Проектирование ВОЛС между ПС (подстанциями) АО Городские электрические сети

тимофеева.doc

-задание на дипломную работу;
-ведомость работы (проекта);
-содержание (оглавление);
Астана – это не просто один из городов Казахстана это новая столица которая находится на начальном этапе процесса своего становления. В этом заключается основное отличие Стратегического плана устойчивого развития Астаны от аналогичных планов развития столиц других стран мира. И это же является её сравнительным преимуществом перед другими столичными городами поскольку она строится и будет переходить к устойчивому развитию с учетом современных тенденций в градостроительстве развитии экономики и социальной сферы охране окружающей среды в особенности в развитии и размещении объектов производственной и эколого-инженерной инфраструктуры.
По данным на 1 декабря 2010 года численность населения города Астаны составила 5721 тыс. человек. По предварительным данным ГКП «Астанагенплан» численность населения г. Астаны на 2030 г. прогнозируется 1200 тыс. человек. С увеличением населения город остро нуждается в жилом секторе школах больницах магазинах и других объектах. Одним из приоритетных направлений развития города является строительство. Инвестиции в жилищное строительство составили 1148 млрд. тенге построено и введено в эксплуатацию более миллиона кв. метров жилья. Поэтому показателю Астана прочно удерживает лидерство среди регионов страны. Сегодня в столице начато и ведется строительство более 200 жилых домов и комплексов. При таких масштабах жилой застройки объемы ввода жилья будут ежегодно возрастать. Вся масштабная программа по застройке столицы зависит от развития энергокомплекса инженерной инфраструктуры и систем жизнеобеспечения поэтому наращивание мощностей прокладка сетей тепло- и водоснабжения строительство электроподстанций должны опережать возведение жилья и других объектов. Одним из приоритетных направлений развития города является строительство жилья. Однако из-за увеличения доли коммунально-бытового потребления в связи с изменением статуса города ростом численности населения реконструкцией существующей застройки и строительств новых жилых микрорайонов и общественных зданий существующие энергосети не обеспечивают покрытия нагрузок города. Согласно концепции корректировки Генерального плана развития и застройки столицы было принято решение о строительстве электроподстанций в новых строящихся районах города Астаны. [1]
В настоящее время оптоволоконные кабели уже получили применение во многих отраслях народного хозяйства: связи радиоэлектронике медицине космических исследованиях машиностроении и другие. Используются они так же для устройства соединительных линий между АТС и в пригородах где они заменяют весьма металлоёмкие кабели с медными жилами. По оптоволоконному кабелю построены многие сети телекоммуникации ведущих операторов связи а также корпоративные сети крупных компании нашей Республики.
Преимущества оптических конструктивной основы оптических кабелей (ОК) связи хорошо известны. Основными из них являются: широкая полоса пропускания обеспечивающая возможность передачи сигналов электросвязи со скоростью до 10 Гбитс и выше; низкий уровень потерь на распространение сигналов позволяющий осуществлять их передачу без регенерации на расстояния до 120-150 км; нечувствительность к электромагнитным помехам; отсутствие перекрестных помех в ОК; малая масса и размеры ОК. Другие достоинства и преимущества ОК по сравнению с традиционными средами распространения такие как относительно высокая защищенность от несанкционированного съема (перехвата) передаваемой информации пожаробезопасность относительно невысокая цена ОК по сравнению с медными кабелями и практически неограниченные запасы сырья для производства ОВ делают их применение в сетях и системах связи еще более привлекательным и технически и экономически оправданным. Именно поэтому ОК практически полностью вытесняют в настоящее время все другие виды направляющих структур в различных участках сетей связи.
Аналитические исследования по теме проекта и разработки по их технической реализации
1Поставленная задача проекта
Цель работы заключается в обосновании необходимости и экономической эффективности (выгодности) организации связи по ВОЛС для оперативно – диспетчерской связи между подстанциями на выше указанном участке.
Для выполнения данного проекта необходимо выполнить следующие работы:
- провести анализ существующего состояния телекоммуникации и СДТУ (ОИТиС);
- сравнение видов организации линии связи и выбор оптимальной;
- рассмотрение техническая характеристика выбранного оборудования;
- расчёт основных параметров оптического кабеля;
- рассчитать живучесть и надежность сети;
- рассмотреть ОТ и ТБ;
- произвести экономические расчеты.
Персонал предприятия занимается эксплуатацией ремонтом и техническим обслуживанием электрических сетей города напряжением 110 10 и 04 кВ подстанций 11010 1004 кВ и распределительных пунктов 10 кВ согласно генеральной лицензии №003986 и 003987 от 27.05.05 г. выданной Министерством энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан .
Для выполнения вышеуказанных работ общество располагает необходимой рабочей силой машинами и спецмеханизмами имеет современную производственную базу оснащенную станочным оборудованием крытые стоянки склады. Наличие электролабораторий позволяет производить ревизию испытания и наладку электрооборудования всех напряжений аппаратуры и систем контроля противоаварийной защиты и сигнализации.
Кроме капитальных ремонтов и технического обслуживания энергетического оборудования 110 35 10 кВ подстанций и линий электропередач 10 и 04 кВ за последние пять лет силами персонала или с его участием выполнялись работы по строительству электросетевых объектов 110 10 кВ воздушных и кабельных сетей 10 и 04 кВ в существующих и новых районах города.
Также проводилась работа по технологическому сопровождению процесса строительства сетевых объектов.
Круглосуточное оперативное управление электрическими сетями является задачей оперативно-диспетчерской службы (ОДС) «ГЭС» которая является производственно-техническим подразделением «ГЭС».
В связи с расположением ПС 11010 кВ «Жана Жол» в городской застройке и в соответствии с заданием на проектирование и техническими условиями подстанция принята закрытого типа [5].
На подстанции предусмотрены:
- установка двух трансформаторов 11010 кВ мощностью по 40 МВА каждый с расщепленными обмотками низкого напряжения и кабельными вводами высокого напряжения;
- сооружение распределительного устройства 110 кВ (РУ 110 кВ);
- сооружение распределительного устройства 10 кВ (РУ 10 кВ).
В соответствии с типовыми проектными решениями учитывая количество присоединений приняты следующие принципиальные схемы распределительных устройств:
- 110 кВ – «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий»;
- 10 кВ – «Две одиночные секционированные выключателями системы шин».
Трансформаторы 11010 кВ устанавливаются в специально предусмотренных отдельных камерах.
Подстанция присоединяется по двум кабельным линиям отпайкой от существующей высоковольтной линии (ВЛ) 110 кВ от ПС 11010 кВ «Левобережная».
3 Существующая сеть СДТУ и ОИТиС
В Центральный диспетчерский пункт (ЦДП) ОДС поступает объем телемеханики по ПС 11010 кВ (ИКИ Жанажол Школьная Коктем Астана Арман Промзона Левобережная Южная) и РП 10 кВ в количестве девятнадцати объектов.
В телемеханику входят:
- телесигнализация – положения выключателей;
- телеуправление выключателями;
- телеизмерения тока на отходящих фидерах 10 кВ телеизмерения напряжения на шинах 10 кВ.
Вся информация со всех телемеханизированных объектов по радиоканалу собирается в Центральном диспетчерском пункте. На ЦДП установлен базовый радиомодем который через контроллер УТМ-64 выводит информацию на монитор компьютера диспетчера.
В состав ОИТиС входит коммутационная аппаратура диспетчерской и технологической связи в том числе:
- энергодиспетчерские телефонные станции (ЭДТС); АДАСЭ – ИМ 18;
- аппаратура уплотнения по кабельным линиям связи П-3306;
- каналы электронной связи в том числе: телефонные и телемеханики;
- воздушные и кабельные линии связи;
- диспетчерские щиты и пульты;
- устройства телемеханики;
- аппаратура электропитания;
- комплексная телефонная сеть;
- оконечные устройства телефонной связи;
- вводная и линейно-коммутационная аппаратура;
-аппаратура радиосвязи (стационарная носимая мобильная установленная на автомашинах) типа «Моторола» и «KENWOOD» (для ТМ);
- аппаратура звукозаписи SRS – VR.
В качестве мультиплексируемого оборудования применено оборудование типа FOX 515 производства ТОО ABB «Энергосвязь». Через мультиплексоры по ВОЛС от подстанции до ДП ГЭС организована передача:
-сигналов голосовой связи. В качестве интерфейсов используются 2- х проводные окончания для подключения телефонных аппаратов расположенных на подстанциях к АТС (диспетчерскому коммутатору) ДП ГЭС для организации прямой диспетчерской связиа также 4- х проводные окончания для организации автоматической телефонной связи с использованием протокола сигнализации АДАСЭ;
- сигналов телемеханики от устройств MicroSCADA и YTM – 64
расположенных на подстанциях;
- данных от различных информационных приложений: системы АСКУЭ электронная почта и т.д.
Основным генерирующим энергоисточником для г. Астаны является ТЭЦ-2. Все линии 110 кВ питающие подстанции городского кольца отходят от ТЭЦ-2. Поэтому оптимальным решением для трассы прокладки оптоволоконного кабеля является грозозащитный трос существующих линий электропередач напряжением 110 кВ.
В целях обеспечения отказоустойчивости передачи информации выбрана архитектура построения оптического кольца состоящего из двух полуколец (Восточного и Западного). Таким образом при нарушении целостности оптоволоконного кабеля на одном оптическом полукольце технологическая информация будет направлена по другому полукольцу.
Объем информации между узловыми подстанциями (ТЭЦ-1 ТЭЦ-2 Аэропорт Западная) особенно велика. Поэтому между ними организован цифровой поток STM-1 а между остальными подстанциями информация передается по восьми двухмегабитовым потокам Е1.
На всех подстанциях установлены мультиплексоры с оптическим кроссом и гарантированной системой электропитания.
На подстанциях обслуживаемых дежурным персоналом установлены цифровые автоматические телефонные станции включаемые в единую сеть системы предприятий энергокомплекса.
На подстанциях применяется АТС типа Si 2000 A 160 производства Iskratelling Словения.
АТС мультиплексоры в своем составе имеют аккумуляторные батареи что обеспечивает работоспособность оборудования при потере основного электропитания.
На подстанции Аэропорт находятся два мультиплексора. В случае обрыва Восточного полукольца на направлении ТЭЦ-2 данные с первого мультиплексора будут переданы на второй а затем на подстанцию «Западная» а с нее на ТЭЦ-2.
Проектируемая ВОЛС на подстанции 11010 кВ «Жана Жол» к оптическому кольцу будет подсоединяться через подстанцию 11010 кВ «Левобережная» к ней проектируемая подстанция присоединиться по волоконно-оптической линии. Цифровой поток интегрирующий в себя все каналы связи от подстанции «Левобережная» принимается на порт PDH-3 мультиплексора FOX 515 ПС Жана Жол где производится маршрутизация тайм-слотов цифровых потоков. В результате маршрутизации формируется цифровой поток как от существующих подстанций так и от ПС «Жана Жол».
В случае повреждения волоконного кабеля на основном направлении ПС «Жана Жол» - ТЭЦ-2 мультиплексор FOX 515 произведет автоматическую перемаршрутизацию потоков от ПС «Левобережная» на ЦДП ГЭС по резервному направлению через ПС «Аэропорт». На подстанции «Жана Жол» для принятия данных с ПС «Левобережная» должно будет установлены дополнительные платы на мультиплексоре.
4 Расчет необходимого объема данных с ПС 11010 кВ «Жана Жол»
Согласно техническим условиям на проектирование средств диспетчерского и технологического управления на ПС 11010 кВ «Жана Жол» необходимо предусмотреть передачу данных от системы SCADA передачу данных от информационной системы АСКУЭ и передачу сигналов релейной защиты (РЗА).
Система SCADA (система диспетчерского контроля и сбора данных) – компьютерная система работающая в режиме реального времени используемая для мониторинга и контроля электрической сети в режиме реального времени. SCADA представляет собой многофункциональную открытую программно-аппаратную среду для построения автоматизированных систем контроля и управления распределенными объектами энергетического назначения.
Специализированные функции SCADA для автоматических систем управления энергообъектами (АСУ Э):
- сбор информации с низовых устройств;
- ведение базы данных реального времени;
- отображение информации на экранах мониторов и панелях щитов;
- контроль состояния и удаленное управление оборудованием;
- предупредительная и аварийная сигнализация;
- отчеты о событиях и тревогах с возможностью фильтрации;
- протоколирование событий и действий оператора;
- резервирование компонентов системы;
- самодиагностика системы;
- удаленный просмотр и изменение уставок устройств МП РЗА;
- средства анализа действия защит;
- диагностика первичного оборудования;
- быстрая локализация мест повреждений;
- технический иили коммерческий учет электроэнергии;
- контроль качества электроэнергии;
- автоматизированный контроль безопасности в местах проведения работ.
АСУ Э на базе SCADA представляет собой программно-технический комплекс (ПТК) реализованный в виде иерархической (многоуровневой) системы.
В устройства верхнего уровня входят: базовые компьютеры (серверы системы); компьютеры (процессоры серверы) связи; компьютеры автоматизированных рабочих мест операторов (рабочие станции); средства визуализации: мониторы принтеры проекторы мнемощиты.
Низовые устройства ПТК:
- устройства (терминалы) МП РЗА;
- устройства сопряжения с объектом (УСО);
- счетчики электроэнергии;
- специализированные контроллеры и УСПД.
УСО обеспечивают ввод в систему сигналов (ТС ТИ ТУ) а также сигналы с устройств МП РЗА.
В качестве УСО на ПС 11010 кВ «Жана Жол» используется удаленное терминальное устройство (RTU) международного концерна АББ типа RTU - 211.
RTU - 211 является стандартной системой телеуправления специально разработано для использования в системах управления электрическими сетями и предназначено для сбора обработки и хранения данных собранных со счетчиков электроэнергии и передачи их на верхний уровень.
Контроллер работает под операционной системой реального времени OS-9. Сбор данных осуществляется по цифровым каналам с устройств сбора данных типа Е842ЭС Е846ЭС Е848ЭС Е849ЭС.
Функциональные возможности:
- сбор измерений и сервисных данных с устройств сбора данных;
- ведение архивов измеряемых величин в соответствии с типовыми требованиями к системе
- расчет физических величин по отдельным и групповым каналам измерения;
- многотарифный учет энергии и мощности;
- поддержание единого системного времени с заданной точностью;
- сравнение измеряемых величин с заданными допусками и формирование соответствующих сообщений на верхний уровень а при необходимости выдача управляющих воздействий;
- расчет "баланса" объекта;
- поддержка локальной сети (Ethernet);
- проверка работоспособности счетчиков как производящих самотестирование так и не производящих самотестирования;
- защита от несанкционированного доступа на уровне программного обеспечения и конструкции.
RTU - 211 легко адаптируется к различным средам передачи и различным режимам трафика. Он имеет микропроцессорное управление модульную структуру и разработан для применения на объектах с количеством сигналов (ТС ТИ и ТУ) в диапазоне от 20 до 1800.
Информация с устройств сбора данных типа Е842ЭС Е846ЭС Е848ЭС Е849ЭС по импульсу поступает на RTU - 211 которые присоединены к мультиплексору по стандартному протоколу RS-232.
В диспетчерском центре установлены два сервера SCADA и реализовано горячее резервирование серверов. Имеется несколько рабочих станций с помощью которых диспетчер и ряд служб предприятия следят за работой всей сети.
Использование удаленного телеуправления на ПС 11010 кВ «Жана Жол» обеспечивает дополнительную электробезопасность данного объекта так как при возникновении аварийной ситуации на подстанции можно произвести отключение соответствующих выключателей непосредственно из ЦДП.
Для ПС 11010 кВ «Жана Жол» предусматривается организация SCADA подстанции со следующим объемом телеинформации:
- телеизмерения активной и реактивной мощности трансформаторов Т1 Т2 на стороне 110 кВ 10 кВ;
- телеизмерения тока на отходящих фидерах 10 кВ;
- телеизмерения напряжения на шинах 110 кВ 10 кВ;
- телесигнализация положения выключателей разъединителей и заземляющих ножей 110 кВ;
- телесигнализация положения выключателей и заземляющих ножей 10 кВ;
- телеуправления выключателями разъединителями и заземляющими ножами 110 кВ;
- телеуправление выключателями 10 кВ.
- активная мощность трансформаторов Т1 Т2 на стороне 110 кВ – 2 измерения (МВт);
- реактивная мощность трансформаторов Т1 Т2 на стороне 110 кВ – 2 измерения (МВар);
- активная мощность трансформаторов Т1 Т2 на стороне 10 кВ – 4 измерения (МВт);
- реактивная мощность трансформаторов Т1 Т2 на стороне 10 кВ – 4 измерения (МВар);
- нагрузка на отходящих фидерах 10 кВ – 60 измерений (А);
- напряжение на шинах 110 кВ – 2 измерения (кВ);
- напряжение на шинах 10 кВ – 4 измерения (кВ).
Телесигнализация (ТС):
- положение выключателей 110 кВ – 2 ТС;
- положение разъединителей 110 кВ – 6 ТС;
- положение заземляющих ножей 110 кВ – 10 ТС;
- положение выключателей 10 кВ – 66 ТС;
- положение заземляющих ножей 10 кВ – 78 ТС;
- наименование релейной защиты при аварийном отключении выключателя: 110 кВ – 8 ТС 10 кВ – 132 ТС;
- аварийная сигнализация («земля в сети 10 кВ») – 4 ТС.
Телеуправление (ТУ):
- отключение - включение выключателей 110 кВ – 2 ТУ;
- отключение - включение разъединителей 110 кВ – 6 ТУ;
- отключение - включение заземляющих ножей 110 кВ – 20 ТУ;
- отключение - включение выключателей 10 кВ – 66 ТУ.
Весь перечисленный объем подключается к контроллеру (RTU).
Данные в реальном времени по текущим телеизмерениям поступают в RTU с измерительных преобразователей.
Для расчета количества цифровых потоков для передачи данных воспользуемся формулой:
Nпотоков = Nист30 (1.1)
где Nист – количество источников информации;
– количество информационных каналов в одном цифровом потоке.
Nпотоков = 47830 = 159 16
Из расчета следует что для передачи данных по системе SCADA от 478 источников потребуется 16 цифровых потоков Е1 которые будут поступать из контроллера в мультиплексор.
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) предназначена для автоматического сбора накопления обработки хранения и отображения телеметрических данных о расходе электроэнергии поступающих в форме импульсных сигналов или посредством цифровых интерфейсов по каналам связи от средств измерений.
АСКУЭ решает следующие задачи:
- потребление активной и реактивной энергии в двух направлениях;
- усреднение активной и реактивной энергии по требуемым интервалам времени;
- расчет максимальной средней мощности на интервале с учетом временных зон;
- потребление активной и реактивной энергии за период времени;
- ведение архивов информации с результатами расчетов;
- поддержание единого системного времени;
- передача данных в энергосбытовые и заинтересованные организации.
Целью создания АСКУЭ является обеспечение дистанционного автоматизированного учета электрической энергии региональной энергосистемы оперативный расчет балансов предоставление информации для коммерческих расчетов определение технологических расходов и потерь оперативное управление режимами энергопотребления.
Работа системы начинается со сбора данных с электросчетчиков подключенных к точкам коммерческого учета на объектах энергосистемы через измерительные трансформаторы. Для сбора данных со счетчиков используются контроллеры. Контроллеры передают данные по каналам связи в центр сбора и обработки информации.
По своему назначению АСКУЭ можно разделить на два типа: системы коммерческого учета и системы технического учета.
Коммерческий учет - это учет потребляемой электроэнергии для денежного расчета за нее с поставщиком. Для такого учета требуется установка приборов повышенной точности.
Технический учет нужен для контроля процессов энергопотребления внутри предприятия по всем его корпусам цехам энергоустановкам. Анализ показаний системы технического учета дает предприятиям ряд возможностей по сокращению потребления электроэнергии и мощности не оказывая при этом влияния на объемы производства.
Система учета состоит из нескольких основных компонентов: счетчики электроэнергии контроллеры или как их называют - устройства сбора и передачи данных (УСПД) модемы кабели и прочие приспособления для организации связи компьютеры с установленной на них специальной программой.
Для современной цифровой системы нужны точные микропроцессорные счетчики. На коммерческий учет ставятся счетчики с высоким классом точности 02S и 05S на технический – счетчики с классом точности 10.
В качестве счетчиков на ПС 11010 кВ «Жана Жол» будут использоваться цифровые счетчики Меркурий 230 производства «Инкотекс» г. Москва. Они могут учитывать по тарифам активную и реактивную энергию и мощность в двух направлениях фиксировать максимальную мощность нагрузки на заданном интервале времени хранить измеренные данные в своей памяти до года измерять и некоторые параметры качества электроэнергии.
Счетчики передают уже готовые данные в киловатт-часах.
Рисунок 1.1 – Цифровой счетчик Меркурий 230
Контроллер - это тоже компьютер но в специальном промышленном исполнении для систем учета. Он предназначен не только для сбора данных со счетчиков но и самостоятельной их обработки и передачи на верхний уровень. Контроллер позволит системе объединить решение задач как коммерческого так и технического учета. Для сбора данных со счетчиков системы АСКУЭ на подстанции 11010 кВ «Жана Жол» устанавливается контроллер СИКОН С1 (Россия г. Владимир).
Рисунок 1.2 – Контроллер СИКОН С1
Контроллер предназначен для выполнения следующих основных функций:
)сбора обработки хранения и отображения информации об энергопотреблении получаемой с многофункциональных электросчетчиков Меркурий 230;
) ведение многотарифного учета электроэнергии;
) передачи информации по различным каналам связи на ЭВМ;
) выдачи информации на встроенный пульт оператора.
Общее количество каналов учета контроллера: не более 128-и.
Для физической реализации каналов последовательной связи контроллер комплектуется интерфейсным модулем модуль RS-485 для подключения многофункциональных счетчиков.
Контроллер поддерживает протокол V.24 – для подключения HS-совместимого модема со скоростью 9600 битс.
Контроллер обеспечивает автоматический переход в режим хранения информации при отключении питания и автоматический возврат в рабочий режим при восстановлении питания с обеспечением сохранности всей имеющейся в памяти информации и непрерывной работе часов.
