Электрификация сельхозпредприятия на примере ОАО 'Племзавод Караваево'

Электрификация сельхозпредприятия на примере ОАО 'Племзавод Караваево'

Аннотация

Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 105 страниц текста, 24 таблиц, 10 рисунков и 3 приложений.

В основной части дипломного проекта дан анализ производственной деятельности хозяйства, произведена реконструкция электроснабжения производственной зоны: выбор трансформаторных подстанций, расчет и выбор проводов линии 0,38 кВ, проверка сети на отклонение напряжения, расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования подстанции, произведен расчет силовой сети зернотока.

В специальной части проекта был описан практический опыт защиты электродвигателей поточной линии зернотока. Рассмотрены явные преимущества данной методики защиты методом капсулированя, рассчитан технико-экономический эффект от внедрения данной защиты в производство на примере двигателей нории зернотока.

Кроме этого произведена оценка охраны труда и экологической обстановки на предприятии.

Содержание

Аннотация

Содержание

Введение

.Анализ хозяйственной деятельности ОАО “ПЗ” “Караваево”

.1 Местоположение хозяйства и природно-климатические условия

.2 Основные показатели экономической, производственной и финансовой деятельности предприятия

.3 Организационно - экономическое обоснование электрификации и автоматизации послеуборочной доработке зерна

.4 Анализ работы электротехнической службы предприятия

. Расчет электроснабжения производственной зоны ОАО «Племзавод «Караваево»

.1 Анализ электропотребителей ОАО «Племзавод «Караваево» Расчет электроснабжения производственной зоны ОАО «Племзавод «Караваево»

.2 Определение места расположения трансформаторной подстанции

.3 Прокладка трасс линий

.4 Определение расчетных мощностей на участках линий 0,38 кВ

.5 Расчет уличного освещения

.6 Расчет сечений и потерь напряжения проводов ВЛ 0,4 кВ

.7 Определение номинальной мощности ТП

.8 Составление расчетных диаграмм отклонений напряжения в системе электроснабжения

.9 Конструкция сети напряжением 0,4 кВ

.10 Расчет токов короткого замыкания

.11 Выбор основного оборудования ТП

. Расчет внутренних силовых сетей зернотока

.1 Общие сведенья об объекте

.2 Расчет пускозащитной аппаратуры

.2.1 Выбор автоматического выключателя

.2.2 Выбор электромагнитных пускателей

.2.3 Выбор предохранителей

.3 Выбор кабеля и способов монтажа внутренних силовых сетей

Исследование защиты электродвигателей методом капсулирования обмоток

.1 Статистика аварийных режимов электродвигателей

.2 Способы защиты трехфазных асинхронных двигателей

.3 Процессы тепло-влагообмена двигателя

.4 Области применения эпоксидного компаунда

.6 Методика капсулирования лобовых частей обмотки

.7 Опытные данные с капсулированным двигателем

.8 Классы нагревостойкости изоляционных материалов

.9 Достоинства и недостатки капсулирования обмоток электродвигателя

. Экономическое обоснование метода капсулирования статорных обмоток для невосстанавливаемых (неремонтируемых) элементов

. Охрана труда. Безопасность и экологичность проекта

.1 Решения правительства РФ по безопасности труда и экологическим аспектам

.2 Анализ состояния охраны труда ОАО «Племзавод «Караваево»

.3 Характеристика опасных и вредных факторов оборудования, планируемого к применению

.4 Расчет защитного заземляющего устройства зернотока

.5 Пожарная безопасность на предприятии

.6 Экологичность проекта.

.7 Мероприятия по совершенствованию безопасности и экологических условий

Заключение

Список используемых источников

Приложение А. Производственная структура ОАО «ПЗ Караваево»

Приложение В. Расчетная схема воздушной линии 0,38 кВ ТП1

Приложение С. Расчетная схема воздушной линии 0,38 кВ ТП2

Введение

Развитие сельскохозяйственного производства всё в большей мере базируется на современных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи с этим возросли требования к надёжности электроснабжения сельскохозяйственных объектов, к качеству электрической энергии, к её экономному использованию и рациональному расходованию материальных ресурсов при сооружении систем электроснабжения.

Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства и быта населения - один из важных факторов технического прогресса.

На базе электрификации развивается промышленность, сельское хозяйство и транспорт.

Существует мощный энергетический комплекс, обеспечивающий сельскохозяйственных потребителей электроэнергией, система сельских электрических сетей напряжением 0,38 - 110 кВ. Однако непрерывный рост нагрузки при появлении новых потребителей в зонах, уже охваченных централизованным электроснабжением, и при освоении новых сельскохозяйственных районов, необходимость повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии, изменение планировки населенных пунктов и т.д. требуют дальнейшего развития электрических сетей.

Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности, по сравнению с электроснабжением промышленности и городов, имеет свои особенности. Главная из них - необходимость подводить энергию к небольшому числу сравнительно малогабаритных объектов, рассредоточенных по территории страны.

