механических (соударения,вибрации, трение), аэродинамических (нестационарные процессы в газах, приистечении сжатого воздуха или газа, при горении жидкого или распыленноготоплива в форсунках и др.), гидродинамических (истечение жидкости) иэлектромагнитных (переменные магнитные поля в электрооборудовании).
Одним из методов уменьшения шума наобъектах энергетического производства является снижение или ослабление шума вего источниках — в электрических машинах и трансформаторах, компрессорах ивентиляторах, в машинах топливного пылеприготовления (дробилки, мельницы) и др.
Разработка малошумногопроизводственного оборудования часто представляет собой очень сложнуютехническую проблему. Тем не менее на практике по возможности следует применятьмалошумное оборудование.
В машинах часто причинойнедопустимого шума является износ  подшипников, неточная сборка деталей приремонтах и т. п. Поэтому в процессе эксплуатации всех видов машин необходимовыполнять соответствующие Правила технической эксплуатации. Ненормальныйповышенный шум, создаваемый трансформаторами и электрическими машинами, частобывает по причине неплотного стягивания пакетов стального сердечника, а вэлектродвигателях — при их перегрузке или работе при обрыве одного фазногопровода в питающей цепи.
Одним изэффективных средств защиты от вибрации рабочих мест, оборудования истроительных конструкций является виброизоляция, представляющая собойупругие элементы, размещенные между вибрирующей машиной и основанием.Амортизаторы вибраций изготовляют обычно из стальных пружин или резиновыхпрокладок. Пружинные амортизаторы применяют для виброизоляции насосов,дробилок, электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания. Виброизолирующаяспособность резиновых амортизаторов меньше, чем пружинных, но онихарактеризуются большим внутренним трением, что способствует уменьшению временизатухания свободных колебаний системы.
Для уменьшения вибрации кожухов,ограждений и других деталей, выполненных из стальных листов, применяют вибропоглощение- нанесение на вибрирующую поверхность резины, пластиков, вибропоглощающихмастик, которые рассеивают энергию колебаний. Применением вибропоглощающихпокрытий достигается также значительное снижение уровня производственного шума.
В качестве индивидуальной защиты отвибраций, передаваемых человеку через ноги, рекомендуется носить обувь навойлочной или толстой резиновой подошве. Для защиты рук рекомендуютсявиброгасящие перчатки.
Таблица 8 Значения предельнодопустимых уровней шума на рабочих местах производственных предприятий Рабочие места Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Г ц Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, приема больных в здравпунктах 71 61 54 49 45 42 40 38 50 Помещения управления, рабочие комнаты 79 70 68 58 55 52 50 49 60 Кабины наблюдений и дистанционного управления: а) без речевой связи по телефону 94 87 82 78 75 73 71 70 80 б) с речевой связью по телефону 83 74 68 63 60 57 55 54 65 Постоянные рабочие места и рабочие зоны 99 92 86 83 80 78 76 74 85
6.6. Микроклимат рабочей зоны.
 
Оптимальный микроклимат в помещенииобеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающейсредой. Поддержание на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат-температуры, влажности и подвижности воздуха — может осуществлятьсякондиционированием или с большими допусками вентиляцией. Но вентиляция и дажекондиционирование воздуха не защищают от теплового излучения (лучистойтеплоты).
Защита от прямого действия тепловогоизлучения осуществляется в основном экранированием — установкой термическогосопротивления на пути теплового потока. Экраны весьма разнообразны, но попринципу их действия они делятся на поглощающие и отражающие лучистую теплоту имогут быть стационарными и подвижными. Экраны не только защищают от тепловыхизлучений, но и предохраняют от воздействия искр, выплесков расплав-пленногометалла, окалины и шлака.
Температура воздуха в помещении недолжна превышать 30°С, влажность воздуха недолжна превышать 75%.
6.7. Пожарная безопасность.
 
Строительными нормами и правилами,межотраслевыми правилами пожарной безопасности, отраслевыми стандартами иправилами пожарной безопасности, утвержденными министерствами и ведомствами, атакже инструкциями по обеспечению пожарной безопасности на отдельных объектах.
  Дляпредотвращения пожара необходимы следующие меры:
а) предотвращение образования горючейсреды;
б) предотвращение образования вгорючей среде источников зажигания;
в) поддержание температуры и давлениягорючей среды ниже максимально допустимых по горючести;
г) уменьшение определяющего размерагорючей среды ниже максимально допустимого по горючести.
