Реконструкция электроснабжения в ООО 'АП Княгининское' Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке
Введение
Животноводство - одна из
важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющих потребности населения в
продуктах питания, а также обеспечивающих сырьем различные отрасли
промышленности.
Рост производства продуктов
животноводства предполагается достигнуть главным образом за счет повышения
продуктивности скота и птицы, роста поголовья, эффективного использования
кормов, значительного улучшения условий содержания животных и их кормления,
совершенствования организации и автоматизации основных технических процессов.
Для бесперебойной работы
хозяйств и сельскохозяйственных комплексов необходимо снабжать их электрической
энергией, которая в сельском хозяйстве используется для привода стационарных
машин, для освещения и облучения в производстве и быту. Также электрическая
энергия используется на тепловые процессы: обогрев, сушка продукции,
обеспечение микроклимата в сооружениях защитного грунта, в животноводстве [6].
Наибольший эффект от
электрификации достигается при полном переводе на электропривод и автоматическое
управление всех рабочих операций технологического процесса и, прежде всего,
самых трудоемких в растениеводстве и животноводстве.
Создание новых машин и
оборудования должно основываться на строго научном подходе, для комплексной
механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой
системы машин позволит уменьшить эксплуатационные издержки на получение
продукции животноводства на 20...25 %, снизить прямые затраты труда в 1,5...1,9
раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.
Автоматизация технологических
процессов - это этап комплексной механизации, характеризуемой освобождением
человека от непосредственного выполнения функций управления технологическими
процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. При
автоматизации технологические процессы получения, преобразования,
регулирования, контроля выполняются автоматически при помощи специальных
технологических средств и систем управления. Человек становится не главным
исполнителем, а наблюдающим, контролирующим и регулирующим звеном данного
процесса.
Автоматизация технологических
процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и
улучшения условий труда [3].
Целью дипломного проекта
является реконструкция электроснабжения в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского
района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в
молочно-товарном блоке.
1.
Производственно-хозяйственная характеристика электроснабжения
.1
Краткая характеристика хозяйства
ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ»
расположено в центральной части Княгининского района.
Административно-хозяйственный центр предприятия расположен в д. Горшково,
которое находится в трёх километрах от районного центра г. Княгинино, в 110
километрах от областного центра г. Нижнего Новгорода.
Транспортная связь с районным
центром осуществляется по шоссе с твердым покрытием, а с областным центром по
трассе Нижний Новгород - Сергач.
Хозяйство охватывает территорию
трёх населённых пунктов: д. Горшково, д. Солтино, д. Оселок.
Землепользование хозяйства по
климатическим условиям относится к району возвышенного Правобережья, к
Центральному умеренно тёплому и умеренному влажному подрайону. Территория
кооператива расположена на водораздельных реках Урги и Имзы.
Микрорельеф территории широковолнистые,
склоны пологопокатные, а приовражные части крутые. Овраги на территории
хозяйства не глубокие, отдельные из них хорошо задернованы, имеются
действительные овраги и промоины. Поймы реки Имзы хорошо выражены
преимущественно заболоченными почвами.
В отрасли животноводства
основное производственное направление - мясомолочное.
На территории фермы размещены
производственные и вспомогательные здания и сооружения. Производственные здания
и сооружения для содержания крупного рогатого скота (по плану):
Таблица 1.1.1 -
Производственные здания и сооружения для содержания крупного рогатого скота
|
№
здания
|
Наименование
|
|
1
|
Зернохранилище
|
|
2
|
Навозохранилище
|
|
3
|
Водонапорная
башня
|
|
4
|
Склад
концкормов
|
|
5
|
Коровник
на 300 гол.с родильным отделением
|
|
6
|
Кормоцех
|
|
7
|
Здание
молодняка на 200 гол.
|
|
8
|
Гараж
|
|
9
|
Навозохранилище
|
|
10
|
Коровник
на 200 голов
|
|
11
|
Молочно-товарный
блок
|
|
12
|
Площадка
для хранения грубых кормов
|
|
13
|
Силосные
траншеи
|
|
14
|
Трансформаторная
подстанция
|
К производственным зданиям и
сооружениям относят пункт искусственного осеменения; ветеринарный пункт,
родильное отделение; помещение для приготовления кормов.
К вспомогательным зданиям и
сооружениям принадлежат склады, хранилища (склад концентрированных кормов,
навозохранилище, сенные сараи), насосная станция, трансформаторная подстанция и
другие постройки.
Таблица 1.1.2 - Отчет о
прибылях и убытках за 2010-2012 год
|
Показатель
|
2012
год
|
2011
год
|
2010
год
|
|
Наименование
|
Код
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Выручка
|
2110
|
34223
|
31060
|
32400
|
|
Себестоимость
продаж, тыс. руб.
|
2120
|
(35771)
|
(30655)
|
(33058)
|
|
Валовая
прибыль (убыток), тыс. руб.
|
2100
|
(1548)
|
405
|
658
|
|
Коммерческие
расходы, тыс. руб.
|
2210
|
-
|
-
|
-
|
|
Управленческие
расходы, тыс. руб.
|
2220
|
-
|
-
|
-
|
|
Прибыль
(убыток) от продаж, тыс. руб.
|
2200
|
(1548)
|
405
|
658
|
|
Доходы
от участия в других организациях, тыс. руб.
|
2310
|
-
|
-
|
-
|
|
Проценты
к получению, тыс. руб.
|
2320
|
-
|
-
|
-
|
|
Проценты
к уплате, тыс. руб.
|
2330
|
(5100)
|
(6530)
|
(6025)
|
|
Прочие
доходы, тыс. руб.
|
2340
|
8713
|
9526
|
8979
|
|
Прочие
расходы, тыс. руб.
|
2350
|
(1707)
|
(3060)
|
(2740)
|
|
Прибыль
(убыток) до налогообложения, тыс. руб.
|
2300
|
358
|
341
|
372
|
|
Текущий
налог на прибыль, тыс. руб.
|
2410
|
-
|
-
|
-
|
|
в
т.ч. постоянные налоговые обязательства (активы), тыс. руб.
|
2421
|
-
|
-
|
-
|
|
Изменение
отложенных налоговых обязательств, тыс. руб.
|
2430
|
-
|
-
|
-
|
|
Изменение
отложенных налоговых активов, тыс. руб.
|
2450
|
-
|
-
|
-
|
|
Прочее,
тыс. руб.
|
2460
|
-
|
-
|
-
|
|
Чистая
прибыль (убыток), тыс. руб.
|
2400
|
358
|
341
|
372
|
.2 Производственно-техническая характеристика электроснабжения
На данной ферме КРС на 200
голов автоматизированы такие технологические процессы, как доение, уборка
навоза, первичная обработка молока, раздача кормов - грубые корма раздаются
вручную.
Данные об уровне механизации
производственных процессов на животноводческих фермах КСП приведены в таблице
1.2.1.
Таблица 1.2.1 - Уровень
механизации производственных процессов
|
Наименование
процессов
|
2010
|
2011
|
2012
|
|
%
|
%
|
%
|
|
Поение
Доение Раздача кормов Уборка навоза Кормоприготовление Поддержание
микроклимата Комплексная механизация
|
100
90 60 100 20 0 80
|
100
90 80 100 30 0 83
|
100
100 80 100 50 0 86
|
Из таблицы 1.2.1 видно, что
узко разработаны на ферме процессы поддержания микроклимата. Следовательно,
существует необходимость в разработке наиболее выгодной системы автоматизации
технологических процессов, выполняемых в данное время вручную.
Таблица 1.2.2-Характеристика
парка оборудования фермы КРС
|
Наименование
оборудования
|
Кол-во,шт
|
Марка
оборудования
|
Марка
электродвигателя
|
Мощность
электродвигателя, кВт
|
Марка
магнитного пускателя
|
Кол-во
электродвигателей/магнитных пускателей
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Агрегат
доильный
|
1
|
АДМ-8А-2
|
-
|
8,75
|
-
|
-
|
|
Автомат
промывки
|
1
|
М
884-А
|
4А71А2У3
|
0,75
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Молочный
насос
|
1
|
НМУ-6
|
4А80В6УЗ
|
0,75
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Вакуумная
установка
|
1
|
УВУ-60/45
|
4А110L4УХЛЗ
|
4,00
|
ПМЛ-2110
|
2/2
|
|
Резервуар
охлаждения молока
|
1
|
МКА-2000Л-2А
|
4А80А2У3
|
1,5
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Мешалка
|
1
|
|
4A60S4УХЛЗ
|
0,25
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Компрессорно-конденсаторный
агрегат
|
1
|
ОН3-28-052/00
|
КР112
|
4,70
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Насос
|
1
|
|
4А71А2СУ1
|
1,10
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Установка
водоохлаждения
|
1
|
УВ-10-01
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Компрессор
|
1
|
-
|
АТЕ
3,7/4
|
3,70
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Насос
|
1
|
-
|
4А80А2СУ3
|
1,50
|
ПМЛ-2110
|
1/1
|
|
Навозоуборочный
транспортёр
|
2
|
ТСН-3Б
|
4А100L2У3
|
5,5
|
ПМЛ-2110
|
2/2
|
|
Горизонтальный
транспортёр
|
2
|
-
|
4А100М4УХЛ3
|
3,00
|
ПМЛ-2110
|
2/2
|
|
Наклонный
транспортёр
|
2
|
-
|
4А80А2СУ3
|
1,50
|
ПМЛ-2110
|
2/2
|
|
Водонапорная
башня
|
1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Ёмкостный
водонагреватель
|
1
|
ЭВН-400
|
-
|
20,0
|
-
|
-
|
|
Погрузчик
грейферный
|
1
|
ПГ-0,5Д
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Погрузчик
стебельных кормов
|
1
|
ПСК-5
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Соломосилосорезка
|
2
|
РСС-6Б
|
4А132M2У3
|
8,00
|
ПМЛ-2110
|
2/2
|
|
Кормораздатчик
|
8
|
КС1,5
|
4А71А2СХЛ1
4А90L4УХЛ3
|
7,15
|
ПМЛ-2110
|
4/4
|
|
Автопоилка
|
8
|
АП-1А
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Агрегаты доильные ТАДМ-8А02 с
молокопроводом предназначены для электромашинного доения коров в стойлах при
привязном содержании, транспортировки выдоенного молока в молочное помещение
фермы, группового учета молока, фильтрации, охлаждения и сбора его в резервуар
для хранения АМД-8А-2 - 200, пропускная способность 112 короводоек в час, общая
подключенная мощность 8,75 кВт. В состав каждого из агрегатов входят промывки
АДМ.23.000, молочный насос НМУ-6 с электродвигателем мощностью 0,75 кВт,
вакуумные установки УВУ-60/45 - она у АДМ-8А-1 и две у АДМ-8А-2, каждая с
электродвигателем мощностью 4 кВт.
Блок управления молочного
насоса выполнен в виде герметичной коробки со съемной вышкой. На блоке
размещена кнопка ручного управления насоса. Принципиальная электрическая схема
блока состоит из пускового и защитного устройств электродвигателя привода, двух
плат управления, и выводных клемм. Номинальное напряжение трех силовых
контактов 380 В, 50 Гц, номинальный ток силовых контактов 16 А, степень защиты IPX5.
Для удаления навоза из
помещений используется цепочно-скребковый транспортер ТСН-3,ОБ, который состоит
из двух транспортеров: горизонтального, перемещающего навоз из помещения, и
наклонного, предназначенного для выгрузки навоза в транспортные средства.
Технологический процесс
подготовки кормов начинается с погрузки их в транспортное средство. Погрузка
грубых кормов и силоса осуществляется погрузчиком ПСК-5. Дополнительное
измельчение производится измельчителем РСС-6Б с погрузкой измельченной массы в
мобильный кормораздатчик КС-1,5. Он применяется для подвоза грубых кормов,
силоса и раздачи их в кормушки в период кормления животных. Для погрузки
корнеплодов применяется грейферный погрузчик ПГ-0,5Д. Корнеплоды грузятся на
тракторный прицеп 1 -ПТС-2Н, который в агрегате с трактором транспортирует
корма к измельчителю.
Сочные и грубые корма от
кормоцеха до животноводческого помещения транспортируются и раздаются мобильным
кормораздатчиком КС-1,5.
1.3
Анализ состояния электроснабжения проектирования
В данном проекте проектируемым
объектом является коровник на 200 годов привязного содержания.
Анализ производственной
деятельности ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» показывает, что хозяйство имеет хорошую
кормовую базу, пастбищные угодья, но на существующих фермах не полностью
используются все возможности для высокой производительности труда и высоких
технико-экономических показателей.
Наряду с низкими
технико-экономическими показателями, данная ферма КРС имеет и ряд других
недостатков. Например: старые здания, в которых трудно применять новые машины и
оборудование. Хранение кормов не на должном уровне.
Анализ состояния
электроснабжения данной фермы показал, что состояние электроснабжения фермы
является неудовлетворительным. Используется пускозащитная аппаратура старого
образца, электропроводка не соответствует возросшим нагрузкам, состояние
изоляции проводки не удовлетворяет нормам электробезопасности, некоторое
технологическое оборудование физически устарело и требует замены, освещение помещений
находится вне пределов норм освещенности. Процесс поддержания температуры не
автоматизирован, она регулируется вручную с помощью электрокалорифера, что
приводит к необоснованному завышению энергопотребления при низкой стабильности
температуры.
На данной ферме предлагается
разработать комплекс мероприятий по реконструкции электроснабжения, произвести
расчет и выбор проводов силовой сети, осветительной сети, выбрать пускозащитную
аппаратуру, автоматизировать процесс поддержания заданной температуры в зимний
период в молочно-товарном блоке.
2.
Электроснабжение объекта проектирования
.1
Описание технологического процесса
Проектируемая ферма КРС
рассчитана на 200 голов привязного содержания. Кормоцех фермы предназначен для
приготовления кормов с их последующей раздачей.
Для создания микроклимата в
сельскохозяйственном производстве используют системы отопления, вентиляции и
кондиционирования воздуха. Системы отопления и вентиляции служат для
обеспечения в сельскохозяйственных объектах нужной температуры и чистоты
воздуха. Установки кондиционирования воздуха создают и автоматически
поддерживают в сельскохозяйственных объектах оптимальные параметры воздуха
(температуру, влажность, чистоту и скорость движения).
Каждая система отопления
состоит из трех основных узлов: генератора теплоты, теплопроводов и
нагревательных приборов.
Различают центральные и местные
системы отопления. В центральных системах тепловой генератор находится вне
отапливаемых помещений и передает теплоту в них при помощи теплоносителя и нагревательных
приборов. В местных - все элементы конструктивно объединены в одном устройстве,
располагаемом в самом отапливаемом помещении.
В первом случае тепло получают
от небольших электрокотельных, электрокалориферных установок, а также от
электроотопительных теплоаккумулирующих установок. Во втором случае применяют
электрообогреваемые полы, коврики, пленки и панели, а также инфракрасные
излучатели. Возможно и совместное применение обоих видов электроотопления
(электрообогрева).
В сельском хозяйстве наиболее
распространены электрокалориферные установки СФОО и СФОЦ.
Электрокалориферные установки
типа СФОО комплектуют вентиляторами осевого типа и блоком ТЭНов, смонтированные
в обечайке. Эти установки предназначены для подогрева вентиляционного воздуха в
помещениях для хранения сельскохозяйственной продукции. Технологические
характеристики установок СФОО приведены в таблице 2.1.1 [13].
Таблица 2.1.1. - Основные
технические характеристики установок СФОО
СФОО-
10
|
СФОО-
16
|
|
Установленная
мощность, кВт
|
10,4
|
15,8
|
|
Мощность
блока нагревателей, кВт
|
9,6
|
15
|
|
Перепад
температур выходящего и входящего воздуха, °С, не
более
|
4
|
6
|
|
Производительность
по воздуху при перепаде температур, м3/ч
|
7000
|
7000
|
Одна из особенностей применения
установок СФОО - отсутствие воздуховодов. При этом перемешивание воздуха под
действием струи подогретого воздуха осуществляется на расстоянии не менее 18 м,
что обусловлено современными проектами складских помещений
сельскохозяйственного назначения.
Установки СФОЦ снабжены
системой ступенчатого регулирования и имеют три одинаковые по электрической
мощности секции нагревателей, при этом одна из секций не отключается системой
регулирования во избежание подачи холодного воздуха в помещение. Они
комплектуются вентиляторами центробежного типа.
Выпускают четыре исполнения
установок СФОЦ (табл. 2.1.2).