В результате протяженность сетей во много раз превышают эту величину в других отраслях, а стоимость электроснабжения в сельской местности составляет 75% от стоимости всей электрификации в целом.

От выбора рационального электроснабжения сельского хозяйства в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии.

Углубление электрификации производственных процессов, сферы услуг и быта людей остается для России одной из самых приоритетных задач. Но основной вклад электроэнергии в модернизацию производства должен смещаться с применения электромоторов, “лампочки Ильича” и электронагрева в сферу использования ее уникальных физических свойств: развития электроники, систем связи, применения ЭВМ и систем управления, т.е. главным образом в сферу информационных технологий. Иными словами, в новых условиях углубление электрификации неразрывно связано с развитием высоких технологий постиндустриального общества и становится необходимым условием их массового применения.

Переключение с традиционных на новые области применения электроэнергии становится в наступившем веке главным средством позитивного воздействия электроэнергетики на социально-экономическое развитие.

1.Анализ хозяйственной деятельности ОАО “ПЗ” “Караваево”

.1 Местоположение хозяйства и природно-климатические условия

ОАО “ПЗ” “Караваево” в 2008 году было реорганизовано из федерального государственного унитарного предприятия ордена Ленина и ордена Трудового Красного знамени в племенной завод “Караваево” приобрело настоящий статус в соответствии с гражданским кодексом и оформлено приказом от 20 февраля 1998 года. Ранее, государственное предприятие орденов Ленина и Трудового Красного знамени племенной завод “Караваево”, специализирующийся на разведении крупного рогатого скота костромской породы, образованный приказом от 27 ноября 1944 года на базе совхоза “Караваево”, созданного в мае 1920 года.

ОАО “ПЗ” “Караваево” расположен в юго-восточной части Костромского района Костромской области на расстоянии 14 километров от областного центра города Костромы, который является базой сбыта основной сельскохозяйственной продукции, генеральный план предприятия представлен на листе №1 графической части выпускной квалификационной работы. Связь ОАО “ПЗ” “Караваево” с районным и областным центром города Костромы осуществляется по дороге с твердым асфальтированным покрытием.

Предприятие расположено в умеренно-континентальном климатическом поясе, с коротким тёплым летом, продолжительной холодной зимой. Средняя температура января, самого холодного месяца, -13°С, июля, самого тёплого, +18°С. Образование устойчивого снежного покрова достигает 40-60 см. Почва промерзает на глубину 1м. Снежный покров держится 156 дней.

Снеготаяние начинается в первых числах апреля и заканчивается во второй декаде апреля, продолжительность вегетационного периода 130 дней. По влагообеспеченности район относится к зоне достаточного увлажнения. Годовое количество осадков составляет 540 мм. Наибольшее количество осадков 330 мм выпадает в виде дождя в вегетационный период.

Почвы дерново-подзолистые, по механическому составу в основном легкосуглинистые. Лесная зона представлена смешанными лесами и кустарниками. Полеводство является основной отраслью растениеводства. Пахотные земли прежприятия включены в три севооборота полевых, один кормовой и пять внесевооборотных участка, а также культурные пастбища. Кормовой севооборот необходим для укрепления кормовой базы в предприятии.

Агроклиматические условия хозяйства благоприятны для получения устойчивых урожаев зерновых, бобовых культур, картофеля, а также кормовых культур.

Чтобы получить наиболее полное представление об эффективности хозяйственной деятельности целесообразно рассмотреть размеры хозяйства, которые влияют на внедрение современной техники, научной организации труда, повышение его производительности, уровень себестоимости продукции.По результатам работы ОАО “ПЗ” “Караваево” проводим анализ хозяйственной деятельности предприятия по данным последних трёх лет (таблица 1.1…1.7)

1.2 Основные показатели экономической, производственной и финансовой деятельности предприятия

Таблица 1.1 - Размер предприятия

Результаты хозяйственной деятельности предприятия во многом зависят от специализации. Основным показателем, характеризующим специализацию, является структура денежной выручки от реализации продукции (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Структура денежной выручки от реализации сельскохозяйственной продукции

В ОАО “ПЗ” “Караваево” ведущей отраслью является животноводство, так как в структуре денежной выручки на его долю приходится 98,5%, а на отрасль растениеводства лишь 1,5%. Основными видами деятельности племзавода является производство молока, мяса, а также выращивание племенного молодняка. Общий объем выручки от реализации животноводческой продукции в среднем за 2010-2012 годы составляет 86364,3 тыс. руб. в структуре денежной выручки от реализации сельскохозяйственной продукции. Наибольший удельный вес - 58,1% занимает выручка от реализации скота и птицы.

Наибольшую выручку в растениеводстве приносит реализация картофеля, которая в среднем за 2010-2012 годы составляет 1292 тыс. руб. Таким образом, можно сделать вывод, что ОАО “ПЗ” “Караваево” относится к предприятиям углублённой специализации и имеет молочное направление хозяйства.

Также с направлением деятельности предприятия тесно связаны состав и структура основных производственных фондов (таблица 1.3).