Противопожарную защиту обеспечиваютследующие меры
а) максимально возможное применениенегорючих и трудногорючих веществ и материалов вместо пожароопасных;
б) ограничение количества горючихвеществ и их надлежащее размещение;
в) изоляция горючей среды;
г) предотвращение распространенияпожара за пределы очага;
д) применение средств пожаротушения;
е) применение конструкций объектов срегламентированным пределом огнестойкости и горючестью;
ж) эвакуация людей;
з) применение средств коллективной ииндивидуальной защиты;
и) применение средств пожарнойсигнализации и средств извещения о пожаре;
к) организация пожарной охраныобъекта.
Организационными мероприятиями пообеспечению пожарной безопасности являются обучение рабочих и служащих правилампожарной безопасности; разработка и реализация норм и правил пожарнойбезопасности, инструкций о порядке работы с пожароопасными веществами иматериалами; изготовление и применение средств наглядной агитации пообеспечению пожарной безопасности. Важной мерой по обеспечению пожарнойбезопасности является организация пожарной охраны объекта, предусматривающейпрофилактическое и оперативное обслуживание охраняемых объектов.6.8.Особенности тушения пожара в электроустановках
Если горящаяэлектроустановка не отключена и находится под напряжением, то тушение еепредставляет опасность поражения электрическим током. Как правило, тушитьручными средствами пожар электрооборудования следует при снятом с негонапряжении. Если почему-либо снять напряжение невозможно, то допускаетсятушение установки, находящейся под напряжением, но с соблюдение особых мерэлектробезопасности, которые предусмотрены Инструкцией по тушению пожаров вэлектроустановках электростанций и подстанций.
Руководителем тушения пожара доприбытия первого пожарного подразделения является старший по сменеэнергетического объекта — начальник смены, дежурный инженер, диспетчерэлектросетей, дежурный по подстанции. Отключение присоединений, накоторыхгорит электрооборудование, может производиться дежурным без предварительногоразрешения вышестоящего оперативного персонала, но с последующим уведомлением.
Тушение пожаров компактными ираспыленными водяными струями без снятия напряжения с электроустановокдопускается только в открытых для обзора ствольщика электроустановках, в томчисле горящих кабелей при номинальном напряжении до 10 кВ. При этом стволдолжен быть заземлен, а ствольщик-работать в диэлектрическихботах и перчатках и находиться на расстоянии от очага не менее 3,5 м цридиаметре спрыска 13мм инапряжении до 1 кВ включительно и 4,5 мпри напряжении до 10 кВ. При диаметре спрыска 19 мм эти расстоянияувеличиваются соответственно до 4 и 8 м. При этом применение морской и сильнозагрязненной воды не допускается.
Тушение пожаров ручными средствами всильно задымленных помещениях энергообъектов с проникновением в них безснятиянапряжения не допускается.
При загорании обмотки генератора илисинхронного компенсатора электрическая машина должна быть отключена от сети иостановлена, после чего следует включить стационарную систему водяногопожаротушения. Применение пенных химических огнетушителей для тушения пожаравнутри генератора или синхронного компенсатора инструкцией запрещается.
При загорании водорода в сливных маслопроводах, взоне выводов и других местах генератора или синхронного компенсатора сводородным охлаждением необходимо остановить турбину генератора (отключитькомпенсатор от сети), а затем от централизованной системы пожаротушения податьуглекислый газ или азот в корпус для вытеснения водорода. Одновременно следуетприступить к тушению горящего водорода при помощи углекислотных огнетушителей идругих средств пожаротушения.
6.8.1. Ручные огнетушители.
На электростанциях,подстанциях и других объектах электрических сетей применяются ручныеогнетушители. С их помощью можно быстро ликвидировать очаг загорания илилокализовать огонь до прибытия пожарной команды.
Ручные углекислотные огнетушители типаОУ-2> ОУ-5 и ОУ-8 (рис. 6.1.) емкостью соответственно 2,5; 5 и 8 лпредназначены для тушения небольших загорании всех видов. Они приводятся вдействие путем открытия запорного вентиля вращением маховичка. Струяснегообразной углекислоты действует в течение 30 — 40 с на расстоянии до 2 м.