На ЦДП информация принятая по системе АСКУЭ отображается в виде мнемосхем таблиц графиков и диаграмм.
Для ПС 11010 кВ «Жана Жол» предусматривается организация АСКУЭ со следующим объемом информации согласно принятой электрической схеме ПС 11010 кВ «Жана Жол» - технологический учет активной и реактивной мощности электрической энергии силовых трансформаторов Т1 Т2 на стороне 110 кВ 10 кВ (кВтч кВарч);
- коммерческий учет активной мощности электрической энергии на отходящих кабельных линий 10 кВ (кВтч);
- показания счетчиков активной и реактивной мощности электрической энергии по всем присоединениям 110 кВ 10 кВ (в абсолютных величинах);
- учет активной мощности электрической энергии расходуемой на собственные нужды подстанции (кВтч);
- учет активной мощности электрической энергии расходуемой на хозяйственные нужды (кВтч).
- прием активной электрической энергии мощности и показания счетчиков в абсолютной величине силовых трансформаторов Т1 Т2 на стороне 110 кВ – 2 точки подключения;
- прием – отдача реактивной электрической энергии мощности и показания счетчиков в абсолютной величине силовых трансформаторов на стороне 110 кВ – 2 точки подключения;
- прием активной электрической энергии мощности и показания счетчиков в абсолютной величине силовых трансформаторов Т1 Т2 на стороне 10 кВ – 4 точки подключения;
- прием – отдача реактивной электрической энергии мощности и показания счетчиков в абсолютной величине силовых трансформаторов Т1 Т2 на стороне 10 кВ – 4 точки подключения;
- коммерческий учет (отдача) активной электрической энергии мощности и показания счетчиков в абсолютной величине по отходящим кабельным линиям 10 кВ – 60 точек подключения;
- учет электрической энергии и показания счетчиков в абсолютной величине на собственные нужды ПС – 4 точки подключения;
- учет электрической энергии и показания счетчиков в абсолютной величине на хозяйственные нужды – 1 точка подключения.
Минимальный период времени за который осуществляется контроль и управление режимом передачи и потребления электрической энергии и мощности равен 15 минутам.
Nпотоков = Nист30 (1.2)
Nпотоков = 7730 = 26 3
Для передачи информации по системе АСКУЭ потребуется 3 цифровых потока Е1.
4.1 Расчет производительности источника информации
Система связи служит для передачи сообщений от отправителя к получателю. Однако не всякое сообщение содержит информацию. Информация – это совокупность сведений об объекте или явлении которые увеличивают знания потребителя об этом объекте или явлении [8].
В математической теории связи исходя из того что в некотором сообщении количество информации зависит не от ее конкретного содержания а от того каким образом выбирается данное сообщение из общей совокупности возможных сообщений.
В реальных условиях выбор конкретного сообщения производится с некоторой априорной вероятностью . Чем меньше эта вероятность тем больше информации содержится в данном сообщении.
Количество информации определяется по формуле:
где – априорная вероятность.
Логарифм берется по основанию 2.
Одну двоичную единицу информации содержит сообщение вероятность выбора которого равняется . В этом случае
В нашем случае будем использовать двухуровневые дискретные сигналы «1» и «0». Таким образом алфавит двоичного источника будет состоять из двух символов из которых можно строить более длинные комбинации называемые кодовыми словами.
В теории информации чаще всего необходимо знать не количество информации содержащееся в отдельном сообщении а среднее количество информации в одном сообщении создаваемом источником сообщений.
Если имеется ансамбль из сообщений с вероятностями то среднее количество информации приходящееся на одно сообщение и называемое энтропией источника сообщений определяется по формуле:
Размерность энтропии – количество информации на символ. Энтропия характеризует источник сообщений с точки зрения неопределенности выбора того или другого сообщения.
Мы имеем двоичный источник сообщений то есть осуществляется выбор всего двух букв (): и с равными вероятностями . Тогда
где – вероятность «1»;
На выходе двоичного источника имеется устройство которое группирует двоичные символы в кодовые слова из 8 символов. Тогда слов (объем алфавита). В этом случае
где – количество символов в алфавите;
– количество двоичных символов в кодовом слове.
Но на выходе кодера к восьми информационным битам добавляется 5 битов служебной информации. В этом случае алфавит источника равен слова. Максимальная энтропия равна:
Укрупнение алфавита привело к увеличению энтропии в 13 (16) раз так как теперь уже слово включает в себя информацию 13 букв двоичного источника.
Чем ближе энтропия источника к максимальной тем рациональнее работает источник. Чтобы судить о том насколько хорошо использует источник свой алфавит найдем избыточность источника сообщений.
где – энтропия источника;
– максимальная энтропия источника.
Избыточность в передаваемых сообщениях используется для повышения достоверности передачи информации.
Производительность источника определяется количеством информации передаваемой в единицу времени. Измеряется производительность количеством двоичных единиц информации (бит) в секунду. Если все элементы сообщения имеют одинаковую длительность то производительность
– длительность импульса.
В плезиохронной цифровой иерархии длительность импульса равна 049 мкс.
Максимально возможная производительность дискретного источника равна:
где – максимальная энтропия источника;
– количество символов в алфавите;
При укрупнении алфавита в слова по букв когда длительность кодового слова равна имеем
Увеличить производительность источника путем укрупнения алфавита нельзя так как в этом случае и энтропия и длительность сообщения одновременно возрастают в одинаковое число раз (n).
5 Сравнительная оценка и выбор оптимальной линии связи
Цепь связи— проводникиволокно используемые для передачи одного сигнала. В радиосвязи то же понятие имеет название ствол. Различают кабельную цепь— цепь в кабеле и воздушную цепь— подвешена на опорах.
Линия связи (ЛС) в узком смысле— физическая среда по которой передаются информационные сигналы аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. В широком смысле— совокупность физических цепей и (или) линейных трактов систем передачи имеющих общие линейные сооружения устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения (ГОСТ 22348).
Линия содержит одну и более цепь связиствол. Сигнал действующий в линии называется линейным (от слова линия).
В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на: спутниковые; воздушные; наземные; подводные; подземные.
На таблице 1.1 приведены сравнительные характеристики основных видов линии связи (оптический кабель радиорелейные линии связи спутниковая связь электрический кабель.
Таблица 1.1 – Сравнительные характеристики линии связи
Радиорелейные линии связи
Электрический кабель
используется в системах оптической связи (в диапазоне частот 1013 1015 Гц).
от 2 до 8 ГГц. В последние годы новейшие технологии и освоение диапазонов частот выше 10 ГГц
)X Для спутниковой связи рекомендациями ITU-R частоты не определены. Для приложений радиолокации указан диапазон 8-12 ГГц.
)Ku 11 ГГц 12 ГГц 14 ГГц
От межкон-тиненталь-ных магистралей до домашних компьютерных сетей.
Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи сигналов в диапазонах дециметровых сантиметровых и миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов расположенных на расстоянии прямой видимости.
)Подвижная спутниковая связь
) Фиксированная спутниковая связь
) Фиксированная спутниковая связь (для военных целей)
) Фиксированная спутниковая связь спутниковое вещание
) Фиксированная спутниковая связь межспутниковая связь
Служит для передачи информации. Местных СКС локального абонентского доступа кабельного телевидения
Продолжение таблицы 1.1
Передача информации в оптическом кабеле осуществляется путем переноса света внутри оптического волокна. Суть его заключается в отражении световых волн от границы раздела двух прозрачных сред с разными показателями преломления.
Многофункциональны что позволяет оказывать полный спектр современных телеко-ммуникационных услуг: широкополосный доступ в Интернет и к цифровой телефонии электронный документооборот видеоконференции.
Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км).
Системы связи по электрическим кабелям получили наибольшее распространение в распределительных сетях и системах дальней связи предназначены для передачи электрических сигналов.
подверженность волоконных световодов радиации за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание;водородная коррозия стекла приводящая к микротрещинам световода и ухудшению его свойств.
ограниченную дальность одного сегмента не превышающую 100 км не только из-за энергетики но и из-за влияния кривизны земли на обеспечение прямой видимости; зависимость качества связи от времени года и времени суток
Огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того что отношение сигналшум на приемнике очень невелико (гораздо меньше чем для большинства радиорелейных линий связи).
Подверженность воздействию природных катаклизмов актов вандализма и терроризма и все возрастающая стоимость прокладочных работ высокая стоимость исходных материалов
большой поток информации;малые потери и соответственно большие длины трансляционных участков (30 70 и 100 км); малые габаритные размеры и масса; высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;
надежная техника безопасности.
быстрота и экономичность развертывания линий связи; экономически выгодная а в ряде случаев и единственно возможная организация многоканальной связи на территориях имеющих сложный рельеф.
Отсутствие зависимости от любой инфраструктуры на месте: не нужны альтернативные каналы связи наличие доступа к сотовой связи антенно-мачтовые устройства. Требуется только электропитание и помещение для размещения части оборудования. Возможность получения практически всех видов услуг связи. Небольшие размеры комплекта оборудования.
высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;
надежная техника безопасности.. Небольшие размеры комплекта оборудования.
Сравнивая характеристики различных видов линий связи (таблица 1.1) делаю вывод:
- самым оптимальным считается ОК.
Именно поэтому мы и будем применять оптический кабель кроме того передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медномукабелю.
Таблица 1.2 – Преимущества и особенности распространения сигнала в оптическом кабеле.
Широкая полоса пропускания
обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.
Малое затухание светового сигнала в волокне.
Выпускаемое в настоящее время отечественными и зарубежными производителями промышленное оптическое волокно имеет затухание 02-03 дБ на длине волны 155 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100 км и более.
Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле .
Позволяет увеличить полосу пропускания путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.
Высокая помехозащищен-ность.
Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи электродвигательные установки и т.д.). В многоволоконных кабелях также не возникает проблемы перекрестного влияния электромагнитного излучения присущей многопарным медным кабелям.
Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например 900-парный телефонный кабель диаметром 75 см может быть заменен одним волокном с диаметром 01 см. Если волокно "одеть" в множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней диаметр такого ВОК будет 15 см что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.
Продолжение таблицы 1.2
Высокая защищенность от несанкцио-нированного доступа.
Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне то передаваемую по нему информацию трудно подслушать не нарушая приема-передачи. Системы мониторинга (непрерывного контроля) целостности оптической линии связи используя свойства высокой чувствительности волокна могут мгновенно отключить "взламываемый" канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам так и разной поляризации) имеют очень высокую чувствительность к колебаниям к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных банковских и некоторых других специальных службах предъявляющих повышенные требования к защите данных.
Гальваничес-кая развязка элементов сети.
Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических "земельных" петель которые могут возникать когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети связанные медным кабелем имеют заземления в разных точках здания например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.
) Взрыво - и пожаробезо-пасность.
Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических нефтеперерабатывающих предприятиях при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
Экономич-ность ВОК.
Волокно изготовлено из кварца основу которого составляет двуокись кремния широко распространенного а потому недорогого материала в отличии от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбитс.
Длительный срок эксплуатации.
Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон этот процесс значительно замедлен и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколенийстандартов приемо-передающих систем.
Удаленное электро-питание.
В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако в этих случаях можно использовать смешанный кабель когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом. Такой кабель широко используется как в Казахстане так и за рубежом.
1 Технические условия на проектирование средств диспетчерского
и технологического управления ПС 11010 кВ «Жана Жол»
Проектом предусмотреть:
Установку мультиплексорного оборудования тира FOX-515 аналогичного мультиплексорному оборудованию установленному на всех других подстанциях оптического кольца. В составе мультиплексора предусмотреть следующие типы портов:
- оптические порты для подключения к мультиплексору оптических волокон ВОК;
- 2-х проводные аналоговые порты FXs для подключения аналоговых телефонных аппаратов прямой диспетчерской связи ДП ГЭС – ПС 11010 кВ «Жана Жол»;
- V.24RS - 232 – порт передачи данных от системы SCADA (телемеханики);
- V.24RS - 232 – порты передачи данных от других информационных систем в частности от системы АСКУЭ;
- порты передачи сигналов релейной защиты.
В случае повреждения волоконного кабеля на основном направлении подстанция «Левобережная» - ТЭЦ-2 мультиплексор FOX-515 должен производить автоматическую перемаршрутизацию потоков от ПС 11010 «Левобережная» на ДП ГЭС по резервному направлению через подстанцию «Аэропорт».
Цифровой телефонный аппарат подключенный к АТС через который обеспечить как автоматическую телефонную связь так и прямую диспетчерскую связь от подстанции «Жана Жол» до ЦДП ГЭС.
Соответствующие кабели для осуществления подключения к мультиплексорному оборудованию автоматической телефонной станции (АТС) системы SСADA и других информационных систем.
Электропитание устанавливаемого оборудования должно производиться от распределительных устройств собственных нужд подстанции.
Настоящим проектом предусматривается установка щита собственных нужд состоящего из 3-х панелей и двух аккумуляторных батарей. Нагрузка щита собственных нужд постоянного тока включает в себя питание приводов КРУЭ-110 кВ и КРУ-10 кВ оперативный ток цепи аварийного освещения.
При отключении основного электропитания (~ 220 V) для обеспечения аварийного электропитания в составе мультиплексора и АТС предусмотреть собственные аккумуляторные батареи на 2 часа работы.
Для заземления оборудования СДТУ использовать общеподстанционный контур заземления.
2 Выбор необходимого кабеля
В соответствии с возможными применениями оптические волокна собираются в кабели в которых обеспечивается более надежная защита от механических повреждений а также от воздействий окружающей среды таких как влага пыль и высокие температуры. Кроме того в кабеле не может быть таких сильных изгибов волокон которые привели бы к их разрыву и следовательно к утере сигнала.
Волоконно-оптический кабель состоит из оптических волокон силовых элементов (арматуры) и защитных оболочек. В большинстве случаев используются обычные оптические волокна. Волокна могут собираться в жгуты которые могут быть обмотаны арамидной пряжей и заключены в оболочки. Несколько таких жгутов объединяются в одну или несколько свивок и покрываются одной общей оболочкой и таким образом получается кабель. Световоды в жгуте могут различаются по цвету оболочки или по ее цветовой маркировке что позволяет легко находить нужный особенно при большой длине кабеля и избежать ошибки при соединении.
Упрочняющие элементы могут быть в виде жил или прутков цилиндрического или специального профиля изготовленных в основном из кевлара хотя могут использоваться и другие полимерные материалы а также сталь или стекловолокно которые располагаются или в центре или по периферии кабеля. Все эти материалы применяются также для изготовления брони.
Защитные наружные оболочки кабеля изготавливаются преимущественно из полимерных материалов таких как полиэтилен поливинилхлорид фторопласт.
При конструировании оптических кабелей учитываются величины внешних воздействий особенно механических нагрузок которые возникают при прокладке и эксплуатации износоустойчивость долговечность гибкость размеры температурный диапазон и внешний вид.
Следует еще раз обратить внимание на прочность волокнно-оптического кабеля которая определяется максимально допустимыми механическими нагрузками. Прежде всего это - кратковременные нагрузки которые могут возникать в ходе прокладки кабеля например тяговое усилие при протягивании кабеля в трубах изгибах и т.п. Их значения определяются длиной кабеля и условиями его прокладки. Хотя механические нагрузки которые возникает в ходе эксплуатации кабеля - не менее важны их величина будет конечно же намного меньше чем максимальные тяговые нагрузки при прокладке. Поэтому в ряде случаев их можно не учитывать.
Поскольку возможно множество применений в различных условиях имеется множество конструкций кабелей. Как и обычные медные кабели могут быть волоконно-оптические кабели для прокладки непосредственно в грунте и в канализации кабели общего назначения кабели для воздушной прокладки (подвески) многожильные кабели с одним или несколькими жгутами бронированные и много других. На одном объекте как правило возникает необходимость прокладки кабелей нескольких типов. Например для нескольких з даний необходимы магистральные кабели для наружной прокладки (причем кабель можно проложить по коммуникациям непосредственно в земле или по воздуху) внутри здания - вертикальные для разводки по этажам и для разводки непосредственно по рабочим местам. Поэтому важное значение приобретает правильный выбор кабеля для реализации конкретнго участка проводки в конкретном месте.
Для прокладки вне помещений преимущественно используются кабели со свободным буфером различных конструкций в т.ч.: для воздушной прокладки (или подвески) - такие кабели проводятся между строениями или подвешиваются на опорах; для прокладки непосредственно в грунте такие кабели укладываются в предварительно выкопанных канавах и затем засыпаются землей; подземные которые прокладываются в трубах или кабелепроводах и подводные включая трансокеанские. Для обеспечения необходимой прочности в них могут использоваться мощные силовые элементы нескольких типов что позволяет избежать повреждений при протяжке в канализации а также различная броня которая служит надежной защитой кабеля при непосредственном вкапывании или подвеске. Поскольку стоимость таких кабелей - выше экономия достигается за счет простоты прокладки.
Для прокладки в помещениях применяются волоконно-оптические кабели с плотным буфером следующих типов: симплексные дуплексные многожильные и другие.
В настоящее время на сетях связи (ТфОП корпоративных сетях) также применяются эксплуатирующиеся различные кабели отечественного и импортного производства. Ниже в таблице 1.3 будем рассматривать и сравнивать различные маркировки и виды оптических кабелей. Ниже (таблица 1.3) приведено сравнение различных видов оптических кабелей.
Таблица 2.1 - Сравнение различных видов оптоволоконных кабелей.
Оптоволоконные кабели бронированные стальной гофрированной лентой
Кабели без бронепокровов (ОКЗ)
Самонесущиекабели оптоволокон-ные (ОКМТ)
Оптические кабели бронированные стальной проволокой (ОКМС)
Подвесные кабели из оптово-локна (ДАУ)
предназначены для прокладки в кабельной канализации блоках трубах (включая метод пневмопрокладки) в тоннелях и коллекторах при опасности повреждения грызунами при опасности затопления на длительный срок а также по мостам и эстакадам.
Предназ-начены для прок-ладки в кабельной канализации блоках трубах (включая метод пневмопрокладки).
предназначены для подвески на опорах воздушных линий связи контактной сети железных дорог линий электропередач в том числе при особо высоких требованиях по устойчивости к внешним электромагнитным воздействиям.
предназначены для прокладки в грунтах всех групп при прокладке в открытую траншею группы 1 - 3 при прокладке ножевым кабелеукладчиком (кроме грунтов подверженных мерзлотным деформациям) в кабельной канализации трубах блоках при наличии высоких требований по механической устойчивости а также при опасности затопления на длительный срок. В тоннелях и коллекторах по мостам и
Пред-назна-чены для под-вески между опорами и зданиями
Продолжение таблицы 2.1
Основ-ные элемен-ты конст-рукции кабелей
Центральный силовой элемент (ЦСЭ) – стеклопластиковый диэлектрический стержень или стальная проволока
защищающая оптоволокно от растяжений;
Оптические модули со свободно уложенными волокнами в оболочке из ПБТ и заполненные гидрофобным заполнителем;
Межмодульный гидрофобный заполнитель; Промежуточная оболочка из полимерного материала;
Броня из стальной гофрированной ленты;
Защитный шланг из полимерного материала.
(ЦСЭ) – стекло-пластико-вый диэлект-рический стержень
или стальная проволока;
Оптичес-кие модули содержат свободно уложенное оптоволокно в оболочке из ПБТ и наполнены гидрофобным заполнителем.
ЦЭС-стеклопласти-ковый диэлектрический стержень;
модули со свободно уложенными волокнами в оболочке ПБТ и заполнен-ные гидрофобным заполнителем;
Межмодульный гидрофобный заполнитель;
Промежуточная оболочка из полимерного материала;
полимерного материала.
Упрочняющие арамидные нити;
(ЦСЭ)- стеклоплас-тиковый диэлектрический стержень или стальная
Броня из стальных оцинкованных проволок;
(ЦСЭ)- стеклоплас-тиковый диэлектрический стержень или
стальная проволока; Оптические модули со свободно уложенными волокнами в оболочке из ПБТ и заполненные гидрофобным заполнителем;
Защитный шланг из полимерного материала с интегрированным в него несущим силовым элементом в виде стального троса либо стеклопластикового стержня.
