Тема: Источник бесперебойного питания для защиты локальных вычислительных сетей

При эксплуатации электрических сетей могут возникнуть некоторые проблемы, такие как: длительное отключение питания потребителей при авариях, кратковременные импульсы при включении дополнительных потребителей, снижение и повышение напряжения сети при изменении величины подключенной к ней нагрузки. Всё вышеперечисленное может привести к негативным последствиям: выходу из строя оборудования, потери данных (сервера, компьютера и т.д.), нарушению технологического процесса на производстве, что приводит к экономическим потерям. Самые опасные последствия - отключение медицинского оборудования (даже
кратковременное), систем пожаротушения и вентиляции, т. к. это может привести к получению персоналом травм или более серьезным последствиям, таких как летальный исход.
Современная жизнь диктует тенденцию увеличения потребности в высокоскоростных центрах обработки данных, системах
телекоммуникационной связи в реальном масштабе времени, применении систем с непрерывным автоматическим технологическим процессом. Рост потребности в таком оборудовании, вместе с обеспечением большого количества разнообразных возможностей, выдвигает повышенные требования к источникам электропитания.
Нельзя забывать о том, что ни одна система не может работать идеально, и пользователю электрической сети приходится смириться с некоторыми отклонениями характеристик сети от номинальных значений.
В России требования к качеству электрической энергии стандартизованы. ГОСТ 33 73-2014 [1] дает определения показателям качества электроэнергии, а ГОСТ 32144-2013 [2] устанавливает значения этих
показателей. Этим стандартом установлены значения показателей в точках подключения потребителей электроэнергии.
Для обеспечения качественной электроэнергией однофазных и трехфазных нагрузок необходимо применять источники бесперебойного питания (ИБП). На сегодняшний день существует несколько распространённых типов ИБП: Off-line типа, line-interactive типа, с двойным преобразованием, феррорезонансного типа, с дельта-преобразованием.
Целью данной магистерской диссертации является разработка и исследование источника бесперебойного питания для защиты локальных вычислительных сетей.
В ходе выполнения работы необходимо выбрать тип источника бесперебойного питания, спроектировать принципиальную электрическую схему, разработать систему управления, которая будет обеспечивать выходные параметры напряжения соответствующие требованиям технического задания. А также произвести расчет и выбрать элементы силовой части и произвести моделирование функционирования данной схемы.
Купить

В данной магистерской диссертации для построения системы электропитания для защиты локальных вычислительных сетей номинальной мощнотью 10 кВА была принята модель ИБП с двойным преобразованием электроэнергии, что обеспечивает необходимое условие неразрывности питающей синусоиды.
В ходе выполнения диссертации, были рассчитаны все функциональные элементы входящие в состав ИБП, такие как: сглаживающие фильтры, неуправляемые выпрямители, трехуровневый инвертор, преобразователи постоянного напряжения и др. Для каждого силового элемента ИБП была выбрана конкретная модель, комплектующие которой в свободном доступе существуют на рынке и полностью соответствуют по своим техническим характеристикам требуемым условиям. Разработана принципиальная электрическая схема ИБП с рассмотрением функционала каждого силового элемента на ней.
В моделирующей среде MATLAB Simulink была разработана и исследована имитационная модель работы ИБП на различные нагрузки. Когда ИБП работает на активно - индуктивную нагрузку наблюдается заметное сглаживание колебаний напряжений и тока. Выходное напряжение при этом практически не искажается. При работе ИБП на выпрямительную нагрузку наблюдается негативное влияние на качество питающей сети. Это связано с емкостным характером выпрямительной нагрузки. При набросе нагрузки данного типа наблюдается провал напряжения и бросок тока.
Также с помощью функции FFT анализ, был рассмотрен гармонический состав выходного тока в зависимости от работы ИБП на различную нагрузку. В процессе моделироваия выяснилось что применение трёхуровневого инвертора, в разработанном ИБП, по сравнению с однофазным мостовым инвертором, позволило заметно снизить высшие гармоники выходных токов. Особенно явно это наблюдается на 3, 5, 7
гармониках. Снижение величин данных гармоник очень важно, так как именно они оказывают сильное негативное влияние на работу оборудования.
По окончанию проектирования и моделирования, делаем вывод о том, что предложенный в магистерской диссертции источник бесперебойного питания полностью удовлетворяет требованиям технического задания.

Купить