Углекислотно-бромэтиловыйогнетушитель типа ОУБ-7 (рис. 6.1.) имеет баллон емкостью 7 л, в которомсодержится 97% бромистого этила и 3% жидкой углекислоты. Состав находится поддавлением сжатого воздуха. При открывании вентиля из выпускного отверстиявыбрасывается огнетушащее вещество в виде туманообразного облака. Времядействия огнетушителя около 40 с, дальность выбрасывания вещества 4 — 5 м.Огнетушитель типа ОУБ пригоден для тушения твердых и жидких горючих веществ, атакже находящихся под напряжением электроустановок, поскольку бромистый этил непроводит электрический ток.
Порошковый огнетушитель типа ОПС-10(рис. 6.2) наполнен в качестве огнетушащего средства сухим порошком(кальцинированная или двууглекислая сода, поташ и др.). Огнетушитель состоит избаллона 1 емкостью 10 л, заполненного огнегасящим порошком. К корпусуприкреплен баллон 2 с инертным газом (азот), находящимся под давлениемпорядка 15 МПа. При открывании вентиля порошок из баллона напором газа выталки-
/>/>/>
Рис. 6.1. Огнетушитель ОУ-2
Рис. 6.2. Огнетушитель ОУБ-7
Рис. 6.3. Огнетушитель ОПС-10
вается в шланг 3, а затемчерез раструб 4 подается к очагу загорания. Продолжительность действияэтого огнетушителя около 30 с. Огнетушитель ОПС-10 предназначен для тушениянебольших очагов загорания щелочных металлов, тушение которых водой недопускается.
Широко распространен огнетушительтипа ОХП-10, огнетушащее вещество которого образуется в виде химической пены(рис. 6.3). Он состоит из стального сварного корпуса 1, внутри которогонаходится стакан 2, содержащий смесь сернокислого окисного железас серной кислотой. Корпус заполняется, растворим двууглекислого натрия (щелочь)с солодковым экстрактом. При повороте на 180° рукоятки 3 шток 4приподнимает резиновую пробку и при опрокидывании огнетушителя вверх дномкислотная и щелочная части смешиваются. При этом образуется двуокись углерода ввиде пены, которая выбрасывается через спрыск и направляется в очаг загорания.Огнетушитель действует эффективно в течение около 60 с и дает струю пены до 8м. Ручной воздушно-пенный огнетушитель типа ОВП-5 и ОВП-10 (рис. 6.3) имеетрезервуар объемом соответственно 5 или 10 л, заполненный 5%-ным растворомпенообразователя ПО-1. При повороте рычага 3 сжатая в баллоне 2двуокись углерода через пенный насадок 4 выбрасывает растворпенообразователя в виде высоко кратной пены. Огнетушитель эффективно действуетоколо 20 с; длина пенной струи до 4,5 м.
6.9. Защита от воздействияэлектромагнитного поля промышленной частоты
 
Влияние поля наздоровье людей. В процессеэксплуатации электроэнергетических установок — открытых распределительных устройств (ОРУ) и воздушных линий (ВЛ)электропередачи напряжением 400 кВ и выше — отмечено ухудшение состоянияздоровья персонала, обслуживающего эти установки. Субъективно это выражается вухудшении самочувствия работающих — повышенная утомляемость,вялость, головные боли, плохой сон, боли в сердце и т. п.
Специальные наблюдения иисследования, проводимые в Советском Союзе и за рубежом, позволили установить,что фактором, влияющим на здоровье обслуживающего персонала, являетсяэлектромагнитное поле, возникающее в пространстве вокруг токоведущих частейдействующих электроустановок. В электроустановках напряжением менее 400 кВтакже возникают электромагнитные поля, но менее интенсивные и, как показываетдлительный опыт эксплуатации таких установок, не оказывающие отрицательноговлияния на биологические объекты.
Интенсивное электромагнитное полепромышленной частоты вызывает у работающих нарушение функционального состоянияцентральной нервной системы, сердечной деятельности и системы кровообращения.При этом наблюдаются повышенная утомляемость, снижение точности рабочихдвижений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце,сопровождающихся сердцебиением и аритмией, и т. п.
Эффект воздействия электромагнитногополя на биологический объект принято оценивать количеством электромагнитнойэнергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле. Электромагнитноеполе можно рассматривать состоящим из двух полей: электрического и магнитного.Можно также считать, что в электроустановках электрическое поле возникает приналичии напряжения на токоведущих частях, а магнитное — при прохождении тока поэтим частям.