Таблица 1.3 -Структура основных средств хозяйства

В связи с тем, что основной отраслью ОАО “ПЗ” “Караваево” является животноводство, наибольший удельный вес в структуре основных средствзанимают здания, машины и оборудование, продуктивный скот. Их доля в 2012 году составляет соответственно 35,2%, 29,6% и 19,8%. За рассмотренные 3 года их удельный вес растет, за счёт строительства новых зданий, их оснащения и переоборудования старых. В сравнении с предыдущими годами, можно сказать о том, что снизился удельный вес транспортных средств. Это свидетельствует о снижении объёмов производства.

Уровень и темпы роста сельскохозяйственной продукции, повышение экономической эффективности производства в сельском хозяйстве зависит от обеспеченности отрасли основными средствами. Низкая обеспеченность предприятий основными производственными фондами приводит к несвоевременному выполнению важнейших технологических операций, росту трудоемкости и увеличению материально-денежных затрат на производство единицы продукции. В свою очередь наличие большого количества сверхнормативных средств производства способствует росту амортизационных отчислений, увеличению затрат на их сохранение и обслуживание и в конечном итоге ведет к удорожанию производственной сельскохозяйственной продукции. Высокая эффективность сельскохозяйственного производства достигается при оптимальной обеспеченности предприятий основными производственными фондами (таблица 1.4).

Таблица 1.4 Обеспеченность и эффективность использования фондов

В период с 2010 по 2012 годы наблюдается увеличение фондообеспеченности на 96,4% в связи с ростом основных фондов предприятия, фондовооружённость так же увеличивается на 222,4% за счёт снижения количества рабочих. Фондоотдача за три года снизилась на 24,5%, что свидетельствует о неэффективном использовании имеющихся в распоряжении предприятия средств.

Таблица 1.5 - Финансовые результаты деятельности предприятия

Проанализировав финансовую деятельность предприятия можно сделать вывод, что выручка от реализации продукции и ее себестоимость снизились на 27,1%, и 41%.соответственно, но рентабельность предприятия от реализации продукции на протяжении трёх лет возросла на 22,3 процентных пункта это происходит по причине постоянного роста цен на продукцию.

1.3 Организационно - экономическое обоснование электрификации и автоматизации послеуборочной доработке зерна

Производство зерна занимает особое место среди других отраслей растениеводства. Зерно является основой питания человека, потому что это не только хлеб и широкий ассортимент мучных изделий, но и источник производства молока, мяса, яиц и других продуктов, так как концентрированные корма являются составной частью для рациона кормления животных и птицы. От его производства зависит и специализация отдельных районов на возделывании технических, зерновых культур, так как при недостатке как продовольственного, так и фуражного зерна в первую очередь расширяют посевные площади именно под культурами зерновой группы. Благодаря высокой механизации и низким затратам труда, производство зерна в меньшей степени зависит от наличия трудовых ресурсов, то есть производство зерна наименее трудоемко по сравнению с другими культурами. Экономическая эффективность производства зерна характеризуется системой показателей. Основными из них являются урожайность, себестоимость зерна, производительность труда, уровень рентабельности, средняя цена реализации 1 центнера. Экономическая эффективность производства зерна в ОАО «ПЗ Караваево» представлена в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Экономическая эффективность производства зерна в ОАО «Племзавод « Караваево»

Анализирую таблицу 1.6 можно сделать вывод, что производства зерна на предприятии эффективно. Урожайность зерна на предприятии находится в средних пределах, она зависит как от климатических условий, так и от производственных и трудовых затрат, которые также находятся на среднем уровне.

.4 Анализ работы электротехнической службы предприятия

Одним из подразделений предприятия является электротехническая служба, основные задачи которой - обеспечение надежной и безопасной эксплуатации оборудования и устройств использующих электрическую энергию; устранение неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации электрооборудования, с проведением необходимых технических мероприятий; своевременное проведение технического обслуживания и текущих ремонтов электроустановок и электрических машин, в том числе: электродвигателей, трансформаторов, коммутационной и защитной аппаратуры, осветительной аппаратуры, устройств и систем вентиляции и электроотопления; осуществление своевременного капитального ремонта электрифицированного оборудования; соблюдение экономического расхода электроэнергии. Возглавляет ее инженер энергетик. Структура данной службы представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Структура управления электротехнической службы ОАО «Племзавод «Караваево»

Уровень электрификации производства и обеспечение энергетическими мощностями ОАО «ПЗ «Караваево» представлен в таблице 1.7

Таблица 1.7 - Уровень электрификации производства

За исследуемый период значительно уменьшилось потребление электроэнергии. Это вызвано значительным уменьшением объемов производства и внедрением энергосберегающих технологий. Так в коровниках и телятниках были установлены энергосберегающие лампы, которые позволяют значительно экономить электроэнергию.

. Энерго и электрообеспеченность в течение трёх лет снижается. Затраты на электроэнергию с каждым годом растут, скорее всего это связано с ежегодным увеличением цены за 1 кВт×ч.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что предприятие стало значительно снижать объемы потребления электроэнергии, как за счет внедрения нового, энергосберегающего оборудования, так и за счет уменьшении объемов производства.

