Детальная информация

Название Разработка блока аварийного отключения нагрузок: выпускная квалификационная работа магистра: направление 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» ; образовательная программа 15.04.04_01 «Автоматизация технологических машин и оборудования и интеллектуальные системы управления»
Авторы Деревянченко Никита Александрович
Научный руководитель Подкользина Людмила Викторовна
Организация Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Выходные сведения Санкт-Петербург, 2025
Коллекция Выпускные квалификационные работы ; Общая коллекция
Тематика контроль параметров ; защита электропотребителя ; преобразователь напряжения ; линейное напряжение ; фазный ток ; микроконтроллер ; интерфейс связи ; parameter control ; consumer protection ; voltage converter ; line voltage ; phase current ; microcontroller ; communication interface
Тип документа Выпускная квалификационная работа магистра
Тип файла PDF
Язык Русский
Уровень высшего образования Магистратура
Код специальности ФГОС 15.04.04
Группа специальностей ФГОС 150000 - Машиностроение
DOI 10.18720/SPBPU/3/2025/vr/vr25-4726
Права доступа Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Дополнительно Новинка
Ключ записи ru\spstu\vkr\38505
Дата создания записи 23.09.2025

Разрешенные действия

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Действие 'Загрузить' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа Анонимные пользователи
Сеть Интернет

Объектом разработки и исследования является устройство автоматического аварийного отключения нагрузок в электрических сетях при выходе параметров питающего напряжения, формируемого статическим преобразователем напряжения, за нормируемые допустимые параметры. Рассматривается разработка устройства защиты потребителей электроэнергии от нештатных режимов, возникающих при отклонениях параметров электросети, а именно контролируется линейное напряжение и фазный ток. Целью работы является разработка надёжного устройства, оперативно выявляющего и отключающего нагрузку в виде потребителей специального назначения при превышении установленных параметров, а также обеспечивать регистрацию и передачу данных о причинах отключения, что позволит оператору быстро оценить ситуацию и обеспечить необходимые действия по устранению причин. Для достижения цели был проведён анализ функционирования используемых в настоящее время преобразователей для питания рассматриваемых нагрузок, выполнен выбор и расчёт основных компонентов схемы, включая датчики тока и напряжения, аппараты коммутации и защиты, а также других компонентов. Выбранный микроконтроллер STM32 может быть заменён полным функциональным аналогом китайского производителя Shenzhen Hangshun Chip Technology R&D Co., Ltd. HK32F030C8T6. Разработанная в ходе выполнения работы электрическая принципиальная схема включает в себя условно силовую часть, управляющую часть и интерфейс связи с системой верхнего уровня, находящейся в удалённом помещении. Алгоритм работы устройства обеспечивает непрерывный мониторинг параметров сети и автоматическое отключение потребителей при отклонении от допустимых значений. Также осуществляется запись во внутреннюю память причин такого отключения, обеспечивая возможность последующего анализа. Эксплуатационные особенности обеспечивают простоту обслуживания и надёжность работы в условиях повышенных требований к электроснабжению. Эксплуатационные характеристики устройства обеспечивают высокую скорость реакции на аварийные события, а гибкость настроек, за счёт применённого микроконтроллера, дают возможность модификации под различные типы энергоснабжения с интеграцией под различные системы автоматизации. Основная область применения разработанного устройства – судовые электроэнергетические системы, где требуется высокая надёжность и безопасность электропитания, а также промышленные предприятия. Экономическая значимость работы выражается в снижении рисков повреждений дорогостоящего оборудования, уменьшении затраченного времени и стоимости ремонта. Дальнейшие исследования и расширение функциональных возможностей позволят расширить функционал устройства, повысить его адаптивность и интеграцию с комплексными системами мониторинга и управления энергопотреблением, что способствует повышению надёжности и безопасности электросетей в различных сферах применения.

The object of development and research is a device for automatic emergency shutdown of loads in electrical networks when the parameters of the supply voltage generated by a static voltage converter exceed the normalized permissible parameters. The development of a device for protecting electric power consumers from abnormal conditions that occur when the parameters of the power grid deviate, namely, the line voltage and phase current are controlled. The aim of the work is to develop a reliable device that promptly detects and disconnects the load in the form of special-purpose consumers when the set parameters are exceeded, as well as to register and transmit data on the causes of the shutdown, which will allow the operator to quickly assess the situation and ensure the necessary actions to eliminate the causes. To achieve this goal, an analysis of the functioning of the converters currently used to power the loads under consideration was carried out, the main components of the circuit were selected and calculated, including current and voltage sensors, switching and protection devices, as well as other components. The selected STM32 microcontroller can be replaced with a fully functional analog from the Chinese manufacturer Shenzhen Hangshun Chip Technology R&D Co., Ltd. HK32F030C8T6. The electrical schematic diagram developed during the work includes a conventionally powered part, a control part, and a communication interface with an upper-level system located in a remote room. The devices operating algorithm provides continuous monitoring of network parameters and automatic shutdown of consumers in case of deviation from acceptable values. The reasons for such a shutdown are also recorded in the internal memory, enabling subsequent analysis. Operational features ensure ease of maintenance and reliable operation in conditions of increased power supply requirements. The operational characteristics of the device ensure a high response rate to emergency events, and the flexibility of settings, due to the microcontroller used, make it possible to modify for various types of power supply with integration into various automation systems. The main application area of the developed device is marine electric power systems, where high reliability and safety of power supply are required, as well as industrial enterprises. The economic importance of the work is expressed in reducing the risks of damage to expensive equipment, reducing the time spent and the cost of repairs. Further research and expansion of functionality will expand the functionality of the device, increase its adaptability and integration with integrated energy monitoring and management systems, which contributes to improving the reliability and safety of power grids in various applications.

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все
Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи СПбПУ
Прочитать Печать Загрузить
Интернет Анонимные пользователи

Количество обращений: 0 
За последние 30 дней: 0

Подробная статистика