Таблица 2.1.2. - Основные
технические характеристики установок СФОЦ
|
Параметр
|
СФОЦ-25/0,5-И
1
|
СФОЦ-40/0,5-И1
|
СФОЦ-60/0,5-И1
|
СФОЦ-100/0,5-И1
|
|
Установленная
мощность, кВт
|
23,6
|
47,2
|
69,7
|
97,5
|
|
В
т.ч. электрокалорифера, кВт
|
22,5
|
45,0
|
67,5
|
90,0
|
|
Производительность
по воздуху, м3/ч не менее
|
2500
|
3500
|
4000
|
6000
|
|
Перепад
температуры выходящего и входящего воздуха, °С
|
35
|
50
|
60
|
70
|
|
Аэродинамическое
сопротивление по воздуху. Па, не более
|
150
|
200
|
200
|
200
|
|
Число
нагревателей
|
9
|
18
|
27
|
36
|
Электрокалориферные установки
СФОЦ поставляют комплектно с устройствами управления «Электротерм-ХХТВУХЛ 3.1».
Устройства управления
«Электротерм» обеспечивают плавное автоматическое, а также ручное регулирование
тепловой мощности электрокалориферных установок мощностью от 16 до 100 кВт в
зависимости от усредненного значения температуры воздуха в производственном
помещении. Кроме того, они позволяют ступенчато регулировать
воздухопроизводителъность установки изменением частоты вращения
электродвигателя центробежного вентилятора в соотношении 1:2.
Рисунок 2.1.1 Зависимость
среднесуточного расхода электроэнергии электрокалориферных установок
СФОЦ-40/0.5 от температуры наружного воздуха: 1 - плавный способ регулирования;
2 - трехступенчатый способ регулирования
Выбор требуемой частоты
вращения, а следовательно, и воздухопроизводительности осуществляется
автоматически в зависимости от температуры приточного воздуха.
Зависимость среднесуточного расхода
электроэнергии электрокалориферных установок СФОЦ-40/0,5 от температуры
наружного воздуха приведена на рисунке 2.1.1. Основные технические данные
устройства управления "Электротерм" приведены в таблице 2.1.2.
Управление температурным
режимом помещения осуществляется от ящика управления Я9201-104ВУХЛ3.1 (Я9). В
нем формируется выходной унифицированный сигнал управления с параметрами 0...5
мА и 0...9 Вв зависимости от рассогласования среднего действующего значения
температуры воздуха в помещении и заданного значения.
Таблица 2.1.2 - основные
технические данные устройства управления «Электротерм»
|
Номинальное
напряжение трехфазного питания ящиков управления Я4301-ХХ7ВУХЛ3.1 и
Я5701-ХХ74УХЛ3.1, В
|
380
+38/-28
|
|
Частота
питающей сети, Гц
|
50
|
|
Фактическая
мощность регулирования, кВт
|
16,
25. 47, 69, 94
|
|
Диапазон
изменения действующего значения выходного напряжения на нагревательных
элементах
|
1...100
|
|
Диапазон
изменения частоты вращения электродвигателя центробежного вентилятора
|
1:2
|
|
Диапазон
шкалы задатчиков температуры воздуха, °С
|
От
0 до +50
|
|
Напряжение
питания ящика управления Я9201-104ВУХЛ3.1. В
|
220
+22/-16
|
|
Режим
работы
|
Продолжительный
|
|
Вид
охлаждения силовых модулей
|
Принудительный
|
|
Скорость
потока воздуха, м/с
|
Не
менее 12
|
|
Степень
защиты оболочки
|
IP54
|
Преобразованный сигнал
управления термопреобразователей сопротивления поступает для управления
электрической схемой фазоимлульсного регулирования силовыми тиристорными
модулями.
Ящик управления
Я4301-ХХ7ВУХЛ3.1 представляет собой тиристорный преобразователь мощности,
который в зависимости от сигнала управления меняет действующее значение
напряжения.
Устройства управления
«Электротерм» предназначены для эксплуатации в районах умеренного климата при
температуре окружающего воздуха от -5 до +40°С и относительной влажности
воздуха 80% при температуре 20°С.
Предприятиями
электротехнической промышленности разработаны и освоены в серийном производстве
электродные водонагреватели серии ЭПЗ-ИЗ с установленной единичной мощностью
100, 250 и 400 кВт. Их отличительная особенность в том, что они могут работать
в автоматическом режиме. Это обеспечивается исполнительным механизмом МЭО,
позволяющим плавно изменять мощность электронагрева в диапазоне 25... 100 %, и
специальной системой управления.
Выбор режима работы электроводонагревателя
и формирование закона управления осуществляются с помощью регулятора
температуры ЭРТ-4, работающего совместно с интегральным исполнительным
механизмом привода регулирующих электродов.
Регулятор обеспечивает
поддержание заданных значений температуры воздуха в отапливаемом помещении и
температуры воды на выходе водонагревателя в пределах от 0 до 100°С с точностью
±1%.
Безопасная работа
электроводонагревателя обеспечивается следующими мерами: блокировкой от
включения электроводонагревателя при неработающем циркуляционном насосе;
защитой силовых цепей и цепей управления от токов к. з.; защитой от
неполнофазного режима работы, перегрева воды, перегрузки по току; световой
сигнализацией режимов работы и аварийных отключений.
Среди средств электроотопления
животноводческих помещений особое положение занимают средства местного
обогрева, которые создают требуемые температурные условия, отличные от фоновой
температуры, в локальных зонах там, где непосредственно размещается молодняк
животных. Необходимый микроклимат создается потоком инфракрасного (ИК)
излучения от ИК-источников сверху, подводом теплоты снизу от
электрообогреваемых ковриков (панелей) или обогревом сверху и снизу
одновременно.
Благодаря средствам местного
обогрева достигается существенная экономия энергозатрат на отопление (не менее
чем на 30...40 %), так как становится возможным снизить уровень фоновой
температуры в животноводческом помещении.
Наиболее современное средство
для локального обогрева молодняка сельскохозяйственных животных сверху ИК-излучением
электрообогреватель инфракрасного нагрева ЭИС-0,25 И1 «Ирис», пришедший на
замену лампам ИКЗК в серийных арматурах облучателей типа «Астра», ССП01, «ИКУФ»
и т. д.
Электрообогреватель снабжен
коническим корпусом с цилиндрическим хвостовиком из алюминиевого листа марки
АД-1 и отражателем специальной формы из полированного алюминиевого листа марки
АД-0 и волокнистой теплоизоляцией. В качестве источника ИК-излучения применен
керамический диск с запрессованной в него спиралью из проволоки Х23Ю5 диаметром
0,3 мм. В хвостовой части корпуса закреплен керамический изолятор с цоколем
Е-27, с которым соединены токоподводы.
Техническая характеристика
обогревателя ЭИС-0,25 И1 приведена в таблице 2.1.3.
По сравнению с лампой
ИКЗК-220-250 обогреватель имеет на 15 % более высокий КПД и лучшую
равномерность обогрева.
Наиболее прогрессивная форма
местного обогрева молодняка животных - комбинированный обогрев (одновременно
сверху и снизу), который создает объемную зону теплового комфорта в логове с
достаточно равномерным распределением температуры.
Таблица 2.1.3 - Техническая
характеристика обогревателя ЭИС-0,25 И1
|
Мощность,
Вт
|
250
|
|
Напряжение
питания, В
|
220
|
|
Число
фаз
|
1
|
|
Частота
а тока, Гц
|
50
|
|
Среднее
превышение эффективной температуры над температурой окружающей среды на
уровне пола в зоне обогрева площадью 0,7 м2 при высоте подвеса
электрообогревателя 0,6 м, °С, не менее
|
8
|
|
Полный
средний ресурс, ч
|
10000
|
|
Габариты,
мм диаметр высота
|
150
180
|
|
Масса,
кг, не более
|
0,5
|
Таблица 2.1.4 - Техническая
характеристика обогревателя ЭИС-П-И1
|
Установленная
мощность.кВт
|
11,15
|
|
Номинальное
напряжение силовой цепи, В:
|
380
|
|
Номинальное
напряжение цепи управления, В:
|
220
|
|
Число
фаз
|
3
|
|
Частота
тока, Гц
|
50
|
|
Среднее
превышение эффективной температуры над температурой окружающей среды на
уровне пола электрообогревательного устройства в зоне обогрева площадью до
0,7 м2, °С, не менее
|
16
|
|
Срок
службы, лет, не менее
|
5
|
|
Габариты,
мм: высота длина ширина
|
1250
1204 680
|
|
Масса,
кг.не более
|
18
|
Разработана промышленная
автоматизированная установка «Комби», реализующая идею местного
комбинированного обогрева молодняка сельскохозяйственных животных. Ее основные
технические характеристики приведены в таблице 2.1.4.
Установка представляет собой
комплект из 30 электрообогревательных устройств и ящика управления,
обеспечивающего автоматическое регулирование температуры в логове на заданном
уровне. Основной конструктивный элемент установки - устройство
электрообогревательное - состоит из верхнего электрообогревателя и напольной
нагревательной панели, жестко связанных между собой.
Нагревательная панель состоит
из герметического пластикового корпуса, внутри которого размещен нагревательный
элемент, заключенный в пластиковую изоляцию.
Для придания жесткости и
предохранения от повреждения животными корпус панели обрамлен стальным уголком.
Панель шарнирно соединена с
промежуточным опорным элементом, к которому приварена полая металлическая
Г-образная штанга. Штанга заканчивается металлической клеммной коробкой, к
которой при помощи гибкой подвески крепится верхний электрообогреватель.
На корпусе клеммной коробки
предусмотрены зажимы для подвода электропитания, заземления и тумблеры для
ручного управления верхним и нижним обогревателями.
В качестве верхнего использован
инфракрасный электрообогреватель ЭИС-0,25 И1 «Ирис», установленный в
специальной защитной арматуре.
Система питания трехфазная с
глухо заземленной нейтралью.
Электробезопасность установок
комбинированного обогрева обеспечивается применением двойной электроизоляции
напольных панелей, их герметичным исполнением, занулением всех наружных
металлических частей электрообогревательных устройств и защитой от токов утечек
с помощью дифференциального реле РУД-0,5, установленного в ящике управления.
Вентиляция сельскохозяйственных
объектов необходима для обеспечения оптимальных значений температуры,
относительной влажности воздуха, а также поддержания должного его состава
(удаление из помещений углекислого газа, сероводорода и аммиака, выделяемых
животными).
В практике сельского хозяйства
применяют приточную, вытяжную и приточно-вытяжную вентиляцию.Приточная
вентиляция нагнетает наружный воздух в помещение, создавая избыточное давление,
а выходит воздух из помещения через вытяжные шахты и неплотности.
Вытяжная вентиляция
обеспечивает вытяжку воздуха из помещения, образуя разрежение, а наружный
воздух поступает в помещение через неплотности.
Приточно-вытяжная вентиляция
представляет собой сочетание приточной и вытяжной вентиляции.
В качестве привода вентиляторов
установок для вентилирования воздуха используют асинхронные электродвигатели
серии 4А. Исполнение двигателей закрытое, узлы и детали защищены от коррозии
гальваническими и лакокрасочными покрытиями [22].
Двигатели рассчитаны для работы
на высоте до 1000 м над уровнем моря при температуре окружающей среды от -40 до
+40°С, относительной влажности до 98%, кратковременном воздействии аэрозолей и
дезинфицирующих растворов.
Мощность нагрузки (кВт) на валу
электродвигателя вентилятора:
где k - коэффициент запаса, зависит
от мощности;L - подача вентилятора. м3/с;р - давление (выбирают из расчета
подачи воздуха к самой удаленной точке воздухопровода), Па;hв, hп - КПД вентилятора и
передачи (для клиноременной передачи hп
= 0,9...0,95, для непосредственного соединения hп = 1).
В ряде случаев ограничиваются
применением вентилятора заданной производительности, а нужную температуру
поддерживают периодическим включением и выключением вентилятора или изменением
его частоты вращения, например изменением напряжения.
На ряде сельскохозяйственных
объектов, в первую очередь в помещениях для содержания птицы, наряду с
созданием оптимальных кондиций воздуха по температуре и чистоте возникает
потребность в его увлажнении.
Для этих целей применяют различные
виды увлажнителей: шахтные, кассетные, форсуночные, дисковые.
Промышленность выпускает установку
для увлажнения воздуха К-П-6, которая предназначена для работы в
животноводческих и птицеводческих помещениях.
При работе комплекта оборудования
для увлажнения воздуха К-П-6 происходит поддержание необходимой влажности в
помещении в ручном и автоматическом режимах.
При снижении влажности в помещении
ниже заданной включаются двигатели увлажнителей, одновременно открывается
электромагнитный клапан подачи воды к увлажнителям, установленный в системе водоснабжения.
При повышении влажности в помещении
выше заданной прекращается подача воды к увлажнителям и через 50...60 с
отключаются двигатели увлажнителей.
В качестве первичного измерительного
преобразователя относительной влажности воздуха используется преобразователь
ЭВ-01-2-УХЛ4. Во взаимодействии с ним работает регулирующий релейный блок
относительной влажности СПР-2-02-2-УХЛ4.
.2 Расчет
электротепловых нагрузок
Расчет отопления проводим на
основании уравнения теплового баланса. Теплопроизводительность системы
отопления [10]:
, кДж/ч,
где Qогр
- теплопотери через ограждения:
,кДж/ч,
где tви
tн- температура
внутреннего и наружного воздуха, °С., q0
- тепловая характеристика помещения, кДж/м3чс,q0
= 4, кДж/м3чс
Qorp
= 4 ×
2505,6 ×
(10 + 13) = 111248,64 кДж/ч.
Qвент
- теплопотери через вентиляцию:
, кДж/ч,
где L
- расчетный воздухообмен;с - теплоемкость 1 м3 воздуха, с = 1,3 кДж/м3 °С.
Qвeнm
= 5562,57 × 1,3 ×
(10 + 13) × 1,369 = 232184,2 кДж/ч,
Qисп
- тепло, затрачиваемое на испарение:
, кДж/ч,
где 2,5 - скрытая теплота
испарения 1-го грамма воды, кДж/ч
Qисп
- количество влаги, испаряемой из пола и других конструкций (14% от влаги, испаряемой
животными по СНиП):
Qисп
= 2,5 ×
70000 ×
0,14 = 24500 кДж/ч.
Qж;
- количество тепла, выделяемое животными:
ж = qжNk,кДж/ч,
где qж
- количество тепловыделения животными, кДж/ч;N-
количество голов;kt
- коэффициент, учитывающий изменение тепловыделения животного в зависимости от
температуры (kt = 0,07).
Qж=
2380 ×
200 ×
0,07 = 33320 кДж/ч.
Рассчитаем
теплопроизводительность системы отопления:
Qот
= 111248,64 + 232184,2+ 24500 - 33320 = 334612 кДж/ч
Полезная мощность для отопления
помещения:
,кВт,
где ηy
- тепловой КПД отопительной установки ηy
= 0,9.. .0,95.
кВт.
Определяем мощность 1-го
электрокалорифера:
,
где Z
- количество электрокалориферных установок, принимаем Z
= 1.
кВт.
Принимаем мощность
электрокалорифераРэк =100 кВт, производительность L =
3600...4000 м3/ч.
2.3 Расчет
освещения и облучения
2.3.1
Выбор источников света
В качестве источников света
осветительной установки молочного блока могут быть применены лампы накаливания
и люминесцентные лампы. Следует отметить, что люминесцентные лампы обладают
рядом преимуществ перед ЛН - у них выше световая отдача, больше срок службы.
Однако ЛЛ не рекомендуется применять в осветительной установке в случае, если
значение нормируемой освещенности в помещении менее 30 лк.
Для помещений 5, 7, 9, 11, 12,
14 в качестве источников света принимаем люминесцентные лампы, для остальных
помещений - КЛЛ [5].
2.3.2 Выбор вида и системы освещения, коэффициента запаса, нормируемой
освещенности, типа светильников
Для освещения всех принимаем
общее равномерное освещение.
Значение нормируемой
освещенности устанавливается в зависимости от характера зрительной работы,
размеров объекта различия, фона и контраста с ним, вида и системы освещения.
В соответствии с нормами
освещенности принимаем освещенность рабочих поверхностей помещений, которые
сводим в табл. 2.3.1.