2. Расчет электроснабжения производственной зоны ОАО «Племзавод «Караваево»

.1 Анализ электропотребителей ОАО «Племзавод «Караваево»

Объект проектирования представляет собой ОАО «Племзавод « Караваево», занимающийся разведением и выращиванием племенного крупного рогатого скота. Производственная зона предприятия включает в себя 48 объектов. Расчетные нагрузки на вводах потребителей представлены в таблице 2.1. План расположения объектов представлен на листе №1 графической части дипломного проекта.

Таблица 2.1 - Расчетные нагрузки на вводах потребителей

2.2 Определение места расположения трансформаторной подстанции

На практике широко применен метод размещения трансформаторной подстанции (ТП) в центре тяжести нагрузок или вблизи от него, по возможности близко от автодороги. Компоновка оборудования должна обеспечивать простые и удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования, возможность дальнейшего расширения подстанции, если это предусмотрено схемой перспективного развития.

Координаты местоположения трансформаторной подстанции рассчитывают по формулам 2.1 [8]:

;      ,                                          (2.1)

где    Pi - мощность i-го объекта, кВт;

хi - координата i-го объекта по оси Х;

yi - координата i -го объекта по оси У.

Так как площадь производственной зоны предприятия достаточно велика, то целесообразно принять несколько трансформаторных подстанций. Разделим все объекты на две группы. К первой группе отнесем объекты 1-24. Ко второй группе отнесем объекты 25-48.

Рассчитываем координаты ТП1:

Аналогично рассчитываем координаты ТП2 и результаты заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Координаты транспортных подстанций

Согласно ПУЭ [4] трансформаторный пункт должен располагаться не ближе 20 м от объекта.

Исходя из места расположения производственных зданий и прохождения дорог располагаем трансформаторные подстанции поблизости от расчетного места в точках с координатами: ТП1 х=7,y=4; ТП2 х=15,у=12. Расположение ТП на плане представлено на рисунке 2.1, масштаб 1 условная единица - 30 метров.

Рисунок 2.1. Расположение ТП на плане

2.3 Прокладка трасс линий

Трассы линий прокладывают вдоль дорог с наименьшим количеством пересечений . Не допускается пересечение линий 0,38 кВ между собой. Причем от ТП должно отходить не более 3-х линий при мощности ТП до 160 кВА, не более 4-х линий при мощности 250 кВА. Воздушные линии прокладываем на железобетонных опорах, расстояние между которыми 40 метров.

Согласно ПУЭ [4] потребители второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Все потребители электроэнергии, указанные в таблице, относятся ко второй и третьей категории по надежности электроснабжения. Исходя из этого выбираем комплектные подстанции с двумя трансформаторами, загруженными в нормальном рабочем режиме на 70% каждый [2].

Для питания потребителей принимаем три линии от ТП1, две основных и одна резервная, питающая отдельно потребителей второй категории. От ТП2 принимаем четыре линии, из которых две основных и две резервных.

Нагрузки на участках определяем суммированием отдельно потоков активной и реактивной мощности с учётом коэффициента одновременности Ко. Этот коэффициент берётся из таблиц в зависимости от количества потребителей. Расчетные схемы воздушных линий 0,38 кВ ТП1 и ТП2 представлены в приложениях В и С.

2.4 Определение расчетных мощностей на участках линий 0,38 кВ

Электрические нагрузки сети 0.4 кВ определяем путем суммирования расчетных нагрузок на вводах потребителей с учетом коэффициента одновременности, по формулам 2.2 и 2.3 [8]:

;                                      (2.2)

,                                       (2.3)

где    РдS и РвS - расчетная дневная и вечерняя нагрузки соответственно на участках линии или на шинах ТП, кВт;

kо - коэффициент одновременности (для линий 0.4 кВт принимаем по справочным данным);

РДi и РВi - дневная и вечерняя нагрузки соответственно на вводе i-го потребителя или i-го элемента сети, кВт.

Если нагрузки потребителей смешанные и различаются более чем в четыре раза, то их следует суммировать. Суммирование нагрузок участков сети с разнородными потребителями выполняют табличным методом, учитывая добавки мощностей. При этом к большей из двух слагаемых нагрузок прибавляют надбавку от меньшей [2].

Полную мощность находим по формуле 2.4 [3]:

.  ( 2.4)

Расчет покажем на примере линии №1, ТП1 рисунок 2.2:

Рисунок 2.2. Расчетная схема воздушной линии 0,38 кВ ТП1, линия №1

Рд20-19 = Рд20 ; Рд20= 10 кВт ;  = 0,7;

;  кВ·А;

; к0 = 0,85 [1];

кВт;  = 0,7;

;  кВ·А;

 ; к0 = 0,8 ;

кВт;  = 0,7;

;  кВ·А;

; к0 = 0,8;

кВт;  = 0,7;

;  кВ·А;

; кВт;  = 0,85;

;  кВ·А;

 ; к0 = 0,85 ;

кВт;  = 0,85;

;  кВ·А;

; кВт;  = 0,85;

;  кВ·А;

.

