Реконструкция электроснабжения в ООО "АП Княгининское" Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

1.1 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

1.2 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

2.1 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

Параметр	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.



Размещено на http://www.allbest.ru/

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;в, п -- КПД вентилятора и передачи (для клиноременной передачи п = 0,9...0,95, для непосредственного соединения п = 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.

2.2 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:

Qж = 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 зy - тепловой КПД отопительной установки зy = 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].

2.3.3 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:

P=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
6	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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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	0,72	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

УР=1,65кВт

3. Подсчет электрических нагрузок, выбор мощности и расчета сетей

3.1 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/Р,

здесь Рт - суммарная мощность электронагревательных установок

РТ /УР = 0,76; cos ц = 0,96.

Полная мощность:

S = Рр/ cosц = 131,64 / 0,96 = 137,125 кВА.



Реактивная мощность:

Q = Pptgц = 131,640,29 = 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; ДР(д,в) - добавки.

Средневзвешенные коэффициенты мощности и реактивной мощности расчетного участка для дневного и вечернего максимумов нагрузки определяются из выражения:



,

,

где cosц, tgц - 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 ц	tg ц	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



3.2 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 ц характерны следующие основные мероприятия:

1) Выбор электродвигателей с номинальной мощностью, равной или близкой мощности машины, полная их загрузка и ограничение времени холостой работы;

предпочтительное применение электродвигателей с более высокимcos ц (высокоскоростных, на шариковых подшипниках);

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;

5) 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 ц, 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:



Sэн?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:

Sp = 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:

Sр?Sтрмакс ,

Sр?Sтр ном · кномА,

где: Sтр макс - максимальная систематическая перегрузка трансформатора, кВА;кном А- коэффициент допустимых после аварийных перегрузок трансформаторов.

258,24 <416;

258,24 <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:

Sэ 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 ц	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: ДUуч - 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

3.5.1 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.

Iтр?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:

Iтр/ 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
1	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

3.6.1 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:

ZЛ = 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:

Iкз(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.

12 < 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.