Таблица 2.3.1 - Значение
нормируемой освещенности
|
№
помещения
|
Наименование
помещения
|
Высота
рабочей поверхности, м
|
Ен,
лк
|
|
1
|
Венткамера
|
0
|
30
|
|
2
|
Компрессорная
|
0
|
30
|
|
3
|
Вакуум-насосная
|
0
|
50
|
|
4
|
Электрощитовая
|
0,7
|
150
|
|
5
|
Помещения
для хранения и ремонта электрооборудования
|
1,0
|
150
|
|
6
|
Коридор
|
0
|
150
|
|
7
|
Молочная
|
1,0
|
100
|
|
8
|
Помещение
для моющих средств
|
0
|
30
|
|
9
|
Лаборатория
|
0,7
|
200
|
|
10
|
Санузел
|
0
|
30
|
|
11
|
Моечная
|
0,3
|
100
|
|
12
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
0,7
|
200
|
|
13
|
Тамбур
|
0
|
30
|
|
14
|
Комната
персонала
|
0,5
|
150
|
|
15
|
Служебный
проход
|
0
|
30
|
|
16
|
Помещение
для загрузки кормов
|
0
|
30
|
|
17
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
0
|
30
|
|
18
|
Стойла
|
0
|
25
|
Коэффициент запаса вводится при
расчете осветительной установки для компенсации уменьшения светового потока
источников света в процессе эксплуатации. Значение коэффициента запаса принимается
по отраслевым нормам, в зависимости от условий среды в освещаемом помещении и
типа применяемых источников света. Для помещений 5, 7, 9, 11, 12, 14, 15, 18
принимаем коэффициент запаса Кз = 1,7, для остальных помещений принимаем Кз =
1,5.
Выбор типа светильников
производится исходя из характеристики окружающей среды, требований к характеру
светораспределения, высоты подвеса светильников.
Для помещений 5, 7, 9, 11
принимаем светильники с люминесцентными лампами типа ЛСП 18 подвешенные высоте
2,5 м. Для помещений 12, 14 принимаем светильники ЛСП 13 подвешенные на высоте
2,5 м. Для остальных помещений принимаем светильники с лампами накаливания НСП
11. Для освещения входов принимаем светильники ППР 100 подвешенные на высоте 3
м [5].
.3.3 Расчет освещения кормоцеха
Расчет освещения производится
методом коэффициента использования светового потока [5].
Первоначально определяем
потребный суммарный поток ламп в светильниках:
,
где Ен - нормируемая
освещенность, лк;К3 - коэффициент запаса;S
- площадь помещения, м2;z
- коэффициент минимальной освещенности;Uoy
- коэффициент использования.
По табл. данным принимаемz
= 1,15.
Коэффициент использования
зависит от типа светильников, коэффициентов отражения светового потока, индекса
помещения.
Принимаем коэффициенты
отражения потолка 50 %; стен 30 %; пола 10 %. Индекс помещения:
,
где S
- площадь помещения, м2;hр
- высота подвеса светильников, м;А, В - геометрические размеры помещения, м.
.
По табл. данным принимаем Uoy= 69%. Тогда
световой поток лампы:
.
Принимаем 8 светильников KСП 18-36 с
лампами ЛЦД 36 мощностью по 36 Вт, со световым потоком по 3050 лм., суммарный
световой поток составит 24400 лм.
2.3.4
Расчет освещения вспомогательных помещений
Расчет освещения вспомогательных
помещений производится методом удельной мощности. Суммарная мощность ламп в
помещении определяется по формуле:
=Pyд·S,
где Руд - удельная мощность
осветительной установки, Вт/м2;S
- площадь помещения, м2.
Удельная мощность осветительной
установки зависит от типа КСС светильников, нормируемой освещенности,
коэффициентов запаса и минимальной освещенности, коэффициентов отражения
ограждающих поверхностей помещения, расчетной высоты и площади помещения.
Удельную мощность ОУ можно определить по справочным таблицам [5].
Рассмотрим расчет освещения на
примере помещения 1. Для светильника НСП 11, при площади помещения 22,02 м2,
рабочей высоте 2,5 м удельная мощность составляет 6,15 Вт/м2. Определяем
суммарную мощность ламп в помещении:
Р = 6,15 ·22,02 =135,42 Вт.
В помещении устанавливаем 2
светильника. Мощность ламп в каждом светильнике составит Рл=Р/n=135,42/2=67,71
Вт. Принимаем лампу БК 215-225-75 мощностью 75 Вт со световым потоком 1030 лм.
Расчет освещения остальных
помещений производится аналогично. Результаты расчета освещения сведем в табл.
2.3.2.
Таблица 2.3.2 - Результаты
светотехнических расчетов
|
№
п/п
|
Наименование
помещения
|
S, м2
|
Ен,
лк
|
Руд,
Вт/м2
|
Рсв,
Вт
|
Тип
светильника
|
Кол-во
|
|
1
|
Венткамера
|
22,02
|
30
|
6,15
|
75
|
НСП
11-100
|
2
|
|
2
|
Компрессорная
|
24,86
|
30
|
6,15
|
75
|
НСП
11-100
|
2
|
|
3
|
Вакуум-насосная
|
10,83
|
50
|
12,70
|
75
|
НСП
11-100
|
2
|
|
4
|
Электрощитовая
|
10,90
|
150
|
7,5
|
40
|
ЛСП
18-2х40
|
1
|
|
5
|
Помещения
для хранения и ремонта электрооборудования
|
23,44
|
150
|
6,30
|
40
|
НСП
11-100
|
2
|
Коридор
|
43,71
|
30
|
6,09
|
40
|
НСП
11-100
|
7
|
|
7
|
Молочная
|
78,54
|
100
|
6,09
|
36
|
ЛСП
18-36
|
8
|
|
8
|
Помещение
для моющих средств
|
7,85
|
30
|
7,29
|
60
|
НСП
11-100
|
1
|
|
9
|
Лаборатория
|
6,55
|
200
|
10
|
40
|
ЛСП
18-2х40
|
1
|
|
10
|
Санузел
|
4,15
|
30
|
6,90
|
40
|
НСП
11-100
|
1
|
|
11
|
Моечная
|
5,00
|
100
|
5,0
|
36
|
ЛСП
18-36
|
1
|
|
12
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
7,86
|
200
|
10
|
40
|
ЛСП
13-2х40
|
1
|
|
13
|
Тамбур
|
2
|
30
|
6,90
|
40
|
НСП
11-100
|
1
|
|
14
|
Комната
персонала
|
12,17
|
150
|
7,5
|
36
|
ЛСП
13-36
|
3
|
|
15
|
Служебный
проход
|
347,4
|
30
|
3
|
40
|
НСП
11-100
|
18
|
|
16
|
Помещение
для загрузки кормов
|
158,4
|
30
|
3
|
36
|
ЛСП
18-36
|
8
|
|
17
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
138,6
|
30
|
3
|
60
|
НСП
11-100
|
6
|
|
18
|
Стойла
|
460,8
|
25
|
2
|
40
|
НСП
11-100
|
24
|
Результаты расчёта освещения
сводим в светотехническую ведомость - табл. 2.3.3.
Таблица 2.3.3 -
Светотехническая ведомость
|
№
|
Наименование
помещения
|
Площадь,
м2
|
Высота
подвеса светильников, м
|
Коэффициенты
отражения
|
Вид
освещения
|
Система
освещения
|
Норма
освещённости, лк
|
Коэффициент
запаса
|
Светильник
|
Лампа
|
Общая
мощность установки, кВт
|
Удельная
мощность установки, кВт/м2
|
|
|
|
|
потолка
|
стен
|
пола
|
|
|
|
|
Тип
|
Кол-во
|
Тип
|
Мощность
|
|
|
|
1
|
Венткамера
|
22,02
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
Рабочее
освещение
|
Общее
равномерное освещение
|
30
|
1,3
|
НСП
11-100
|
2
|
БК
215-225-75
|
75
|
0,15
|
6,81
|
|
2
|
Компрессорная
|
24,86
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,3
|
НСП
11-100
|
2
|
БК
215-225-75
|
75
|
0,15
|
6,03
|
|
3
|
Вакуум-насосная
|
10,83
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
50
|
1,3
|
НСП
11-100
|
1
|
БК
215-225-75
|
75
|
0,15
|
13,85
|
|
4
|
Электрощитовая
|
10,90
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
150
|
1,5
|
ЛСП
18-2х40
|
2
|
ЛБ
40
|
40
|
0,08
|
7,34
|
|
5
|
Помещения
для хранения и ремонта электрооборудования
|
23,44
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
150
|
1,5
|
НСП
11-100
|
7
|
ЛБ
40
|
40
|
0,16
|
6,83
|
|
6
|
Коридор
|
43,71
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
150
|
1,3
|
НСП
11-100
|
8
|
БК
215-225-40
|
40
|
0,28
|
6,41
|
|
7
|
Молочная
|
78,54
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
100
|
1,5
|
ЛСП
18-36
|
1
|
ЛДЦ
36
|
36
|
0,29
|
3,69
|
|
8
|
Помещение
для моющих средств
|
7,85
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,3
|
НСП
11-100
|
1
|
БК
215-225-60
|
60
|
0,06
|
7,64
|
|
9
|
Лаборатория
|
6,55
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
200
|
1,5
|
ЛСП
18-2х40
|
1
|
ЛБ
40
|
40
|
0,08
|
12,21
|
|
10
|
Санузел
|
4,15
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,3
|
НСП
11-100
|
1
|
БК
215-225-40
|
40
|
0,04
|
9,64
|
|
11
|
Моечная
|
5,00
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
100
|
1,5
|
ЛСП
18-36
|
1
|
ЛДЦ
36
|
36
|
0,036
|
7,20
|
|
12
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
7,86
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
200
|
1,5
|
ЛСП
13-2х40
|
1
|
ЛБ
40
|
40
|
0,08
|
10,18
|
|
13
|
Тамбур
|
2
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,3
|
НСП
11-100
|
1
|
БК
215-225-40
|
40
|
0,04
|
20,0
|
|
14
|
Комната
персонала
|
12,17
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
150
|
1,5
|
ЛСП
13-36
|
3
|
ЛДЦ
36
|
36
|
0,11
|
9,04
|
|
15
|
Служебный
проход
|
347,4
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,5
|
НСП
11-100
|
18
|
БК
215-225-40
|
40
|
3
|
|
16
|
Помещение
для загрузки кормов
|
158,4
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,7
|
ЛСП
18-36
|
8
|
БК
215-225-60
|
60
|
0,48
|
3
|
|
17
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
138,6
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
30
|
1,7
|
НСП
11-100
|
6
|
БК
215-225-40
|
40
|
0,36
|
3
|
|
18
|
Стойла
|
460,8
|
2,5
|
50
|
30
|
10
|
|
|
25
|
1,5
|
НСП
11-100
|
48
|
БК
215-225-100
|
100
|
1,92
|
2
|
|
Освещение
входов
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
ППР
100
|
1
|
БК
215-225-100
|
100
|
0,10
|
3
|
ΣР=1,65кВт
3.
Подсчет электрических нагрузок, выбор мощности и расчета сетей
.1
Подсчет электрических нагрузок
Определение мощности
электроприемников производится по формуле [21]:
РР = к3Рн,,
где к3 - коэффициент
загрузки;Рн - номинальная мощность электроприемника, кВт.
Поскольку максимум нагрузки
длится 30 минут, за расчетную мощность принимается мощность максимума нагрузки:
Ррасч.=Рмакс..=131,64 кВт.
Коэффициент мощности
определяется по таблице исходя из соотношения
Рт/SР,
здесь Рт - суммарная мощность
электронагревательных установок
РТ /ΣР
= 0,76; cos φ =
0,96.
Полная мощность:
= Рр/ cosφ
= 131,64 / 0,96 = 137,125 кВА.
Реактивная мощность:
= Pptgφ
= 131,64×0,29
= 38,1756 кВАр.
Поскольку коэффициент мощности
превышает нормируемое РУМ значение (0,92 - 0,95) компенсация реактивной
мощности не предусматривается.
Определение суммарных
электрических нагрузок по линиям 0,38 кВ производится начиная с наиболее
удаленного от ТП участка.
В случае если значение нагрузок
потребителей отличается менее чем в 4 раза - расчет производится по формуле:
,
где к0 - коэффициент
одновременности.
В противном случае суммирование
нагрузок производится путем добавок к большей слагаемой нагрузке:
,
где Р(д,в)макс - наибольшая из
дневных или вечерних активных нагрузок на вводе потребителя расчетного участка,
кВт; ΔР(д,в) -
добавки.
Средневзвешенные коэффициенты
мощности и реактивной мощности расчетного участка для дневного и вечернего
максимумов нагрузки определяются из выражения:
,
,
где cosφ,
tgφ - соответственно
коэффициенты мощности и реактивной мощности потребителей расчетного участка
Результаты расчетов
электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ заносятся в таблицу 3.1.1.
Таблица 3.1.1 - Нагрузки
участков линий 0,38 кВ
|
№
линии участка
|
Руч,
кВт
|
cos φ
|
tg φ
|
Qуч, кВАр
|
Sуч,
кВА
|
|
Линия
1
|
|
16-23
|
8,50
|
0,88
|
0,54
|
4,59
|
9,66
|
|
23-22
|
9,00
|
0,88
|
0,54
|
4,86
|
10,23
|
|
22-21
|
11,70
|
0,87
|
0,57
|
6,67
|
13,45
|
|
21-А
|
15,90
|
0,88
|
0,54
|
8,59
|
18,07
|
|
19-18
|
41,00
|
0,85
|
0,62
|
25,42
|
48,24
|
|
18-17
|
115,29
|
0,84
|
0,65
|
74,94
|
137,25
|
|
17-А
|
121,12
|
0,84
|
0,65
|
78,73
|
144,19
|
|
А-20
|
130,92
|
0,85
|
0,62
|
81,17
|
154,02
|
|
20-ТП
|
132,12
|
0,84
|
0,65
|
85,88
|
157,29
|
|
Линия
2
|
|
фидер
|
84,32
|
0,85
|
0,62
|
52,28
|
99,20
|
|
Линия
3
|
|
фидер
|
39,76
|
0,84
|
0,65
|
25,84
|
47,33
|
|
Шины
ТП
|
217,77
|
0,84
|
0,65
|
141,55
|
258,24
|
.2
Мероприятия по компенсации реактивной мощности
Повышение коэффициента мощности
может быть осуществлено так называемыми естественным (без применения
специальных устройств) и искусственным (применяют специальные устройства для
компенсации реактивной мощности) способами.
Для естественного повышения cos
φ характерны
следующие основные мероприятия:
1) Выбор электродвигателей с
номинальной мощностью, равной или близкой мощности машины, полная их загрузка и
ограничение времени холостой работы;
2)
предпочтительное
применение электродвигателей с более высокимcos
φ (высокоскоростных,
на шариковых подшипниках);
3)
при
нагрузке электродвигателя, меньшей 50% номинальной мощности, переключение его
обмоток с треугольника на звезду (такое переключение возможно, если линейное
напряжение сети равно номинальному напряжению фазы электродвигателя);
4) применение в первые годы
эксплуатации его трансформаторов с номинальной мощностью, несколько меньшей
максимальной расчетной мощности потребителей, если последняя определена с
перспективой развития на ближайшие 5...7 лет;
) отключение одного из
параллельно работающих трансформаторов при значительном снижении нагрузки.
Если все эти меры не дают
нужного эффекта, то прибегают к искусственным способам повышения cos
φ,
то
есть устанавливают специальные устройства для компенсации реактивной мощности.
Для сельских электроустановок
наиболее приемлемый способ повышения коэффициента мощности - это компенсация
реактивной мощности при помощи статических конденсаторов. Статические
конденсаторы имеют очень малые потери мощности (0,3-..1%), бесшумны в работе,
износоустойчивы, просты и удобны в эксплуатации. Кроме того, статические
конденсаторы могут быть подобраны на малые мощности, что особенно важно для
сельских электроустановок [16].
Компенсация реактивной мощности
в зависимости от места установки конденсаторов может быть индивидуальной,
групповой и централизованной.
Конденсаторную батарею
подключают к сети параллельно. Конденсаторы разных фаз обычно соединяют между
собой в треугольник, так как это дает возможность при одной и той же емкости
конденсаторов получить мощность, в 3 раза большую, чем при соединении в звезду.
В настоящее время созданы
автоматические устройства с использованием тиристоров, обеспечивающих
мгновенное и плавное регулирование мощности, выдаваемой конденсаторной батареей
в сеть. Это дает возможность поддерживать заданный коэффициент мощности при
любых изменениях нагрузки.