Так как мощности на участках 17-а1, 3-а1, 2-а1 отличаются более чем в четыре раза, то суммируем их табличным методом с учетом добавки [ 1].

Аналогично рассчитываются другие участки, где мощности отличаются более чем в четыре раза.

кВт;  = 0,73;

;

 кВ·А;

 , к0 = 0,85 [1];

кВт;  = 0,81;

;

 кВ·А;

 ;

кВт;  = 0,82;

;

 кВ·А;

; кВт;

 = 0,823; ;

 кВ·А;

;кВт;  = 0,83;

;  кВ·А;

 , кВт;  = 0,75;

;  кВ·А;

 ; к0 = 0,85 ;

кВт;  = 0,85;

;  кВ·А;

; кВт;

 = 0,83; ;

 кВ·А.

Расчет остальных линий и расчет вечерних нагрузок производим аналогично, и результаты расчетов сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Нагрузки на участках сети

2.5 Расчет уличного освещения

При расчете следует учитывать, что для уличного освещения используют светильники с лампами мощностью не менее 200 Вт, если же применяют светильники с газоразрядными лампами, то удельную мощность снижают в 2 раза. Однако она не должна быть менее 4,5 Вт/м. Когда используют газоразрядные лампы, в расчет вводят реактивную нагрузку, численно равную половине активной. Удельные нагрузки уличного освещения для светильников с газоразрядными лампами для поселковой дороги с асфальтобетонным и переходным типами шириной 12 метров 13 Вт/м [8].

Определяем мощность уличного освещения по формуле 2.5. Длина участка составляет: ТП1 690 метров, ТП2 1035 метров [8]:

 = Pуд × L, (2.5)

где Руд - удельная мощность ламп;

L - длина освещаемого участка.

ТП1: Р = 13 × 690 = 8970 Вт ;

ТП2: Р = 13 × 1035 = 13455 Вт .

Находим реактивную мощность, которую принимаем равной половине активной [8]:

;

ТП1:  вар;

ТП2:  вар.

Находим полную мощность [8]:

;

ТП1:  ВА;

ТП2:  ВА.

Принимаем газоразрядные лампы мощностью Рл=250 Вт. Их число находится по формуле 2.6:

;                         (2.6)

ТП1:

ТП2:

Принимаем 40 для ТП1 и 60 для ТП2 светильников типа РКУ 01 с лампами ДРЛ 250.

2.6 Расчет сечений и потерь напряжения проводов ВЛ 0,4 кВ

Для сельских воздушных линий (ВЛ) напряжением 0,38 кВ будем выбирать самонесущие изолированные провода (СИП).

Расчёт и выбор сечения провода, марки СИП, необходимого для подключения нескольких производственных объектов производится исходя из расчёта общей номинальной токовой нагрузки всех объектов. Для этого необходимо знать общую потребляемую мощность подключаемых объектов и напряжение.

Расчёт номинальной токовой нагрузки проводится по формуле 2.7 :

, (2.7)

где S - общая мощность объектов, ВА;- линейное напряжение, В;- расчетный ток на участке, А.

Исходя из полученного значения тока, по таблице указанной в нормативном документе на провода СИП выбирается сечение.

Для данного проекта будут принимаем провода марки СИП-2. Они предназначены для воздушных линий электропередачи на номинальное напряжение до 0,6/1кВ включительно, номинальной частотой 50 Гц. Преимущественная область применения: для воздушных линий и ответвлений от ВЛ к вводам в жилые помещения, хозяйственные постройки в атмосфере воздуха типов II и III по ГОСТ 15150-69 [4].

При выбранных сечениях провода выполняем расчет сети на потери напряжения при условии, что передается мощность расчетного года и сравниваем максимальные потери с допустимыми. Потерю напряжения на участках ВЛ в процентах от номинального напряжения определяют по формуле 2.8 [1]:

DU = ,                             (2.8)

где R -активное сопротивление участка, Ом;

X - реактивное сопротивление участка, Ом;

P -активная мощность, Вт;

Q-реактивная мощность, вар;

U- линейное напряжение,В.

Активное и реактивное сопротивление, а также реактивную мощность можно найти по формулам 2.9:

= ; X= ; Q= (2.9)

где ,-погонное удельное активное и реактивное сопротивление, Ом/км;

L- длинна участка, км.

Для примера приведем расчет сечений и потерь напряжения одного из участков ТП1, линии 1:

;

Выбираем из нормативных документов провод марки СИП 2; 3×50+54,6×16 [3].

;

; ;

; ;

0,15%.

По аналогичным формулам рассчитываем сечение, марку провода и потерю напряжения на других участках и результаты заносим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Сводная таблица сечений проводов и потерь напряжения на участках линии.

