1.ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Сарай для сенаприменяется для ферм КРС. На генплане сарай размещается в секторе кормов сучетом обеспечения кратчайших путей, удобства и простоты механизации подачивсех кормов к кормоприготовительным цехам или местам кормления.
Сарай предназначен длядосушивания сена методом активной вентиляции и его хранения.
Габариты сарая24×48 м.
Высота складированиясоставляет 5 м. Вместительность сарая (габаритные размеры)8×35×5=3240 м2, или приняв все сено по основному варианту0,07 т/м3 получаем 227 т.
Хранение сена внеизмельченном виде. Сено в сарай поступает 35-40% влажности. Неизмельченноесено привозится мобильным транспортером и разгружается в сарае. Загрузка сараяи досушивание сена осуществляется послойно по всей длиневоздухораспределительной системы. Первый слой укладывается с помощью копновозаКУН-10 толщиной 2,5-3,0 м и подвергается активному вентилированию воздухом доснижения влажности в верхней части слоя на 15%. После этого на первый слойпневмотранспортером ТПЭ-10А, который стоит в конце сарая, укладывается второйслой сена толщиной 1,5 м. Трубопровод пневмотранспотера крепится к мостику. Обаслоя сена вентилируются до тех пор, пока в верхней части второго слоя установитсявлажность 20-25%. Затем укладывается третий слой сена толщиной 1 м и вентилируется до полного высыхания, т. е. до 17% влажности. Сено выгружается из сарая,измельчается и погружается в кормораздатчик КТУ-10А при помощи погрузчика ПСК-5или фуранжира ФН-1,2, но начальная выгрузка производится вручную.
2.ВЫПОЛНЕНИЕ СХЕМ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ И ПИТАЮЩЕЙ СЕТЕЙ. ВЫБОР ВРУ ИРАСПРЕДПУНКТОВ
В соответствии стребованиями резервирования и взаимного расположения вводных и распределительныхустройств схемы распределения электрической энергии могут быть трех видов:радиальные, магистральные и смешанные.
В проекте наибольшеераспространение получили смешанные схемы. Они наиболее полно удовлетворяюттребованиям простоты, надежности и минимизации затрат.
ВРУ обеспечиваютподключение, коммутацию и защиту силовых цепей, отдельных электроприемников илигрупп электроприемников осветительных сетей.
Выбираем для ввода шкафраспределительной ШР11-73702-22У3, с рубильником Р16-353, номинальный токрубильника 250А, число трехфазных групп отходящих линий 5. Номинальные токипредохранителей: три отходящие линии с номинальными токами предохранителей –100А, две – с номинальными токами 60А (предварительный выбор).
В схеме распределенияэлектроэнергии для защиты электроприемников от коротких замыканий используютсяпредохранители. Для управления работой вентиляторов применим 2 шкафа управленияШУ. Выбор предохранителей производится по номинальному напряжению, токуоснований предохранителя и току плавкой вставки. Т. е. должны соблюдатьсяследующие условия:
— номинальное напряжениедолжно соответствовать напряжению сети:
— номинальный токпредохранителя должен соответствовать расчетному току электроприемника:
— номинальный ток плавкойвставки предохранителя должен удовлетворять двум условиям:
Для примера подберемпредохранитель FU2 для защиты ШУвентиляторами.
Номинальный ток двигателявентилятора:
/>,
где /> — номинальная мощностьдвигателя, Вт;
/> - номинальное напряжение,В;
/> - номинальный коэффициентмощности;
/> - номинальный коэффициентполезного действия.
/>.
Рабочий ток двигателявентилятора:
/>
где /> - коэффициент загрузкивентилятора.
Максимальный ток в цепидвигателя вентилятора будет равен пусковому:
/>
Вентиляторов 6 штук,поэтому токи в пяти линиях будут такими же. Найдем рабочий ток линии, питающейвентиляторы:
/>,
где /> - коэффициент одновременностиработы потребителей. Все вентиляторы работают одновременно, поэтому />=1.