Таблица 3.2.1 - Комплектные
конденсаторные установки
|
Тип
комплектной конденсаторной установки на напряжение 0,38 кВ
|
Габариты
корпуса, мм
|
Тип
комплектной конденсаторной установки на напряжение 10,5 и 6,3 кВ
|
Габариты
корпуса, мм
|
|
УК-0.38-36-2УЗ
УК-0.38-54-2УЗ УК-0.38-72-2УЗ УК-0.38-108-3УЗ УК-0.38-144-4УЗ УК-0.38-50-УЗ
УК-0.38-75-УЗ УК-0.38-100-УЗ УК-0.38-150-УЗ УК-0.38-220-НУЗ УК-0.38-320-НУЗ
|
550х587х770
760х587х770 550х587х1090 760х587х1090 985х587х1090 375х430х650 580х430х650
785х430х650 700х500х1600 2160х720х1860 2800х720х1860
|
УКС-10.5-75-У1
УКС-10.5-90-У1 УКС-10.5-180-У1М УКМ-10.5-400-У1 УК-104-50-Л(П)У1
УКС-6.3-75-У1 УКС-6.3-90-У1 УКС-6.3-180-У1 УКМ-6.3-400-У1 УК-6-450-Л(П)У1
|
1400х900х450
1500х900х450 1800х900х450 2060х2160х900 21400х880х1800 1400х900х450
1500х900х450 1800х900х450 2060х2160х900 2140х880х1800
|
Примечание: Условные обозначения
конденсаторных установок расшифровываются следующим образом, например:
а) УК-0.38-72-2УЗ - установка
конденсаторная для напряжения 0,38 кВ мощностью 72 кВАр, с двумя ступенями
регулирования в исполнении У (умеренного климата) категории 3 (закрытое
помещение);
б) УКС-10,5-180-У 1М -
установка конденсаторная столбовая, на напряжение 10,5 кВ мощностью 180 кВАр, в
исполнении У (умеренного климата) для категории 1 (на открытом воздухе), М -
модернизированная.
На шинах 0,4 кВ 10/0,4 кВ
расчетная мощность компенсации определяется из выражения:
,
где Qmax
- максимальная реактивная нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ, кВАр.
Принимаем конденсаторную
установку КС2-0,38-ШУЗ мощностью 40 кВАр.
Результаты расчета и выбора
компенсирующих устройств сводим в таблицу 3.2.2.
Таблица 3.2.2 - Выбор
компенсирующих устройств в сетях 0,38 кВ и на ТП 10/0,4 кВ
|
№
потребителя
|
Реакт.
мощность компенсации
|
Мощн.
конденсат., кВАр
|
Марка
конденсат.
|
Остаток
реакт. Мощн., кВАр
|
|
QКД, кВАр
|
|
|
|
|
Линия
1
|
85,88
|
72
|
УК-0.38-72УЗ
|
13,88
|
|
Линия
2
|
52,28
|
50
|
УК-0.38-50УЗ
|
2,28
|
|
Линия
3
|
25,88
|
18
|
КС1-0.38-ПУЗ
|
7,88
|
3.3
Выбор трансформаторной подстанции
Силовой трансформатор КТП
выбирается из условия:
эн≤Sр≤Sэв,
где: SЭН
и SЭВ - соответственно
нижняя и верхняя границы экономических интервалов нагрузки для трансформатора
принятой номинальной мощности, кВА;Sр
- расчетная мощность ТП, кВА.
Расчетная мощность ТП
определяется по формуле:
= крн · Sтп
макс,
где: крн - коэффициент роста
нагрузок.
Sр
=1,3 · 258,24 = 335,71 кВА.
По экономическим интервалам
нагрузок принимаем 2 трансформатора мощностью по 160 кВА. Проверим выбранный
трансформатор по систематически допустимой перегрузке в номинальном и после
аварийном режимах:
р≤Sтрмакс
,
Sр≤Sтр
ном · кномА,
где: Sтр
макс - максимальная систематическая перегрузка трансформатора, кВА;кном А-
коэффициент допустимых после аварийных перегрузок трансформаторов.
,24 <416;
,24 <1,48 · 320 = 473,60.
Условия выполняются.
Таблица 3.3.1 - Технические
характеристики КТП-160-/10/-0,4-97-У1
|
Мощность
силового трансформатора, кВА
|
160
|
|
Номинальное
напряжение на стороне, ВН, кВ
|
10
|
|
Номинальное
напряжение на стороне НН, кВ
|
0,4
|
|
Номинальный
или расчётный ток на стороне 0,4 кВА
|
400
|
|
Ток
термической стойкости в течении 1с: на стороне высокого напряжения, кА на
стороне высокого напряжения, кА
|
20
10
|
|
Уровень
изоляции по ГОСТ 1516.1-76
|
Нормальная
|
|
Уровень
внешней изоляции
|
Нормальная
категория «А»
|
|
Способ
выполнения нейтрали: ВН НН
|
Изолированная
нейтраль Глухозаземлённаянейтраль
|
|
Габаритные
размеры, мм: Высота с кабельным вводом / с воздушным вводом Ширина КТП
тупикового типа / проходного типа Глубина
|
2250/5100
3360/5670 1630
|
|
Степень
защиты по ГОСТ 14254-96
|
IP23
|
3.4
Расчет низковольтных сетей
Электрический расчет сети 0,38
кВ производится по методу наименьших затрат с последующей проверкой по потере
напряжения [4].
Марки и площадь сечения
проводов по наименьшим приведенным затратам выбираются по таблицам интервалов
экономических нагрузок. Основой выбора является расчетная эквивалентная мощность
по участкам сети:
э уч = кд · Sуч,
где: кд - коэффициент динамики
роста нагрузок; Sуч, - полная
мощность максимума нагрузки, кВА.
Провод выбирается по
наибольшему значению. Данные расчетов сводятся в таблицу 3.4.1.
Таблица 3.4.1 - Выбор проводов по
участкам линий 0,38 кВ
|
№
линии
|
мощность
|
cos φ
|
Sэ, кВА
|
длина
уч-ка, м
|
марка
и сечение провода
|
Потеря
напряжения, %
|
|
S, кВАр
|
|
|
|
|
по
уч-кам
|
от
начала
|
|
16-23
|
9,66
|
0,88
|
6,76
|
237
|
А
25
|
0,92
|
5,21
|
|
23-22
|
10,23
|
0,88
|
7,16
|
30
|
А
35
|
0,12
|
4,29
|
|
22-21
|
13,45
|
0,87
|
9,42
|
40
|
А
35
|
0,22
|
4,17
|
|
21-А
|
18,07
|
0,88
|
12,65
|
30
|
А
35
|
0,22
|
3,96
|
|
19-18
|
48,24
|
0,85
|
33,77
|
25
|
А
50
|
0,48
|
9,33
|
|
18-17
|
137,25
|
0,84
|
96,08
|
30
|
А
50
|
1,65
|
8,85
|
|
17-А
|
144,19
|
0,84
|
100,93
|
60
|
А
50
|
3,46
|
7,20
|
|
А-20
|
154,02
|
0,85
|
107,81
|
30
|
А
50
|
1,85
|
3,74
|
|
20-ТП
|
157,29
|
0,84
|
110,10
|
30
|
А
50
|
1,89
|
1,89
|
Потеря напряжения по участкам
линий определяется по формуле:
,
где: ΔUуч -
удельная потеря напряжения, % / кВА км;lуч - длина
участка, км.
Удельная потеря напряжения зависит
от сечения провода и коэффициента мощности, она определяется графически.
3.5 Выбор
пускозащитной аппаратуры
.5.1 Расчет
и выбор ПЗА
Для защиты электрических сетей от
токов КЗ и перегрузок используют автоматические выключатели. В данном проекте
для защиты электроприемников используются автоматические воздушные выключатели
серии ВА [4].
Выбор автоматических выключателей
производят из следующих условий:
где: Iна
, Iр - соответственно
номинальный ток автомата и расчетный ток электроприемника, А.
тр≥ктрIР,
где Iтр
- ток уставкитепловогорасцепителя, А; ктр - коэффициент надёжности.
Iэмр≥кэмрIмакс,
где Iэмр
- ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;кэмр-коэффициент
надёжности; Iмакс - максимальный
ток электроприемника, А.
Рассмотрим выбор ПЗА на примере
гр.1 ЩС1 - вентилятор Ц 4-70
Iр=1,932А·Iмакс=13,8
А;
Iна≥1,932
А;
Iтр≥1,25
· 1,932 = 2,415 А;
Iэмр≥
1,5 · 13,8 =20,7 А;
Принимаем автомат ВА 51Г-25 Iн=25
А; Iтр=2,5 A;
Кi=10; Iэмр=25
А.
Расчёт и выбор ПЗА остальных
групп производим аналогично. Результаты расчёта сводим в табл. 3.5.1.
Таблица 3.5.1 - Расчёт и выбор
ПЗА
|
№гр-пы
|
Iр, А
|
Iмах, А
|
Тип
аппарата
|
Iн, А
|
Iтр, А
|
КI
|
Iэмр, А
|
Пусковой
аппарат
|
Iн, А
|
Iн тр, А
|
|
ЩС1
ПР 8501-1000-155
|
|
1
|
1,932
|
13,8
|
ВА
51Г-25
|
225
|
2,5
|
10
|
225
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
171,47
|
171,47
|
ВА
51-35
|
200
|
-
|
3
|
240
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЩС2
ПР 8501-1000-155
|
|
1
|
12,51
|
84,97
|
ВА
51Г-31
|
100
|
16
|
10
|
160
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
12,51
|
84,97
|
ВА
51Г-31
|
100
|
16
|
10
|
160
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШАУ1,
ШАУ2
|
|
1
|
4,68
|
43,41
|
ВА
51-25
|
25
|
6,3
|
10
|
63
|
ПМЛ
121002
|
10
|
5,0
|
|
ЩС3
ПР 8501-1000-155
|
|
1
|
4,68
|
43,41
|
ВА
51-25
|
25
|
-
|
10
|
80
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
4,68
|
43,41
|
ВА
51-25
|
25
|
-
|
10
|
80
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЩС4
ПР 8501-1000-149
|
|
1
|
15,91
|
15,91
|
ВА
51Г-31
|
100
|
-
|
3
|
30
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
1,56
|
9,77
|
ВА
51Г-25
|
25
|
2,0
|
10
|
20
|
ПМЛ
121002
|
10
|
2,0
|
|
3
|
1,56
|
9,77
|
ВА
51Г-25
|
25
|
2,0
|
10
|
20
|
ПМЛ
121002
|
10
|
2,0
|
|
4
|
1,56
|
9,77
|
ВА
51Г-25
|
25
|
2,0
|
10
|
20
|
ПМЛ
121002
|
10
|
2,0
|
|
5
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЩС5
ПР 8501-1000-149
|
|
1
|
2,84
|
17,78
|
ВА
51Г-25
|
25
|
4,0
|
7
|
28
|
ПМЛ
121002
|
10
|
3,2
|
|
2
|
2,84
|
17,78
|
ВА
51Г-25
|
25
|
4,0
|
7
|
28
|
ПМЛ
121002
|
10
|
3,2
|
|
3
|
1,73
|
13,59
|
ВА
51Г-25
|
25
|
2,5
|
10
|
25
|
ПМЛ
121002
|
10
|
2,0
|
|
4
|
2,84
|
17,78
|
ВА
51Г-25
|
25
|
4,0
|
7
|
28
|
ПМЛ
121002
|
10
|
3,2
|
|
5
|
15,91
|
15,91
|
ВА
51Г-31
|
100
|
-
|
3
|
30
|
-
|
-
|
-
|
|
6
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЩО1
ОП3 УХЛ4
|
|
1
|
5,41
|
5,41
|
АЕ1000
|
25
|
6,3
|
10
|
63
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
4,86
|
4,86
|
АЕ1000
|
25
|
6,3
|
10
|
63
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
4,95
|
4,95
|
АЕ1000
|
25
|
6,3
|
10
|
63
|
-
|
-
|
-
|
|
ЩВ1
ПР 8501-1000-091
|
|
1
|
104,10
|
112,65
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
3
|
300
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
21,27
|
97,48
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
7
|
150
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
7,96
|
48,09
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
7
|
70
|
-
|
-
|
-
|
|
4
|
16,47
|
19,65
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
3
|
60
|
-
|
-
|
-
|
|
5
|
20,93
|
37,60
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
3
|
75
|
-
|
-
|
-
|
|
6
|
5,08
|
5,08
|
ВА
51-31
|
100
|
-
|
3
|
30
|
-
|
-
|
-
|
|
7
|
РЕЗЕРВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ввод
|
140,64
|
170,01
|
ВА
51-39
|
630
|
-
|
3
|
1200
|
-
|
-
|
-
|
3.5.2
Проверка проводов на согласование с ПЗА
При срабатывании любого
защитного аппарата защищаемая проводка в течении некоторого времени находится
под воздействием аварийных токов (короткого замыкания либо перегрузки),
следовательно имеется вероятность повреждения проводки или оборудования прежде,
чем сработает защитный аппарат. В целях предотвращения возникновения такой
ситуации производится проверка ПЗА на согласование с длительно допустимым током
провода [4].
Сечение провода должно
удовлетворять условиям для линий защищаемых автоматами:
тр/ Iд
доп< 1,5;
Iэмп/
Iд доп< 4,5,
где lтр
- ток теплового расцепителя, А;Iэмр
- ток электромагнитного расцепителя, А; Iд
доп - длительно допустимый ток провода, А.
Результаты проверки сводим в
табл. 3.5.2.
Таблица 3.5.2 - Проверка ПЗА на
согласование
|
№
гр-пы
|
Электроприёмник
|
Iуст, А
|
Iд доп, А
|
Iуст/Iд
доп, А
|
Доп.
|
|
|
ЩС1
|
Ц4-70
|
2,5
|
19
|
0,131
|
1,5
|
Выполняется
|
|
2
|
СФОЦ
60
|
271,47
|
194
|
1,899
|
4,5
|
Выполняется
|
|
ЩС2
|
|
|
|
|
|
|
1
|
МХУ
8
|
16
|
19
|
0,84
|
1,5
|
Выполняется
|
|
2
|
МХУ
8
|
16
|
19
|
0,84
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ШАУ1,
ШАУ2
|
|
|
|
|
|
|
1
|
УВУ
60/45
|
6,3
|
19
|
0,33
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ЩС3
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ШАУ1
|
80
|
19
|
4,21
|
4,5
|
Выполняется
|
|
2
|
ШАУ2
|
80
|
19
|
4,21
|
4,5
|
Выполняется
|
|
ЩС4
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Водонагреватель
|
30
|
19
|
1,58
|
4,5
|
Выполняется
|
|
2
|
ТО
2
|
2,0
|
19
|
0,11
|
1,5
|
Выполняется
|
|
3
|
ТО
2
|
2,0
|
19
|
0,11
|
1,5
|
Выполняется
|
|
4
|
ТО
2
|
2,0
|
19
|
0,11
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ЩС5
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ОПД
1М
|
4,0
|
19
|
0,21
|
1,5
|
Выполняется
|
|
2
|
2К-20/18
|
4,0
|
19
|
0,21
|
1,5
|
Выполняется
|
|
3
|
НМУ
6
|
2,5
|
19
|
0,13
|
1,5
|
Выполняется
|
|
4
|
ОМ1
|
4,0
|
19
|
0,21
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ЩС6
|
|
|
|
|
|
|
ТСН-3Б
|
6,3
|
19
|
0,33
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ТСН-3Б
|
4,0
|
19
|
0,21
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ТСН-3Б
|
6,3
|
19
|
0,33
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ТСН-3Б
|
4,0
|
19
|
0,21
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ЩО1
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Освещение
|
6,3
|
20
|
0,32
|
1,5
|
Выполняется
|
|
2
|
Освещение
|
6,3
|
20
|
0,32
|
1,5
|
Выполняется
|
|
3
|
Освещение
|
6,3
|
20
|
0,32
|
1,5
|
Выполняется
|
|
ЩВ
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ЩС1
|
300
|
130
|
2,31
|
4,5
|
Выполняется
|
|
2
|
ЩС2
|
150
|
39
|
3,85
|
4,5
|
Выполняется
|
|
3
|
ЩС3
|
70
|
19
|
3,68
|
4,5
|
Выполняется
|
|
4
|
ЩС4
|
60
|
19
|
3,16
|
4,5
|
Выполняется
|
|
5
|
ЩС5
|
75
|
23
|
3,26
|
4,5
|
Выполняется
|
|
6
|
ЩО1
|
30
|
19
|
1,58
|
4,5
|
Выполняется
|
3.6
Проверка защитных аппаратов на срабатывание при коротких замыканиях
.6.1
Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого
замыкания производится с целью проверки защитной аппаратуры на термическую и
динамическую стойкость, а также на чувствительность и селективность действия.
Расчёт тока однофазного КЗ
производится для наиболее удалённого электроприёмника.
Ток однофазного КЗ определяется
по формуле:
,
где ZT
- сопротивление трансформатора току КЗ, Ом;ZЛ
- сопротивление питающей сети, Ом.
В нашем случае наиболее
удаленным электроприемником является электроприёмник № 18 ТСН - ЗБ ЩС6.
Расстояние от источника эл. энергии (ТП) до электроприемника: l1
= 12 м провод АПВ 4 х 2,5; l2
= 89 м провод АПВ 4 х 2,5; /з = 100 м провод АС 120/19. Здесь: l1
- расстояние от резервуара ТО2 до силового щита ЩС6; /2 - расстояние от
силового щита ЩС6 до вводного щита; l3
- расстояние от вводного щита до ТП согласно задания принимается 0,1 км.
