Контрольная работа по «Проектирование цифровых систем»

Рсум = РРМ + РКОМ (4.2)

 

Рсум = 790 + 285 = 1075 (Вт).

Значення струму навантаження IH розраховується за формулою:

 

IH = Рсум / Uпит, (4.3)

де Uпит - значення живлячої напруги, Uпит = 220 В.

IH = 1075/220 = 4,8 (А).

 

2.3.5 Розрахунок джерела безперебійного живлення змінного струму

Проектована схема зв'язку відноситься до другої категорії електроживлення. До другої категорії відносяться системи зв'язку, перерва в електропостачанні яких може призводити до порушення нормальної діяльності значної кількості жителів.

Для систем зв'язку другої категорії електроживлення вимоги до надійності електропостачання по допустимому часу відновлення живлення і допустимому відхиленню напруги живлення від номінального не настільки істотні, як для систем зв'язку першої категорії електроживлення. Тому для них заходи з додаткового харчуванню від джерел безперебійного живлення на час відновлення і заходи щодо стабілізації напруги не проводяться.

Приймається, що джерело безперебійного живлення повинен забезпечувати автономну роботу обладнання протягом чотирьох годин.

У даній схемі електроживлення базової станції застосовується джерело безперебійного живлення змінного струму з постійним включенням батареї акумуляторів (On Line). У даних ІПБ вхідна напруга випрямляється і знижується до величини акумуляторної батареї. Це ж напруга надходить на вхід інвертора, за допомогою якого шляхом широтно-імпульсної модуляції формується стабілізовану синусоїдальна напруга.

Обчислимо необхідну ємність акумуляторів (), наведену до умовного чотиригодинному режиму розряду і температурі середовища 200С за формулою:

 

, (4.4)

 

де - номінальна ємність акумулятора;

 - Струм навантаження (розряду);

 - Час розряду;

 - Коефіцієнт віддачі по ємності;

 - Температура електроліту;

Визначимо струм розряду (Ip) за формулою:

 

Ip = IH = 4,8 (4.5)

 

Коефіцієнт віддачі по ємності визначаємо з таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Значення коефіцієнта віддачі по ємності

,ч.	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
	1	0,97	0,94	0,91	0,89	0,83	0,8	0,75	0,61	0,51

 

Так як час розряду становить 4 години, відповідно = 0,8.

Обчислимо ємність акумулятора ( ):

(Ач).

У таблиці 2.7 представлені технічні характеристики різних однофазних ДБЖ малої потужності змінного струму, які можуть підходити для реалізації даної схеми електроживлення.

Виходячи з отриманих результатів обирається джерело безперебійного живлення «UPStation GTX» від виробника «Liebert» з ємністю акумуляторної батареї 9 Ач і споживаної потужністю 1050 Вт

Таблиця 2.7 - Технічні характеристики різних ДБЖ

Модель	ДПК	UPStation GXT		PW9120	ULTimate
Производитель	Тэнси-Техно	Liebert		Invensys	Powercom
Мощность, кВА	1,0; 3,0	0,7; 1,0; 1,5	2,0; 3,0	0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0	0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0
Диапазон входного напряжения, В	220 -27%,+25%	220 ±27%	220 -20%,+27%	220 -27%,+25%	220 -27%,+25%
Точность выходного напряжения, В	220 ±3%	220 ±3%	220 ±3%	220 ±3%	220 ±2%
Коэффициент мощности по входу	0,95	0,95	0,95	0,97	0,98
Коэффициент мощности по выходу	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7

Технічні характеристики ДБЖ «GTX2 - 1500RT230» наведені в таблиці 2.8.