/>
Максимальный ток линиипитания вентиляторов:
где /> - пусковой ток двигателя,наибольший в группе, А:
/>
Определим предохранительи токи плавкой вставки. В данном случае: />.Должно соблюдаться условие: />
где /> - коэффициент условияпуска.
Выбираем предохранительПН2-250; />, [6].
Аналогично подберемпредохранитель для второго шкафа управления с четырьмя вентиляторами, линиипитания пневмотранспортера ТПЭ-10А, а также для щитка освещения:
FU1: НПН2-100/>=100А;
FU2: ПН2-250/>=120А;
FU3: НПН2-100/>=6А.
Выбираем автоматическийвыключатель в линии питания ТПЭ-10А.
Должны соблюдатьсяследующие условия:
/>
/>
На основаниивышеизложенных условий выбираем автоматический выключатель А3725Б [6]. Выбираеммагнитные пускатели ПМЛ-462002. Для защиты линии питания двигателя вентиляторавыбираем автоматический выключатель АЕ2026.
3. ПОДСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХНАГРУЗОК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ МОЩНОСТИ НА ВВОДЕ. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТАМОЩНОСТИ
Определение расчетноймощности на вводе в здание или помещение для сельскохозяйственных объектов стехнологическими режимами, рекомендуется выполнять методом технологическогографика. Перед построением графика нагрузок составляется технологический графикработы оборудования работы оборудования в табличной форме.
В здании приведенаследующая аппаратура:
— вентилятор осевой – 10шт;
— пневматическийтранспортер ТПЭ-10А;
— щиток освещения.
Таблица 3.1Технологический график работы оборудованияНаименова-ние технологи-ческой операции Рабочая машина
Установленная мощность Ру,
кВт
КПД
/> Коэффициент загрузки
Потребляемая мощность Рп,
кВт Работа на протяжении суток Вентиляция
В-06-300
10 шт
3
30 0,82 0,8
2,93
29,3
/>/>
0 6 12 24 Пневмотранспортер ТПЭ-10А 22 0,905 0,7 17
/>
6 12 Щиток освещения - 1,3 - - 1,3
0 24 />
Проведем построениеграфика электрических нагрузок.
/>
Рис. 1. Суточный графикэлектрических нагрузок.
Из графика видно, что Рмдлится более 0,5 часа, следовательно расчетная мощность равна максимальной: Рр=Рм=30,6кВт.
Определимсредневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузок, участвующих вформировании Рр:
/>.
Полная мощность на вводе:
/>
4.РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ. ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРОВОДОК
Задачей расчетаэлектропроводок является выбор сечений проводников. При этом сечениепроводников любого назначения должно быть наименьшим и удовлетворять следующимтребованиям:
а) допустимому нагреву;
б) электрической защитыотдельных участков сепии;
в) допустимым потерямнапряжения;
г) механическойпрочности.
Последовательностьрасчета:
1) Так как выбор проводников связаннепосредственно с выбором защитных аппаратов, то предварительно мы должнывыбрать аппараты управления и защиты и рассчитать их характеристики.
2) Определить значение расчетного токапроводника. При этом необходимо обеспечить выполнение двух условий:
а) нагрев проводника недолжен превышать допустимый по нормативным значениям
б) по условиюсоответствия сечения провода выбранному току срабатывания защитного аппарата
где /> - ток защитного аппарата,А;
/> - коэффициент кратности,характеризующий отношение между допустимым током проводника и током защитногоаппарата;
/> - поправочный коэффициент, натемпературу окружающей среды;
/> - поправочный коэффициент, наусловие прокладки. В нашем случае /> (приложение16 [17]).
Для линии питающейпневмотранспортер ТПЭ-10А по условию длительного протекания тока
По условию соответствиясрабатывания защитного аппарата.
Из ПУЭ табл. 1.3.7выбираем кабель АВВГ сечения 6 мм2. Аналогичным образом рассчитываемсечения других участков сети. Данные заносим в табл. 2.