Расчетный участок            Расчетная Мощность, кВА            Марка провода Расчетный ток на участке, А        , ом ·кмДлина,

км,%

2.7 Определение номинальной мощности ТП

Определим суммарную мощность на шинах 0,4 кВ трансформаторных подстанций.

Мощность на шинах 0,4 кВ трансформаторных подстанции определяем по большему, в данном случае дневному, максимуму нагрузки по данным из таблицы 2.3. Мощность подстанции определяем путем суммирования мощностей линий с учетом коэффициента одновременности и добавки от меньшей мощности, и с учетом уличного освещения [1]:

(ТП1) = (S(Л1) + S(Л2)) ∙ КО+Sосв         ;

(ТП1) = (87,6 + 183,6 ) ∙ 0,85+10 = 240 кВА.

Номинальную мощность трансформаторов для двухтрансформаторной подстанции определяют по условиям их работы как в нормальном, так и в послеаварийном режимах. В нормальном режиме работают оба трансформатора, загруженные на 70% каждый. В послеаварийном режиме работает один трансформатор на обе секции распределительного устройства 0,4 кВ [2].

S(Тр)= =84 кВА.

Выбираем комплектную трансформаторную подстанцию с трансформаторами ТМГ - 160/10      Sн = 160 кВА [3].

(ТП2) = (S(Л1) + S(Л2)) ∙ КО+Sосв         ;

(ТП) = (94 + 215,4 ) ∙ 0,85+15 = 278 кВА;

S(Тр)= =97,3 кВА.

Выбираем комплектную трансформаторную подстанцию с трансформаторами ТМГ - 160/10      Sн = 160 кВА [3].

Трансформаторы ТМГ имеют большую перегрузочную способность. Интервалы нагрузок для ТМГ - 160/10: 151-240 кВА [2], следовательно, они смогут обеспечить снабжение в послеаварийном режиме для потребителей второй категории.

Трансформаторы имеет схему соединения обмоток звезда - звезда с нулем.

2.8 Составление расчетных диаграмм отклонений напряжения в системе электроснабжения

Максимальные и минимальные потери подставляются в формулу 2.10 для определения отклонения напряжения у потребителя при 100%-й и 25%й нагрузке соответственно:

; , (2.10)

где  и - сумма надбавок напряжения, %;

 и - сумма потерь напряжения, %.

К надбавкам напряжения относятся:

§  надбавка на шинах ТП 35/10 кВ, ; ;

§  постоянная надбавка трансформатора 10/0.4 кВ, [1];

§  переменная добавка трансформатора 10/0.4 кВ, изменяется при помощи регулятора от +5% до -5% через 2.5%,  принимаем -5%.

К сумме потерь напряжения относятся:

§  Потери в трансформаторе. В среднем принимается . Принимаем , ;

§  Потери напряжения в линии 10 кВ. Принимаем , ;

§  Потери в линии 0,4 кВ, максимальные на расчетных участках при 100% и 25% нагрузке [1].

Используя известные данные, определяются допустимые потери напряжения при 100% и 25% нагрузке по формуле 2.10, а расчетные данные сводятся в таблицу 2.5.

.

Таблица 2.5 - Расчет потерь напряжения

По полученным данным строим диаграммы отклонения напряжения при 100% и 25% нагрузке для ТП1- рисунок 2.3, для тП2 - рисунок 2.4

Рисунок 2.3. Диаграмма отклонения напряжений, ТП1

Рисунок 2.4. Диаграмма отклонения напряжений, ТП2

2.9 Конструкция сети напряжением 0,4 кВ

электроснабжение трансформаторный силовой сеть

При выполнении проекта ВЛ следует руководствоваться Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения и дизельных электростанций и Строительными нормами и правилами. При проектировании должны быть учтены следующие основные требования: надежность электроснабжения; надлежащее качество электроэнергии, передаваемой потребителям; механическая прочность всех элементов линий; безопасность для людей и животных; удобство эксплуатации; минимум затрат при сооружении и эксплуатации.

Низковольтные линии для питания сельских потребителей выполняют на напряжение 380/220 В с глухозаземленной нейтралью. Магистральные линии выполняют пятипроводными: три фазных провода, один нулевой и один фонарный.

Расстояние между опорами (пролет) принимают 30...40 м, оно зависит от района, климатических условий и марки провода [4].

Трассу ВЛ 380/220 В нужно прокладывать по обеим сторонам улицы. Вести трассу по одной стороне улицы с устройством ответвлений от ВЛ к отдельно стоящим постройкам с пересечением проезжей части улицы допускается при соответствующем обосновании с соблюдением нормативного габаритного размера проводов 6 м [4].

Опоры железобетонные. Основа всех опор стойка СВ-10.5-5. Цифры обозначают длину стойки 10,5 м и допустимый изгибающий момент 5т·м. Пролеты 25...30 м, пролеты ответвлений к вводам не превышают 10 м. Провода на промежуточных опорах крепят проволокой, а на концевых - зажимами ПА. Опоры заложены в грунт на 2,5 м. Траверсы заземлены проводом 6 мм, присоединенным к нулевому проводу зажимами ПА. Для заземления опор используют один из стержней стойки, к которому с обоих сторон приварены заземляющие элементы. На опорах устанавливают светильники РКУ01-400 [3].