Исходя из данных в таблице 2.1 мы выбираем кабель марки ОКЛК так как он используется для связи всех мультиплексоров различных подстанций. Он наиболее приемлемый и подходит по всем параметрам.
В дипломном проекте в качестве волоконно-оптического кабеля связи будем использовать кабель марки ОКЛК-01-4-20-10125-036022-3518-70 состоящий из 6 волокон так как ПС 11010 кВ «Жана Жол» является важным энергетическим объектом то 4 волокна будут находиться в работе а оставшихся два волокна будут находиться в резерве. Диаметр модового поля волокна равен 96 мкм диаметр оболочки - 125 мкм длина волны равна 13 мкм.
Оптический кабель типа ОКЛК предназначен для магистральных зоновых и городских сетей связи. Прокладывается в грунтах всех категорий в том числе с высокой коррозийной агрессивностью зараженных грызунами в районах сыпучих грунтов и грунтовых сдвигов кроме подверженных мерзлотным деформациям через болота озера сплавные и судоходные реки глубиной до 50 метров [18].
Рисунок 2.1 - Волоконно-оптический кабель ОКЛК
Этот кабель был выбран так как он имеет ряд преимуществ к ним можно отнести:
- уникальная нераскручиваемая конструкция повива стальных проволок;
- отсутствие остаточных механических напряжений;
- стойкость к повышенным механическим нагрузкам;
- надежная защита от повреждений грызунами;
- высокая молниестойкость;
- высокая стойкость к раздавливанию и ударам;
- высокая надежность при эксплуатации в тяжелых условиях.
Конструкция ОКЛК параметры и технические характеристики
волоконно-оптического кабеля ОКЛК
Рисунок 2.2 – Конструкция волоконно-оптического кабеля ОКЛК
Оптические волокна свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули) заполненных тиксотропным гелем по всей длине
Центральный силовой элемент (ЦСЭ) – диэлектрический стеклопластиковый пруток (или стальной трос в ПЭ оболочке) вокруг которого скручены оптические модули
Кордели – сплошные ПЭ стержни – для устойчивости конструкции
Поясная изоляция – лавсановая лента наложенная поверх скрутки
Гидрофобный гель – заполняет пустоты скрутки по всей длине
Внутренняя оболочка – композиция ПЭ низкой или высокой плотности
Броня – повив стальных оцинкованных проволок 16 мм или диэлектрических высокопрочных стержней
Наружная оболочка – композиция светостабилизированного полиэтилена
ОКЛК – оптический кабель с центральным профилированным элементом армированным стеклопластиковым стержнем в пазы которого уложены оптические волокна с гидрофобным заполнением с промежуточной оболочкой из ПВХ пластиката и броней из стальных проволок.
Параметры и технические характеристики волоконно-оптического кабеля ОКЛК-01-4-20-10125-036022-3518-70 представлены в таблице 2.1
Таблица 2.1 – Параметры и технические характеристики ОКЛК-01-4-20-10125-036022-3518-70
Технические характеристики
Количество оптических волокон
Показатель преломления сердцевины волокна
Показатель преломления оболочки волокна
Затухание на длине волны 1310 нм
Раздавливающая нагрузка не менее
Допустимое растягивающее усилие
Радиус изгиба (монтажэксплуатация)
Электрическое сопротивление изоляции оболочки
Профиль показателя преломления
Максимальная температура
Минимальная температура
3 Разработка схемы организации ВОЛС на участке ПС «Жана Жол» - «Левобережная»
В связи с тем что выход воздушной линии 110 кВ с ПС 10010 кВ «Левобережная» из-за стесненных условий затруднен линия электропередачи 110 кВ ПС «Левобережная» - ПС «Жана Жол» выполняется кабельной линией [5]. КРУЭ-110 кВ подстанции «Жана Жол» присоединяется по двум кабельным линиям отпайкой от существующей ВЛ 110 кВ ПС 11010 кВ «Левобережная». Подключение кабельных линий выполняется на специально разработанных конструкциях устанавливаемых на расширяемой части ОРУ-110 кВ ПС «Левобережная». На расширяемой части подстанции возле линейных порталов 110 кВ монтируются специально разработанные конструкции для установки кабельных муфт и ограничителей перенапряжения. Подключение кабельных линий к воздушным вводам 110 кВ на ПС «Левобережная» выполнено через разъединители типа SSB II- FM-123.
Кабельная линия выполнена однофазными кабелями с медной жилой и изоляцией из сшитого полиэтилена. Кабельная линия принята 2-х цепная с дополнительной прокладкой 1-й резервной жилы.
Протяженность кабельного участка ЛЭП 110 кВ - 42 км.
Началом трассы кабельной линии является ПС 11010 кВ «Жана Жол» концом – ПС 11010 кВ «Левобережная».
На кабельной линии применен кабель 110 кВ одножильный с медной жилой сечением 185 мм2 медным экраном сечением 50 мм2 с изоляцией из сшитого полиэтилена гарантирующий водонепроницаемость по всей длине кабеля.
В одной траншее с кабелем 110 кВ прокладывается волоконно-оптический кабель связи.
Прокладка кабеля предусматривается в земле в железобетонных лотках с установкой между цепями кабельной линии и волоконно-оптическим кабелем связи разделительных защитных плит типа П1-8.
Проектом предусматривается запас кабеля в размере 2 % а также предусмотрен запас кабеля на возможный перемонтаж концевых муфт в размере 50 м [22].
Для защиты кабелей от механических повреждений сверху кабель прикрывается железобетонными плитами типов П1-8.
Две цепи кабеля и волоконно-оптический кабель связи прокладываются в одной траншее с расстоянием между цепями 500 мм. Минимальная глубина заложения кабеля 110 кВ составляет 15 м. Кабели каждой цепи располагаются по вершинам треугольника впритык друг к другу и связываются смоляной лентой с шагом 1 м. Между двумя цепями прокладывается резервная фаза в железобетонном лотке. Между силовыми кабелями и волоконно-оптическим прокладывается железобетонная плита.
Волоконно-оптический кабель соединяется соединительной муфтой FOSC-400-A4. Муфта предназначена для соединения кабелей с малым количеством волокон. Максимальное количество сварочных сростков в муфте равно 48(72) максимальная емкость кассеты для хранения транзитных волокон составляет 8 оптических модулей или 96 оптических волокон при свободной их укладке. В одной муфте может быть установлено две (три) кассеты емкостью 8 или 16 или 24 сварочных сростка. Для ввода кабеля в муфту предусмотрены: четыре круглых порта (диаметр вводимого кабеля от 5 мм до 19 мм) и один овальный порт на два кабеля (диаметр вводимого кабеля от 10мм до 25 мм).
Переход кабельной линии под инженерными сооружениями (автодорога кабель связи) выполняется в дополнение в полиэтиленовых трубах покрытыми сверх железобетонными плитами.
Засыпка лотков в траншее с кабелем предусматривается нейтральным песком до уровня защитных железобетонных плит. Остальной объем траншеи заполняется местным грунтом извлеченным во время рытья траншеи. Радиус поворота кабеля принят не менее 2м.
Для обозначения кабельной трассы 110 кВ и волоконно-оптического кабеля связи на местности предусматривается установка опознавательных знаков (пикетов).
Защита от коррозии железобетонных изделий (плиты) предусматривается обмазкой мастикой БМЗЭС в два слоя.
Трасса прокладки волоконно-оптической линии представлена на листе 4.
4 Выбор и обоснование трассы прокладки ВОЛС
При проектировании трактов оптической связи необходимо в первую очередь принять оптимальные решения по выбору волоконно-оптической системы передачи типу ОК и по вопросу энергообеспечения магистрали [1].
Трассу для прокладки оптического кабеля выбирают исходя из следующих
- минимальной длины между оконечными пунктами;
- выполнения наименьшего объема работ при строительстве;
- возможности максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;
- удобства эксплуатации сооружений и надежности их работ.
Проектирование кабельной трассы осуществляется следующим образом:
сначала выполняется обоснование экономической целесообразности и необходимости реализации данной конкретной линии затем осуществляется детализация проекта по конструкциям кабелей типам оконечных разделочных устройств используемого активного оборудования.
Проектирование кабельной трассы делится на два основных этапа. На первом из них работа проводится с использованием технической документации существующей кабельной канализации коллекторов и других инженерных сооружений трассы которых совпадают с направлением прокладки создаваемой линии.
На втором этапе проектная документация уточняется и корректируется на месте — визуальным осмотром. На этом этапе осуществляется уточнение мест расположения промежуточных и оконечных муфт.
В процессе ознакомления с трассой особое внимание должно быть обращено на сложные участки: речные переходы; пересечения автомобильных железнодорожных и трамвайных путей трубопроводов; прокладку кабеля по мостам тоннелям в заболоченных местах на скальных и гористых участках в населенных пунктах. На основании этих данных затем выбирают наиболее оптимальные планы прокладки ОК на различных участках трассы детализируют технологию строительства ВОЛС составляют календарный план производства работ по участкам с учетом трудоемкости операций рассчитывают потребность машин и механизмов определяют пункты возможного размещения кабельных площадок и помещений для проведения входного контроля ОК. Кроме того решаются вопросы организации служебной связи с помощью радиостанций УКВ диапазона.
Оптические кабели могут прокладываться:
- в кабельной канализации;
- по техническим эстакадам;
- с подвеской на столбах.
При этом должны выполняться требования необходимые для нормального функционирования ВОЛС.
5 Расчет качественных показателей
Расчет параметров оптического кабеля
Расчет параметров оптического кабеля будем производить по следующему алгоритму [19]:
Найдем относительное значение:
где - показатель преломления сердцевины оптического волокна;
– показатель преломления оболочки волокна.
Рассчитаем числовую апертуру характеризующая эффективность ввода (вывода) световой энергии в оптическое волокно и процессы их распространения в ОК.
Режим работы ОВ оценивается значением обобщенного параметра называемого нормированной частотой. Расчет нормированной частоты производится по формуле:
где – радиус сердцевины ОВ мкм;
– числовая апертура.
Так как то режим работы ОВ одномодовый.
Критическая частота:
– диаметр сердцевины ОВ мкм;
Критическая длина волны:
– показатель преломления сердцевины ОВ;
Важнейшим параметром световода является затухание передаваемой энергии. Существуют две главные причины потерь в световодах: поглощение и рассеяние энергии. Потери на поглощение состоят из собственного поглощения и поглощения из-за наличия в стекле ионов металлов переходной группы Fe2+ Cu2+ Cr3+ и ионов ОН-. Собственное поглощение наблюдается в ультрафиолетовой (обусловлено электронными полосами поглощения) и инфракрасной (обусловлено колебательными полосами поглощения в компонентах входящих в состав стекла) областях спектра.
Потери энергии на поглощение:
где – показатель преломления сердцевины ОВ;
Потери на рассеяние:
где – потери энергии на поглощение дБкм;
– потери энергии на рассеяние дБкм.
Дисперсия – рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсионные искажения имеют характер фазовых искажений. При работе ЦСП они выражаются в уширении передаваемых импульсов и как следствие - в ограничении пропускной способности ОК.
Рассчитаем дисперсию ступенчатого световода при км:
- относительное значение;
где – дисперсия ступенчатого световода.
Границы изменения фазовой скорости:
Границы изменения волнового сопротивления:
Рабочая нормированная частота определяется из выражения:
где d - диаметр сердечника мкм
- рабочая длина волны мкм
Подставляя значения в формулу (3.2) получим:
Число мод определяется следующим образом. Для световода с параболическим профилем преломления показатель степени определяющий изменения показателя преломления сердцевины волокнакоторый равен 1482. Тогда определим число мод в световоде по формуле:
где q – показатель преломления сердцевины волокна
Фазовую скорость распространения волны определим из выражения:
где С – скорость света кмс
в области более высоких частот:
Время распространения энергии по световоду определяют из выражения (на 1 км длин оптического кабеля);
Подставляя значение получим
Волновое сопротивление волоконного световода может быть определено на основе выражений для электрического Е и магнитного Н полей.
Такое выражение получается довольно сложным поэтому пользуются при расчетах предельными волнового сопротивления сердечника и оболочки
где Ом – Волновое сопротивление идеальной среды
и - коэффициенты преломления сердечника и оболочки. Тогда волновое сопротивление при критической частоте;
где в области более высоких частот
Найдем критический угол qс при котором еще выполняется условие полного внутреннего отражения:
Рабочая документация
1 Описание и расчет мультиплексорного оборудования
Платформа FOX 515 – это высокоэффективная телекоммуникационная система для энергетических компаний объединяющая PDH и SDH технологии в одном оборудовании.
Рисунок 3.1 – Внешний вид мультиплексора FOX 515
FOX 515 обеспечивает полный спектр современных средств связи таких как SDH V 5.2 ISDN и устройств доступа к сети Интернет.
Эта платформа предназначена для использования как ведомственными сетями так и крупными телекоммуникационными компаниями.
FOX 515 является высокоэффективной интегрированной коммуникационной платформой в рамках которой можно выполнять передачу команд РЗ и ПА передачу данных систем SCADA и АСКУЭ дискретных сигналов управления сигналов речи организовывать межмашинный обмен и обмен телемеханическими данными работать со многими другими видами и источниками информации.
Система FOX 515 пригодна для построения сетей абонентского доступа основанных на применении оптических кабелей. Система передачи FOX 515 может использоваться при строительстве линий связи большой протяженности и сетей кольцевой топологии.
Возможности платформы:
- сочетание PDH и SDH технологий в одном мультиплексоре;
- мощный механизм кросс-коммутации обеспечивающий высокую надежность;
- передача речи и данных по ВОЛС на расстояния до 120 км без повторителей;
- "1+1" резервирование сигналов путей и сред передачи;
- удаленное конфигурирование и мониторинг;
- использование в высокоскоростных приложениях (ЛВС видеонаблюдение ISDN);
- информационная емкость PDH кросс коммутатора - 128х2 Мбитс (Nх64 Кбитс и 2 Мбитс) SDH -4 х
- возможность одновременной обработки сигналов STM-1 (155 Мбитс) и сигналов PDH начиная с 64 Кбитс;
- программа управления;
- возможность резервирования всех основных модулей системы;
- совместимость со всеми устройствами серии FOX.
Функциональные характеристики:
- модульное исполнение позволяющее создавать универсальные сетевые элементы;
- интерфейсы для речевых каналов и передачи данных;
- возможность передавать STM-1 фреймы и следовательно возможность обеспечивать емкость цифровых потоков от 64 кбитс до STM-1 в одном устройстве;
- до 240 аналоговых или до 112 ISDN телефонных интерфейсов;
- встроенное линейное терминальное оборудование и передающие интерфейсы;
- встроенный канал управления (ECC) для улучшенной управленческой связи;
- диагностические функции (для кросс-коммутации синхронизации и передачи данных);
- передача по меди и оптике;
- передаче по медным и оптическим кабелям со скоростями до 2 8 и 34 Мбитс;
- встроенные функции SDH транспорта (STM-1 оптический и электрический);
- FOX 515 поддерживает удаленную конфигурацию и загрузку системного программного обеспечения;
- возможна установка дублирующих модулей источника питания и центрального процессора;
- стандартная 19” или ETSI стойка с 21 слотами для карт;
- естественное охлаждение;
- FOX 515 удовлетворяет стандартам электромагнитной совместимости.
Система FOX 515 содержит 19-дюймовый субстатив с 21 посадочным слото-местом для блоков трафика управления и питания.
Основные технические характеристики FOX 515 представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Основные технические характеристики FOX 515
ITU – T рекомендации
G.702 G.703 G.704 G. 706 Q
Продолжение таблицы 3.1
Функция цифровой кросс-коммутации 11 и 10
Модульная неблоктруемая кросс-коммутация от 8 х 2 Мбитс до 128 х 2 Мбитс кросс-коммутация потоков 64 кбитс n х 64 кбитс и 2 Мбитс
Поддерживает до 240 нагрузочных каналов
Каркас с лицевой панелью (ш х в х г)
Кабельный короб (ш х в х г)
Отражатель тепла (ш х в х г)
Количество слотов для установки модулей
Потребляемая мощность
Управление сетью с графическим дисплеем для элемента и сети карта синхронизации обработка пути 2-х сторонняя конфигурация для работы в многопользовательской среде
Системная архитектура FOX 515
Для удовлетворения требований предъявляемых к высокоскоростным интерфейсам трафика к повышенной емкости коммутации внутреннего трафика и к совместимости с существующими блоками трафика в системе FOX 515 были реализованы две различные шины трафика данных:
PBUS - это шинная структура для сигналов трафика различного формата с CAS и без нее. PBUS обеспечивает неблокирующееся кросс-соединение с эквивалентной емкостью в 128 х 2 Мбитсек для сигналов трафика с CAS и без нее. PBUS допускает кросс-соединение для сигналов трафика 2 Мбитсек и n x 64 кбитсек [13].
PBUS обеспечивает цифровые кросс-соединения для уровней DXC 11 и 10. Кросс-соединение 11 системы FOX 515 допускает "прозрачную в отношении битов и тактовых сигналов" коммутацию структурированных и неструктурированных сигналов 2 Мбитсек. Все типы кросс-соединений могут быть двунаправленными однонаправленными или широковещательными а также с функцией резервирования.
PBUS состоит из 32 + 1 физических шинных линий со скоростью передачи 16384 кбитсек каждая. 32 линии PBUS доступны для сигналов трафика. Остающаяся шинная линия используется для диагностики и других системных целей но для сигналов трафика (полезной нагрузки) недоступна. Каждая линия PBUS переносит 4 х 2 Мбитсек сигналов трафика и соответствующую сигнальную информацию в дополнительных TS.
Архитектура PBUS обеспечивает линейный доступ к шине. Любая плата PBUS может считывать с PBUS всю информацию но производит запись только в одну (или более) подсоединенных линий PBUS.
Доступ к PBUS устанавливается через специфичную схему приложения которая среди прочего управляет записью в 1 линию PBUS соответствующих сигналов трафика 4 х 2 Мбитсек и соответствующей сигнальной информации.
Поскольку кросс-соединение распределяется по PBUS эти соединения устойчивы к отказам единичных пунктов. В ряде случаев кросс-соединение остается работоспособным даже при выходе из строя процессорной платы. Вследствие этого системы доступа FOX 515 обеспечивают высоконадежное и экономичное кросс-соединение.
Все платы с объемами трафика 2 Мбитсек и выше имеют доступ к PBUS. PBUS подсоединяется ко всем гнездам субстатива кроме гнезда 21. Доступная емкость PBUS зависит от типа процессорной платы COBUX>.
UBUS обеспечивает полную пропускную способность шины равную 8 х 2 Мбитсек. Пропускная способность реализации UBUS в системе FOX 515 остается одинаковой и для сигналов с CAS и для сигналов без нее. Доступ к UBUS осуществляется на уровне n x 64 кбитсек [14].
Реализация шины UBUS подразделена на левою и правую подшины состоящие из четырех трактов 2 Мбитсек.
UBUS является дополнением к PBUS. Доступ к PBUS реализуется в блоке управления COBUX> отдельно для трактов левой и правой подшин. Кросс-соединения трафика UBUS устанавливаются через PBUS. Число доступных трактов UBUS зависит от реализации процессорной карты.
UBUS не только определяет структуру сигналов трафика но также содержит стандартные каналы для взаимодействия процессоров системы синхронизации и шин питания. Все карты реализованные в системе FOX 515 имеют доступ по меньшей мере к этому перечню сигналов.
Управление системой FOX 515 основано на процессорах процессорной платой и на процессорах периферийных платах (карт трафика). Такая децентрализованная обработка позволяет если это требуется контролировать несколько функций (контроль над платами и контроль над интерфейсами трафика). Для связи между процессорной платой и периферийными платами процессоры используют специализированные каналы связи (mLAN ICN).
Система управления реализована с использованием процессорных плат COBUX> [15]. Централизованное управление обеспечивает:
- управление конфигурированием
- контроль над эксплуатацией системы;
- управленческую связь;
- мониторинг производительности системы.
Плата процессора поддерживает копии ESW работающего в платах с загружаемым программным обеспечением и контролирует инсталлирование такого ESW в платах. Вся информация о конфигурации системыплатах хранится и управляется с помощью базы управленческих данных. В случае продублированного процессорной платы управленческая база данных резервной платы постоянно обновляется.
Дополнительные функции такие как доступ к UBUS синхронизация диагностика также реализованы в процессорной плате но не являются непосредственной частью централизованного управления.
Связь между процессорной платой и процессорами периферийных блоков устанавливается через 2 различных структуры внутренней связи. В зависимости от типа платы для обслуживания плат PBUS и SBUS используется канал ICN а для обслуживания блоков UBUS - канал mLAN.
Каналы связи встроены в физические структуры PBUS и UBUS соответственно.
1.1 Синхронизация и тактовые сигналы системы
Система FOX 515 обеспечивает PETS (PDH Time Stamps) и SETS (SDH Time Stamps) для NE с интерфейсами STM-1. Функция SETS реализована в магистральных платах STM-1. Основная часть системы синхронизации PETS и блока контроля тактовых сигналов реализована в процессорных платах COBUX>.
Тактовые сигналы 6.3 Управление системой FOX 515
генерируются и распределяются по специализированным линиям синхронизации встроенным в физическую структуру UBUS и PBUS соответственно. Платы трафика обеспечивают тактовые сигналы для линий синхронизации сконфигурированных по время ввода системы в эксплуатацию. Процессорная карта содержит интерфейсы для ввода тактовых сигналов из внешнего оборудования и их вывода в таковое.
NE может синхронизироваться входящими сигналами трафика (т.е. тактовый сигнал извлекается из сигналов трафика) или сигналами 2 Мбитсек поступающими на разъемы внешних тактовых сигналов. В случае неисправности обоих источников система доступа синхронизируется своим внутренним источником (источниками) тактовых сигналов (источник(и) синхронизации: PETS (и SETS)).
Алгоритм выбора и предоставления тактовых сигналов является программируемым. Это позволяет предотвращать потерю синхронизации и избегать возникновения "закольцованной" синхронизации.
Система FOX 515 поддерживает резервирование PETS и SETS.
1.2 Источник питания
Для работы системы FOX 515 требуется только один первичный источник питания. Все напряжения необходимые для работы системы генерируются в субстативе.
Источник(и) питания преобразует первичное напряжение во внутреннее напряжение питания +5-5 В постоянное необходимое для работы блоков. Преобразованное напряжение распределяется по блокам с помощью шин питания встроенных в физическую структуру UBUS. Номинальное первичное напряжение питания составляет -48В или -60В.