 

Таблица 2.8 - Технические характеристики ИБП «GTX2 – 1500RT230»

Наименование параметра	Технические характеристики
Модель	GXT2 – 1500RX230
Номинальная мощность	1050 Вт
Размеры (шЧгЧв)	87Ч547Ч430
Масса	23,2 кг
Параметры входного питания переменного тока: нагрузка 100% - 90 % нагрузка 70% - 30% частота	176В переем. тока/280 В перем. тока 139В переем. тока/280 В перем. тока 40 – 70 Гц; автоматическая настройка
Параметры выходного питания переменного тока: напряжение частота форма сигнала	280/220/230/240 В перем. тока  50 или 60 Гц синусоидальная
Параметры батареи: тип   количество/напряжение/емкость время заряда батареи	герметичные, необслуживаемые свинцовокислотные, пожаробезопасные 4/12 В/7,2 Ач 5 часов до 95% емкости после полного  разряда на 100% нагрузку
Параметры окружающей среды	от 0°С до +40°С

 

2.3.6 Розрахунок автоматичних вимикачів і групи обліку

Передбачено чотири групи обладнання. Вихідні для розрахунку автоматичних вимикачів і групи обліку представлені в таблиці 2.9

 

Таблиця 2.9 - Вихідні дані

Номер группы	Состав оборудования	Потребляемая мощность, Вт	Ток нагрузки IH, А
1	ИПБ переем. тока	1050	4,8
2	освещение	300	1,4
3	кондиционер	300	1,4
4	отопление	400	1,8

 

Сумарний струм навантаження IСУМ обчислюється за формулою:

 

IСУМ = IH1 + IH2 + IH3 + IH4 (4.6)

 

IСУМ = 4,8 +1,4 +1,4 +1,8 = 9,4 (А).

Таким чином, вибирається лічильник з максимальним струмом 50 А.

Струм спрацьовування автоматичного вимикача вибирається в 1,25 рази більшим, ніж струм навантаження і обчислюється за формулою:

 

Iсраб = IH • 1,25 (4.7)

 

Iсраб.1 = 4,8 • 1,25 = 3,25 (А)

Iсраб.2 = 1,4 • 1,25 = 1,75 (А)

Iсраб.3 = 1,4 • 1,25 = 1,75 (А)

Iсраб.4 = 1,8 • 1,25 = 2,25 (А)

Виходячи з отриманих значень, вибираємо тип автоматичних вимикачів, представлених у таблиці 2.10

Таблиця 2.10 - Типи автоматичних вимикачів

Номер группы	Тип автоматического выключателя
1	ВА47 – 29 1Р 8А
2	ВА47 – 29 1Р 2А
3	ВА47 – 29 1Р 2А
4	ВА47 – 29 1Р 3А

 

2.3.7 Розрахунок контуру заземлення

Метою розрахунку захисного заземлення є визначення кількості електродів заземлення для забезпечення відповідної норми опору заземлення.

Норма опору захисного заземлення не повинна перевищувати 4 Ом для грунтів з питомим опором до 100 Ом * м (= 100 Ом * м, для суглинку).

Для забезпечення цієї норми застосовуються поодинокі Багатоелектродні заземлюючі пристрої з кутової сталі перетином 50х50х5 і довжиною 5 м.

Якщо опір одиночного заземлювача перевищує норму, то використовується Багатоелектродні заземлювач.

Для визначення опору заземлювального пристрою за формулою 4.8 розраховується опір одиночного заземлювача Rво:

 

, (4.8)

 

де - розрахунковий питомий опір грунту для вертикального заземлювача, Ом * м;

 і - довжина і діаметр стрижня відповідно, м;

t - заглиблення електрода (відстань від поверхні землі  до середини електрода), м.

Розрахункова питомий опір грунту для вертикального заземлювача визначається за формулою:

 

, (4.9)

 

де - коефіцієнт сезонності вертикальних електродів (= 1,8);

 Ом * м.

Для зменшення впливу кліматичних умов на опір заземлення верхню частину заземлювача розміщують в грунті на глибину не менше 0,7 м. Отже, заглиблення стержня можна визначити за формулою:

 

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

 

T = (5/2) + 0,7 = 3,2 м

За формулою (4.8) розраховуємо опір Rво одного вертикального електрода (довжину приймаємо 5 м; = 0,05 м):

Ом

Знаходимо приблизне число вертикальних електродів з виразу 4.11 без урахування опору сполучної смуги:

 

, (4.11)

 

Де - коефіцієнт використання вертикальних електродів (= 0,85);

 - Нормований опір розтіканню струму заземлюючого пристрою ( = 4 Ом).