2.10 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и термическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты, выбора средств и схем грозозащиты, выбора и расчета токоограничивающих и заземляющих устройств.

Для расчета токов КЗ прежде всего необходимо составить схему замещения, в которую все элементы электроустановки, влияющие на силу токов КЗ, должны войти своими сопротивлениями. Схемы замещения воздушных линий ТП1 и ТП2 представлены на рисунках 2.5 и 2.6.

Рисунок 2.5. Схема замещения ВЛ 0.4 кВ, ТП1

Рисунок 2.6. Схема замещения ВЛ 0.4 кВ, ТП2

Расчет токов короткого замыкания для ТП1:

ТП1: Трансформатор ТМГ - 160/10, таблица 2.6:

Таблица 2.6 - Основные технические данные трансформатора ТМГ - 160/10

Определим токи КЗ в точке К1 (рисунок 2.5.):

где Uс - среднее номинальное напряжение, В;рез - полное сопротивление цепи до точки КЗ, мОм.

Полное сопротивление определяется по формуле 2.11:

,          (2.11)

где  - реактивное и активное сопротивление трансформатора, мОм;рез - полное сопротивление цепи до точки КЗ, мОм;

- переходное сопротивление, мОм.

Сопротивление RП учитывает влияние контактных соединений на ток КЗ Rп=50 мОм, если точка КЗ расположена в непосредственной близости от шин трансформатора, Rп=30 мОм, если точка КЗ удалена от шин [1].

 и  вычисляются из паспортных данных по формулам 2.12:

; ;  , (2.12)

где - потери короткого замыкания, кВт;

- напряжение короткого замыкания, %;

- номинальная мощность, кВА;

- номинальное напряжение, В.

; ;

;

; кА.

;  кА.

Токи К.З. в точке К2:

Участок до точки К2- это участок ТП1-20, берем из расчетной схемы ТП1, рис 27. Для точки К2 необходимо рассчитать только ток однофазного КЗ.

ВЛ выполнена проводом СИП2 длиной 430 м сечениями 50 и 120 мм2 ; RО1 = 0,641 Ом/км, RО2 = 0,253 Ом/км и сечениями нулевого провода 70 и 54,6 мм2; R54,5 = 0,5 Ом/км, R70 = 0,63 Ом/км.

;        ;

;        .

где 1/3Zт(1) - сопротивление трансформатора при однофазном КЗ [1];П - сопротивление петли фазный - нулевой провод [1].

,

где  - сумма активных сопротивлений в фазном проводе, Ом;

- сумма активных сопротивлений в нулевом проводе, Ом;

- 0,6,сумма индуктивных сопротивлений в петле фазный-нулевой провод, мОм [8].

;

 кА.

Аналогично рассчитываем все остальные линии. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 - Расчет токов КЗ

2.11 Выбор основного оборудования ТП

Выбор оборудования для ТП1: ТМГ -160 марка трансформаторной подстанции.

Сторона 10 кВ. Выбор разъединителя:

Условия выбора 2.13 [1]:

н £ Uуст; IН £ Iраб.Форс; iу < imax;(3)2к.з.·tср £ t·It2, (2.13)

где: UН - номинальное напряжение линии;УСТ - номинальное напряжение разъединителя;Н - номинальный ток линии;

 - ток цепи в форсированном режиме;

IУСТ - номинальный ток разъединителя;у - ударный ток 3-х фазного КЗ, кА;амплитудное значение максимального допустимого тока разъединителя, кА;ср - время короткого замыкания, с;- ток термической стойкости, А;- предельное время протекания тока, с;

 [1]

где kу - ударный коэффициент, kу= 1.2 [1].

 кА

,

где tз - выдержка времени МТЗ, tз=1.2 с [1]в - время отключения выключателя, tв=0.2 с [1]

 с.

;

 А.

Выбираем разъединитель РЛНДА - 10/200 [3] для которогон=10 кВ £ Uуст =10кВ                                      условие выполняется;

н=200 А > А             условие выполняется;=20 кА > iу = 6,2 кА                                      условие выполняется;

= 5 кА, t = 10 с;

(3)2к.з.·tср £ It2·t;

                             условие выполняется.

Выбор предохранителей:

Условия выбора 2.14 [1] :

н.а ³ Uуст; .Iн.а > Iраб.форс , (2.14)

где UН.А. - номинальное напряжение аппарата (предохранителя);УСТ - номинальное напряжение установки;Н.А. - номинальный ток аппарата.

Выбираем предохранители типа ПК - 10/50 [3] для которого (Uн.а = 10 кВ) = (UУСТ = 10 кВ), (IН.А. = 50) > (IРАБ.ФОРС. = 13,8).

По таблицам [1] принимаем номинальный ток вставки Iв предохранителя по условию отстройки от бросков намагничивающего тока.