Существует возможность защиты локального источника питания с помощью дополнительных блоков преобразования в конфигурации от n + 1 до подлинной 1 + 1. Все блоки преобразования напряжения реализованы так чтобы работать с разделением нагрузки.
1.3 Описание плат мультиплексора FOX 515
Неотъемлемой частью мультиплексора является центральная плата и плата питания. Комплектация мультиплексора остальными платами осуществляется в зависимости от конкретного применения данного мультиплексора.
Мультиплексор FOX 515 на ПС 11010 кВ «Жана Жол» будет укомплектован следующими платами.
1.4 Процессорная плата COBUX
Средства управления системой реализованы в плате управления (COBUX). COBUX представляет собой блок управления для многофункциональной системы доступа FOX 515 [15].
Процессорная плата COBUX содержит высокопроизводительное процессор и использует загружаемое в него программное обеспечение (ESW). Основная задача этой платы - техническое обслуживание базы данных NE (MIB) содержащей информацию о конфигурации NE и обо всем загруженном в него ESW. Кроме того процессорная плата выполняет важные вспомогательные функции:
- кросс-коннект до 128х2Мбитс;
- хранение конфигурации в внутренней базе данных;
- контроль коммуникации с интерфейсными платами и пользователем через сервисный интерфейс;
- мониторинг всей системы и выдача аварийных оповещений;
- создание аналоговых конференций;
- источник тактирования и синхронизации для PDH домена (PETS) для сетевого элемента;
- конфигурирование периферийных плат;
- ведение списка неисправностей сетевого элемента и журнала регистрации аварийсобытий;
- доступ для локального и удаленного управленческого доступа при помощи
- загрузка программного обеспечения для встроенных программных средств (ESW);
- автономный запуск сетевого элемента после пропадания питания;
- защита оборудования 1+1;
- цифровая кросс-коммутация
- контроль доступа к
- встроенная функция центральной диагностики;
- способность выводить информацию об аварийном состоянии сетевого элемента;
- генерирование измерительных импульсов 12 кГц или 16 кГц;
- управленческий доступ к ЕСС.
Функциональная блок-схема COBUX представлена на рисунке 3.2
Рисунок 3.2 – Функциональная блок-схема COBUX
Система FOX 515 допускает реализацию дублирующего процессорной платы. Эта плата работает в режиме горячего резерва. В случае неисправности активной платы дублирующая берет на себя управление системой.
Данные о конфигурации и MIB хранимые в резервной процессорной плате постоянно обновляются оставаясь тождественными информации хранимой в основной процессорной плате. Вследствие этого резервная процессорная плата может брать на себя управление системой используя дубликат базы данных.
В субстативе системы FOX 515 для главной и резервной процессорной плат отводятся два слото-места. Если резервирование не реализуется одно слото-место может использоваться для другой платы.
1.5 Плата питания POSUМ
POSUМ представляет собой плату питания для мультиплексора FOX 515 [16]. Она преобразует внешнее напряжение -48 В постоянное во внутренние напряжения питания NE +-5 В постоянное. Плата питания не имеет специфической шины поскольку она не осуществляет доступа к внутренним шинам трафика и не обладает собственным процессором.
Структурная схема платы POSUМ представлена на рисунке 3.3
Рисунок 3.3 - структурная схема платы POSUМ
Система FOX 515 позволяет одновременно использовать в субстативе несколько плат питания в зависимости от реализованных в ней плат и требований к резервированию блока питания. Платы питания работают параллельно разделяя между собой нагрузку. Такое разделение означает что индивидуальные платы испытывают меньшую нагрузку а это повышает надежность.
В плате питания входное напряжение прерывается понижается выпрямляется и стабилизируется для создания выходного напряжения +5 V и –5 V.
Плата POSUМ занимает 1 слот в кассете. Она может быть установлена в любой слот за исключением 11. Слот номер 12 не доступен для использования в кассетах с защитой платы управления. Плату питания предпочтительно устанавливать в слото-место 21. Нельзя устанавливать POSUS в слот если в расположенном рядом справа слоте реализован блок SUBXX>.
Технические характеристики платы питания POSUM приведены в таблице 3.2
Таблица 3.2 – Технические характеристики платы POSUM
Диапазон входного напряжения
Номинальное напряжение
Номинальная выходная мощность
POSUS:62.5W POSUM:85W
Номинальное выходное напряжение +VCC
+5.1V (POSUS:10A макс POSUM:16A макс)
Номинальное выходное напряжение –VCC
–5.1V (POSUS:2.5A макс POSUM:1A макс)
Эффективность по нагрузке
POSUS:74% POSUM:>80%
1.6 Интерфейсная плата 10BaseT - LAWA4
Плата LAWA4 – является платой PBUS и имеет прямой доступ к PBUS и стало быть к кросс-соединению [13]. Она обеспечивает доступ LAN – WAN с общей максимальной пропускной способностью в 4 Мбитс. Название платы соответствует ее функции. На передней панели расположен интерфейс 10BaseT для доступа к ЛВС (LAN). Разъем PBUS на плате обеспечивает доступ к WAN с 2 x 2Мбитс индивидуальными битовыми потоками.
Плата LAWA4 контролируется m-процессором и обладает средством загрузки программного обеспечения (ESW).
Основная функция платы LAWA4 заключается в маршрутизации кадров данных между сетями WAN которые имеют доступ к PBUS и локальными ЛВС подключенными к этим WAN. Плата LAWA4 занимает 1 слот в кассете FOX 515 и может быть установлена в любой слот за исключением 11 который зарезервирован для платы управления COBUX и слота 21 которая не имеет доступа к PBUS.
Для подключения интерфейса 10BaseT к компьютеру используется стандартный кросс-кабель Ethernet с RJ-45 8-контактным разъемом «мама» с обеих сторон.
Плата не содержит компоненты требующие обслуживания. Для упрощения процедуры обращения с платой в микропрограммном обеспечении были реализованы две дополнительные функции:
- данные инвентаризации;
- загрузка микропрограммного обеспечения.
Функциональная схема платы LAWA4 представлена на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 – Функциональная схема платы LAWA4
1.7 Абонентская интерфейсная плата SUBH3
Плата SUBH3 превращает FOX 515 в узел доступа предоставления телефонных услуг с высокой концентрацией портов за счет эффективного использования современных электронных компонентов.
Плата SUBH3 предоставляет аналоговые порты (POTS) с расширенными возможностями для обеспечения взаимодействия традиционных телефонных абонентов с современными сетями связи. Универсальные линейные окончания поддерживают требования и стандарты различных стран.
Плата SUBH3 занимает один слот и предоставляет 30 абонентских линий.
Проинтегрированные в плате функции линейного тестирования позволяют удаленно определять качество абонентского шлейфа.
Технические характеристики платы SUBH3 приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3– Технические характеристики платы SUBH3.
Цифровой коммутатор
Аналоговый коммутатор
Телефон - Коммутатор
Продолжение таблицы 3.3
Линейные параметры (аналоговые)
Линейное сопротивление
Ток абонентского шлейфа
Тарификационные импульсы
Изменение полярности
DTMF или Импульсный
Интегрированный линейный тест
Независимость тестов
Управление платой SUBH3 как и другими функциями и компонентами платформы FOX 515 интегрированы в системе управления UNEM что позволяет операторам работать в едином пространстве ускоряя и упрощая обеспечение всего процесса предоставления современных услуг.
1.8 Оптическая интерфейсная плата TURON
TUPON оптическая система передачи данных является частью многофункциональной платформы FOX 515 разработанная для транспортировки четырех потоков 2 Мбитс по одномодовым или многомодовым оптическим волокнам. TUPON используется для соединения удаленных устройств учрежденческих телефонных станций (PBX) и базовых станций в сетях мобильной связи в компьютерных сетях или в смешанных приложениях.
Таблица 3.4 – Технические характеристики TUPON
G.703 G.704 G.775 G.823
Скорость передачи оптическая
896 Мбитс ± 30 ppm 4 x 2048 кбитс
Режим оптической передачи
Одномодовый или многомодовый
Количество оптических портов
Скорость передачи по порту 2Mbits
Линейное сопротивление порта 2 Мбитс
асимметр. или 120 . симметр
Количество портов 2 Мбитс
Продолжение таблицы 3.4
Линейное кодирование
Макс. затухание в кабеле
Интерфейс 2048 kbits
Потребляемая мощность
В плате TUPON собирается вся информация со всех плат и преобразуется в оптический сигнал предназначенный для передачи по волоконному кабелю. Каждая плата TUPON способна преобразовать 4 потока Е1 в 8 Мбитс оптический поток.
1.9 Универсальная плата передачи данных DATAS
Универсальная плата передачи данных мультиинтерфейс – DATAS. Предназначен для передачи данных систем SCADA и АСКУЭ в количестве n x 64 кбитс. Опции:
- резервирование 1 + 1;
- вторичное мультиплексирование;
- мониторинг работы;
- поддерживает разные виды интерфейсов (V.35 V.24V.28 X.24V.11 RS232 Ethernet).
Технические характеристики платы DATAS приведены в таблице 3.5
Таблица3.5 - Технические характеристики платы DATAS
384 кбитс синхр.асинхр.
Количество интерфейсов
2 Принцип организации мультиплексирования
Мультиплексор FOX 515 позволяет собирать все типы информации (телефония данные видео и др.). Расстояние между точками доступа без использования регенераторных секций может достигать 100 км.
Интерфейсные платы DATAS и SUBH3 обеспечивают подключение потоков данных систем SCADA и АСКУЭ а также потоков межстанционной связи. В плату TUPON собирается вся информация со всех плат и преобразуется в оптический поток предназначенный для передачи по волоконному кабелю. Каждая плата TUPON способна преобразовать 4 потока Е1 в 8 Мбитс оптический поток. На входе и выходе этих потоков применяется линейное кодирование MCMI входной импеданс — 120 Ом для симметричного входа или 75 Ом для несимметричного входа.
Платы мультиплексора совместно с процессорной платой служат для формирования и управления полезной нагрузкой. Они управляют операциями вводавывода каналов доступа мультиплексированием и внутренней коммутацией потоков производят сортировку формируют полезную нагрузку и передают ее на интерфейсы линейных карт [17].
Оптическая интерфейсная плата обеспечивает либо электрический интерфейс в соответствии с рекомендацией G.703 с типом линейного кодирования на входе и выходе МCMI либо оптический интерфейс в соответствии с рекомендацией G.957 для двух значений длин волн: 1310 нм и 1550 нм. Тип используемого лазера определяет возможную длину линии передачи. При длине волны 1310 нм протяженность линии будет иметь среднее значение до 60 км а длина волны 1550 нм используется для линий связи с большей протяженностью — до 100 км. В качестве источника света на передающей стороне применяется лазерный диод с вертикальной резонаторной плоскостью и излучающей поверхностью. На приемной стороне в качестве преобразователя оптического сигнала в электрический используется PIN-диод. В случае неисправности канала оптический передатчик отключается в соответствии с правилами безопасности стандарта IEC 825 и рекомендации G.958. Интерфейс может иметь переключаемое резервирование по схеме 1+1.
Информация о неисправностях работе и конфигурации системы а также последовательности действий удаленного оператора передаются на оконечное оборудование сетевого менеджера с помощью встроенного канала связи (ЕСС) со скоростью передачи 192 кбитс. Использование этого служебного канала позволяет подсоединить оборудование к централизованной системе управления сетью и передавать служебную информацию по волоконно-оптической линии связи. Этот канал также предназначен для служебной связи подключаемой к оборудованию через интерфейс V.11 и обеспечивающей цифровой синхронный канал со скоростью 64 кбитс или асинхронный со скоростью 96 кбитс. Канал служебной связи имеет защиту по схеме 1+1.
2.1 Расчет плат мультиплексора FOX 515
Конфигурация FOX 515 зависит от наполнения субстатива который имеет 21 слот-место для подключения различных типов плат.
Каждый субстатив имеет центральную плату управления и плату питания а также их резервный комплект.
Для осуществления управления мультиплексором системой администрирования UNEM необходима одна интерфейсная плата 10BaseT – LAWA4.
Данные с контроллеров систем SCADA и АСКУЭ поступают в универсальную плату передачи данных DATAS. Для сбора 16 потоков Е1 системы SCADA и 3 потоков Е1 системы АСКУЭ потребуется 1 универсальная плата передачи данных.
В мультиплексор приходит 22 потока Е1 (16 Е1 – SCADA 3 Е1 – АСКУЭ 3 Е1 – потоки межстанционной связи). Все эти потоки поступают в оптическую интерфейсную плату TUPON. Каждая плата TUPON преобразовывает 4 потока Е1 в 8 Мбитс оптический поток. Для преобразования 22 потоков Е1 нам потребуется
2.2 Расширение оборудования ПС 11010 кВ «Левобережная»
2.3 Спецификация оборудования FOX 515
Таблица 3.6 – Спецификация оборудования FOX 515
ПС 11010 кВ «Жана - Жол»
FOX 515 шасси для стойки 19’’ включая центральную плату плату питания – 48 В лоток для кабелей сетевой кабель упаковку
Резервный комплект (центральная плата и плата питания)
Мбитс оптическая интерфейсная плата 1 х опт 4 х Эл
Универсальная плата передачи данных мультиинтерфейс
Абонентская интерфейсная плата 2-х проводной (30)
Интерфейсная плата 10BaseT
Кабель аварийной сигнализации 3 м
Кабель для TUPON 4х2 Мбитс 120 Ом (тип кабеля 1х8х2х04+S)
Кабель для универсальной платы передачи данных
Кабель для абонентской интерфейсной платы
Панель независимого ввода питания
Телекоммуникационный шкаф 33U
SM кабели оптические FC to E2000 HRL
Оптический кросс (240 В – 2U)
Система NTX - rack 3U
ПС 1103510 кВ «Левобережная»
Мбитс оптическая интерфейсная плата
Кабель для TUPON 4х2 Мбитс 120 Ом
Расположение оборудования FOX 515 в субстативе
Система FOX 515 – это система доступа с модульными функциями и средствами.
Большинство функциональных блоков реализованы в модулях системы. По большей части платы связаны с определенным типом интерфейса или функционального блока. Некоторые из плат (например процессорная) обеспечивают физическую платформу для реализации нескольких функциональных блоков.
Субстатив обеспечивает электрическую и механическую инфраструктуру для работы всех плат и блоков системы FOX 515. Субстатив гарантирует взаимосоединение карт через шинные структуры и обеспечивает интерфейс для источника постоянного напряжения.
Субстатив поддерживает управление инвентаризационными данными.
Все кабели подсоединяемые к системе FOX 515 фиксируются в кабельном лотке. Хотя кабельный лоток является отдельным блоком (что облегчает монтаж) он является интегральной частью основного механического оборудования системы. Субстатив всегда монтируется вместе с кабельным лотком.
Субстатив системы FOX 515 размещается в 19-дюймовых стативах и содержит 21 слото-место.
Притом что с механической точки зрения все слото-места идентичны они отличаются в отношении доступа к шинам. Для каждой шины можно идентифицировать сегменты из нескольких слото-мест с идентичным доступом к шине. Реализация модулей трафика в слото-местах ограничивается главным образом доступом к шине. Процессорные модули могут устанавливаться только в специальные слото-места. Преобразователь напряжения может устанавливаться в любое слото-место субстатива.
2.4 Система администрирования UNEM
Управление мультиплексором FOX 515 на ПС 11010 «Жана - Жол» как и мультиплексорами на других подстанциях выполняется с помощью системы администрирования UNEM. Наличие платформы администрирования позволяет выполнять как функции сетевого администрирования так и функции управления элементами.
Система администрирования UNEM — элементное и сетевое управление устанавливаемое на рабочих станциях и серверах. UNEM работает на станциях от HP и управляет средними и большими сетями построенными на платформе FOX 515.
UNEM предоставляет графическую структуру сети со стандартными свойствами сетевого управления. Поддерживает распределенное управление для реализации различных задач.
Ключевые функции системы администрирования UNEM:
- управление авариями;
- управление конфигурациями;
- управление представлением ресурсов;
- сетевая синхронизация;
- системное администрирование;
- мониторинг событий и диагностика;
- управление авариями от внешних элементов сети;
- распределенная установка;
- полуавтоматическая настройка соединений.
Можно выделить две составляющие системы UNEM (рисунок 3.5)
Рисунок 3.5 – Система UNEM
UNEM Basic package — предоставляет графическую структуру сети. Обеспечивает основные функциональные возможности для управления элементами сети сосредотачиваясь на управлении физическими объектами. UNEM не предназначен для выполнения биллинговых функций и полных функций управления.
Функции UNEM Basic Package:
- графическое представление сети;
- управление конфигурациями которое подразумевает;
- управление авариями;
- управление представлением: инициализация мониторинга за элементами сети;
UNEM Networking package — обеспечивает функциональные возможности для организации сети и непрерывной конфигурации маршрутов. Предоставляет средства для управления безопасностью и разграничением доступа различные классы и права доступа.
Позволяет операторам создавать полуавтоматический 2 Мбитс 8 Мбитс VC12 и VC3 маршруты между узлами FOX. Поддерживает полуавтоматическое создание n x 64 кбитс и 2 Мбитс кругооборотов между двумя конечными точками в сети.
Система FOX 515 содержит F- и Q1-интерфейсы для локального и выносного управленческого доступа. В дополнение FOX 515 предоставляет Qх-интерфейс. Это интерфейс Ethernet позволяющий осуществлять управленческий доступ через LAN.
Для выносного управления NE с помощью UNEM система FOX 515 предоставляет ECC (встроенный канал связи). ECC – это высокопроизводительный канал передачи данных FOX 515 c полосой от 16 кбитс до 576 кбитс который позволяет реализовывать разнообразные сети передачи для управленческой связи в системе FOX 515. Каналы ECC организованы с использованием стандартных протокольных стеков.
Управление мультиплексором системой администрирования UNEM осуществляется с помощью интерфейсной платы LAWA4.
3 Прокладка кабеля в телефонной канализации
Процесс прокладки оптического кабеля в телефонную канализацию производится как правило в свободные каналы диаметром 100 мм. в асбестоцементные бетонные трубы или в субканалы образованные предварительно затянутыми в основной канал полиэтиленовыми трубами с внутренним диаметром 32 мм. Наиболее часто применяются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД-32. В свободный канал диаметров 100 мм. одновременно может быть затянуто 3-4 субканала.
Отличие технологий прокладки в телефонной канализации оптических и электрических кабелей заключается в том что усилие тяжения оптического кабеля при прокладке не должно превышать допустимого растягивающего усиления а также не допускается кручение кабеля. Тяжение должно осуществляться одновременно за оболочку и армирующие элементы оптического кабеля.
Процесс прокладки ОК в телефонную канализацию состоит из двух этапов: подготовительного и затягивания кабеля в канал (прокладка).
Подготовительный этап включает в себя входной контроль кабеля на кабельной площадке группирование строительных длин и подготовку телефонной канализации. Входной контроль заключается в общем осмотре кабеля и измерения параметров контроль которых предусмотрен руководящими документами на строительство линий ГТС. Группирование строительных линий кабеля производится из соображений прокладки на одном регенерационном участке идентичных по параметрам кабелей и соответствия строительных длин расстояния между смотровыми устройствами. Строительные длины группируются по затуханию при необходимости – по апертуре и отклонениям от геометрических параметров световодов.
Подготовка кабельной канализации производится в соответствии с общими нормами и способами существующими для линейных сооружений ГТС: каналы проверяются и в них затягивается стальной канат или проволока.
Применяются три варианта прокладки оптического кабеля в кабельную канализацию: в свободном канале; в субканалах; в частично заполненных другими кабелями каналах.
Каждый вариант подготовки канализации и процесса затягивания кабеля в каналы несколько отличаются. Первый вариант – наиболее простой и надёжный как при прокладке так и в эксплуатации. Кабель в этом случае менее всего подвержен механическим нагрузкам.
Однако использование канала для одного кабеля экономически не выгодно. Второй вариант прокладки также обеспечивает качественную прокладку под канал и большую надёжность в эксплуатации. Разделение канала на под каналы (субканалы) позволяет прокладывать кабели без воздействия на уже проложенные. Недостатки этого варианта – малый коэффициент заполнения кабельного канала и дополнительные затраты на подготовку канализации (стоимость полиэтиленовых труб затраты на затягивание в каналы труб и т.п.). Из-за них данный вариант может оказаться экономически неэффективным.
Наиболее приемлемым является третий вариант прокладки при условии улучшения со временем механических и эксплуатационных характеристик кабелей и прокладки в одном кабельном канале только оптических кабелей. Общее количество кабелей прокладываемых в одном канале канализации не должно превышать трёх а суммарная площадь сечения этих кабелей не должна превышать 20-25 % площади сечения канала.
Перед началом работ по прокладке кабеля производится подготовительные работы состоящие в очистке кабельных колодцев от воды грязи вентиляции для очистки их от светильного и болотного газов которые могут скапливаться в колодцах а также в подготовке канала канализации к протягиванию кабеля.
По окончании подготовительных работ производят группирование строительных длин кабелей составляют укладочную ведомость и записывают в нее номера смотровых устройств через которые прокладывают конкретные строительные длины оптического кабеля. Производят подготовку трассы прокладки: устаивают ограждения по трассе подготавливают колодцы и заготовляют каналы.
Затягивание в канал оптического кабеля не отличается от затягивания электрических кабелей. Затягивание кабеля в свободные каналы осуществляется при помощи стальных тросов диаметром 5-6 м. В занятые каналы кабели затягиваются при помощи пеньковых или стальных тросов в полиэтиленовых штангах. При протягивании кабеля чулок уменьшается в диаметре плотно охватывает кабель. Между тросом и чулком устанавливается компенсатор кручения который предохраняет кабель от скручивания вокруг своей оси. Таким образом всю нагрузку при прокладке канализации воспринимают эти элементы кабеля а стеклянные волокна не испытывают растягивающих усилий. Для предохранения оболочки кабеля от повреждений о край канала кабель на входе в колодец
пропускают через гибкую стальную трубу.
Оптические кабели как правило изготавливаются строительными длинами не менее 2 км поэтому они прокладываются транзитом через несколько колодцев кабельной канализации. На относительно прямолинейных отрезках можно транзитом затягивать кабель длиной до 1 км на трассе имеющей большое количество поворотов строительную длину следует сокращать до 500 м.