Рисунок 3.6.1 - Эквивалентная
однолинейная схема сети
Рисунок 3.6.2 - Схема замещения
где Zтр
- сопротивление трансформатора ТП току однофазного КЗ, для тр-ра ТМ100/10 Zrp
= 0,225 Ом;Zф - сопротивление
фидера, принимаем 0,015 Ом; Zва
, Zга - сопротивления
вводного и группового автоматов соответственно, принимаем 0,01 Ом.
Сопротивление питающей сети
определяется как сумма сопротивлений отдельных участков сети:
Л
= Zф
+Z1+ Zва
+ Zга
+ Z2+ Zгa
+ Z3.
Сопротивление участков сети:
,
где / - длина участка, км;rф,
r0 - активные
удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии соответственно, Ом/км;
xф, x0-
индуктивные удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии
соответственно, Ом/км.
;
;
;
;
.
3.6.2
Проверка защитного аппарата, ближайшего к месту КЗ, на срабатывание
Проверка производится по условию:
кз(1) >Iк
мин ,
где Iкз(1)
- ток однофазного КЗ, А;Ikмин
- минимально допустимый ток срабатывания ближайшего к точке короткого замыкания
защитного аппарата, А.
Для защитного аппарата с
тепловым расцепителем:
,
где кн - коэффициент
надежности;IУ - ток уставки
защитного аппарата, А.
Для теплового расцепителя
принимаем кн = 3.
Ikмин=
3 • 4,0 = 12 А.
< 75,214 - условие
выполняется.
3.7
Расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей
При выборе проводок необходимо
руководствоваться следующими положениями. Внутренние проводки должны
соответствовать условиям окружающей среды, архитектурным особенностям
помещения. При выборе проводок необходимо учитывать защищенность людей от
поражения электрическим током, пожаро- и взрывобезопасность, надежность,
удобство эксплуатации и обслуживания.
Площадь сечения проводников
выбирается по длительно допустимому току (по нагреву) для силовых сетей и по
допустимой потере напряжения для осветительных сетей [4].
3.7.1
Определение расчётных и максимальных токов электроприёмников
Номинальный ток
электроприёмника:
,
где Рн - номинальная мощность
электроприемника, кВт;UH
- номинальное напряжение сети, В.
Расчётный ток для одного
электроприёмника:
,
где К3 - коэффициент загрузки
электроприёмника;Iн -
номинальный ток электроприёмника, А.
Расчётный ток группы
электроприёмников:
=K0ΣKзIH,
где К0 - коэффициент
одновременности.
Максимальный ток одного
электроприёмника:
,
где λn - кратность
пускового тока.
Максимальный ток для группы
электроприёмников:
Iмакс гр = Iпуск наиб
+К0ΣКзIн,
Определим характерные токи для
группы 1 ЩС1 - вентилятор Ц 4-70 приводной двигатель 4А130В6УЗ мощностью 1,1
кВт, КПД 74%, cos φ = 0,74, Kt = 5.
.
Принимаем коэффициент загрузки 0,7.
IР = 2,76 ·
0,7 = 1,932 А;
Iмакс = 2,76
· 5 = 13,8 А.
Расчёт характерных токов остальных
групп производится аналогично.Результаты расчёта характерных токов сводим в
табл. 3.7.1.
Таблица 3.7.1 - К расчёту
характерных токов силовой сети
|
№
эл-ка по плану
|
№
гр-пы
|
Электроприёмник
|
Pн, кВт
|
Iн, А
|
Кз
|
Iр, А
|
λп
|
Iпуск, А
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
|
ЩС1
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
1
|
Ц4-70
|
1,1
|
2,76
|
0,7
|
1,932
|
5
|
13,8
|
|
2
|
2
|
СФОЦ
|
100
|
171,47
|
1,0
|
171,47
|
1,0
|
171,47
|
|
|
ЩС2
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
1
|
МХУ
8
|
7,55
|
17,87
|
0,7
|
12,51
|
7,0*
|
84,97
|
|
4
|
2
|
МХУ
8
|
7,55
|
17,87
|
0,7
|
12,51
|
7,0*
|
84,97
|
|
|
ШАУ1,
ШАУ2
|
|
|
|
|
|
|
|
5,6
|
1
|
УВУ
60/45
|
3,0
|
6,687
|
0,7
|
4,68
|
6,5
|
43,41
|
|
|
ЩС3
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ШАУ1
|
3,0
|
6,68
|
0,7
|
4,68
|
6,5
|
43,41
|
|
2
|
ШАУ2
|
3,0
|
6,68
|
0,7
|
4,68
|
6,5
|
43,41
|
|
|
ЩС4
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
1
|
Водонагреватель
|
10,5
|
15,91
|
1,0
|
15,91
|
1,0
|
15,91
|
2
|
ТО
2
|
0,80
|
1,95
|
,8
|
1,56
|
5,0*
|
9,77
|
|
9
|
3
|
ТО
2
|
0,80
|
1,95
|
,8
|
1,56
|
5,0*
|
9,77
|
|
10
|
4
|
ТО
2
|
0,80
|
1,95
|
,8
|
1,56
|
5,0*
|
9,77
|
|
|
ЩС
|
|
|
|
|
|
|
|
11
|
1
|
ОПД
1М
|
1,5
|
3,56
|
0,8
|
2,84
|
5,0
|
17,78
|
|
12
|
2
|
2К-20/18
|
1,5
|
3,56
|
0,8
|
2,84
|
5,0
|
17,78
|
|
13
|
3
|
НМУ
6
|
1,1
|
2,47
|
0,7
|
1,73
|
5,5
|
13,59
|
|
14
|
|
ОМ1
|
1,5
|
3,56
|
0,8
|
2,84
|
5,0
|
17,78
|
|
15
|
|
ТСН-3Б
|
3,0
|
6,68
|
0,7
|
4,68
|
|
|
|
16
|
|
ТСН-3Б
|
1,5
|
3,56
|
0,8
|
2,84
|
|
|
|
17
|
|
ТСН-3Б
|
3,0
|
6,68
|
0,7
|
|
|
|
|
18
|
|
ТСН-3Б
|
1,5
|
3,56
|
0,8
|
|
|
|
|
|
ЩВ
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
ЩС1
|
68,40
|
|
|
104,10
|
|
112,65
|
|
2
|
ЩС2
|
12,84
|
|
|
21,27
|
|
97,48
|
|
3
|
ЩС3
|
5,10
|
|
|
7,96
|
|
48,09
|
|
4
|
ЩС4
|
10,32
|
|
|
16,47
|
|
19,65
|
|
5
|
ЩС5
|
12,88
|
|
|
20,93
|
|
37,60
|
|
6
|
ЩО1
|
5,18
|
|
|
8,727
|
|
8,727
|
|
Ввод
|
|
131,64
|
|
|
205,01
|
|
247,81
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Знаком * обозначена
кратность пускового тока двигателя с большим пусковым током для
электроприемника с несколькими двигателями. Расчет пускового тока этих
электроприемников производился по формуле (3.7.5).
3.7.2
Расчёт и выбор проводов силовой сети
Выбор сечения проводов силовой
сети производится по условию нагрева:
д доп≥IР.
Произведем выбор провода для
гр. 1 ЩС 1.
Проводка будет выполнена
проводом АПВ в металлических трубах проложенных в полу.
IР=
1,932 А.
Принимаем провод АПВ 4 х 2,5,Iд
доп= 19 А
Iд
доп=19 А > 1,932 А - условие выполняется.
Для остальных групп выбор
сечения проводов производится аналогично. Результаты расчета сводим в таблицу
3.7.2.
Таблица 3.7.2 - Выбор проводов
силовой сети
|
№
гр-пы
|
Электроприёмник
|
Iр, А
|
Марка
и сечение провода, мм2
|
Iд доп, А
|
Способ
прокладки
|
|
ЩС1
|
|
|
|
|
|
1
|
Ц4-70
|
1,932
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
2
|
СФОЦ
|
171,47
|
АПВ
3х50+1х35
|
194
|
т-20
|
|
ЩС2
|
|
|
|
|
|
1
|
МХУ
8
|
12,51
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
2
|
МХУ
8
|
12,51
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ШАУ1,
ШАУ2
|
|
|
|
|
|
1
|
УВУ
60/45
|
4,68
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ЩС3
|
|
|
|
|
|
1
|
ШАУ1
|
4,68
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
2
|
ШАУ2
|
4,68
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ЩС4
|
|
|
|
|
|
1
|
Водонагреватель
|
15,91
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
2
|
ТО
2
|
1,56
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
3
|
ТО
2
|
1,56
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
4
|
ТО
2
|
1,56
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ЩС
|
|
|
|
|
|
1
|
ОПД
1М
|
2,84
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
2
|
2К-20/18
|
2,84
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
3
|
НМУ
6
|
1,73
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ОМ1
|
2,84
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ТСН-3Б
|
4,68
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ТСН-3Б
|
2,84
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ТСН-3Б
|
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ТСН-3Б
|
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
ЩВ
|
|
|
|
|
|
1
|
ЩС1
|
104,10
|
АПВ
3х50+1х35
|
130
|
т-40
|
|
2
|
ЩС2
|
21,27
|
АПВ
4х10
|
39
|
т-25
|
|
3
|
ЩС3
|
7,96
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
4
|
ЩС4
|
16,47
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
5
|
ЩС5
|
20,93
|
АПВ
4х4
|
23
|
т-20
|
|
6
|
ЩО1
|
8,727
|
АПВ
4х2,5
|
19
|
т-20
|
|
Ввод
|
|
205,01
|
АПВ
3х70+1х35
|
165
|
ск
|
3.7.3
Расчёт и выбор проводов осветительной сети
Выбор проводов осветительной
сети производится по длительно допустимому току и по допустимой потере
напряжения [9].
Распределим осветительную
нагрузку молочного блока на 3 группы, каждая группа подключается к отдельной
фазе питающей сети.
Группу 1 составляют светильники
и штепсельные розетки помещений: 1-14. Суммарная мощность составит 1,706 кВт.
Расчетный ток 1р = 7,754 А.
Группу 2 составляют светильники
и штепсельные розетки помещений: 15, 16, 17. Суммарная мощность составит 1,56
кВт. Расчетный ток 1Р = 7,09 А.
Группу 3 составляют светильники
и штепсельные розетки помещений: 18. Суммарная мощность составит 1,92 кВт.
Расчетный ток 1Р = 8,727 А.
Для всех групп предварительно
принимаем провод АППВ 2x2,5 проложенный скрыто под штукатуркой. Длительно
допустимый ток 1дДОП = 20 А.
4.
Детальная разработка проекта
.1
Выбор схемы технологического процесса
Для обогрева молочно-товарного
блока в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» используется электрический калорифер с ручным
управлением, которое приводит с одной стороны к необоснованному перерасходу
электроэнергии при превышении температуры выше оптимальной, а с другой к
возможности снижения температуры, что приводит к снижению продуктивности скота,
а возможно и к его заболеванию.
В связи с этим предлагается
установить автоматическое устройство поддержания заданной температуры на
молочно-товарном блоке. Для этого предполагается использовать датчик
температуры, подключённый к ПИД регулятору. Так как электрокалорифер питается
трёхфазным током большой величины, то для его управлением будет использован
усилитель-формирователь, управляющий силовыми симисторами.
4.2
Разработка схемы автоматизации
Основные критерии выбора
термопреобразователя (датчика температуры) [23]:
соответствие измеряемых
температур рабочим диапазонам измерений датчиков;
соответствие прочности корпуса
датчика условиям эксплуатации;
во взрывозащищенном исполнении
необходимость взрывозащищенного исполнения;
правильный выбор длины
погружаемой части датчика.
Принцип действия
термопреобразователя сопротивления основан на свойстве проводника изменять
электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды.
В качестве датчика температуры
будем использовать термометр сопротивления на основе медного проводника
ДТС125-50М.В2.60.
Его основные параметры:
Тип термопреобразователя - ДТС;
НСХ - 50М;
Класс допуска - В;
Диапазон измерений - -50...100
°С
Допустимые отклонения - ±(0,25
°С + 0,0035T);
Показатель тепловой инерции не
превышает 15 с.
Рабочий ток в измерительной
цепи - не более 5мА.
Для регулирования температуры
применяется большое количество типов регуляторов, предлагаемых как
отечественной, так и зарубежной промышленностью. В данном случае можно
применить эксплуатации и обслуживания измеритель-регулятор типа ТРМ101 компании
ОВЕН, предлагающей большой спектр приборов автоматики. Этот выбор обусловлен
хорошим соотношением качество/цена при использовании современных подходов к
автоматизации. Кроме того, продукция этой компании позволяет полностью решить
поставленную задачу.
Приборы ТРМ101 в комплекте с
первичным преобразователем предназначены для измерения физического параметра
контролируемого объекта, отображения измеренного параметра на встроенном
цифровом индикаторе; а также для формирования сигналов управления встроенными
выходными устройствами, которые осуществляют регулирование измеряемого
параметра.
Приборы ТРМ101 могут быть
использованы в системах контроля и регулирования при выполнении технологических
процессов в разных отраслях промышленности и сельском хозяйстве.
Прибор может выполнять
следующие функции:
. Измерение температуры или
другой физической величины;
. Регулирование измеряемой
величины по ПИД-закону путем импульсного или аналогового управления или по
двухпозиционному закону;
. Автонастройка ПИД-регулятора
на установленном объекте;
. Ручное управление выходной
мощностью ПИД-регулятора;
. Определение аварийной ситуации
при выходе измеряемого параметра за заданные границы и при обрыве в контуре
регулирования;
. Обнаружение ошибок работы и
определение причины неисправности;
. Работа в сети, организованной
по стандарту RS 485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и
осуществлять контроль;
. Дистанционное управление
запуском и остановкой регулирования.
Основные параметры ТРМ101:
Напряжение питания, В
……………………....................…90…245
Потребляемая мощность, ВА
………………………...............6
Частота, Гц ………………………………………..................47…63
Время опроса
датчика.................................................................. 1 с
Входное сопротивление
прибора:...............................не менее 100 кОм
Предел допустимой основной
погрешности ..........................0,5 %
Диапазон выходного
сигнала...................................................0...10 В
Дискретность
ЦАП...............................................................10 разрядов
Сопротивление нагрузки
более...............................................2 кОм
Предел допустимой погрешности
ЦАП...................................0,5 %
Габаритные размеры прибора,
мм.......................................48.48.102
Масса, не более, кг........................................................................0,5
Степень защиты
корпуса.............................................................IP54
Группа климатического
исполнения........................................УХЛ4
Прибор предназначен для
эксплуатации в следующих условиях:
температура окружающего воздуха
+1…50 °С
относительная влажность при 35
°С 30…85 %
атмосферное давление 85…107 кПа
Структурная схема ТРМ101
представлена на рисунке 4.3.1
Рисунок 4.3.1 - Структурная
схема ТРМ101
В зависимости от исполнения
выходные устройства могут быть различными. Для данной конструкции применим
регулятор типа ТРМ101-УР с выходом АЦП 0…10 В для регулирования и релейным
выходом для сигнализации.
Устройство и работа прибора.
Общие принципы
ПИД-регулирования: на выходе регулятора вырабатывается управляющий (выходной)
сигнал Yi, действие которого направлено на уменьшение отклонения Ei:
,
где Xp - полоса пропорциональности;
Ei - разность между заданными Tуст и текущими Ti значением измеряемой величины,
или рассогласование;tд -
постоянная времени дифференцирования; Ei - разность между двумя соседними
измерениями Ei и Ei-1;tизм - время между двумя соседними измерениями Ti и Ti-1;
tи -
постоянная времени интегрирования; 
- накопленная сумма рассогласований.
Из формулы видно, что при
ПИД-регулировании сигнал управления зависит от разницы между текущим параметром
Ti и заданным значением Tуст измеряемой величины Ei, которая реагирует на
мгновенную ошибку регулирования (отношение называется пропорциональной
составляющей выходного сигнала), скорости изменения параметра , которая
позволяет улучшить качество переходного процесса (выражение называется дифференциальной
составляющей выходного сигнала), накопленной ошибки регулирования, которая
позволяет добиться максимально быстрого достижения температуры уставки
(выражение называется интегральной составляющей выходного сигнала).
Для эффективной работы ПИД-регулятора
необходимо установить правильные для конкретного объекта регулирования значения
коэффициентов Xр, tд и tи, которые пользователь может
определить либо в режимах АВТОНАСТРОЙКА, или РУЧНАЯ. Эти параметры вводятся на
этапе настройки прибора либо в ручном режиме, либо прибор сам определяет их
автоматически.