При малых частотах, в том числе при50 Гц, электрическое и магнитное поля практически не связаны между собой,поэтому их можно рассматривать отдельно друг от друга и также отдельнорассматривать влияние, оказываемое ими на биологический объект. Исходя из этогоопределена поглощаемая телом человека энергия электрического и магнитногополей. При этом в любой точке электромагнитного поля, возникающего вэлектроустановках промышленной частоты,  поглощенная телом человека энергиямагнитного поля примерно в 50 раз меньше поглощенной им энергии электрическогополя. Вместе с тем измерениями в реальных условиях установлено, чтонапряженность магнитного поля в рабочих зонах ОРУ и ВЛ напряжением до 750 кВвключительно не превышает 20 — 25 А/м, в то время каквредное действие магнитного поля на биологический объект проявляется принапряженности 150 — 200 А/м.
Это позволило сделать вывод, чтоотрицательное действие на организм человека электромагнитного поля вэлектроустановках промышленной частоты обусловлено электрическим полем;магнитное же поле оказывает незначительное биологическое действие и впрактических условиях им можно пренебречь.
Электрическое поле электроустановокчастотой 50 Гц можно рассматривать в каждый данный момент какэлектростатическое поле, т. е. применять к нему законы электростатики. Это полесоздается между двумя электродами (телами), несущими заряды разных знаков, накоторых начинаются и оканчиваются силовые линии.
Поле электроустановок является неравномерным, т.е. напряженность его изменяется вдоль силовых линий. Вместе с тем оно обычнонесимметричное, поскольку возникает между электродами различной формы, напримермежду токоведущей частью и землей или металлической заземленной конструкцией.
Поле воздушной линии электропередачиявляется, кроме того, плоскопараллельным, т.е. форма которого одинакова впараллельных плоскостях, называемых плоскостями поля. В данном случае плоскостиполя перпендикулярны оси линии.
Процесс биологическогодействия электрического поля на организм человека изучен недостаточно.Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма — изменение кровяного давления, пульса, нарушение сердечного ритма — обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. Приэтом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счетрефлекторного действия поля, а тормозной эффект вызывается прямым воздействиемполя на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головногомозга, а также промежуточный мозг особенно чувствительны к воздействиюэлектрического поля.
Предполагается также, что основнымматериальным фактором, вызывающим такие изменения в организме, являетсяиндуцируемый в теле ток и в значительно меньшей мере — электрическое поле.
Наряду с биологическимдействием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов междучеловеком и металлическим предметом, имеющим иной потенциал, чем человек.
Если человек стоит непосредственно наземле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его телапрактически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается поднекоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.
Очевидно, что прикосновение человека,изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, так же как иприкосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету,изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землюразрядного тока, который может вызвать болезненные ощущения, особенно в первыймомент. Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом.
В случае прикосновения кизолированному от земли металлическому предмету большой протяженности(трубопровод, проволочная ограда на деревянных стойках и т. п.) или большогоразмера (например, крыша деревянного здания) ток через человека может достигатьзначений, опасных для жизни.
6.10. Режим работы.
Обслуживаниеэлектропитающих устройств осуществляется четырмя электромеханиками. Режимработы зависит от состояния или подачи электропитания на станцию длянепрерывной работы АТС, т.е. день может быть не нормированнным. Общееколичество часов проводимых на рабочем месте в неделю не должно превышать 41час, или в день 8 часов 12 минут.
Каждый выходной день настанции дежурит один из электромехаников, в состветствии с графиком дежурствсоставленным инжененром АТС по технике безопасности. Компенсация за часыдежурства или проведенные на устранение аварии является отгул (не режимныйвыходной).
Режим работы.
Начало работы в 900,конец работы в 1812.Продолжительность рабочего дня 8 часов 12 минут.Продолжительность рабочей недели составит 41 час.

7. Экономика.
 
7.1. Экономическое обоснование внедрения теристорного выпрямительногоустройства типа ВУТ.
 
Для оценки эффективности техническогорешения в дипломном проекте требуется определенная система показателей, которыехарактеризуют объект проектирования комплексно, всесторонне, как с технической,так и с экономической стороны.