При затягивании оптического кабеля вручную скорость прокладки может составлять 5 –7ммин. Процесс затягивания должен осуществляться равномерно без резких рывков и остановок с соблюдением минимально допустимого радиуса изгиба кабеля.
После прокладки оптический кабель выкладывают по форме колодцев и укладывают на консоли где закрепляют с помощью липкой ленты или мягкой проволоки.
Работы при прокладке оптического кабеля ГТС в кабельной канализации выполняются комплексной бригадой в составе:
- инженер-измеритель – 1
- монтажник связи шестого разряда – 1
- монтажник связи пятого разряда – 1
- монтажник связи четвёртого разряда – 2.
Для обеспечения оперативной связи между рабочими при производстве работ воспользуемся услугами транковой и радио связью с применением оборудования фирмы Моторола.
3.1 Монтаж оптического кабеля
Монтаж оптических кабелей является наиболее ответственной операцией предопределяющей качество и дальность связи по оптическим кабельным линиям.
После завершения прокладки оптического кабеля в место окончания одной строительной длины к ней присоединяют следующую строительную длину с помощью промежуточных муфт соединяющих концы смежных строительных длин оптического кабеля. При этом необходимо учитывать особенности конструкции оптических кабелей во многом определяющих технологию монтажа соединительных муфт которые должны обеспечить высокую влагостойкость сростка надежные механические параметры на разрыв и смятия а также пригодность сростка для длительного нахождения в телефонной канализации.
Соединительные муфты типа СМОК имеют металлический каркас состоящий из двух желобов из листовой стали толщиной 1 мм длиной 900 мм двух полиэтиленовых фланцев с конусообразным патрубками для ввода ОК и полиэтиленого корпуса.муфт – 3 кг. Температурный диапазон эксплуатации – до ( -50; +60*С).
Монтаж соединительных муфт
Монтаж соединительной муфты должен производится в лаборатории для измерения и монтажа оптического кабеля.
Монтаж соединительной муфты содержит следующие основные технологические этапы:
- установка нижней половины металлического желобка и выкладка на нем нахлёста сращиваемых концов кабелей;
- разделка концов оптических кабелей;
- надвигание на концы полиэтиленовых конусов цилиндров опорных стальных колец отрезков термоусаживаемых трубок;
- протирка сердечников кабелей ветошью смоченной бензином для удаления гидрофобного заполнения;
- соединение центральных элементов оптических кабелей (ОК) с помощью металлической втулки;
- выкладка ОВ по дну желоба петлями запаса;
- сваривание ОВ с последующей усадкой ГЗС;
- скрепление общей вязкой всех волокон в муфте;
- заполнение и вложение паспорта муфты;
- наложение на муфты верхней половины металлического желобка;
- надвигание на желобки и конусы полиэтиленового цилиндра;
- надвигание прогрев и усадка термоусаживаемых трубок на стыках муфт;
- выкладка и закрепление муфт на консолях колодца.
Монтаж соединительных муфт и контрольные измерения производится комплексной бригадой в составе: инженер – измеритель – 1 техник – измеритель – 1 монтажник связи 6-го разряда – 1 монтажник связи 6-го разряда – 1. Для монтажа соединительной муфты СМОК применяется комплект деталей и материалов (ТУ 45-86 АХПЧ468049) .
При монтаже соединительной муфты в монтажно-измерительной лаборатории оба конца кабеля подают к монтажному столу. Готовый к монтажу кабель на расстояние 2000 км. Протирают от загрязнения. Отступив на расстоянии 1650-1700 км от концов кабеля на них устанавливают и приваривают методом поплавления полиэтиленовый конус. Под конус устанавливают и скрепляют с ним перевязкой половину металлического каркаса входящего в состав монтажного комплекта. На уровне окончания цилиндрической части полиэтиленовую оболочку обоих концов кабеля надрезают и удаляют с сердечника. Снимают пластмассовые ленты и нити. Освобожденные волокна протирают от гидрофобного заполнителя бензином а затем насухо. Центральный элемент соединяют в середине муфты металлической гильзой после соединения центрального силового элемента временное крепление к металлическому каркасу ослабляют и конуса слегка раздвигают обеспечивая тем самым натяжение центрального элемента.
Далее конуса закрепляют снова. В каркас вкладывают на всю его длину и полосу из полиэтиленовой пленки диной 800 мм и шириной 200 мм.
Далее приступают к подготовке к сварке оптических волокон. Счет оптических волокон в кабеле на конце «А» ведется по часовой стрелке на конец «Б» - против часовой стрелки. Соблюдение счета волокон при монтаже соединительных муфт обязательно.
На свободном от трубки оптическом волокне на длине 30мм удаляют защитное покрытие волокно протирают бензином растворителем а затем спиртом. После протирки производят скол оптического волокна инструментом. Скол должен быть ровным и перпендикулярным оси волокна. Качество скола определяют через микроскоп устройства для сварки.
Сварку оптических волокон двух строительных длин производят в соответствии с указаниями «Паспорта устройства для сварки». Устройство для сварки представляет собой легко переносимый прибор с габаритными размерами 20*30*15 см. Снаружи распологается микроскоп расшифровки и визуального наблюдения за процессом сварки. Метод сварки волокон позволяет получить соединения с потерями порядка 01-03 ДБ и разрывной прочностью не менее 70% от целого волокна. После сварки производят контроль качества сварного соединения рефлектометром обратного рассеивания установленного в начале строительной длины кабеля. Затем на сварное соединение устанавливают защитную термоусаживаемую гильзу (ГЭС). После остывания гильзы оптическое волокно укладывают в металлическом каркасе а гильзу подвязывают к центральному силовому элементу. В паспорте на муфту отмечают место установки гильзы.
Кольца оптического волокна можно связать между собой ниткой без затяжки. Они должны оставаться свободными. После выкладки оптического волокна и закрепления защитной гильзой снова производят проверку сварного соединения и только потом приступают к подготовке и сварке оптического волокна аналогично первому.
Таблица 3.7 - Комплект деталей и материалов для монтажа соединительной муфты СМОК
Гильза для защиты места сварки (ГЭС)
Корпус полиэтиленовый (цилиндр часть)
Корпус полиэтиленовый
Каркас металлический из 2-х частей
Гильза алюминиевая (длина 40 мм наружный диаметр 600 мм толщина 05 мм)
Продолжение таблицы 3.7
Гильза полиэтиленовая (длиной 40мм диаметром 8мм)
Кольцо опорное для полиэтиленовых конусов
Сэвилен 115-01 107-01 118-01 (ширина ленты 30мм)
Пленка полиэтиленовая (лента 01*30мм)
Термоусаживающая трубка 80*40 (пояски 3*100)
Стеклолента шириной 30мм
Патрубок из полиэтилена (отрезок полиэтиленовой оболочки кабеля ТПП 10*2 длиной 100м)
Пленка полиэтиленовая вкладыш длиной 800мм толщиной 08-10 мм шириной 200мм
Кольцо нумерационное
После монтажа на кабель возле смонтированной муфты а также на кабеле в транзитных колодцах устанавливают свинцовые нумерованное кольцо или пластмассовую бирку. На них указывается между какими АТС проложен кабель номер кабеля. В смотровых устройствах на оптическом кабеле и в средней части смонтированной муфты называемой краской делают отметку размером примерно 20х20 мм. По наружности канала кабельной канализации наносят желтую краску в менее 50 мм.
4 Размещение оборудования связи
Для размещения системы управления на подстанции предусматриваются специальные помещения расположенные на втором этаже здания. В одном из них будет расположена аппаратура связи в другом - помещение для дежурных подстанции которые будет круглосуточно находится на подстанции.
На первом этаже располагается основное технологическое оборудование подстанции.
В помещении аппаратуры связи установлен один аналоговый телефонный аппарат в помещении дежурного – один цифровой и один аналоговый телефонные аппараты два аналоговых телефона находятся в служебных помещениях второго этажа а один цифровой на первом этаже в помещении распределительного устройства.
Все телефонные аппараты соединяются с автоматической телефонной станцией Si 2000 кабелем UTP 4х2х05 категории 5.
Автоматическая телефонная станция находится в помещении аппаратуры связи также в этом помещении располагается батарейный кабинет с аккумуляторными батареями для аварийного питания аппаратуры связи.
Мультиплексор FOX 515 размещается в помещении дежурного. АТС подключается к мультиплексору кабелем ТПП 200х2х05.
Аппаратура связи запитана напряжением 48 В от щита переменного тока 220 В который в свою очередь подключен к трансформатору собственных нужд подстанции мощностью 25 кВА.
ЩР-220 В располагается в помещении щита переменного тока мультиплексор и автоматическая телефонная станция подключаются к нему кабелем ВВГ-066 3х25 а к источнику аварийного питания – проводом ПВ-3 - 1х25.
Контроллеры сбора информации с датчиков и счетчиков по системам SCADA и АСКУЭ. располагаются на первом этаже подстанции и присоединяются к мультиплексору кабелем типа UTP.
Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим частям оказавшимся под напряжением аппаратура связи присоединена к внутренней сети заземления подстанции кабелем ВВГ-066 1х10. Сеть заземления прокладывается по стенам помещений и соединена с наружным заземляющим устройством.
Схема размещения оборудования связи представлена на чертеже.
Спецификация используемых кабелей представлена в таблице 3.7
Таблица 3.8– Спецификация кабелей
Количество жил сечение
Продолжение таблицы 3.8
Внутренняя сеть заземления
Источник аварийного питания
ТА цифровой рабочее место оператора
ТА аналоговый рабочее место оператора
ТА аналоговый помещение аппаратуры связи
ТА цифровой помещение РУ
ТА аналоговый служебное помещение
4.1 Управление оборудованием связи
Для управления изменением базы данных конфигурациями автоматической телефонной станцией и мультиплексором необходим компьютер. На ПС 11010 кВ «Жана - Жол» будет использоваться NoteBook HР NC6120 (PY505EA) со следующими техническими характеристиками:
- Чипсет: Intel 915G частота шины – 533 МГц жесткий диск HDD – 60 Гб Touchpad с зоной прокрутки Ethernet 101001000 Мбитс модем – 56К TV out – S-V
- Процессор - Intel Pent
- Экран – 15`` (38.1 см) XGA (1024
- Оперативная память – 512 Мб DDR333 2х256 Мб;
- Слоты для карт памяти – SD MMC MS Pro SM
- Разъемы – 4 х USB 2.0 VGA IEEE1394 RJ-11 RJ-45 выход S-V
- Оптический привод –DVD-
- IRDA - инфракрасный порт;
- Операционная система – W Recovery DVD входит в комплект поставки;
- Литий-ионный аккумулятор – 4800 мАч;
- Размеры (ширина х высота х глубина) 32.9
Спецификация переносного терминала для обслуживания АТС и мультиплексора представлена в таблице 3.8
Таблица 3.9 - Спецификация ноутбука HP NC6120 (PY505EA)
Ноутбук HP NC6120 (PY505EA)
Экран - 15” (381 см)
2Mb расширяется до 2 Гб
Оптический привод DVD+CD-RW
int extrG2WLANFM 56KCOMBT
4.2 Регуляторы процессов заряда-разряда аккумуляторных батарей
(зарядные устройства)
Для организации аварийного питания кроме источника бесперебойного электропитания (ИБП) необходимы зарядные устройства которые обеспечивают процессы заряда-разряда АБ и коммутации источников питания в системах бесперебойного питания.
В качестве зарядных устройств аккумуляторных батарей будем использовать устройство типа BE300-PS48-CT производства XP Power.
Рисунок 3.6 – Зарядное устройство BE300-PS48-CT
Технические характеристики:
- выходная мощность: 300 Вт;
- входное напряжение 90-264 VAC125-360
- выходное напряжение 54
- номинальное значение напряжения выходного канала 48-54 В
- диапазон рабочих температур -20 +70 0C;
- диапазон температур хранения -25 +85 0C;
- относительная влажность воздуха 0 90% без конденсации влаги;
- допустимая высота подъема над земной поверхностью относительно уровня моря 3000 м;
- вибрация (по трём осям): изделия сохраняют работоспособность при воздействии случайной вибрации в диапазоне частот от 5 до 500 Гц при среднеквадратическом значении виброускорения 2g в течение 10 минут; устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации в диапазоне частот от 5 до 50 Гц при двойной амплитуде виброперемещения 005 мм и в диапазоне частот от 50 до 100 Гц при двойной амплитуде виброперемещения 0025 мм;
- удар: в нерабочем состоянии выдерживают ударное воздействие при падении с высоты 100 мм лицевой поверхностью шасси;
- исполнение - 6U Eurorack.
Схема зарядного устройства приведена на рисунке 3.7
Рисунок 3.7 – Схема зарядного устройства
4.3 Расчет аварийного электропитания
Подстанция 11010 кВ является важным стратегическим объектом города поэтому для ее нормального функционирования необходимо стабильная и бесперебойная технологическая и оперативно-диспетчерская связь. При аварийных ситуациях на самой подстанции линиях электропередач могут привести к длительному отключению электропитания в результате чего не будет работать связь. Выход из этой ситуации один – построение системы бесперебойного питания. Согласно техническим условиям при отключении основного электропитания для обеспечения аварийного электропитания в составе мультиплексора и АТС необходимо предусмотреть собственные аккумуляторные батареи на 2 часа работы. На предприятиях связи наиболее распространены свинцово-кислотные аккумуляторы. Они экономичны в сравнении с другими типами аккумуляторов и благодаря своей герметичности допускаются к использованию в офисах машинных залах и аппаратных помещениях без применения дополнительной вентиляции.
Для выбора типа аккумуляторных батарей необходимо рассчитать суммарную потребляемую мощность аппаратуры.
Из технических данных автоматическая телефонная станция Si 2000 потребляет 05-06 Вт на одного абонента. Потребляемая мощность АТС равна:
где - потребляемая мощность одним абонентом;
- количество абонентов.
Потребляемая мощность мультиплексора FOX 515 не более 144 Вт.
Суммарная потребляемая мощность равна:
где - потребляемая мощность АТС;
- мощность потребления мультиплексора.
Питающее напряжение автоматической телефонной станции и мультиплексора 48 В.
Емкость аккумуляторных батарей зависит от тока нагрузки во время разряда в условия отсутствия напряжения. Аварийный ток равен:
где - суммарная потребляемая мощность;
- питающее напряжение.
Номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторных батарей определяется по формуле:
где - аварийный ток;
- расчетное время разряда батареи;
- коэффициент отбора емкости зависящий от интенсивности разряда аккумуляторов из [27] для двух часового режима разряда =061;
- наинизшая температура электролита аккумуляторов которую принимают равной наинизшей расчетной температуре аккумуляторного помещения для вновь строящихся зданий = +15 0С.
Таким образом коэффициент в практических расчетах часто усредняют этот коэффициент принимая его равным 09. Тогда
Так как необходимо обеспечить бесперебойное питание на 2 часа то номинальная емкость аккумуляторных батарей будет равна:
По рассчитанным характеристикам выберем аккумуляторные батареи. Наиболее подходящими являются герметичные (клапанно-регулируемые) свинцово-кислотные необслуживаемые (или малообслуживаемые) аккумуляторные батареи Sonnenschein серии Dryfit A400 емкостью 26 Ач напряжением 12 В и с расчетным сроком эксплуатации 10 лет.
Так как емкость аккумуляторов проектируемых к установке выбирается несколько большей чем получается расчетным путем то коэффициент не будет строго соответствовать практическому соотношению . Поэтому определить действительное время в течение которого может быть обеспечено электропитание аппаратуры связи при выбранной емкости аккумуляторов можно лишь методом последовательных приближений.
Для облегчения такого расчета воспользуемся усредненным графиком приведенным в [27]. Этот график представляет зависимость . Найдем значение вспомогательного коэффициента по формуле:
где - номинальная емкость выбранных аккумуляторов.
По графику находим при =37 время разряда ч.
Аппаратура питается от напряжения 48 В поэтому необходимо установить 4 аккумуляторные батареи по 12 В и соединить их последовательно между собой. Аккумуляторы соединяются между собой медными шинами. Оборудование подсоединяется к аккумуляторным батареям с помощью кабеля типа ПВ-3 1х25.
Аккумуляторы будут располагаться в помещении аппаратуры связи. Для безопасного размещения внешних аккумуляторных батарей используются батарейные кабинеты выполненные в виде металлических шкафов с полками. Закрывающаяся на ключ дверь предотвращает доступ посторонних людей. Аккумуляторные батареи располагаются на полках и соединяются в последовательные цепочки (линейки) посредством межбатарейных соединителей. Соединение батарейного кабинета с системным блоком ИБП (UPS) осуществляется с помощью силового кабельного жгута через дополнительный внешний батарейный размыкатель.
Внешний вид батарейного кабинета под аккумуляторные батареи показан на рисунке 3.8
Рисунок 3.8– Батарейный кабинет под аккумуляторные батареи
Расстояние от отопительных устройств до аккумуляторов должно быть не меньше чем 075 м. Аккумуляторные батареи должны размещаться таким образом чтобы расстояние между токоведущими частями при напряжении между ними от 65 до 250 В было не меньше 08 м. Расстояние от сосудов аккумуляторных элементов до стен помещения не должно быть меньше 50 мм.
Безопасность жизнедеятельности
1 Охрана труда и техника безопасности
Охрана труда является основным элементом процесса производства что подразумевает наличие как организационных технических так и социальных аспектов. Охрана труда призвана оградить работника от влияния опасных и вредных производственных факторов создать безопасные и благоприятные условия труда.
Опасным производственным фактором считается фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.
Вредным производственным фактором называется фактор воздействие которого влечет за собой снижение работоспособности или заболевания.
Вредные производственные факторы обладают свойством кумулятивности то есть в зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный фактор может стать опасным.
Условия труда формируются под воздействием взаимосвязанных социально-экономических организационно-технических естественно-природных факторов и влияют на здоровье и работоспособность человека степень удовлетворенности трудом. Благоприятные условия труда позволяют человеку более активно участвовать в общественно- политической жизни шире удовлетворить культурные запросы. Решающим средством улучшения условий труда является техническое перевооружение всех отраслей народного хозяйства создание производств обеспечивающих безопасность труда в которых исключено воздействие на работающих опасных и производственных факторов.
Охрана труда в Республике Казахстан гарантируется Конституцией Республики Казахстан Основами законодательства о труде и Кодексами законов о труде.
Практическую работу на предприятии и контроль за соблюдением законодательных норм и правил по технике безопасности и производственной санитарии ведет один из инженерно-технических работников назначается старший инженер либо организуется отдел по ТБ. Обучение работников производится в рабочее время и предусматривает вводный и первичный инструктаж обучение безопасности методам труда на рабочем месте изучение и проверку знаний по ТБ стажировка повторный внеплановый и текущий инструктаж.
Соблюдение нормативных документов по охране труда является обязательным для всех работников.
Условия труда – это совокупность факторов производственной среды оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Факторы составляющие условия труда обычно делятся на четыре основные группы.
Первая группа факторов – санитарно-гигиенические – включает показатели характеризующие производственную среду рабочей зоны.
Вторую группу составляют психофизиологические элементы обусловленные самим процессом труда.
К третьей группе относятся эстетические факторы характеризующие восприятие работающим окружающей обстановки и ее элементов.
Четвертая группа включает социально-психологические факторы характеризующие психологический климат в данном трудовом коллективе.
В процессе труда человек подвергается воздействию целого ряда санитарно-гигиенических факторов которые могут вызвать нежелательные последствия например чрезмерное повышение или понижение температуры тела повышение давления.
Для исключения влияния таких факторов и обеспечения постоянства значений характеристик жизнедеятельности организма включаются приспособительные реакции представляющие собой защитный рефлекс организма который отрицательно воздействует на работу основной функциональной системы человека и приводит к снижению работоспособности.
Таким образом неблагоприятное воздействие на человека санитарно-гигиенических факторов приводит к отвлечению внутренних ресурсов работающего от основного трудового процесса неблагоприятно влияет на технико-экономические и физиологические показатели так как возрастает «цена» проделанной работы и как следствие отражается на настроении и самочувствии работающего.
Для обеспечения производственной санитарии на предприятии выполняются санитарные нормы и правила ГОСТа 12-1-005-88 (1991) ССБТ - Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху санитарной зоны.
Помещения в которых устанавливается аппаратура относятся к классу помещений с повышенной опасностью.
Выбор типа производственного помещения для аппаратуры связи определяется технологическим процессом возможностью борьбы с шумом вибрациями и загрязнением воздуха. Наличие больших оконных проемов и фонарей должно обеспечивать хорошую естественную освещенность. В помещении обязательно должно быть устройство вентиляции.
Высота производственных помещений не должна быть не менее 32 м. Стены и потолки необходимо сооружать из малотеплопроводных материалов не задерживающих осаждение пыли. Полы должны быть теплыми эластичными ровными и нескользкими [29].
Микроклимат в производственных помещениях определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры влажности и скорости движения воздуха а также температурой окружающих поверхностей. Оптимальными считаются такие сочетания параметров микроклимата которые при длительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения его физиологических способностей к терморегуляции что создает ощущение теплового комфорта и является предпосылкой для высокой работоспособности.
В теплый период года оптимальная температура в помещении равна 18 21 0С относительная влажность воздуха до 65% скорость движения воздуха 05 1 мс. В холодный период года оптимальная температура 16..18 0С допустимая 13 19 0С [30].
В помещении также необходимо предусмотреть вентиляцию независимо от степени загрязнения воздуха. Вентиляция может быть естественной (проветривание вытяжные шахты) механической (вентиляторами) или смешанной.