Для того, чтобы регулятор
температуры ТРМ101 мог управлять мощной нагрузкой надо установить блок
управления симисторами БУСТ компании ОВЕН. В зависимости от выходного
напряжения АЦП регулятора он управляет силовыми симисторами, через которые
подключаются ТЭНы калорифера.
Блок управления симисторами и
тиристорами ОВЕН БУСТ имеет три идентичных канала управления тиристорами или
симисторами. Каждый канал соответствует одной из фаз. При управлении однофазной
или двухфазной нагрузкой используется один или два первых канала. Всего в
приборе БУСТ 9 входов. Каждый канал управления имеет 2 входа для контроля
перехода напряжения фазы через 0 (используется для внутренней синхронизации
устройства обработки сигналов) и тока фазы (используется для защитного
отключения).
Кроме того, БУСТ имеет 3 входа,
общих для всех трех каналов:
управляющий вход;
вход блокировки;
вход для задания уровня защитного
отключения.
Подключение датчиков осуществляется
по двухпроводной схеме. Регулирование мощности активной нагрузки осуществляется
с помощью сигналов управления 0(4)…20 мА, 0…5 мА, 0…10 В, поступающих от
регулятора (например, ОВЕН ТРМ101, ТРМ10).
Возможно ручное регулирование
мощности с помощью внешнего переменного резистора 10 кОм.
БУСТ имеет два метода управления
тиристорами в зависимости от инерционности нагрузки и уровня помех в сети,
защиту тиристоров при возникновении аварийных ситуаций: короткого замыкания или
превышения номинального тока в нагрузке, плавный выход на заданный уровень
мощности для предотвращения резких перегрузок питающей сети.
Рисунок 4.3.2 - Структурная схема
блока управления БУСТ
Структурная схема БУСТ представлена
на рисунке 4.3.2. БУСТ может осуществлять регулирование мощности фазовым
методом и методом управления по числу полупериодов. Первый метод даёт быстрый
отклик нагрузки, но создаёт большое количество помех, особенно учитывая
мощность калорифера (100 кВт). В нашем случае, учитывая инерционность
нагревателя и датчика температуры, лучше использовать второй метод. Он
позволяет значительно уменьшить уровень помех в электросети за счет включения и
отключения нагрузки в момент перехода сетевого напряжения через нуль. Однако
период следования управляющих сигналов с БУСТа составляет 256 целых
полупериодов колебаний сетевого напряжения, или 2,56 с, поэтому этот метод
применим только для инерционных нагрузок. Количество полупериодов на выходе
БУСТа, а значит мощность на нагрузке, зависит от величины сигнала на входе
БУСТа: при максимальном уровне сигнала (100 %) на нагрузку подаются все 256
полупериодов, при 50 % - 128, при минимальном уровне полупроводниковые элементы
закрыты и на нагрузку напряжение не поступает.
БУСТ обеспечивает защиту силовых
тиристоров или симисторов при возникновении аварийных ситуаций: короткого
замыкания или превышения номинального тока в нагрузке. Для этого
последовательно с нагрузкой на каждой фазе устанавливается трансформатор тока,
вторичная обмотка которого подключается ко входу устройства контроля тока.
Уровень защитного отключения задается пользователем при помощи внешнего
переменного резистора номиналом 100 кОм. При превышении заданного порога
происходит аварийное отключение, при котором управление блокируется и
светодиоды, индицирующие уровень управляющего сигнала, начинают мигать. Снятие
аварийного состояния происходит при выключении питания прибора.
Прибор позволяет плавно достигать
заданной мощности и тем самым избегать резких перегрузок питающей сети. При
включении прибора или при скачкообразном изменении управляющего БУСТом сигнала
мощность в нагрузке возрастает не скачкообразно, а плавно. При скачкообразном
изменении уровня сигнала на входе БУСТа мощность на нагрузке изменяется со
скоростью 20 % в секунду, а время изменения мощности на нагрузке от
минимального значения до максимального составляет 5 секунд.
Выходным устройством каждого канала
является импульсный трансформатор с двумя вторичными обмотками. Это позволяет
подключать к каждому каналу прибора либо симистор, либо два встречно включенных
тиристора с током управления в импульсном режиме до 300 мА.
Основные технические характеристики
БУСТ.
Напряжение питания 220 В 50 Гц
Допустимое отклонение номин.
напряжения -15...+10 %
Входы управления внешний переменный
резистор,
...10 В,
...5 мА,
...20 мА,
...20 мА
Макс. допустимый преобразованный
трансформатором ток нагрузки
на входах контроля 2 А
Максимальный импульсный ток
управления не более 600 мА
Амплитуда управляющих импульсов 12 В
Метод управления тиристорами фазовый
по числу полупериодов
Число используемых фаз 1...3
Габаритные размеры корпуса
145х105х55 мм
Степень защиты корпуса IP20
Для коммутации нагрузки выберем
симисторы. Выбор осуществим по следующим критериям:
. Максимальное прямое напряжение в
закрытом состоянии >380 В
. Максимальное обратное напряжение в
закрытом состоянии >380 В
. Максимальный прямой ток >171 А.
. Ток включения управляющего
электрода < 600 мА
. Напряжение включения на
управляющем электроде < 12 В
Для обеспечения надёжности работы
симисторов максимально допустимые параметры выберем примерно на 20% - 50% выше
рабочих. Указанным требованиям удовлетворяет симистор 2ТС171-250-600 со
следующими характеристиками:
. Максимальное прямое напряжение в
закрытом состоянии £ 600 В
. Максимальное обратное напряжение в
закрытом состоянии £ 600 В
. Максимальный прямой ток 250 А
. Ток включения управляющего
электрода 500 мА
. Напряжение включения на
управляющем электроде 5 В
Блок управления симисторами и
тиристорами ОВЕН БУСТ осуществляет защиту выходных ключей и нагрузки. Для этого
в схему вводятся датчики на трансформаторах тока. Для этой цели применим
трансформаторы ТНШ-0.66-300 на номинальное напряжение 0.66 кВ и номинальный ток
300 А.
5.
Организация эксплуатации электрооборудования
.1 Организация
электротехнической службы на предприятии
Существует несколько подходов при
определении трудоемкости работ по техническому обслуживанию (ТО), текущему (ТР)
и капитальному ремонту (КР). Один из них основан на измерении объема работ в
условных единицах эксплуатации (УЕЭ), разработанные для расчета количества
эксплуатационного персонала ЭНС хозяйства МСХ СССР (см. указания Министерства
сельского хозяйства СССР от 30 января 1974г., №15). В 1987г. УЕЭ подвергались
переработке [4].
Во втором случае объем работ
определяется в единицах трудоемкости - нормо-часах. В третьем
энергооборудование переводят в условные единицы ремонта (УЕР), затем по
трудоемкости одной УЕР определяют трудоемкость определенных видов работ (ТО,
ТР, ЗС, КР). Наибольшее распространение получили первый и второй методы. В
данном проекте воспользуемся первым методом. Расчет ведем в форме таблиц.
Электрооборудование для каждого
электрифицированного объекта хозяйства заносим в графу 1, количество данного
оборудования в каждой группе заносим в графу 3. В графы 4, 5, 6 заносим
условное обозначение среды, число часов работы в сутки, коэффициент сезонности
соответственно. Последний определяется путем деления числа месяцев работы
оборудования на число месяцев в году. Объем работ на единицу оборудования в УЕЭ
заносим в графу 7. В объем работ силового оборудования входит также объем работ
ТО и ТР аппаратуры управления и электропроводки.
Исходя из этого графы 7 и 8
заполняем только для силового оборудования, а для аппаратуры управления графы 7
и 8 не заполняем.
Определяем объем работ в каждой
группе оборудования. Для этого мы перемножаем данные, приведенные в графах 3 и
7. Далее определим общий объем работ по участку обслуживания, просуммировав УЕЭ
в графу 8.
Используя данные таблицы 22.5/1/,
определим годовое количество ТО, ТР, ЗС и КР на единицу оборудования, занесем
эти данные в графы 9, 10, 11 и 12 соответственно. В случае, если оборудование
ставится на консервацию, к годовому количеству физических обслуживании (графа
9) добавляем одно ТО.
Определяем количество условных
ремонтов в год (графы 17, 18, 19 20). Для этого перемножаем годовое количество
физических ремонтов (графы 10, 11, 12) на коэффициенты перевода физических
ремонтов по группам оборудования (графы 13, 14, 15, 16) на количество (графа 3)
и на коэффициент сезонности (графа 6). Определяем общий годовой объем работ по
ТО, ТР, ЗС и КР в физических и условных ремонтах сложением объемов работ по
электрифицированным объектам (итог граф 17...20). Умножением трудоемкости
условной единицы ремонта на количество соответствующего вида работ определяем
годовые затраты для видов работ. Полученные данные заносим в таблицу 5.1.1.
электроснабжение
освещение кормоцех электротепловой
Таблица 5.1.1 - Годовая
производственная программа. Ферма КРС на 200 голов
|
Наименование
и характеристика оборудования
|
Единицы
измерения
|
Количество
|
Среда
|
Часы
работы в сутки
|
Коэффициент
сезонности
|
Объём
работы в условных единицах
|
Годовое
количество физических ремонтов на единицу измерения по нормам, шт.
|
Коэффициент
перевода физических ремонтов в условные
|
Количество
условных ремонтов в год
|
|
|
|
|
|
|
ЕД
|
ОБЩ.
|
ТО
|
ТР
|
ЗС
|
КР
|
ТО
|
ТР
|
ЗС
|
КР
|
ТО
|
ТР
|
ЗС
|
КР
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
|
Шкаф
силовой, 8 групп
|
шт
|
3
|
4
|
24
|
1
|
0,32
|
0,96
|
12
|
2
|
0
|
0,25
|
2,8
|
2,92
|
0
|
0
|
100,8
|
17,52
|
0
|
0
|
|
Щит
осветительный, 6 групп
|
шт
|
3
|
1
|
24
|
1
|
0
|
0
|
12
|
2
|
0
|
0,25
|
1,2
|
0
|
0
|
0
|
14,4
|
0
|
0
|
0
|
|
Магнитный
пускатель, до 25 А
|
шт
|
1
|
1
|
5
|
1
|
0
|
0
|
24
|
2
|
2
|
0,18
|
0,4
|
0,25
|
0
|
0
|
115,2
|
6
|
0
|
0
|
|
Пакетные
переключатели
|
шт
|
12
|
4
|
5
|
1
|
0
|
0
|
16
|
2
|
1
|
0,14
|
0,3
|
3,1
|
0
|
0
|
4,8
|
6,2
|
0
|
0
|
|
Светильники
с лампами накаливания
|
шт
|
1
|
3
|
8
|
1
|
1,4
|
60,2
|
4
|
0
|
0
|
0
|
0,52
|
0
|
0
|
0
|
89,44
|
0
|
0
|
0
|
|
Провод
АПВ-2,5
|
м
|
43
|
4
|
24
|
1
|
0
|
0
|
4
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
180
|
0
|
0
|
0
|
|
Кабель
АВРГ-4х25
|
м
|
450
|
4
|
6
|
1
|
0
|
0
|
4
|
0
|
0
|
0
|
1,2
|
0
|
0
|
0
|
748,8
|
0
|
0
|
0
|
|
Электродвигатель
4А..0,75/1500
|
шт
|
156
|
1
|
6
|
1
|
0,44
|
0,44
|
5
|
1
|
1
|
0,11
|
0,80
|
0,81
|
0,78
|
0,78
|
4
|
0,81
|
0,78
|
0,085
|
|
Электродвигатель
4А..4/1500
|
шт
|
1
|
1
|
5
|
1
|
0,61
|
1,22
|
55
|
1
|
1
|
0,11
|
1,00
|
1,00
|
1
|
1,00
|
10
|
2
|
2
|
0,22
|
|
Электродвигатель
4А..0,25/31,5
|
шт
|
2
|
1
|
5
|
1
|
0,44
|
0,44
|
5
|
1
|
1
|
0,11
|
1,2
|
1,215
|
1,17
|
1,17
|
6
|
1,215
|
1,17
|
0,128
|
|
Электродвигатель
4А..4,7/3000
|
шт
|
1
|
1
|
5
|
1
|
0,61
|
0,61
|
5
|
1
|
1
|
0,11
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
4
|
0,8
|
0,8
|
0,08
|
|
Электродвигатель
4А..0,4/1500
|
шт
|
1
|
1
|
5
|
1
|
0,44
|
0,44
|
5
|
1
|
1
|
0,11
|
0,8
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
4
|
0,9
|
0,8
|
0,08
|
шт
|
2
|
1
|
5
|
1
|
0,61
|
1,22
|
5
|
1
|
1
|
0,11
|
0,8
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
8
|
1,8
|
1,6
|
0,17
|
|
Электродвигатель
4А..3,7/3000
|
шт
|
1
|
3
|
5
|
1
|
1,52
|
1,52
|
16
|
2
|
1
|
0,14
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
12,8
|
1,6
|
0,8
|
0,11
|
|
Электродвигатель
4А..1,5/1500
|
шт
|
1
|
3
|
5
|
1
|
1,52
|
1,52
|
16
|
2
|
1
|
0,14
|
0,8
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
12,8
|
1,8
|
0,8
|
0,11
|
|
Электродвигатель
4А..0,55/1500
|
шт
|
1
|
4
|
5
|
1
|
0,88
|
0,88
|
24
|
2
|
2
|
0,18
|
0,8
|
0,81
|
0,78
|
0,78
|
19,2
|
1,62
|
1,56
|
0,140
|
|
Электродвигатель
4А..7,5/1500
|
шт
|
1
|
4
|
2
|
1
|
1,28
|
1,28
|
24
|
2
|
2
|
0,18
|
1,2
|
0,14
|
1,43
|
1,93
|
28,8
|
2,28
|
2,86
|
0,347
|
|
Электрокалорифер
|
шт
|
1
|
1
|
8
|
1
|
3,16
|
3,16
|
5
|
1
|
0
|
0
|
1,03
|
1,06
|
0
|
1,6
|
5,15
|
1,06
|
0
|
0
|
|
Щит
управления
|
шт
|
1
|
1
|
24
|
1
|
0,32
|
0,32
|
4
|
2
|
0
|
0,25
|
1,2
|
0
|
0
|
0
|
4,6
|
0
|
0
|
0
|
|
Водонагреватель
|
шт
|
1
|
1
|
6
|
1
|
1,66
|
1,66
|
5
|
1
|
0
|
0,2
|
0,82
|
1,64
|
0
|
1,00
|
4,1
|
1,64
|
0
|
0,2
|
Таблица 5.1.2 - Норматив
трудоемкости на одну условную единицу ремонта, чел.-час
|
Виды
работ
|
Нормативные
трудоёмкости на одну условную единицу ремонта, чел.-час.
|
|
Техническое
обслуживание
|
0,50
|
|
Текущий
ремонт
|
4,80
|
|
Замена
смазки
|
0,25
|
|
Капитальный
ремонт
|
12,5
|
Определим затраты труда по
отдельным объектам хозяйства.
Определим затраты труда на
проведение оперативного обслуживания:
Здо = Кд (Зто + Зтр + Ззс),
где Кд - коэффциент долевого
участия и затрат труда на дежурное обслуживание, принимаем Кд = 0,15;Зто + Зтр
+ Ззс - затраты труда на выполнение планируемых ТО, ТР, ЗС, чел.-час.
Здо = 0,15 · (1496,15 + 226,78
+ 3,29) = 258,93.
Результаты расчетов заносим в
таблицу 5.1.3.
Таблица 5.1.3 - Расчет затрат
труда
|
Объекты
хозяйства
|
Количество
условных ремонтов в год, шт.
|
Затраты
труда на проведение видов работ, чел.-час.
|
|
ТО
|
ТР
|
ЗС
|
КР
|
ТО
|
ТР
|
ЗС
|
КР
|
ДО
|
|
БРИГАДА
1
|
|
Коровник
|
2992,2
|
47,25
|
13,17
|
1,70
|
1496,1
|
226,78
|
3,29
|
21,23
|
258,9
|
Численность персонала
электротехнической службы.
Определяем количество персонала
в группах обслуживания и ремонта:
,
где Nx-
количество персонала в группе;3i-
годовые затраты труда на выполнение i
- го вида работ, чел.-час.
Согласно рекомендациям
Министерства труда и социального развития расчет действительного фонда рабочего
времени производим вследующего порядке:
Определяем количество рабочих
дней при пятидневной рабочей неделе:
= dk-dн·2-
dп,
где dp
- количество рабочих дней в году;dk
- количество календарных дней в году;dн
- количество недель в году, dн
= 52;dп - количество
праздничных дней в году, согласно КзоТ, dn=10.
dp
= 365 - 52- 2 - 10 = 251 дней.