При определении экономическойэффективности строительства различных станционных сооружений, узлов или блоков.В дипломном проекте необходимо расчетать капитальные затраты, эксплуатационныерасходы, объем продукции в денежном отношении, показатели, характеризующиестроительство питания АТС (выпрямитель типа ВУТ).
Проанализируем на какие устройствапитания АТС были затрачены строительство ВУТ и какую экономическую выгодупринесет теристорный выпрямитель.
7.2. Капитальные вложения.
 
Капитальные затраты — это затраты настроительство предприятий, систем и сооружений связи, а также на реконструкцию,модернизацию и расширение существующих объектов связи. Для расчета капитальныхвложений, идущих на реконструкцию и расширение сооружений АТС (с применениемвыпрямителей с теристором).
Составим две сводные сметы двухвариантов.
1 вариант — применение в питании АТСвыпрямителей типа ВУК;
2 вариант — применение в питании АТСвыпрямителей типа ВУТ;
Смета 1.
Таблица 7.1. Капитальные вложения на установкуВУК№ Виды работ или Единицы Число Стоимость в тенге п/п Оборудования и расходов измерения единиц Ед. Общ. Раздел 1 Строительно-монтажные работы. 1. Установка и монтаж выпрямительного устройства шт. 5 2000 10000 Итого по разделу 10000 Раздел 2 Выпрямительные устройства типа ВУК. 2. Выпрямительное устройство типа ВУК шт. 5 65993 329965 3. Плановые накопления 6% 19797 Итого по разделу 349762 Раздел 3 Наценки. 4. ВУК. Тара и упаковка (0,2%) 699 5. Наценка главснаба (0,3%) 1049 6. Заготовительные складские расходы (1,2%) 4197 Итого по разделу 5945 Итого по смете 365707
Смета 2.
Таблица 7.2. Капитальные вложения наустановку ВУТ.№ Виды работ или Единицы Число Стоимость в тенге п/п Оборудования и расходов измерения единиц Ед. Общ. Раздел 1 Строительно-монтажные работы. 1. Установка и монтаж выпрямительного устройства шт. 5 2000 10000 Итого по разделу 10000 Раздел 2 Выпрямительные устройства типа ВУТ. 2. Выпрямительное устройство типа ВУТ шт. 5 45376 226880 3. Плановые накопления 6% 13612 Итого по разделу 240492 Раздел 3 Наценки. 4. Заготовительные складские расходы (1,2%) 2722 Итого по разделу 2722 Итого по смете 240964
Сводные сметы 1, на установкувыпрямительного устройства типа ВУК, и смета 2, на установку выпрямительногоустройства типа ВАТ, позволяют сделать вывод, что капитальные вложения повариантам составляют:
К1=365707 тнг.К2=240964 тнг.            (7.1)
Куд=К/N, где N – удельные вложения на 1 ВУК или ВУТ.                 (7.2)
Куд1=365707/5=73141 тнг.;Куд2=240964/5=48192 тнг.;   (7.3)
7.3. Эксплуатационные расходы и себестоимость единицы продукции.
 
Эксплуатационные расходы Э — этотекущие расходы предприятия на производство продукции, включающие затраты какживого труда, так и общественного.
Общая величина эксплуатационныхрасходов при оценки эффективности производственной деятельности предприятиясвязи, внедрения новой техники используется для расчета себестоимости единицыпродукции, срок окупаемости, коэффициент экономической эффективности,приведенных затрат, годового экономического эффекта.
Общая сумма годовых эксплуатационныхрасходов исчисляется на основе сметы затрат на производство по следующимэлементам затрат.
1.   Расчитываем годовой фонд заработной платы поформуле:
Фзп=1,15×Р×3×12;                 (7.4)
Фзп1=1,15×3×7826×12=324000 тнг.;                  (7.5)
Фзп2=1,15×1×7826×12=216000 тнг.,                            (7.6)
где Фзп – годовой фонд, Р– число работников, З – заработная плата определенного вида работника, 1,15 –коэффициент премии и доплат к заработной плате.
2. Отчисления на социальные налоги21%.
СН1=68040 тнг.
СН2=45360 тнг.
3. Амортизационные отчислениярасчитываем по формуле:
А=ФНобщ/100            (7.7)
А1=23478×25/100=5869 тнг.                 (7.8)
А2=7826×5/100=391 тнг.              (7.9)
4. Затраты на материалы и запасныечасти можно расчитывать зная величину капитальных вложений.