Так как при работе аккумуляторных батарей выделяются ядовитые пары то в помещениях аппаратуры связи кроме естественной вентиляции которая не обеспечивает соблюдение норм на микроклимат предельно допустимых концентраций вредных для здоровья веществ необходимо предусмотреть и механическую. Механическая вентиляция может быть приточной вытяжной или приточно-вытяжной.
Так как при работе на подстанции зимой выделяющейся во время работы теплоты недостаточно в помещениях подстанции должно быть предусмотрено отопление.
При эксплуатации устройств отопления и вентиляции нужно регулярно стирать пыль с отопительных приборов очищать вентиляционные фильтры. Некоторые виды пыли разлагаясь на нагретой поверхности выделяют пары и газы отравляющие воздух помещения.
Установленные в некоторых местах кондиционеры в большей своей степени не работают а если все же находятся в рабочем состоянии то ввиду своей бытовой направленности не могут решить проблемы. Благодаря всем этим факторам в помещениях АТС в летнее время температура чрезмерно увеличивается (достигает 35-40 С). Из-за повышенной температуры приходится в автозалах устанавливать резервуары с водой для увеличения влажности воздуха.
1.1 Техника безопасности при прокладке ВОЛС
При современной технологии устройства телефонной канализации прокладка городских кабелей различных марок с учётом применения различных механизмов и приспособлений для выполнения этих работ не используется электроэнергия и порою кажется что электробезопасность при выполнении этих работ не обязательна. На самом деле выполнение таких работ как рытьё траншей и котлованов установка смотровых устройств а так же прокладка кабелей монтаж кабелей по которым подаётся дистанционное питание связаны с опасностью поражения электрическим током.
Рытьё траншей и котлованов в городской черте часто связано с работами вблизи существенных подземных сооружений или с их пересечениями. Наибольшую опасность поражения людей представляют такие подземные коммуникации как электрические кабели газопроводы и другое. Поэтому согласно требованиям техники безопасности при работах на кабельных линиях связи руководитель работ (начальник цеха участка электромеханик) лично присутствует и организует работу на особо опасных участках. При выполнении работ нужно руководиться ГОСТ 12.3.002-75 согласно которому:
а) безопасность процессов в течении всего времени их функционирования должна быть обеспечена выбором производственных площадок выбором исходных материалов производственного оборудования профессиональным отбором и обучением работающих применением средств защиты работающих выбором требований безопасности и методов контроля их выполнения;
б) производственные процессы должны быть пожаро- и взрыво- безопсными;
в) производственные процессы не должны загрязнять окружающую среду.
При рытье траншей и котлованов опасными участками являются участки в непосредственной близости от места прохождения силовых кабелей и газопроводов. На расстоянии не менее 2 м. от этих коммуникаций работы ведут под наблюдением организации эксплуатирующей их. Правила запрещают применение механизмов при разработке грунтов в местах пересечения и сближения с действующими электрическими кабелями газопроводами. Работы производят вручную с помощью заземлённых лопат наиболее опытные рабочие с особой осторожностью соблюдая ГОСТы. Этот стандарт распространяется на строительно-монтажные работы и устанавливает общие требования электробезопасности при подготовке и производстве строительно-монтажных работ. Для защиты людей от опасного и вредного действия электрического тока электрической дуги и статического электричества следует выполнять требования: барабан с кабелем подставленный к месту работы должен быть выгружен на ровной местности работы следует выполнять механизированным способом с применением средств защиты работающих.
В колодцах телефонной канализации с дистанционным питанием и кабели проводного вешания должны окрашиваться в красный цвет по всей окружности шириной 20-25 см. при входе в колодец а также у каждой кабельной муфты на расстоянии 15-20см. Непосредственно у кабельных муфт на кабелях по которым передаётся дистанционное питание должны быт установлены бирки «Опасно» или «Высокое напряжение». В проходных колодцах где не имеется кабельных муфт устанавливается на кабелях средней части колодца.
При монтажных работах требующих применения паяльной лампы или газовой горелки необходимо выполнение следующих правил техники безопасности:
Разжигать паяльную лампу следует на поверхности земли на расстоянии не менее 2 м. от колодца;
Перед разжиганием паяльной лампы необходимо проверить её исправность;
При пользовании паяльной лампой нужно: заливать в лампу горючее не более чем на три четверти ёмкости резервуара; завёртывать наливную пробку до отказа; запрещается вывёртывать наливную пробку на неостывшей лампе; подогревать резервуар паяльной лампы; запрещается наливать в паяльную лампу этилированный бензин.
При выполнении работ с газовой горелкой:
к выполнению работ с газовой горелкой допускаются лица прошедшие курс технического обучения;
для работы в кабельном колодце должны применяться исправные газовые горелки;при присоединении или отсоединении шланга от газового баллона вентили на шланге и горелки должны быть закрыты;
плотность мест соединения шланга с баллоном и газовой горелкой следует проверять с помощью мыльной воды;запрещается работать при наличии хотя бы незначительной утечки газа;запрещается во время работы оставлять без присмотра зажжённую горелку;по окончании работы следует сначала закрыть вентиль находящиеся нашланге. Вентиль на горелку закрывают только после прекращения её горения.
Работы по вскрытию колодцев телефонной канализации должны производиться с особой осмотрительностью из-за возможного наличия в них опасных газов. Работу в подземных смотровых устройствах – кабельных колодцах – следует проводить бригадой состоящей не менее чем из двух человек. Перед началом работ руководитель должен провести с бригадой инструктаж по безопасному ведению работ. При этом лица получившие инструктаж обязательно должны расписаться в журнале. До начала работ в кабельном колодце его необходимо оградить. Для определения наличия взрывоопасных газов каждая бригада работающая в подземных сооружениях должна иметь исправный газоанализатор. Газоанализатор необходимо проверять один раз в год в специализированных лабораториях. Все смотровые устройства подземных коммуникаций – кабельные колодцы коллекторы подвалы АТС и МТС расположенные на расстоянии до 15 метров обе стороны от газопроводов должны регулярно проверяться на загазованность. Для проверки загазованность смотровых устройств – крышки кабельных колодцев должны иметь отверстия до 20 мм. Независимо от проверок проводимы специализированной службой газового хозяйства перед началом работы необходимо убедиться с помощью газоанализатора в отсутствии опасных газов в подземных сооружениях. Работу следует вести с особой осторожностью учитывая что в них могут скапливаться взрывоопасные и ядовитые газы.
В подземных сооружениях могут скопиться такие газы как метан окись углерода углекислый газ сероводород аммиак и другие примеси.
Метан проникает в кабельные колодцы из почвы образуясь при медленном разложении без доступа воздуха растительных веществ. При содержании метена в воздухе от 5 до 15-ти процентов он взрывоопасен. Газ метан не ядовит но его присутствие уменьшает количество кислорода в воздушной среде кабельного колодца. Окись углерода – бесцветный газ без запаха чрезвычайно ядовитый. При содержании в воздухе от 4 до 45 процентов окисло углеродная смесь становится взрывоопасной. Вдыхание воздуха содержащего окись углерода выше допустимой концентрации может привести к отравлению и смерти. Окись углерода проникает в кабельные колодцы при неисправной газовой сети. Углекислый газ проникает в кабельную канализацию из почвы в результате разложения органических веществ. Это бесцветный газ без запаха с кисловатым привкусом. Сероводород аммиак – эти газы вредны они уменьшают количество кислорода в воздушной среде кабельного колодца. Нормальное количество кислорода составляет 209 %.
При определении вредности газовой смеси для здоровья человека следует руководствоваться требованиями норм ПДК (предельно допустимой концентрации). Убедившись с помощью газоанализаторов типа ПГФ-2М1 в отсутствии взрывоопасных газов необходимо проверить нет ли в колодце углекислого газа. Наличие углекислого газа определяется с помощью шахтного интерферометра типа ШИ. Если при открытии колодца газ в нем не был обнаружен то дальнейшая проверка на присутствие опасного газа должна производиться газоанализатором через каждый час. Если анализ показал присутствие опасного газа то работа в подземных смотровых устройствах должна быть прекращена до тех пор пока не будет устранена причина поступления опасного газа. До тех пор пока не будет установлено что в колодцах нет взрывоопасных газов запрещается приближаться к люку с горящей спичкой папиросой. Необходимо проветрить колодец в котором будет выполняться работа а также смежные с ним колодцы по одному с каждой стороны соблюдая при этом ГОСТ 12.1.014-79. На время вентилирования в колодце в котором предстоит вести работы должны быть временно открыты не менее чем по одному с каждой стороны. В смежных колодцах эти каналы могут оставаться открытыми в течении всей работы.
1.2 Расчет эффективности зануления
Щиток распределительный предназначен для приема и распределения электроэнергии и защиты от перегрузок и токов короткого замыкания групповых линий в сетях с глухозаземленной нейтралью при напряжении 380220 В переменного тока с частотой 50 Гц.
Питание аппаратуры связи от сети переменного тока приходит с распределительного щитка установленного в помещении щита переменного тока.
Распределительный щиток представляет собой сварную металлоконструкцию из листогнутых профилей со съемной задней стенкой. Степень защиты оболочки - IP21.
Устанавливаемые в щитов автоматические выключатели могут быть в любом сочетании по номинальным токам расцепителей. При этом одновременная суммарная нагрузка выключателей не должна превышать номинальный ток щитка.
Щиток может комплектоваться выключателями различных марок.
В щит распределения установлено пять автоматических выключателей к двум из которых подсоединяется АТС и мультиплексор к остальным трех подключается освещение и аппаратура на втором этаже подстанции.
Потребляемая мощность автоматической телефонной станции 108 Вт учитывая что мощность также потребляют вентиляторы и другие устройства АТС то ее суммарная мощность равняется примерно 160 Вт. При напряжении 220 В ток составит 07 А. Выбираем автоматический выключатель на АТС типа ВА 51-25 с номинальным током защитного элемента 63 А.
Мощность которую потребляет мультиплексор равняется 144 Вт. Напряжение – 220 В. Следовательно ток равен 065 А. Тип автоматический выключателя - ВА 51-25 с номинальным током защитного элемента 63 А.
Тип остальных трех выключателей – ВА 51-35 с номинальным током 16 А.
Одновременная суммарная нагрузка выключателей равняется 606 А.
Согласно суммарной нагрузке выключателей выбираем тип вводного автомата ВА 57Ф35 с номинальным током до 100 А.
АТС и мультиплексор подключаются к ЩР-220 кабелем типа ВВГ-066 3х25 длиной 15 м.
Рассчитаем эффективность зануления ЩР-220.
Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым проводником металлических нетоковедущих частей которые могут оказаться под напряжением. Нулевым защитным проводником называется проводник соединяющий зануленные части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Зануление применяется в сетях напряжением до 1000 В.
Зануление предотвращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание в результате чего срабатывает максимальная токовая защита которая селективно отключает поврежденный участок сети. Кроме того зануление снижает потенциалы корпусов появляющиеся в момент замыкания на землю [29].
Расчет зануления имеет целью определить условия при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи – быстро отключает поврежденную установку от сети.
При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключится если значение тока однофазного короткого замыкания (то есть между фазным и нулевым защитным проводниками) А удовлетворяет условию
где - коэффициент кратности номинального тока А уставки тока срабатывания автоматического выключателя.
Правила устройства электроустановок [33] регламентируют кратность отношения однофазного короткого замыкания к номинальному току автоматического выключателя при котором обеспечивается быстрое отключение поврежденной установки.
Согласно ПУЭ ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в 14 раза номинальный ток автоматического выключателя с обратной зависимой от тока характеристикой то есть
Значение зависит от фазного напряжения сети и сопротивления цепи в том числе от полных сопротивлений трансформатора фазного проводника нулевого защитного проводника внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник – нулевой защитный проводник (петли фаза – нуль) а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) и повторного заземления нулевого защитного проводника [34].
Поскольку и как правило велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи можно не принимать во внимание параллельную ветвь образованную ими. Тогда расчетная схема упроститься а выражение для тока КЗ А в комплексной форме будет
где - фазное напряжение сети В;
- комплекс полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока Ом;
- комплекс полного сопротивления фазного провода Ом;
- комплекс полного сопротивления нулевого защитного проводника Ом;
и - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников Ом;
и - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников Ом;
- комплекс полного сопротивления петли фаза – нуль Ом.
При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения тока короткого замыкания в которой модуль сопротивлений трансформатора и петли фаза-нуль и складываются арифметически:
Полное сопротивление петли фаза-нуль в действительной форме равно Ом:
Значения и для проводников из цветных металлов определяют по известным данным: мм2 длине м и материалу проводников. При этом искомое сопротивление
где - удельное сопротивление проводника для медного кабеля типа ВВГ-066 3х25 Ом мм2м.
Значения и для медных проводников сравнительно малы (около 00156 Омкм) поэтому ими можно пренебречь.
При малых значениях соезмеримых с диаметром проводов то есть когда фазный и нулевой защитный проводники расположены в непосредственной близости один от другого сопротивление незначительно (не более 01 Омкм) и им можно пренебречь.
По полученным расчетам видно что полученный действительный ток однофазного КЗ превышает наименьшее допустимое значение по условиям срабатывания защиты тока (176 А > 85 А). Полученные результаты расчетов показывают что нулевой защитный проводник выбран правильно т.е. отключающая способность системы зануления обеспечена.
При работе с аппаратурой должны выполняться требования действующих руководящих документов по правилам мерам безопасности и эксплуатационной документации а также ГОСТ 12-1-030-81 (1996) ССБТ - Электробезопасность - Защитное заземление – Зануление ГОСТ 12-1-019-79 (1996) ССБТ - Электробезопасность - Общие требования и номенклатура видов защиты ГОСТ 12-1-002-84 (1999) ССБТ - Электрические поля промышленной частоты - Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах. К эксплуатации допускается обслуживающий персонал имеющий твердые теоретические знание и практические навыки в обращении с системой знающие правила безопасности обучены приемам пострадавшего от электрического тока и правилам оказания первой помощи пострадавшим.
Защитное заземление служит для защиты обслуживающего персонала от поражения током при прикосновении к случайно оказавшимся под напряжением металлическим токоведущим частям аппаратуры.
На ПС 11010 кВ «Жана Жол» запроектировано заземляющее устройство (ЗУ) по норме на допустимую величину сопротивления. Наружный контур ЗУ предусматривается из стальной полосы сечением 40х4 вертикальные электроды предусматриваются из круглой стали диаметром 16 мм. Внутренняя сеть заземления предусматривается из стальной полосы сечением 30х4 прокладываемой по стенам помещений и соединенной с наружным контуром ЗУ. Сечения заземляющих проводников соответствует условиям термической стойкости и коррозийной устойчивости. Аппаратура связи присоединена к внутренней сети заземления кабелем типа ВВГ-066 1х10 [22].
1.3 Расчет освещения
Рациональное освещение производственных участков является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда повышает работоспособность и производительность труда. Освещенность производственных служебных и вспомогательных помещений регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП II-4-79) и отраслевыми нормами.
Освещение на рабочем месте должно быть таким чтобы работающий мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин – недостаточность освещенности чрезмерная оснащенность неправильное направление света.
В производственных помещениях применяют два вида освещения: естественное и искусственное.
Искусственное освещение осуществляется электрическими лампами подразделяется на общее местное комбинированное.
Общее освещение может быть равномерным по всей производственной площади без учета оборудования и локализованным – с учетом расположения оборудования.
Местное освещение может быть стационарным на рабочих местах и переносным. Применение только местного освещения на производственном участке не допускается.
Искусственное освещение по характеру выполняемых задач делят на рабочее аварийное эвакуационное.
Рабочее освещение устраивают во всех помещениях предназначенных для работы прохода людей.
Аварийное освещение предусматривается на случай внезапного отключения рабочего освещения и устанавливается в помещениях операторных залов в которых работа не должна прекращаться.
Светильники аварийного освещения питаются от автономного источника и должны обеспечивать освещенность не менее 5% величины рабочего освещения.
Эвакуационное освещение устраивается в местах опасных для прохода по путям эвакуации людей из зданий.
Для искусственного освещения используется электрические лампы накаливания и люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества: по спектральному составу света они близки к естественному дневному освещению обладают более высоким КПД повышенной светоотдачей и большим сроком службы малой яркостью светящей поверхности.
Различают несколько типов люминесцентных ламп в зависимости от спектрального состава света: ЛД – лампы дневные ЛБ – белые ЛДЦ – дневного света правильной светоотдачи ЛТБ – тепло-белые ЛХБ – холодно-белые.
Для помещения аппаратуры связи наиболее приемлемыми являются люминесцентные лампы ЛБ (белого) и ЛТБ (тепло-белого) световой мощностью 20 40 и 80 Вт. Наиболее экономичны лампы ЛБ. Лампы ЛХБ ЛД ЛДЦ применяют когда работа связана с необходимостью различения света.
Источник света вместе с осветительной конструкцией составляет светильник. Светильник обеспечивает крепление лампы подачу к ней электрической энергии предохранение от загрязнения механического повреждения.
В зависимости от конструктивного исполнения светильника бывают: открытые пыленепроницаемые защищенные влагонепроницаемые закрытые.
Выбор параметров освещения рабочего места зависит от характера производимой работы (СНиП РК 2-04-05-2002. Естественное и искусственное освещение). В помещениях связи с периодическим пребыванием людей минимальное значение освещенности рабочей поверхности принято равным 200 лк [31].
Расчет системы освещения сводится к выбору вида освещения определению типа и числа светильников. Наиболее простым методом расчета освещения является метод коэффициента использования светового потока.
Для освещения помещения аппаратуры связи будем применять люминесцентные лампы которые обладают следующими достоинствами:
- высокой световой отдачей (до 75 лмВт и более);
- продолжительным сроком службы (до 10 000 часов);
- малой яркостью освещаемой поверхности;
- более экономичны по расходу электроэнергии;
- поверхность трубки лампы мало нагревается (до 40 - 50 градусов).
Площадь помещения 333 м2 (длина – 592 м ширина – 562 м) высота помещения – 3м. Светильники будут располагаться в верхней зоне обеспечивая равномерную освещенность всего помещения.
Для помещения аппаратуры связи применим люминесцентную лампу ЛБ 40 мощностью 40 Вт номинальным световым потоком 3200 лм диаметром 40 мм длиной со штырьками цоколей не более 12133 мм средней продолжительностью горения 15000 ч [31].
Из справочных данных [32] выбираем подходящий светильник типа ЛСП24-2х40-022УХЛ4 со степенью защиты 5’3 и общим КПД=85.
Высота светильника над освещаемой поверхностью:
где - высота помещения;
Определим необходимое расстояние между светильниками:
где - оптимальное относительное расстояние между соседними светильниками при условии расположения их по углам квадрата [32];
- расчетная высота то есть высота расположения оптического центра светильника над расчетной поверхностью.
Зная расстояние между рядами рассчитаем число рядов. Учитывая то что светильники будут располагаться вдоль длинной стороны помещения число рядов рассчитаем по формуле:
где - ширина помещения;
- расстояние между рядами.
Принимаем число рядов равным двум в каждом ряду по два светильника.
Рисунок 4.1 – Расположение светильников
в помещении аппаратуры связи
Горизонтальная освещенность в производственном помещении должна соответствовать действующим нормам. Минимальная освещенность определяется по формуле:
где - световой поток одной лампы световой поток создаваемой одной лампой ЛБ 40 равен 3200 лм;
- число ламп в помещении;
- коэффициент использования светового потока то есть доля светового потока всех ламп падающая на освещаемую поверхность;
- коэффициент неравномерности освещения (для люминесцентных ламп принимается 09 [31]);
- площадь поля освещаемого помещения;
- коэффициент запаса учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации системы освещения (загрязнение светильников старение ламп) принимается для люминесцентных ламп 09 [31].
Коэффициент использования светового потока – это отношение полезного светового потока достигающего освещаемой поверхности к полному световому потоку в помещении.
Значения коэффициента зависят от коэффициентов отражения стен пола и потолка а также показателя помещения который вычисляется по формуле:
где и – длина и ширина помещения;
- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (условно рабочей поверхностью считается горизонтальная поверхность на высоте 08 м от пола).
Определим показатель помещения:
По таблице 9.14 [31] согласно и принятых коэффициентов отражения светового потока от стен и потолка которые соответственно равны и а также степени защиты светильника выбираем значение коэффициента использования. По таблице 9.14 [31] .
