Самидин ууду Насирдин дп. Электрификация фермы крупнорогатого скота в селе Сокулук Сокулукского района. Пояснительная записка
 Скачать 2.29 Mb.
|
|
2.5 Расчет осветительных установок Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещенности, коэффициента пульсации светового потока зависит производительность и здоровье персонала. Ферма состоит из 2 животноводческих комплексов и расположенного между ними молочного блока. Расчет осветительных установок животноводческого комплекса Таблица .8 Характеристики здания
Расчет мощности осветительной установки стойлового помещения. Согласно СНиП принимаем рабочее общее равномерное освещение, т.к. работы ведутся с одинаковой точностью, нормированная освещенность составляет Ен=75Лк на высоте 0.8м от пола [4] Т.к. помещение сырое и с химически агрессивной средой то принимаем светильник ЛСП15 со степенью защиты IР54 [4] Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п; где, Н-высота помещения Нс- высота свеса светильника, принимаем равной нулю, т.к. крепежные кронштейны устанавливаться не будут. Нр.п.- высота рабочей поверхности. Нр=3,22-0-0,8=2,42. Расстояние между светильниками. L=Нр·λс=2,42·1,4=3,3м где,λс- светотехническое наивыгоднейшее расстояние между светильниками при кривой силы света «Д» λс=1,4 Количество светильников в ряду nс=а/L=69/3,3=21 шт. где, а- длина помещения Количество рядов светильников. nр=в/L=20/3,3=6 ряд. где, в- ширина помещения Расчет производим методом коэффициента использования светового потока, т.к. нормируется горизонтальная освещенность, помещение со светлыми ограждающими стенами без затемняющих предметов. i=а·в/Нр·(а+в)=69·20/2,42·(69+20)=6,4 Согласно выбранному светильнику, индексу помещения и коэффициентам отражения ограждающих конструкций (ρп=30 ρс=10 ρр.п.=10) выбираем коэффициент использования светового потока Uоу=0,67 [4] Световой поток светильника . Фс=А·Ен·Кз·z/nс·Uоу; Лм где, А-площадь помещения, м² Ен-нормированная освещенность, Лк Кз-коэффициент запаса z-коэффициент неравномерности (z=1,1…1,2 (л-4)) Фс=1380·75·1,3·1,1/126·0,67=3861 Лм Световой поток одной лампы. Фл=Фс/nл=3861/2=1930,5 Лм где, nл-число ламп в светильнике. Принимаем лампу ЛД-40-1 с Фк=2000 Лм Рн=40Вт Отклонение светового потока. ΔФ=Фк-Фр/Фр·100%=2000-1930/1930·100%=3,6% Отклонение светового потока находится в пределах -10%…+20% и поэтому окончательно принимаем светильник ЛСП15 с лампой ЛД-40-1 Расчет мощности осветительной установки электрощитовой. Согласно СНиП принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность Ен=100Лк на вертикальной плоскости на высоте 1,5м от пола [4 ] Помещение электрощитовой сухое, поэтому принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20 Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0-1,5=1,72м Высота свеса равняется нулю, т.к. крепежные кронштейны устанавливаться не будут Расчет производим точечным методом, т.к. в ней нормируется освещенность на вертикальной плоскости. , 0,5·Нр=0,5·1,5=0,75 Расстояние от точки проекции светильника до контрольной точки в центре щита. Р=в/2-Сщ=2,4/2-0,38=0,82м (3.118) где, в - ширина помещения, м Сщ - ширина щита, м Расстояние от светильника до контрольной точки dл=√Нр²+Р²=√1,5²+0,82²=1,7 (3.119) Угол между вертикалью и линией силы света к контрольной точке. γ=arctgР/Нр=arctg0,82/1,5=28º (3.120) Угол под которым видна светящееся линия. α=arctgLл/dа=arctg1,2/1,7=57,7º=1рад (3.121) Условная освещенность в контрольной точке. Еа=Iγ·cos²γ/2·Нр·(α+1/2sin2α)=135·cos²28º/2·1,5·(1+sin2·1/2)=48,3Лк (3.122) где, Iγ=135кд сила света светильника в поперечной плоскости под углом γ=28º стр.112(л-6) Перейдем к вертикальной освещенности. Еа.в.=Еа(cosΘ+Р/НрsinΘ)=48,3(cos90º+0,82/1,5·sin90º)=26,4Лк (3.123) где, Θ=90º-угол наклона поверхности. Световой поток светильника. Фс=1000·Ен·Кз·Нр/η·Еа.в.=1000·100·1,3·1,5/1·26,4=7386Лм(3.124) где, η-коэффициент учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников, т.