50 (А) >  А.

Выберем вставку на 40 А.

Проверим вставку на селективность с аппаратами защиты со стороны 0,4 кВ.

Селективность будет обеспечена при соблюдении условия 2.15:

, (2.15)

где : tв - время плавления вставки при КЗ на стороне 0,4 кВ;ср - полное время срабатывания защиты на стороне 0,4 кВ;

Dt - минимальная ступень селективности;

kП = 0,9 - коэффициент приведения каталожного времени плавления плавкой вставки к времени ее разогрева [1];с.з. - полное время срабатывания защиты со стороны 0,4 кВ (для электромагнитных расцепителей автоматов с учетом разброса tс.з. = 0,02).

Определим tв по ампер секундным характеристикам [1]. Для этого определим ток по вставке при КЗ:

,

где: КТР - коэффициент трансформации 10/0,4=25.

I=3700/25 = 148А.

Время плавления: tВ = 15 сек;

 с.

> 0,356                условие выполняется.

Выбор ограничители перенапряжения:

Условия выбора [1]: Uн £ Uуст.

Сторона 10 кВ: на вводе подстанций 10/0,4 кВ применяют ОПНп-10 УХЛ2. [3]

Сторона 0,4 кВ: на низкой стороне подстанций 10/0,4 кВ применяют ОПНп-0,38 УХЛ2. [3]

Выбор трансформаторов тока:

Условие выбора 2.16 [1]:

н.тт ³ Uн.уст; IН1 ³ Iр.ф.; (2.16)

Требуемый класс точности 0,5 [3].

Выбираем трансформатор ТК - 40 , для которого: Uн = 0,66 кВ ³ Uн.уст = 0,4 кВ; IН1 = 1000А ³ Iр.ф. = 13,8 А, класс точности 0,5 [3].

Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях 0,4 кВ:

Выбираем для ТП1, Линия 1. Условия выбора 2.17 [1]:Н.А. ³ UН.У.; IА ³ IУ; Iтр ³ 1,1·Iр; Iэ.р. ³ 12·Iр, (2.17)

где UН.А. - номинальное напряжение автомата;Н.У - номинальное напряжение электроустановки;тр - ток уставки теплового расцепителя;э.р. - ток уставки электромагнитного расцепителя.

Расчетные данные: I(1)к.з. = 590 А;

;

 А;

 А;

 А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-33 (Iн=160А).Выбираем ближайшие большие стандартные токи уставок Iт.р.= 160 А, Iэ.р.=1600 А [3].

Определяем чувствительность защиты [1]:

;      3,6 > 3 (ПУЭ kч ³3) .

Аналогично выбираем оборудования для ТП2 и других линий ТП1, результаты сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 - Электрическое оборудование трансформаторных подстанций

3. Расчет внутренних силовых сетей зернотока

.1 Общие сведенья об объекте

При уборке комбайнами засоренность зерна достигает 15…18%, а его влажность при неблагоприятных условиях уборки - 28…30%. На зерноочистительных и зерноочистительно-сушильных пунктах зерно обрабатывается системой машин, связанным между собой единым технологическим потоком. Это резко сокращает трудовые и денежные затраты и дает возможность автоматизировать работу на зернопункте.

Технологическая схема послеуборочной обработки зерна включает следующие операции, рисунок 3.1.

Рисунок 3.1. Технологическая схема послеуборочной обработки зерна

Объект проектирования - зерноток, находящийся в производственной зоне ОАО «ПЗ «Караваево». На плане (рисунок 2.1) объект находится под координатами: Х=5, У=16. В зернотоке происходит очистка зерна от примесей, а также сортировка на семенное и фуражное зерно.

Перечень силового оборудования зернотока представлен в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Перечень оборудования зернотока

Очистка и сортировка зерна на зернотоке происходит по следующей схеме: зерно, высушенное на сушильной площадке теплогенераторами ТАУ-0,75 и прошедшее первичную очистку ворохоочистителем ОВС-25, поступает на зерноток в приемный бункер, затем через две нории и ленточный транспортер зерно поступает в зерноочистительную машину «Петкус-гигант» К531А. В К 531 А зерно сортируется на два вида фуражное зерно и семенное зерно. Семенное зерно затем поступает в триерный блок К 236А, где оно также сортируется на два вида. Семенное зерно с триера поступает в промежуточный бункер, а затем через норию в выгрузной бункер. Фуражное зерно с обоих аппаратов поступает на ленточный транспортер и далее через норию во второй выгрузной бункер.

Таким образом, на зернотоке благодаря качественной сортировке зерна в два аппарата: К531А и К236А, на склад поступает семенное зерно очень высокого качества, что значительно сказывается на урожае зерна в дальнейшем. Фуражное зерно также поступает на склад и используется для приготовления кормов.

3.2 Расчет пускозащитной аппаратуры

Схема размещения силового оборудования представлена на листе № 4 графической части дипломного проекта. Для всей поточной линии выбираем один щит управления размерами 1000×800×400.