Исходя из светового потока одной лампы определим световой поток излучаемый светильником ЛСП24-2х40-022УХЛ4 с двумя лампами в светильнике.
Определим минимальную освещенность создаваемую четырьмя светильниками.
Сравнивая полученное значение с допустимым минимальным значением освещенности лк получим что взятое нами количество светильников обеспечивает освещенность помещения.
2 Пожарная безопасность
Понятие пожарная безопасность означает состояние объекта при котором исключается возможность пожара а в случаях его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.
Пожарная безопасность на энергетических объектах обеспечивается системой предотвращения пожара путем организационных мероприятий и технических средств а также противопожарной защитой направленной на предотвращение воздействия на людей опасных факторов и ограничения материального ущерба от него [29].
Опасными факторами пожара для людей являются открытый огонь искры повышенная температура воздуха и предметов токсичные продукты горения дым пониженная концентрация кислорода обрушение и повреждение зданий сооружений установок а также взрыв.
Для предотвращения пожара необходимы следующие меры:
- предотвращение образования горючей среды;
- предотвращение образования в горючей среде источников зажигания;
- поддержание температуры и давления горючей среды ниже максимально допустимых по горючести;
- уменьшение определяющего размера горючей среды ниже максимально допустимого по горючести.
Безопасность персонала на подстанции обеспечивается путем применения следующих мероприятий:
- надлежащей изоляции;
- соответствующих разрывов до токоведущих частей;
- защитных ограждений;
- заземляющего устройства;
- предупредительной сигнализации надписей и плакатов;
- индивидуальных и групповых защитных средств.
На подстанции 11010 кВ «Жана - Жол» на втором этаже расположен пожарный щит который укомплектован пожарным рукавом песком ведром багром огнетушителями.
В электроустановках для тушения пожара применяются углекислотные огнетушители ОУ-5 так как кислота в отличие от пены не проводит электрический ток [30]. Огнетушители расположены в каждом помещении на видных и доступных местах.
Место расположения пожарного инвентаря должны быть помечены красной краской. Проходы в помещениях основные и запасные выходы должны содержаться в постоянной готовности.
На каждом этаже подстанции расположены планы эвакуации.
ПС 11010 кВ «Жана - Жол» оборудована пожарной сигнализацией которая служит для быстрого оповещения службы пожарной охраны и сотрудников подстанции о возникшем пожаре.
Организационными мероприятиями по обеспечению пожарной безопасности являются:
- обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности;
- разработка и реализация норм и правил пожарной безопасности инструкций о порядке работы с пожароопасными веществами и материалами;
- изготовление и применение средств наглядной агитации по обеспечению пожарной безопасности.
Важной мерой по обеспечению пожарной безопасности является организация пожарной охраны объекта предусматривающей профилактическое и оперативное обслуживание охраняемых объектов.
Проект выполнен в соответствии противопожарных и взрывобезопасных норм и правил а также ГОСТа 12-1-004-91 Пожарная безопасность – Общие требования что обеспечивает полную пожарную безопасность при обслуживании аппаратуры связи.
Экология – наука о месте обитания живых существ и взаимоотношений окружающей средой занимается вопросами развития и охраной окружающей среды. Рациональное решение экологических проблем возможно лишь при оптимальном взаимодействии природы общества что достижимо лишь при проведении широкого комплекса практических мероприятий и научных исследований по охране окружающей среды. Экология изучает организацию и функционирование биологических систем различных уровней вплоть до глобального то есть биосферы в целом.
Охрана окружающей среды основана на системе государственных юридических и социально-экономических мероприятий направленных на поддержание благополучных условий среды обитания и рациональное использование материальных и энергетических ресурсов в интересах всего человечества [35]. В связи с этим главными проблемами охраны окружающей среды являются следующие:
- определение оптимальных условий жизнедеятельности населения и путей сохранения свойств окружающей его среды;
-разработка методов скорейшего и полного перевода промышленного производства на безотходную технологию и замкнутые циклы воздухо- и водопотребления для ликвидации вредных выбросов и отходов в окружающую среду;
-рационализацию эксплуатации естественных ресурсов – прежде всего воздуха -воды почвы и животного мира чтобы обеспечить их охрану восстановление и расширение воспроизводство.
Решать эти проблемы можно только при согласованном развитии практических работ научных исследований и просветительской деятельности. Если практика не исходит из естественных законов предвидений науки она может нанести вред природе экологическим системам и ресурсам а вследствие этого ущерб экологическому благополучию самого человека.
Предприятия и сооружения связи в отличие от химических нефтехимических металлургических и других подобных предприятий и сооружений по отрицательному воздействию на гидросферу можно отнести к сравнительно «чистым».
Строительство и эксплуатация предусматриваемого настоящим проектом оборудования технологической и оперативно-диспетчерской связи не вносит загрязнений водных ресурсов и сточных вод не дает выбросов в атмосферу.
Так как проектирование технологической и оперативно-диспетчерской связи на подстанции 11010 кВ «Жана - Жол» предусматривает прокладку волоконно-оптической линии связи до ПС 11010 кВ «левобережная» то проектом предусмотрены решения и мероприятия направлены на сохранение плодородного слоя при строительстве ВОЛС.
Трасса прокладки волоконно-оптического кабеля связи и кабельной линии 110 кВ проложена по землям города Астана (Левобережная часть города). Протяженность трассы составляет 42 км.
До начала работ по рытью траншей под ВОЛС проектом предусматривается снятие и сохранение плодородного слоя.
Плодородный слой должен быть снят до начала производства земляных работ и уложен в отвалы с таким расчетом чтобы не мешать дальнейшему производству работ. После завершения работ по прокладке ВОЛС плодородный слой ровным слоем планируется на месте трассы.
Использование земель над кабельной линией и ВОЛС по назначению должно осуществляться землепользователями с соблюдением мер по обеспечению сохранности линии.
Трасса прокладки не пересекает месторождений полезных ископаемых и заповедных зон поэтому в проекте не предусматриваются природоохранные мероприятия.
На период строительства источниками загрязнения окружающей среды являются места складирования горючесмазочных материалов от которых возможно загрязнение земли.
Загрязнение района строительства возможно отходами производства (остатками провода и троса отбракованными изделиями и т. п.)
Отходы не являются радиоактивными или токсичными и не предъявляют условий к своему захоронению.
Строительная организация осуществляющая строительство электросетевого объекта обязана осуществить сбор и вывоз строительных отходов в специальные места перед сдачей объекта в эксплуатацию.
Волоконно-оптическая линия связи не представляет угрозу окружающей среде так как она не загрязняет воздух землю и воду.
Сооружения связи являются источником электромагнитного излучения полей радиочастот поэтому приобретаемое оборудование связи должно иметь сертификат Республики Казахстан на электромагнитную совместимость и безопасность который подтверждает соответствие требованиям безопасности установленным:
ГОСТ 12-1-003-83 - Шум. Общие требования безопасности. Стандарт устанавливает классификацию шума характеристики и допустимые уровни шума на рабочих местах общие требования к защите от шума на рабочих местах шумовым характеристикам машин механизмов средств транспорта и другого оборудования и измерениям шума. Согласно этому стандарту:
- оборудование должно быть сконструировано и установлено так чтобы во время его работы персонал был защищен от возможных вредных воздействий шума;
- требования к шумовым характеристикам уровням шума на рабочем месте и средствам защиты должны соответствовать предусмотренным в стандартах частных требований по безопасности на оборудование конкретных видов и ГОСТ 12-1-003.
ГОСТ 12-2-006-87 - Безопасность аппаратуры электронной сетевой и сходных с ней устройств предназначенных для бытового и аналогичного общего применения:
- оборудование не должно оказывать воздействия на окружающую среду (атмосферный воздух природные воды земли почвы недра флору и фауну человека и среду его обитания);
- при работе оборудования содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) предусмотренных при проектировании оборудования и разработке технологического процесса;
- содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения предельно допустимых концентраций. Требования по содержанию вредных компонентов в воздухе рабочей зоны указаны в частных требованиях по безопасности на конкретный вид оборудования;
- оборудование должно проходить экологическую экспертизу.
Оборудование связи является источником электромагнитных полей охватывающих большие пространства и отрицательно воздействующих на экологический баланс биосферы. В связи с этим на подстанции должна быть выполнена защита от воздействия вредных излучений аппаратуры а именно:
- оборудование должно быть сконструировано и установлено так чтобы во время его работы персонал был защищен от возможных вредных воздействий рентгеновских ультрафиолетовых инфракрасных радиоактивных и др. ионизирующих излучений;
- уровень излучений не должен превышать значений предусмотренных в стандартах частных требований по безопасности на оборудование конкретных видов.
В данном дипломном проекте технология строительства и эксплуатации оборудования соответствует международным стандартам и нормативам по влиянию на окружающую среду:
Технология строительства и эксплуатации предусмариваемого настоящим проектом оборудования СДТУ не вносит загрязнений водных ресурсов и сточных водне даёт выбросов в атмосферу.
Мероприятий по восстановлению (рекультивации) земельного участка использования природного слоя утилизации растительного покрова – не требуется.
Технология соответствует международным стандартам и нормативам по влиянию на окружающую среду.
Приобретаемое оборудование связи должно иметь сертификат Р.К. на электромагнитную совместимость и безопасность который подтверждает соответсвие требованиям безопасности установленным:
ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»
ГОСТ 12.1 006-84 «Электромагнитные поля радио частот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля»
ГОСТ 12.2.006 – 87 «Безопасность аппаратуры электронной сетевой и сходных с ней устройств предназначенных для бытового и аналогичного общего применения».
Технико-экономическое обоснование
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) – анализ расчет оценка экономической целесообразности осуществления данного проектирования технологической и оперативно-диспетчерской связи на ПС 11010 кВ «Жана -жол». ТЭО основано на сопоставительной оценке затрат и результатов установлении эффективности использования срока окупаемости вложений.
Технико-экономическое обоснование является необходимым для исследования в ходе подготовки которого проводится ряд работ по изучению и анализу всех параметров проекта и разработке сроков возврата вложенных в проект средств.
1Капитальные затраты
Капитальные затраты – совокупность экономических ресурсов направляемых на воспроизводство основных средств.
Капитальные затраты являются важнейшим экономическим показателем так как непосредственно характеризуют во что обойдется проектирование технологической и оперативно-диспетчерской связи на ПС 11010 кВ «Жана -Жол».
Капитальные затраты включают в себя:
- приобретение оборудования;
- транспортных средств и инвентаря;
- строительно-монтажные работы которые составляют 10% от стоимости оборудования;
- транспортные расходы составляющие 5% от стоимости оборудования.
Расчеты капитальных затрат сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Капитальные затраты
Стоимость за единицу
Мультиплексор FOX 515
Волоконно-оптический кабель ОКЛК
Контроллер RTU - 211
Продолжение таблицы 5.1
Устройства сбора данных типа Е842ЭС Е846ЭС Е848ЭС Е849ЭС
Многофункциональный электросчетчик Меркурий 230
Транспортные расходы
Капитальные затраты являются важнейшим экономическим показателем так как непосредственно характеризуют во что обходится создание новых сооружений техники связи.
Капитальные вложения включают в себя затраты на строительно-монтажные работы приобретение оборудования использование транспортных средств и инвентаря прочие виды подготовительных работ то есть капитальные затраты принимаются равными сметной стоимости строительства объекта.
Таким образом по проектно-сметной документации стоимость капитальных вложений составляет 347325 тыс. тенге.
2 Текущие расходы по обслуживанию ОТС
Для организации надежной и безотказной работы средств оперативно-диспетчерской и технологической связи ПС 11010 кВ «Жана - Жол» потребуются следующие текущие расходы:
- материальные затраты;
- амортизационные затраты;
Текущие расходы затраты определяются по следующей формуле:
где – материальные затраты;
– амортизационные затраты;
Таблица 5.2 – Расчет потребности затрат для автотранспорта на бензин
Тип транспортной единицы
Кол-во транспортных единиц
Итого в год в литрах
Средняя стоимость 1 литра без НДС тенге
Итого за год тыс. тенге
Годовая норма амортизационных отчислений составляет 8% от стоимости основных производственных фондов.
где – капитальные затраты
Налог на имущество определяется по формуле:
где – капитальные затраты;
– амортизационные затраты
К прочим расходам относятся:
- командировочные расходы;
- техника безопасности;
- коммунальные расходы;
- хозяйственные нужды.
Прочие расходы определяются по формуле:
Расчеты по текущим расходам сведены в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 – Текущие расходы
Материальные затраты
Амортизационные затраты
Ниже представлена диаграмма текущих затрат.
Рисунок 5.1 – Диаграмма текущих затрат тыс. тенге
Основные экономические показатели занесем в таблицу 5.5.
Таблица 5.5 – Основные экономические показатели
Построим диаграмму основных экономических показателей.
Рисунок 5.2 – Диаграмма основных экономических показателей тыс. тенге
В ходе технико-экономического обоснования был проведен расчет основных показателей каких как тарифные доходы прибыль эксплуатационные затраты рентабельность и т.д. Рассчитанные параметры подтвердили высокую эффективность проектирования оборудования средств технологической и оперативно-диспетчерской связи на ПС 11010 кВ «Жана - Жол» и его оптимальность.
В результате проведенного анализа существующего положения с учетом перспективы развития г. Астаны сделаны выводы о необходимости строительства подстанции 11010 кВ «Жана Жол» в новом районе индивидуальной застройки жилой зоны 14 в Юго-Восточном районе Правобережной части города. В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы проектирования технологической и оперативно-диспетчерской связи на ПС 11010 кВ «Жана Жол».
Цифровой поток организован по волоконно-оптической линии связи проложенной от ПС 11010 кВ «Левобережная» до ПС 11010 кВ «Жана - Жол». Использован оптический кабель типа ОКЛК-01-4-20-10125-036022-3518-70 состоящий из 6 волокон прокладываемый вместе с кабельной линией 110 кВ.
Для аварийного электропитания оборудования связи по расчетам суммарной потребляемой мощности аппаратуры выбраны аккумуляторные батареи Sonnenschein серии Dryfit A400 емкостью 26 Ач напряжением 12 В обеспечивающие бесперебойную работу на 3 часа что обеспечивает стабильную работу связи в аварийных ситуациях.
В разделе техники безопасности и производственной санитарии проведен анализ используемых помещений на предмет вредного воздействия оборудования и санитарно-гигиенических факторов на организм человека и проведены необходимые расчеты по освещению помещения и расчет по эффективности зануления что соответствует требованиям санитарных норм и техники безопасности.
С экологической точки зрения технология строительства и эксплуатации оборудования соответствуют международным стандартам и нормативам по влиянию на окружающую среду.
Технико-экономический расчет бизнес-плана показал что данный проект рентабелен экономически эффективен. Были рассмотрены вопросы технологии затягивания и прокладки кабеля в кабельную канализацию рассчитаны характеристики помещений где будет находиться дорогостоящее оборудование систем передачи рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды на предприятиях связи.
Список использованных источников
Мамышев Ж. Аким отчитался перед народом (или основные итоги 2006 года и приоритеты развития реального сектора экономики). Г. «Неделя» 3 февраля 2007 г. с. 13.
Концепция территориального развития г. Астаны и пригородной зоны до 2030 г. Раздел «Электроснабжение».- Алматы 2006.
Стратегический план устойчивого развития города Астаны до 2030 года.- Астана 2006.
Рабочий проект ПС 11010 кВ «Жулдыз». Средства диспетчерского и технологического управления. Пояснительная записка. – Алматы 2006.
Строительство ПС 11010 кВ «Жулдыз» с трансформаторами 2х40 МВА и ЛЭП-110 кВ. Технико-экономическое обоснование. Пояснительная записка.- Алматы 2006.
Нейман В. И. Структуры систем распределения информации.- М.: Связь 1975.
Лившиц Б. С. Пшеничников А. П. Харкевич А. Д. Теория телетрафика: Учебник для вузов. 2-е изд. – М.: Связь 1979. – 224 с.
Макаров А.А. Чиненков Л.А. Основы теории передачи информации: Учебное пособие.- Сибирский государственный университет телекоммунакаций и информатики Новосибирск 1998.
Росляков А. В. Черная Н. Д. Харченко Ю. Ю. и др. Проектирование цифровой городской телефонной сети: Учебное пособие Под ред. А. В. Рослякова. – Самара: ПГАТИ 1998. – 124 с.: ил.
Бежаева Е. Б. Егунов М. М. Шерстнева О. Г. Проектирование ГТС на базе систем передачи синхронной цифровой иерархии: Учебное пособие.- Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики 2002.
Гольдштейн Б. С. Системы коммутации. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург 2003.- 318 с.: ил.
Цифровая коммутационная система Si 2000: Справочник по эксплуатации.- Iskratel 2004.
Универсальный мультиплексор FOX. Руководство пользователя. Блоки шины PBus. 2-е издание. - ABB Power Automatic AG 2000.
Универсальный мультиплексор FOX. Руководство пользователя. Блоки шины UBus. 2-е издание. - ABB Power Automatic AG 2000.
Универсальный мультиплексор FOX. Руководство пользователя. Блоки управления. 2-е издание. - ABB Power Automatic AG 2000.
Универсальный мультиплексор FOX. Руководство пользователя. Блоки питания. 2-е издание. - ABB Power Automatic AG 2000.
Денисьева О. М. Мирошников Д. Г. Средства связи для «последней мили». – М.: Эко-Трендз 2000.
Алиев И. И. Кабельные изделия: Справочник.- М.: ИП РадиоСофт 2001.
Гроднев И. И. Волоконно-оптические линии связи.Учебное пособие для высших учебных заведений. – М.: Радио и связь 1990.
Верник С. М. Гитин В. Я. Иванов В. С. Оптические кабели связи. – М.: Радио и связь 1988.
Берлин Б. З. Брискер А. С. Иванов В. С. Волоконно-оптические системы связи на ГТССправочник. – М.: Радио и связь 1994.
Руководство по прокладке монтажу и сдаче в эксплуатацию волоконно-оптических линий связи ГТС. – М.: ССКТБ 1987.
Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи. ВСН 116-87. – М.: Гипросвязь 1987.
Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. 2-е дополненное издание. М.: Техносфера 2004. – 496 с.
Гроднев И. И. Верник С. М. Линии связиУчебник для ВУЗов. – М.: Радио и связь 1989.
Птицын Г. А. Живучесть сетей связи: Ж. Электросвязь. М. №2 2001.
Казаринов И. А. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи.- М.: Связь 1974.
Китаев В. Е. Бокуняев А. А. Колканов М. Ф. Электропитание устройств связи Учебник для вузов. – М.: Связь 1975.
Князевский Б. А. Долин П. А. Марусова Т. П. и др. Охрана труда: Учебник для студентов вузов Под ред. Б. А. Князевского. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. Школа 1982.
Луковников А.В. Охрана труда. – М.: Колос 1984.-288с.
Справочная книга по светотехнике Под ред. Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат 1983.
Методические указания по разработке раздела «Электрическое освещение и осветительные сети» в курсовых и дипломных проектах (для специальностей 2104 и 2105).- Астана: КазГАТУ им. С.Сейфуллина 2004.
Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М. : Энергоатомиздат 1984.-488 с.
Хван Т. А. Промышленная экология Серия «Учебники учебные пособия». – Ростов нД: Феникс 2003.
Банников А. Г. Ркутамов А. К. Вакулин А. А. Охрана труда. – М.: Агропромиздат 1985.
Скалкин Ф. В. Канаев А. А. Копп И. З. Энергетика и окружающая среда.– Л.: Энергоиздат 1981.
Обозначения и сокращения
ТЭЦ – тепловая электроцентраль
ЛЭП – линия электропередач
ГУ ДЭ и КХ – Государственное управление департамента энергетики и коммунального хозяйства
ГЭС - Городские электрические сети
ОДС – оперативно-диспетчерская служба
РЗУ – устройство релейной защиты
СТДУ – средства диспетчерского и технологического управления
ЦДП – Центральный диспетчерский пункт
ОИТ и С – отдел информационных технологий и связей
ЭДТС – энергодиспетчерская телефонная станция
РУ – распределительное устройство
ВЛ – высоковольтная линия
АТС – автоматическая телефонная станция
КРУЭ – комплектное распределительное устройство элегазовое
КРУ – комплектное распределительное устройство
SCADA – система диспетчерского контроля и сбора данных
АСУ Э – автоматическая система управления энергообъектами
ПТК – программно-технический комплекс
УСО – устройство сопряжения с объектами
RTU – удаленный терминальное устройство
ТС – телесигнализация
АСКУЭ – автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии
УСПД – устройство сбора и передачи данных
КП – коммутационное поле
УСС – узел специальных служб
АМТС – автоматическая междугородная телефонная станция
СЛ – соединительная линия
ЦТЭ – центр технической эксплуатации
MLC – линейный модуль
CLC – контроллер линейного модуля
CDG – коммуникационный контроллер
ТРЕ – интерфейс первичного доступа
KLB – испытательный блок абонентских линий
SAC – аналоговый абонентский блок
АЦП – аналогово-цифровой преобразователь
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь
SBA – цифровой абонентский блок
ТАА – блок аналоговых комплектов
EWS – программное обеспечение
MIB – техническое обслуживание базы данных
РВХ – учрежденческая телефонная станция
UNEM – система администрирования
ЦСЭ – центральный силовой элемент
ОВ – оптическое волокно
ВОСП - волоконно-оптическая система передачи
ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи
ДКП – дерево кратчайших путей
ЩР – щит распределительный
ТЭО – технико-экономическое обоснование
НДС – налог на добавленную стоимость