Таблица 2 Выбор сеченийпроводов и кабелей.Наименование электроприемника
/>, А
/>
/>, А
/>,
А Марка и сечение проводника
/>,
мм2 Линии питания ЩУ1, ЩУ2 вентиляции
32,1
21,44
0,33
0,33
60
32
32,1
21,44
АВВГ
АВВГ
16
14 Двигатель вентилятора 5,36 0,33 8 5,36 АВВГ 2,5 ТПЭ-10А 29,68 0,33 120 44 АВВГ 6 Щиток освещения 1,3 0,33 6 2 АВВГ 2,5
Проверим выбранноесечение проводников по допустимой потере напряжения:
/>,
где /> - расчетная мощность,передаваемая по линии, кВт;
/> - длина линии, м;
/> - сечение провода, мм2;
/> - коэффициент, значение которогозависит от напряжения, числа фаз и материала провода, />;
Падение напряжения от ВРУдо транспортера ТПЭ-10А:
/>
Потери напряжения от ВРУдо самого удаленного вентилятора:
/>
Потерями до ЩОпренебрегаем.
Общие потери:
/>
Полученное значениеменьше 5%, что удовлетворяет нормам.
5. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯЭЛЕКТРОПРОВОДОК ЗДАНИЯ
Выбор электропроводок,проводов, кабелей и способа прокладки осуществляет по приложению 13[1].
Примем проводники салюминиевыми жилами, так как только для переносных и передвижныхэлектроприемников необходимо применять шнуры и гибкие кабели с медными жилами.
Производственноепомещение можно охарактеризовать как пыльное и пожароопасное.
Исходя из особенностейтехнологического процесса, целесообразно проводки к вентиляторам выполнять вкоробках на наружной стороне стены здания.
Проводку к транспортерувыполняют в пластмассовой трубе в земле.
6.РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УПРАВЛЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯГРУППЫ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
6.1Анализ технологического процесса
Для нормального ходатехнологического процесса необходимо, чтобы вентиляторы и пневматическийтранспортер ТПЭ-10А не работали вместе. Для этого предусмотрена блокировка иодновременного включения переключателем режимов загрузки и вентилирования. Дляуменьшения помех в сети от запуска двигателей всех вентиляторов будем запускатьих с выдержкой времени, которое будет обеспечивать оператор припоследовательном нажатии кнопок запуска вентиляторов
6.2Разработка и выбор элементов схемы
1. Выбор магнитныхпускателей:
а) Для коммутации в линиипитания шестью вентиляторами:
/>
Выбираем ПМЛ-262102.
б) Для коммутации в линиипитания четырьмя вентиляторами:
/>
Выбираем ПМЛ-262102.
в) Для коммутациипневматического транспортера. Выбран ранее в п.2. ПМЛ-462002.
2. Выбираемавтоматический выключатель. Условия по которым производится выбор автоматическихвыключателей приведен в п.2:
а) Для коммутации в линиипитания шести вентиляторов выбираем автоматический выключатель АЕ 2026М.
б) Для коммутациипневматического транспортера выбран А3725Б.
Переключательуниверсальный – ПКУ3.
Кнопки управления КЕ021.
6.3Описание работы принципиальной схемы
При переключении SA1 в положение 1 запитывается цепьуправления вентиляторами. При нажатии кнопки SB2 получает питание катушка пускателя KM1, о чем сигнализирует лампа HL1 и запускаются вентиляторы второй группы. Остановкавентиляторов производится нажатием кнопок SB1, SB3.
При переключении SA1 в положение 2 запитывается цепьуправления пневматическим транспортером. При нажатии кнопки SB6 получает питание катушка KM3, о чем сигнализирует лампа HL3 и запускается транспортер.
Имеется такжепереключатель SA2, который обеспечивает ручное и автоматическоеуправление работой транспортера.
Ручной режим описан выше.При автоматическом режиме используется датчик наличия сена в транспортер ипромежуточное реле. При наличии сена срабатывает датчик L, в результате чего получает питаниекатушка промежуточного реле KV,которая своим контактом запитывает катушку магнитного пускателя KM – транспортер запускается. Приотсутствии сена транспортер останавливается.