Определяем действительный фонд
рабочего времени:
Фд
= ((dп
- do) · t - n · dпп)
- ηp ,
где do
- количество отпускных дней в году, do
= 20 (согласно КЗоТ); t
- средняя продолжительность рабочей смены, t
= 8ч; n - число часов, на
которое укорочен праздничный день, n
= 1ч; dпп - количество
предпраздничных дней в году, dпп
= 8;ηр
- коэффициент, учитывающий потери рабочего времени по уважительным причинам, ηр
= 0,95...0,98.
Фд = ((251 -20) · 8 - 1 · 8) ·
0,96 = 1766,40 чел.-час.
Определяем число
электромонтеров в группе дежурного обслуживания:
,
где Кд - коэффициент, который
учитывает затраты труда на дежурное обслуживание, Кд = 0,15.
Рассчитываем гарантированное
число электромонтеров, обеспечивающих максимально возможный объем работ при
наихудших условиях:
,
где N
- среднегодовое число электромонтеров;ρ - оценка
доверительного интервала случайных величин, ρ=1...3;
Ка - коэффициент вариации объема работ исполнителей, Ка=0,05...0,10;Кф -
коэффициент вариации производительности исполнителей, Кф = 0,07... 0,15.
Nrк
= 1,1377- (1 + 2- 0,75) · (1+2 · 0,11) = 3,4699 чел.
Определяем среднегодовое число
электромонтеров, зная их численность:
= ΣNi
+ Nд;
= 5,916 + 0,888 = 6,804 чел.
Расчетные данные заносим в
таблицу 5.1.3.
Окончательное решение о
количестве электромонтеров принимают при обосновании ЭНС и оно должно быть в
пределах от N до Nr.
Исходя из табличных данных
принимаем количество электромонтеров на участке:
Nок.к1=
2 чел.
Должности руководителей ЭНС
выбираем согласно данным таблицы 5.1.4.
Таблица 5.1.4 - Типовые штаты
службы главного энергетика сельскохозяйственных предприятий
|
Должность
руководителя ЭНС
|
Нормативы
для ведения должности
|
|
1.Главный
энергетик
|
1
на хозяйство, имеющее установок не более чем 1500 УЕЭ и потребляющее более
1,5 млн. кВт·чэлектроэнергии на производственные цели.
|
|
2.Старший
инженер-энергетик на правах главного
|
1
на хозяйство, имеющее установок от 1001 до 1500 УЕЭ и потребляющее более 1,0
млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.
|
|
3.Старший
инженер-энергетик
|
1
на хозяйство, имеющее установок от 500 до 1000 УЕЭ и потребляющее более 0,5
млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.
|
|
4.Инженер-электрик
|
1
на хозяйство, имеющее установок от 251 до 500 УЕЭ и потребляющее более 0,5
млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.
|
Таблица 5.1.5 - Штатные
нормативы службы главного энергетика сельскохозяйственных предприятий
|
Должность
ИТР
|
Нормативы
для ведения должности
|
|
1.
Инженер-электрик
|
1
должность на каждые 1100 УЕЭ
|
|
2.
Старший техник-электрик
|
1
должность на каждые 650 УЕЭ
|
Таблица 5.1.6 - Сводная таблица
количества руководителей ЭТС
|
Должность
|
Общий
объём работ в условных единицах
|
Объём
работ 1-го служащего в условных единицах
|
Количество
служащих
|
|
Инженер-электрик
|
431,2
|
251…500
|
1
|
Таблица 5.1.7 - Сводная таблица
по персоналу ЭТС.
|
Должность
|
Количество
|
|
1.
Инженер-электрик
|
1
|
|
2.
Электромонтёр
|
2
|
5.2 Организация
эксплуатации электрооборудования
Форма эксплуатации
энергоустановок зависит от объема работ по техническому обслуживанию
энергетического электрооборудования в сельском хозяйстве. Различают следующие
формы эксплуатации [4]:
·
хозяйственная;
·
специализированная;
·
комплексная.
Методы обоснования формы
эксплуатации энергоустановок различают по числу учитываемых факторов. В
настоящее время, в связи с разукрупнением сельскохозяйственных предприятий,
наибольшее распространение получат специализированная и комплексная формы
эксплуатации.
По первому методу выбор формы
эксплуатации энергоустановок производят по УЕЭ (см. табл. 5.2.1), при этом
учитывают только годовой объем и номенклатуру работ.
Таблица5.2.1 - Выбор формы
эксплуатации электроустановок
|
Объём
работ в УЕЭ
|
Форма
эксплуатации электроустановок
|
|
>800
|
Хозяйственная
|
|
301…800
|
Специализированная
|
|
<300
|
Комплексная
|
Для данной фермы принимаем
комплексную форму эксплуатации энергоустановок, так как объем работ в УЕЭ
составляет 75,55.
6.
Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта
.1
Анализ условий труда
На данной территории
климатический сезонный коэффициент составляет 1,6. Удельное электрическое
сопротивление грунта составляет 200 Ом•м. Скоростной напор ветра составляет
34,3 Н/м2, 15 м/с. Район по гололеду - IV.
Толщина стенки гололеда составляет 15 мм. Среднегодовая продолжительность гроз
составляет 40 ... 60 часов [25].
Целью охраны труда является
создание здоровых и безопасных условий для работы в сельскохозяйственном
производстве.
Создание благоприятных условий
труда обеспечивает высокую производительность труда, но главное, сохраняет
здоровье работающим и предотвращает производственный травматизм.
Анализ потенциальных опасностей
возникающих вследствие воздействия опасных и вредных производственных факторов,
и меры, предупреждающие их опасное воздействие приведены в таблице 6.1.1.
Таблица 6.1.1 - Потенциальные
опасности и меры их предупреждения
|
Технологические
операции, оборудование, инструмент
|
Вид
опасности
|
Источники
опасности
|
Требования
безопасности
|
Требования
производственной санитарии
|
Лица,
осуществляющие контроль над соблюдением ТБ
|
|
|
|
К
персоналу
|
К
оборудованию
|
|
|
|
Кормораздатчик
|
Попадание
руками во вращающиеся части
|
Привод
кормораздатчика
|
Инструктаж
по ТБ. Застёгнутая и заправленная одежда
|
Защитные
кожуха, контраст движущихся частей
|
Е=100
лк, t=23ºС,
φ=60-75%
|
Бригадир
|
|
Компрессоры,
вакуумные насосы, вентиляторы, транспортёры
|
Попадание
руками во вращающиеся части
|
Привод
механизмов
|
Инструктаж
по ТБ. Ограничение доступа людей
|
Защитные
кожуха, контраст движущихся частей
|
t=23ºС,
φ=60-75%
|
Бригадир
|
|
Ремонт
и ТО технологического оборудования
|
Поражение
электрическим током, попадание руками во вращающиеся части
|
Любое
технологическое оборудование
|
Инструктаж
по ТБ, соответствующая квалификация,
|
Возможность
полного отключения установок
|
-
|
Бригадир
|
6.2
Присвоение категорий производственному объекту
Классификация помещений фермы
по условиям окружающей среды приведена в таблице 6.2.1., по опасности поражения
электрическим током - в таблице 6.2.2., по пожарной опасности в таблице 6.2.3.
Таблица 6.2.1 - Классы
помещений по условиям среды
|
Наименование
помещения
|
Состояние
окружающей среды
|
Класс
помещения
|
|
Температура,
ºС
|
Относит.влажность,
%
|
|
|
Венткамера
|
20
|
60
|
Сухое
|
|
Компрессорная
|
16
|
70
|
Влажное
|
|
Вакуум-насосная
|
16
|
70
|
Влажное
|
|
Электрощитовая
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Помещение
для хранения и ремонта оборудования
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Коридор
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Молочная
|
20
|
85
|
|
Помещение
для моющих средств
|
20
|
85
|
Влажное
|
|
Лаборатория
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Санузел
|
16
|
70
|
Влажное
|
|
Моечная
|
20
|
85
|
Влажное
|
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Тамбур
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Комната
персонала
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Служебный
проход
|
20
|
60
|
Нормальное
|
|
Помещение
для загрузки кормов
|
16
|
60
|
Нормальное
|
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
16
|
60
|
Нормальное
|
|
Стойла
|
20
|
60
|
Нормальное
|
Таблица 6.2.2 - Классы
помещений по опасности поражения электрическим током
|
Наименование
помещения
|
Параметры,
определяющие опасность поражения
|
Класс
помещения по ПУЭ
|
|
t, ºС
|
Отн.
вл., %
|
Состояние
полов
|
Одновременное
прикосновение
|
Агрессивная
среда
|
|
|
Венткамера
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Компрессорная
|
16
|
70
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Вакуум-насосная
|
16
|
70
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Электрощитовая
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Помещение
для хранения и ремонта оборудования
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Коридор
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Молочная
|
20
|
85
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Помещение
для моющих средств
|
20
|
85
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Лаборатория
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Санузел
|
16
|
70
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Моечная
|
20
|
85
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Тамбур
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Комната
персонала
|
20
|
60
|
Проводящие
|
Возможно
|
Нет
|
П-II
|
|
Служебный
проход
|
20
|
60
|
Проводящие
|
|
Нет
|
П-II
|
|
Помещение
для загрузки кормов
|
16
|
60
|
Проводящие
|
|
Нет
|
П-II
|
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
16
|
60
|
Проводящие
|
|
Нет
|
П-II
|
|
Стойла
|
20
|
60
|
Проводящие
|
|
Нет
|
П-II
|
В зависимости от пожарных
свойств и количества веществ или материалов, используемых или образующихся в
процессе производства и находящихся в аппаратах, все производства, а также
помещения или здания, в которых они размещены, подразделяются на 5 категорий в
соответствии с общероссийскими нормами технологического проектирования
«Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной
опасности» (ОНТП 10-99/ МВД России, М., 1999).
Таблица 6.2.3 - Классификация
помещений по пожарной опасности
|
Наименование
помещения
|
Класс
помещения
|
|
Венткамера
|
Д
|
|
Компрессорная
|
Д
|
|
Вакуум-насосная
|
Д
|
|
Электрощитовая
|
Д
|
|
Помещение
для хранения и ремонта оборудования
|
Д
|
|
Коридор
|
Д
|
|
Молочная
|
Д
|
|
Помещение
для моющих средств
|
Д
|
|
Лаборатория
|
Д
|
|
Санузел
|
Д
|
|
Моечная
|
Д
|
|
Лаборатория
для искусственного осеменения
|
Д
|
|
Тамбур
|
Д
|
|
Комната
персонала
|
Д
|
|
Служебный
проход
|
Д
|
|
Помещение
для загрузки кормов
|
Д
|
|
Помещение
для наклонных транспортёров
|
Д
|
|
Стойла
|
Д
|
6.3
Повышение безопасности
На данной ферме опасным
фактором является возможность поражения электрическим током от действующих
электроустановок. Так же существует опасность поражения персонала и повреждения
электрооборудования кормоцеха вследствие разрядов молнии. Для исключения
вероятности поражения следует обеспечить кормоцех фермы молниезащитой. Для
обслуживающего персонала необходимо разработать инструкцию по технике
безопасности при работе с оборудованием фермы.
6.3.1
Расчет заземления ТП
На потребительской подстанции
для общего заземляющего устройства с учетом всех повторных заземлений, при
количестве отходящих линий ВЛ не менее 2-х, допустимая величина сопротивления
составляет для напряжения 380/220 В [4]:
Rдоп
= 4 Ом.
Так как удельное сопротивление ρ
= 200 Ом·м>
100 Ом·м, то допустимое сопротивление заземления может быть увеличено в ρ/100
раз,
т.е.:
,
.
Удельное электрическое сопротивление
грунта:
ρ = 200 Ом·м.
Климатический сезонный коэффициент:
Кс=1,6.
Тогда:
,
ρ' = 1,6·200 = 320 Ом·м.
Определим сопротивление
растеканию электрическому току одиночного заземлителя. Для стержня на глубине h
= 0,6 м, длиной 5 м, диаметром d
= 16·10-3 м:
,
где ρ' - приведенное
удельное сопротивление грунта, Ом·м;l - длина
стержня, м; d - диаметр
стержня, м; t - глубина
центра стержня, м.
= l/2
+ h;
= 5/2 + 0,6 = 3,1;
Ом.
Определим необходимое количество
вертикальных заземлителей:
Т=Rв/Rдоп,
где nТ
- теоретическое количество стержней.
nт
= 59,4/8 = 7,425 шт.
Принимаем nт
= 7 шт. Действительное количество стержней:
д = nT/ki,
где ki
- коэффициент взаимного экранирования.
Для а /l
= 2 при количестве n = 8 :ki
= 0,71 при размещении электродов по контуру.
nд
= 7/0,71=9,86 шт.
Принимаем nд
= 10 шт. Тогда сопротивление очага электродов R0
равно:
0 = Rв/nд;
0 = 59,4/10 = 5,94 Ом.
Определим длину соединительной
полосы, для электродов размещенных по контуру:
= a·n,
где а - расстояние между
электродами, м;n -
действительное количество электродов, шт.
Принимаем а = 10 м.
Ln=10·10=
100м.
Рассчитаем сопротивление
одиночной соединительной полосы по формуле:
,
где b
- ширина полосы, м.
Принимаем b
= 0,04 м.
.
Определим сопротивление заземляющего
устройства по формуле:
,
где Kz -
коэффициент взаимного влияния вертикальных электродов и соединительной полосы.
Для а N = 2 при
числе стержней n = 10 при размещении электродов по
контуру принимаем Кz = 0,4.
.
Условие Rзy ≤ Rдоп ≤
8 Ом выполняется, значит, заземляющее устройство рассчитано верно.
Расход материалов для сооружения
заземлителя составит: число стержней - 10 шт., длина стержня - 5 м., диаметр
стержней - 16 мм. Длина всех стержней:
lобщст=n·lст.
Длина соединительной полосы - 100 м,
стержень от трансформаторной подстанции к полосе -1м.
6.3.2
Расчет молниезащиты кормоцеха
Кормоцех относится ко II категории
устройств молниезащиты, зона Б.
Здания и сооружения, отнесенные по
устройству молниезащиты ко II категории, защищаются от
прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через подземные
металлические коммуникации.
Рассчитаем молниезащиту для
кормоцеха, чтобы исключить чрезвычайные ситуации, связанные с поражением людей
электрическим зарядом и выходом из строя оборудования [4].
Произведем расчет молниеотвода.
Расчет молниеотвода, при степени
надежности защиты - 95%, производится по формуле:
,
где h - высота
молниеотвода, м;rх - радиус защитной зоны на высоте hx, м; hx - высота
наиболее удаленной точки на здании, м; hx = 9м.
,
где а - ширина здания, м; b
- длина здания, м.
Так как длина здания в 2 раза
больше ширины, то необходимо установить два молниеотвода. Тогда при расчете rхдлина
здания уменьшается в 2 раза, то есть b
= 12 м. Такое решение имеет свое преимущество, которое заключается в том, что
при установке двух молниеотводов их длина меньше по сравнению с длиной одного
молниеотвода.
.
Определяем радиус защитной зоны на
уровне земли:
0=1.5·h,
где r0 - радиус
защитной зоны на уровне земли, м.
r0= 1,5·16 =
24 м. Определяем высоту защитной зоны на уровне земли:
0=0.92·h,
где ho
- высота защитной зоны с радиусом r0,
м.
h0
= 0,92·16 = 9м.
Уточняем радиус по формуле:
,
.
Рисунок 6.3.1 - Зоны защиты
молниеотводов
Как видно из рисунка, данные
молниеотводы полностью обеспечивают защиту здания от поражения молнией. Сопротивление
заземлителей определяют расчетным путем или непосредственно на месте.
Сопротивление растекания тока одного
стержневого заземлителя определяют по формуле:
,
где ρ-
удельное сопротивление грунта, Ом·м; ρ
= 100 Ом·м - для суглинистых почв;l
- длина заземлителя, м;l=1м;d
- диаметр заземлителя, м;d
= 0,06м;h0 - глубина
заземления, м;h0 = 0,8 м.
.
Определяем необходимое количество
заземлителей:
,
где n
- число заземлителей, шт.;
Принимаем 9 заземлителей.
Рассчитываем сопротивление растеканию
тока стержнями очага заземления:
,
.
Рассчитываем длину сопротивления
полосы:
=1,05·a·n,
где Ln
- длина соединительной полосы, м;а - расстояние между стержнями, м;а= 3 м; n
- число заземлителей, шт;
Ln=
1,05·3·9 = 28,35 м.
Проведем корректировку
сопротивления растеканию тока полосы заземления с учетом коэффициентов
сезонности и использования полосы
,
где ηн
- коэффициент использования полосы; ηн
= 0,7; Rn -
сопротивление растеканию тока, Ом.
.
Рассчитываем результирующее
сопротивление искусственного заземлителя:
,
где R0бщ.
- результирующее сопротивление искусственного заземлителя, Ом.