М1=К×5%=365707×5%=18285тнг.                 (7.10)
М2=К×3%=240964×3%=10971тнг.                 (7.11)
5. Прочие расходы по нашему предприятиюсоставляют 10% от заработной платы основных рабочих и составит:
Пр1=324000×10%=32400 тнг.      (7.12)
Пр2=216000×10%=21600 тнг.      (7.13)
Общая сумма эксплуатационных расходовпо сравниваемой продукции составит:
Эр1=448594 тнг.
Эр2=294322 тнг.
7.4. Прибыль.
Прибыль является важнейшим обобщающимП-показателем, характеризующим эффективность производственной деятельностипредприятия связи.
Прибыль П- эксплуатационногопредприятия связи – это чистый доход, который определяется как разность егособственного дохода Дс и эксплуатационными расходами.
П=Дс-Эр                   (7.14)
В соответствии с конструкцией поопределению экономической эффективности в хозяйстве связи при расчетекоэффициента экономической эффективности и срока окупаемости капитальныхвложений на установку выпрямительного устройства собственные доходыопределяются как 60% тарифных доходов, отсюда
Дс=N×3000×340×0,6 ,            (7.15)
где N-число задействованных ВУТ и ВУК, 3000 – число абонентов, 340 – абонентскаяплата.
Дс1=5×3000×340×0,6=3060000 тнг.                   (7.16)
Дс2=5×3000×340×0,6=3060000 тнг.                   (7.17)
Отсюда
П1=3060000-448594=2611406тнг.                          (7.18)
П2=3060000-294322=2765678тнг.                          (7.19)
Расчитываем показатель абсолютнойэкономической эффективности
Еабс=П/К;                             (7.20)
Еабс1=2611406/365707=7,140.               (7.21)
Еабс2=2765678/240964=11,477.             (7.22)
Расчитываем годовой экономическийэффект
Спр1=S1+Е×К1;            (7.23)
Спр2=S2+Е×К2;            (7.24)
Спр1=448594+0,33×365707=569277 тнг.                   (7.25)
Спр2=294322+0,33×240964=373840 тнг., где Е= 0,33.,               (7.26)
тогда Э=Спр1-Спр2=569277-373840=195437тнг.,     (7.27)
где Э – средства, которые экономятрасходы на эксплуатацию нового выпрямительного устройства типа ВУТ.
На основании приведенных расчетовсоставляем итоговый аналитический лист.
Таблица 7.3. Итоговая таблица.Показатель Цена 1 варианта, тнг. Цена 2 варианта, тнг. Изменения, тнг. 1. Капитальные вложения 365707 240964 124743 2. Эксплуатационные расходы 448594 294322 154272 3. Удельные капитальные вложения 73141 48192 24949 4. Численность работников 3 2 1 5. Заработная плата 324000 216000 108000 6. Затраты на материал 18285 10971 7314 7. Приведенные затраты 569277 373840 195437
Вывод.
Анализ данных, приведенных выше,показывает эффективность установки и срок окупаемости и другие показатели вомного раз меньше, что и доказывает эффективность проектируемого выпрямителятипа ВУТ.
Литература.
1.   Бакалов В.П. и д.р. Основы теории электрическихцепей и электротехники: Учебник для вузов / В.П.Бакалов, А.Н.Игнатов, Б.И.Крук.–М.; Радио и связь, 1989. –528с.: ил.
2.   Сизых Г.Н. Электропитающие устройства связи:Учебник для техникумов –М.: Радио и связь, 1982.- 288с., ил.
3.   Иванов – Цыганов А.И. Электропреобразовательныеустройства РЭС: Учебник для вузов по специальности «Радиотехника» –4 изданиепереработано и дополнено М; Высшая школа 1991г. –272с.: ил.
4.   Техническое описание выпрямительного устройстватипа ВУТ 70/600 2Д0.321.068.ТО
5.   Методические указания. Электропитающие устройствсвязи. Москва 1986г. –82с. ил.
6.   Охрана труда.: Учебник для студентов ВУЗов.Князевский Б.А., Долин П.А., Марусова Т.П. и д.р. переработка и дополнение. – М: Высшая школа, 1982г. – 311с.; ил.