Таблица 3 Переченьэлементов схемыПоз Обозначение Наименование Тип Количество Техническая характеристика Примечание 1 QF1 Автоматический выключатель АЕ2046М 2
Iн=63 A 2 QF2 Автоматический выключатель АЕ2026 2
Iн=16 A 3 QF3 Автоматический выключатель А3725 1
Iн=250 A 4 KM1, KM2 Пускатель магнитный ПМЛ262102 4
Iн=25 A 5 KM3 Пускатель магнитный ПМЛ462002 1
Iн=63 A 6 SB1-SB6 Кнопки управления КЕ-021 10 - 7 SA1, SA2 Пакетный переключатель ПКУ3 2 - 8 HL1-HL3 Сигнальная лампа ЛС-48 3 - 9 L Датчик наличия сена МДУ 1 - 10 KV Промежуточное реле РПУ2-36220 1 - 11 KK1-KK6 Тепловое реле РТЛ-1016 6
Iр=9,5÷14 А 12 KK7-KK10 Тепловое реле РТЛ-1022 4
Iр=18÷25 А 13 KK11 Тепловое реле РТЛ-2057 1
Iр=38÷52 А 14 R1-R3 Резистор ПЭЭ-2,5 3 R=192 Ом 15 QS Рубильник Р16-353 1
Iн=250 A
7.МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Экономия электрическойэнергии – важнейшая народнохозяйственная задача. Электроприводы потребляютболее половины всей вырабатываемой в стране электрической энергии, поэтомукаждый процент экономии в этих установках составляет миллиарды киловатт-часовпо стране.
Выделим следующиемероприятия по экономии электрической энергии:
1. Правильноэксплуатировать производственные механизмы, обеспечивать своевременную смазку,регулировки и т.д.
2. Полностьюзагружать машины, транспортеры, станки.
3. Исключитьхолостой ход производственных механизмов.
4. При замене ЭД,при проектировании новых Эл. Приводов следует отдавать предпочтение электродвигателям,имеющим больший КПД и cosφ.
5. Для торможениястремится использовать генераторный режим электродвигателей с отдачей энергии всеть.
6. Следить закачеством напряжения на предприятии, оно должно быть номинальным или пониженнымв пределах допустимых норм. Правильным распределением нагрузок по фазам,применением специальных трансформаторов на подстанции.
7. При выборепроизводственного оборудования учитывать то обстоятельство, что чем большепроизводительность аппаратов, тем меньше энергии расходуется на единицупродукции.
8. Совершенствоватьэлектропривода энергоемких производственных аппаратов путем установкиавтоматических регуляторов.
9. При выборесечения проводников выбирать оптимальные.
8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТАНаименование показателя Обозначение
Ед.
изм.
Кол-
во Прим. 1. Расчетная мощность Pp кВт 30,6 в том числе 1 кат по надежности электроснабжения PIK кВт - 2. Установленная мощность Py кВт 53,3 в том числе силовых электроприемников Pсил кВт 52 электронагревательных электроприемников Pнаг кВт - электроосвещение Pэо кВт 1,3 3. Коэффициент мощности cosj - 0,83 4. Годовой расход электроэнергии
Wгод
кВт.ч 15300 5. Годовое число часов использования максимума нагрузки T ч 500 6. Стоимость электроустановки, всего
Cб т.руб.
18389 монтажные работы
CMP т.руб. стоимость оборудования
COб т.руб. 1021,3
ЛИТЕРАТУРА
1. Методические указания к курсовомупроекту «Проектирование комплексной электрификации» — Мн.: 1989 г.
2. Правила устройстваэлектроустановок. — 6-е изд. Доп. с исп. — М.: Госэнергонадзор. –2000, 607с.
3. Методические указания посоставлению спецификаций оборудования. «Проектирование системэлектрообеспечения» Занберов А. К., Мн. – 2001 г.
4. Справочник «Электрооборудованиеживотноводческих ферм и комплексов», Ю. М. Соркин, Мн. 1988 г.
5. В. В. Москаленко «Справочникэлектромонтера», Мн.: 2002 г.
6. Методические указания«Проектирование электроборудования», Мн.: Ротапринт БГАТУ, 2000 г.