к. этих светильников нет то η=1 1000-световой поток условной лампы. Световой поток одной лампы. Фл=Фс/nс=7386/2=3693(3.125) Принимаем лампу ЛД-65 с Фк=4000Лм отклонение светового потока лампы от расчетного потока находится в пределах –10%…+20%, и окончательно принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-65. Расчет мощности осветительной установки молочной Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность составляет Ен=100Лк на высоте 0,8м от пола стр.389 (л-4), т.к. помещение сырое то принимаем светильник ЛСП15 со степенью защиты IР54. Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.126) высота свеса равняется нулю, т.к. крепежные кронштейны использоваться не будут. Расстояние между светильниками. L=Нр·λс=2,2·1,4=3,08 (3.127) Количество светильников. nс=а/Lс=13,8/3,08=5св. (3.128) Количество рядов светильников. nр=в/L=5,7/3,03=1ряд(3.129) Расчет производится методом коэффициента использования светового потока, т.к. нормируется горизонтальная освещенность, помещение со светлыми ограждающими конструкциями. Индекс помещения i=а·в/Нр·(а+в)=13,8·5,7/2,2·(13,8+5,7)=1,8(3.130) по полученному индексу а также типу светильника выбираем коэффициент использования светового потока Uоу=0,41 стр.17(л-4) Световой поток светильника. Фс=А·Ен·Кз·z/nс·Uоу=78,6·100·1,3·1,1/5·0,41=5482,4Лм(3.131) Световой поток лампы Фл=Фс/2=5482,4/2=2741,2Лм(3.132) По полученному значению светового потока принимаем лампу ЛБ-40-1 с Фк=3200Лм стр.54 (л-4) отклонение светового потока лампы от расчетного находится в пределах –10%…+20% и окончательно принимаем пять светильников ЛСП15 с 2 лампами ЛБ-40-1. Расчет оставшихся помещений производим методом удельной мощности, т.к. этим методом разрешается рассчитывать когда расчет освещения не входит в основную часть задания. Расчет мощности осветительной установки коридора Принимаем рабочее общее равномерное освещение, освещение нормируется на высоте 0м от пола стр36 (л-4), т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54. Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0,2-0=2,8м (3.133) т.к. в коридоре будут устанавливаться крепежные кронштейны то Нс=0,2м Расстояние между светильниками. L=2,8·1,4=3,9м (3.134) Количество светильников. nс=а/L=17,8/3,9=4св.(3.135) Количество рядов nр=в/L=1,7/3,9=1ряд(3.136) Мощность лампы Рл=А·Руд/nс=30,2·23,5/4=177,4Вт(3.137) Руд=23,5 при кривой силе света «Д», h=3м, А=30,2м² Окончательно принимаем 4 светильника НСР01 с лампой Б-215-225-200 с Рн=200Вт стр.54(л-4) Расчет мощности осветительной установки тамбура. Система освещения, нормированная освещенность, выбор светильника и расстояние между ними аналогично помещению коридора. Количество светильников nс=а/L=4/3,9=1св.(3.138) т.к. при расчете тамбура в него была включена часть коридора и принимая в расчет что между ними установлена дверь, принимаем количество светильников равное 2 Количество рядов. nр=в/L=1,9/3,9=1ряд (3.139) Мощность лампы. Рл=А·Руд/nс=7,6·25,4/2=96,7Вт(3.140) Руд=25,4 при кривой силе света «Д» h=3м, А=7,6м² Принимаем 2 светильника НСР01 с лампой Б-215-225-100 с Рн=100Вт стр.54 (л-4) Расчет мощности осветительной установки компрессорной. Принимаем рабочее общее равномерное освещение, освещение нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35 (л-4), т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20 Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.141) Расстояние между светильниками. L=Нр·λ=2,2·1,4=3,08 (3.142) Количество светильников. nс=а/L=5,7/3,08=2свет.