.
Что соответствует Rдon=10 Ом.
6.4 Охрана
труда при проведении работ на МТБ
.4.1
Требования пожарной безопасности
На территории и в помещениях фермы,
комплекса необходимо создать специальные противопожарные посты, пожарные щиты
которых должны быть оснащены соответствующем инвентарем (огнетушителями,
топорами, ведрами, баграми и т. д.) и иметь свободный доступ к ним. У пожарных
резервуаров с водой должны быть установлены мотопомпы и насосы [25].
Средства пожаротушения необходимо
содержать в исправном состоянии и постоянной готовности к действию.
Все работающие на ферме, комплексе
должны быть обучены обращению со средствами пожаротушения и умению эвакуации
животных при пожаре.
Для предупреждения пожара по
окончании работы необходимо убедиться в том, что питание силовых и
осветительных сетей отключено (за исключением дежурного освещения).
В теплое время года необходимо
периодически проверять состояние стогов, скирд, чтобы предотвратить возможность
их самовозгорания.
Для курения на ферме, комплексе
отводятся специальные места.
Запрещается:
· на территории фермы, комплекса
использовать открытый огонь, разводить костры;
· использовать
территорию между животноводческими помещениями под складирование материалов,
сена, соломы;
· отогревать
замерзшие трубы центрального отопления, канализации, водопровода и т. п.
открытым огнем;
· проводить сварочные
работы в помещениях, где находятся животные;
· оставлять в
бункерах агрегатов, в помещении готовую травяную муку и сухую массу;
· хранить бензин,
керосин, спирт, масла и другие легковоспламеняющиеся материалы в
производственных и служебных помещениях.
6.5
Экологичность проекта
Охрана природы плановая система
государственных, международных и общественных мероприятий, направленных на
рациональное использование, охрану и восстановление природных ресурсов, на
защиту окружающей среды от загрязнения и разрушения, для создания оптимальных
условий существования человеческого общества [25].
В эпоху технического прогресса
воздействие человека на биосферу нашей планеты, ее структуру и энергетику стало
поистине всеобъемлющем.
В природе все больше
проявляются изменения, вызываемые сельскохозяйственной деятельностью человека,
в связи с увеличением потребности в продовольствии и ростом населения. В
результате естественные биогеоценозы вытесняются пашнями, садами огородами и
возникают трансформированные экосистемы.
Стремясь получить как можно больше
продукции с посевных площадей, человек оказывает влияние на все компоненты
экосистемы и, в частности, на почву путем применения комплекса агротехнических
мероприятий с включением химизации, механизации и мелиорации.
Система обработки почв в ООО
«АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского района направлена на улучшение плодородия
почвы, ее физических свойств, водовоздушного и теплового режимов, очищение
полей от сорняков. В связи с наличием в хозяйстве эрозионноопасных земель в
отношении водной эрозии, система обработки почв носит почвозащитный характер.
На площадях, подверженных водной эрозии, необходимо применять вспашку поперек
склона, снегозадержание, внесение повышенных доз удобрений.
Наиболее важной и ответственной
задачей в условиях интенсификации промышленного животноводства и связанной с
ней концентрацией животных на ограниченной территории является обеспечение
соответствующих гигиенических условий в животноводческих помещениях, исключение
случаев возникновения эпидемических ситуаций и нарушение экологического
равновесия в окружающей природной среде.
Одно из наиболее важных проблем
является удаление и хранение экскрементов животных.
При уборке и использованию
навоза необходимо применение прогрессивных технологий и решений,
обеспечивающих:
· своевременное удаление,
сбор, накопление, хранение и подготовку к использованию навоза в качестве
удобрения с соблюдением установленных требований;
· полное
использование навоза в качестве органического удобрения или в качестве
компонента для производства компостов;
· переработку навоза
в высококачественные органические удобрения.
Сооружения по подготовке и
хранению навоза следует располагать по отношению к животноводческому
предприятию и жилой зоны с подветренной стороны господствующих ветров в теплое
время года, а также ниже водозаборных сооружений с учетом санитарно-защитных и
зооветеринарных разрывов.
Максимальный срок хранения
навоза не должен превышать 6 месяцев. Объем навозохранилищ должен
соответствовать периоду, в течение которого невозможно вносить благополучный, в
ветеринарно-санитарном отношении, навоз в почву.
Территория фермы должна быть
огорожена, иметь дезбарьеры, ветсанпропускники, карантинные помещения,
навозохранилища и т. д.
При проектировании систем
подготовки кормов к употреблению необходимо предусматривать применение
прогрессивных технологий и решений, обеспечивающих:
· своевременный сбор,
накопление, хранение и подготовку к употреблению кормов с соблюдением
установленных требований;
· полное
использование кормов, в процессе подготовки их к употреблению, без каких-либо
потерь;
· обеспечение
необходимых, условий микроклимата в помещениях для хранения кормов.
Неправильно хранящиеся корма
подвергаются процессам гниения и разложения, которые, в свою очередь, являются
распространителями болезней и вредных газов. Поэтому непригодные корма
необходимо своевременно подвергнуть обработке или вывезти за пределы фермы в
специально отведенные для этого места.
Хранятся корма в специальных
помещениях и сооружениях. Они должны обеспечить сохранность корма на протяжении
определенного промежутка времени.
7.
Экономическое обоснование принятых в проекте технических решений
Имеющиеся в хозяйстве
электрокалориферы используются в ручном режиме регулирования температуры. По
сравнению с автоматическим этот метод приводит к перерасходу электроэнергии.
В настоящее время существует
довольно много производителей, предлагающих различные устройства для
регулирования параметров микроклимата. Выбрав оптимальные предложения, можно получить
существенную экономию.
Таким образом, применение
предложенных решений позволит уменьшить энергопотребление при относительно
небольших капитальных вложениях [25].
Таблица 7.1 - Стоимость и
количество закупаемого оборудования
|
№п/п
|
Оборудование
|
Кол-во,
шт.
|
Цена,
руб.
|
|
|
|
на
ед. пр.
|
всего
|
|
1
|
Термодатчик
ДТС125-50М.В2.60
|
1
|
289,1
|
289,1
|
|
2
|
ПИД
- регулятора ТРМ101
|
1
|
2950
|
2950
|
|
3
|
Блок
управления БУСТ
|
1
|
3186
|
3186
|
|
4
|
Симистор
2ТС171-250-600
|
3
|
735
|
2205
|
|
Итого:
|
|
|
8630,1
|
Для подтверждения экономической
целесообразности предлагаемой автоматизации управления электрокалорифером
рассчитаем систему технико-экономических показателей, характеризующих работу
существующей и предлагаемой системы [2].
Определяем приведенные затраты:
ПР = С + ЕНК,
где Зпр - приведенные затраты,
руб./ год;С - годовые эксплуатационные издержки, руб.;К - объем капитальных
вложений, руб.;Ен - нормативный коэффициент эффективности (для сельского
хозяйства в целом Ен = 0,12).
Капиталовложения составляют
8630,1 руб.
Кпр = 8630,1 руб.
Приведенные затраты для
проектируемого варианта:
пр = 397723,99 + 0,12×8630,1
= 398759,6 руб.
В состав эксплуатационных
издержек (С) входят оплата труда персонала, занятого на сравниваемых вариантах
производства; электроэнергии, топлива и смазочных материалов; отчисления на
амортизацию (включая капитальный ремонт и реновацию) машин, электродвигателей,
оборудования, средств автоматики, зданий и специальных технологических
сооружений; расходы на текущий ремонт машин, оборудования и строительных
конструкций; прочие прямые расходы.
Сумму годовых эксплуатационных
издержек находят из выражения:
С = А + Т + Эл +3 + Р + О,
где А - амортизационные
отчисления; Т - стоимость годового расхода тепла; Эл - стоимость
электроэнергии; 3 - годовой фонд зарплаты обслуживающего персонала
сначислениями;Р - стоимость текущего ремонта; О - общехозяйственые и прочие
расходы.
Эксплуатационные издержки для
проектируемого варианта:
Спр=1225,47+0+339200+42239,56+1553,42+13505,54=397723,99
руб.
Сумма амортизационных
отчислений (А) составляет 14,2 % от капитальных затрат в соответствии с
Методикой отчисления экономической эффективности электрификации
производственных процессов сельского хозяйства.
Сумма амортизационных
отчислений находят из выражения:
Амортизационные отчисления для
проектируемого варианта:
Стоимость текущего ремонта
принимается равной 18 % от капитальных затрат.
.
Стоимость текущего ремонта для
проектируемого:
Стоимость электроэнергии:
Эл=N×Рсут×С,
где N=212 -
продолжительность отопительного сезона, дней; Рсут - среднесуточное потребление
электроэнергии калорифером, кВт×ч/сут.;С
- тариф на электроэнергию, руб/кВт×ч.
В случае использования
автоматической системы регулирования (проектируемый вариант):
Элпр=212×320×5=339200
руб.
Годовой фонд зарплаты обслуживающего
персонала (3) определяется по числу обслуживающего персонала (1 чел.) и средней
заработной плате с учетом начислений в размере 12,4% (42239,56 руб.).
З=Зпср×n;
З=42239,56×1=42239,56
руб.
Общехозяйственные и прочие расходы
(О) принимают в размере 30 % от сумы годового фонда зарплаты обслуживающего
персонала, амортизационных отчислений и годовых затрат на текущий ремонт.
.
Общехозяйственные и прочие расходы
проектируемого варианта:
Общие затраты на валовую продукцию
включают в себя прямые (основные затраты и накладные расходы (расходы по
управлению хозяйством и обслуживанию производства).
К прямым затратам относят зарплату с
начислениями, стоимость кормов и подстилки, расходы на амортизацию основных
средств (строений, сооружений, механизмов, оборудования), текущий ремонт
основных средств, автотранспорт, водоснабжение, электроснабжение, а также
прочие прямые затраты (стоимостьмалоценного инвентаря, медикаментов и
дезосредств, топлива, живой тяговой силы и т. п.) [1].
К накладным относятся
общепроизводственные расходы общехозяйственные расходы (зарплата администрации
хозяйства с начислениями, затраты на содержание усадьбы, противопожарные
мероприятия командировочные и канцелярские расходы, расходы на подготовку
кадров).
Общехозяйственные затраты
распределяют пропорционально заработной плате между всеми отраслями. Они входят
в затраты производства, и их относят на группы скота пропорционально заработной
плате, включенной в прямые затраты.
Коэффициент общей эффективности
капитальных вложений определяют по формуле:
,
где Пдоп - экономия за счёт
внедрения средств автоматизации, руб.; Кдоп - сумма дополнительных капитальных
вложений, руб.
Пдоп = Элбаз - Элпр
Элбаз = 212×480×5=508800
руб.
Пдоп =508800-339200=169600 руб.;
.
Срок окупаемости капитальных
вложений:
;
;
Все капитальные вложения на
устройство автоматизацию подержания микроклимата и на его эксплуатацию
окупаются в течение 0,05 лет.
Таблица 7.2 - Технико-экономические
показатели проекта
|
Показатель
|
Значения
|
|
Капиталовложения,
тыс. руб.
|
8,630
|
|
Эксплуатационные
затраты, тыс. руб.
|
397,723
|
|
Проведенные
затраты, тыс. руб.
|
398,759
|
|
Общая
прибыль от внедрения автоматизации, тыс. руб.
|
169,600
|
|
Срок
окупаемости капитальных вложений, лет
|
0,05
|
Заключение
В данном дипломном проекте был
произведен анализ электроснабжения в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского района
Нижегородской области. Анализ показал, что ферма нуждается в реконструкции
электроснабжения, а также в автоматизации некоторых производственных процессов.
В дипломном проекте особое внимание уделено реконструкции электроснабжения.
Произведен расчет и выбор электрифицированного оборудования: расчет и выбор
проводов, пускозащитной аппаратуры, проведена проверка пускозащитной аппаратуры
на согласование с проводами, расчет электротепловых нагрузок, подсчет
электрических нагрузок, выбор мощности и расчет сетей, выбор трансформаторной
подстанции, расчет освещения, расчет и выбор электропроводок внутренних силовых
и осветительных сетей.
В разделе - детальная
разработка проекта - была рассмотрена актуальность автоматизации поддержания
микроклимата (температурного режима) на молочно-товарном блоке, разработана
принципиальная электрическая схема автоматической системы поддержания
температуры, управляющей электрокалорифером. В проекте произведен анализ
условий труда, в результате которого производственным объектам присвоены
категории по опасности поражения электрическим током, по пожарной опасности, по
условиям среды, предложены меры повышения безопасности. В разделе -
экономическое обоснование принятых в проекте технических решений - дана
экономическая оценка применения автоматизированного управления
электрокалорифером, высокий уровень экономии электроэнергии при сроке окупаемости
0,05 лет.
Предлагаю использовать принятые
в дипломном проекте технические решения при реконструкции электроснабжения в
ООО «АП Княгининское».
ЛИТЕРАТУРА
1. Будзко, И.А., Зуль, В. М.
Электроснабжение сельского хозяйства.- М: Агропромиздат, 1990.
2. Будзко, И. А., Лещинская, Т. Б.,
Сукманов В. И. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Колос, 2000. - 536
с., ил.
. Галкин, А.Ф. Основы проектирования
животноводческих ферм. М., Колос. 1975.
. Ерошенко, Г. П., Медведько, Ю. А.,
Таранов, М. А. Эксплуатация энергооборудования сельскохозяйственных
предприятий: Учебник для вузов. - Ростов-на-Дону: ООО «Терра»; НПК «Гефест»,
2001. - 592 с.
. Живописцев, Е. Н., Косицын, О. А.
Электротехнология и электроосвещение.- М: Агропромиздат, 1990.
. Зайцев, А. Т. Механизация
производственных процессов в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1999. - 416 с.,
ил.
. Кнорринг, Г. М. и др. Справочная книга
для проектирования электрического освещения.- 2е изд. доп. и перараб.- СПб.:
Энергоатомиздат, 1992.
. Коганов, И. Л. Курсовое и дипломное
проектирование.- 2е издание доп. И перераб.- М.: Агропромиздат, 1995.
. Коломиец, А. П. Автоматизация отделения
инородных примесей от потока кормов // Автоматизация произв. процессов в
сельском хозяйстве. - М., 1995.-С. 121-122.
. Кудрявцев, И. Ф. и др. Автоматизация
производственных процессов на фермах. - М.: «Колос», 1997. - 288 с. с ил.
. Луковников, А. В., Шкрабак, B.
C. Охрана труда.
Учебник для вузов. - 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1999. - 319
с., ил.
. Мартыненко, И. И., Тищенко, Л. П.
Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и
автоматизации.- М.: Колос, 1978.
. Мельников, С. В. Технологическое
оборудование животноводческих ферм и комплексов. - 2-е изд. перераб. и доп.-
Л.: Агропромиздат, 1998. - 640 с.
. Методические указания по проектированию
сельских населённых мест / В. В. Анищенко Краснодар. КСХИ, 1999.
. Механизация и технология производства
продукции животноводства / В. Г. Коба, Н. В. Брагинец, Д. Н. Муредсидзе.- М.:
Колос, 1999. - 640 с., ил.
. Мусин, А. М. Оптимизация режимов работы
автоматизированной системы: «кормораздатчик-микроклимат-животное» //
Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. - М., 1997. - С. 97 - 98.
. Нагорский, И. С. и др. Автоматизация
кормораздатчика влажных кормов для свиноферм / Нагорский И. С., Валюшкевич Г.
Г., Писарчук В. А. // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. -
М., 1997. - С. 98 -99.
. Организация производства на
сельскохозяйственных предприятиях. Синюков М. И., Шакиров Ф. К., Василенко М.
П. и др.; Под ред. Синюковг М. И. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.:
Агропромиздат, 1999. - 512 с.
19. Правила устройства электроустановок
/Минэнерго СССР.- бе изд. перераб,и доп.- М.: Энергоатомиздат, 2007.
20. Применение электрической энергии в сельском
хозяйстве. Справочник, Под ред. П.Н. Листова. М., Колос. 1998.
21. Справочник инженера-электрика
сельскохозяйственного производства / Учебное пособие. - М.: Информагротех,
1999. - 536 с.
22. Фоменков, А. П. Электропривод
сельскохозяйственных машин, агрегатов ипоточных линий. - 2-е изд.
. Шаров, А. В., Коломиец, А. П.
Автоматика. - М.: Колос, 1999. - 264 с., ил.
. Шеповалов, В. Д. Пневматические
цифровые устройства // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. -
М., 1995. - С. 103- 104.
. Шкрабак, В. С. Охрана труда. - М.:
Агропромиздат, 1997. - 247 с., ил.
. Юндин, М. А., Королев, А. М. Курсовое и
дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства. - Зеленоград:
АЧГАА, 1999. -110с.