Тоді приблизне число вертикальних електродів дорівнює:

Визначимо довжину сполучної смуги (відстань а між вертикальними заземлювачами приймемо 5 метрів) за формулою:

 (4.12)

 

(м).

Опір заземлювача зі сталевої смуги прямокутного перерізу, покладеної горизонтально, визначається за формулою:

 

, (4.13)

 

де - розрахунковий питомий опір для горизонтального заземлювача (смуги), Ом м;

lп - довжина смуги, м;

b-ширина смуги, м (b = 0,02 м);

t - глибина заглиблення  смуги, м.

За формулою (4.14) визначимо розрахункове питомий опір для горизонтального заземлювача:

 

, (4.14)

де - коефіцієнт сезонності горизонтальних електродів ( = 4,5).

 (Ом * м).

Тоді опір горизонтального заземлювача (смуги) прийме значення:

(Ом).

Визначаємо загальний опір ряду заземлювального пристрою, що складається з вертикальних електродів і сполучних смуг за формулою:

 

 (4.15)

де RП - опір горизонтальної смуги (стержня);

RВО-опір вертикального  електрода (стержня);

 - Кількість вертикальних електродів (стержнів);

 - Коефіцієнт використання вертикального заземлювача (0,85).

 - Коефіцієнт використання горизонтального заземлювача (0,80).

Загальний опір ряду заземлювального пристрою, що складається з вертикальних електродів і сполучних смуг дорівнюватиме:

(Ом).

Загальний опір контуру Rобщ не перевищує нормованого значення RН (3,3 Ом <4 Ом), отже проектовані об'єкти не створять небезпеки для здоров'я обслуговуючого персоналу

 

2.4 Розрахунок зон радіопокриття  для мережі LTE на деякій території

 

2.4.1 Аналіз радіопокриття

Аналіз радіопокриття почнемо з обчислення максимально допустимих втрат на лінії (МДВ). МДВ розраховується як різниця між еквівалентною ізотропної випромінюваної потужністю передавача (ЕІВП) і мінімально необхідною потужністю сигналу на вході приймача сполученої боку, при якій з урахуванням всіх втрат в каналі зв'язку забезпечується нормальна демодуляція сигналу в приймачі.

Принцип розрахунку МДП зображений на малюнку 2.12.

Рисунок 2.12- Принцип расчета МДП

 

У розрахунках будемо використовувати наступні параметри:

• системна смуга: 20 МГц; для FDD = 10/10 (DL / UL);
• eNB - на кожному секторі один TRX, вихідна потужність
• TRX = 40 Вт (46 дБм); працює на лінії DL в режимі MIMO 2 Ч 2;
• UE - абонентський термінал - USB-модем, клас 4 - ЕІВП 33 дБм;
• співвідношення тривалості кадрів DL / UL: 100% / 100%.

Розрахунок максимально допустимих втрат здійснюється за формулою:

 

 (5.1)

 

де Pеіім.прд - еквівалентна випромінювана потужність передавача;

Sч.пр - чутливість приймача;

GА.прд - коефіцієнт підсилення  антени передавача, GА.прд: DL = 18 дБі, UL = 0 дБі;

LФ.прд - втрати в фідерному  тракті передавача, LФ.прд: DL = 0,3 дБ;

Мпрон - запас на проникнення сигналу в приміщення для сільської місцевості, Мпрон = 12 дБ;

Mпом - запас на перешкоди. Мпом визначається за результатами  моделювання системного рівня  залежно від навантаження в  сусідніх стільниках; значення Мпом  відповідає навантаженню в сусідніх  стільниках 70%. Mпом: DL = 6,4 дБ; UL = 2,8 дБ;

Gхо - виграш від хендовера. Значення виграшу від хендовера - результат того, що при виникненні  глибоких завмирань в обслуговуваній  соте, абонентський термінал може  здійснити хендовер в стільник  з кращими характеристиками прийому. Gхо = 1,7 дБ.