Плакат живучесть.dwg

- ПС 11010 кВ "Жана Жол
- ПС 1103510 кВ "Аэропорт
- ПС 11010 кВ "Левобережная
после "гибели" ребра
Средняя доля выживших соединений после "гибели" ребра рассчитывается по формуле:
Средняя доля выживших соединений после "гибели" узла рассчитывается по формуле:
Данные расчета средних долей выживших при р = (0;1) для n=4
Живучесть и надежность сети
КазАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
График зависимости D(a) для ребер и узлов от вероятности р выживания при n=4
Надежность проектируемой сети при коэффициенте готовности Кг = 0

Трасса ВОЛС.dwg

ПС 110 10 кВ "Жана Жол
ПС 110 10 кВ "Левобережна
ОКЛК-01-4-20-10 125- 0
Соединительная муфта FOSC-400-A4
КазАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
Волоконно-оптическая линия связи
разделительная плита типа П1-8
железобетонный лоток
Волоконно-оптическая линия
Профиль показателя преломления
ОКЛК 01-4-20-10 125- 0
Параметры и характеристики волоконно-оптического кабеля

Схема зарядного устройства.dwg

Суммарная потребляемая мощность оборудования
Номинальная емкость аккумуляторных батарей
Аккумуляторные батареи Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи S onnenschein серии Dryfit A400 емкостью 26 Ач напряжением 12 В
Зарядное устройство BE300-PS48-CT производства XP Power. Выходная мощность 300 Вт
номинальное значение напряжения 48-54 В.
КазАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
Схема зарядного устройства аккумуляторных батарей
Аккумуляторные батареи Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи Sonnenschein серии Dryfit A400 емкостью 26 Ач напряжением 12 В
Схема зарядного устройства
Реле отключения питания
Реле отключения батареи

Схема организаии связи.dwg

Сервисный переносной ПК
к аналоговым телефонным аппаратам
к цифровым телефонным аппаратам
Схема организации связи. Средства технологического и диспетчерского управления
КазАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
Схема организации связи
Средства технологического и
диспетчерского управления
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Радиорелейная линия связи
Наименованиеописание

Экономика.dwg

Автоматическая телефонная станция Si 200 A 320
КазГАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
КазАТУ им. С. Сейфулина
Технико-экономическое обоснование
Технико-экономическое
Основные экономические показатели
Диаграмма основных экономических показателей

Схема расстановки оборудования.dwg

Аккумуляторные батареи
Помещение аппаратуры связи
Щит переменного тока
Внутренняя сеть заземления
КазГАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
Схема зануления и освещения помещения аппаратуры связи
Схема зануления и освещения
Схема расстановки оборудования
Экспликация помещений
Условные обозначения
помещения аппаратуры связи
Схема размещения оборудования
КазАТУ им. С. Сейфулина
Схема размещения оборудования

Структурная схема мультиплексоров.dwg

КазГАТУ им. С. Сейфулина
энергетический факультет
КазАТУ им. С. Сейфулина
Мультиплексор FOX 515
ПС 110 10 кВ "Жана Жол" г. Астана (Проектируемое)
ПС 110 35 10 кВ "Левобережная" г. Астана (Существующе)
Доступ к UBUS Синхронизация MIB Аварийный интерфейс Управление соединениями
оптич.электр. интерфейсы оптич.- 1 интерфейс электр.- 4 интерфейса
V.24V.11 V.35V.38 V.24V.28
Alarm relay output (2)
Ext. clock input ESI (2)
Clock output ESO (3+1)
Ext. alarm inputs (4)
Структурная схема мультиплексоров
Интерфейсы и блоки системы FOX 515
Существующее оборудование
Проектируемое оборудование