(3.143) Количество рядов nр=в/L=4/3,08=1ряд(3.146) Мощность светильника. Рс=А·Руд/nс=22,8·5,2/2=59,25Вт(3.147) Руд=5,2 при кривой силе света «Д» h=3м А=22,8м² Мощность лампы. Рл=Рс/2=59,25/2=29,6Вт(3.148) Принимаем 2 светильника ЛСП02 которые укомплектованы 2 лампами ЛД-40 с Рл=40Вт стр54(л-4)(3.149) Принимаем общее равномерное рабочее освещение, освещение нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35(л-4), т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20 Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.150) Расстояние между светильниками. L=Нр·λс=2,2·1,4=3,08м (3.151) Количество светильников. nс=а/L=4,2/3,08=1шт(3.152) Количество рядов. nр=в/L=3,1/3,08=1ряд(3.153) Мощность светильника Рс=А·Руд/nс=13,02·12/1=156,2Вт(3.154) Руд=12 при кривой силе света «Д» h=3м А=13,02м² Мощность лампы. Рл=Рс/2=156,2/2=78,1Вт(3.155) Для освещения ваккумнасосной принимаем 1 светильник ЛСП02 с двумя лампами ЛД-80 с Рн=80Вт стр54 (л-4) Расчет мощности осветительной установки служебного помещения Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, освещенность нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35(л-5), т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20 Расчетная высота осветительной установки. Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м(3.157) Расстояние между светильниками. L=2,2·1,4=3,08 (3.158) Количество светильников. (3.159) nс=а/L=4,2/3,08=1свет. Количество рядов светильников.(3.160) nс=в/L=4,2/3,08=1ряд(3.161) Мощность светильника. Рс=А·Руд/nс=14,9·5,2/1=77,4Вт(3.162) Руд=5,2 при кривой силе света «Д» h=3м А=14,9м² Мощность лампы. Рл=Рс/2=77,4/2=38,7Вт(3.163) Для освещения служебного помещения принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54.(л-4) Т.к. остальные помещения имеют малую площадь, то для их освещения будем принимать один светильник, расположенный в центре помещения. Расчет мощности осветительной установки лаборатории. Принимаем рабочее общее, равномерное освещение, т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20 Мощность светильника. Рс=А·Руд/nс=5,67·5,2/1=32,4Вт(3.164) Руд=5,2 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,67м² Мощность лампы. Рл=Рс/2=32,4/2=16,2Вт(3.165) Для освещения лаборатории принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54(л-5) Расчет мощности осветительной установки моечной Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54 Мощность лампы. Рл=А·Руд/nс=5,13·25,4/1=130,3Вт(3.166) Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,13м² Принимаем светильник НСР01 с лампой Б-215-225-150 с Рн=150Вт стр.54(л-4) Расчет мощности осветительной установки лаборатории молочной. Расчет аналогичен расчету осветительных установок в общей лаборатории т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности и поэтому выбираем точно такое же световое оборудование. Расчет мощности осветительных установок помещения для моющих средств. Расчет аналогичен расчету осветительной установки моечной, т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности, и поэтому выбираем аналогичное световое оборудование. Расчет мощности осветительной установки уборной. Принимаем рабочее общее равномерное помещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСП03 со степенью защиты IР54 Мощность лампы. Рл=А·Руд/nс=1,35·25,4/1=34,29Вт(3.167) Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=1,35м² Для освещения уборной принимаем светильник НСП03 с лампой БК-215-225-40 с Рн=40Вт стр.54(л-4) Таблица 9 - Выбранное световое оборудование молочного блока
Расчет осветительной сети молочного блока Выбор сечения проводов ввода. Суммарная нагрузка между силовым и осветительным щитом. РΣ=ΣРлн+1,2ΣРлл=1340+1152=2,5кВт(3.168) ΣРлн=150+150+200+40+800=1340Вт(3.169) 1,2ΣРлл=1,2·(400+80+160+80+80+160)=1152Вт(3.170) Момент нагрузки между силовым и осветительным щитом. Мсщ-ощ=2,5·1,2=3кВт·м Сечение проводов между щитами. S=Мсщ-ощ/С·ΔU=3/50·0,2=0,3мм²(3.171) значение коэффициента С и допустимых потерь напряжения аналогично что и при расчетах осветительной сети животноводческого комплекса. принимаем провод АППВ(3·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм² Ток на вводе в осветительный щит Iсщ-ощ=РΣ/ U·cosφ=2,5/0,38·0,98=6,7А(3.172) согласно стр.210(л-6) допустимая токовая нагрузка на выбранное сечение составляет Iдоп=23А Iдоп=23А>Iсщ-ощ=6,7 Т.к. по условию допустимого нагрева провод проходит, то принимаем выбранный ранее провод окончательно. Выбор сечение проводов на каждой группе. Моменты нагрузки на каждой группе. М1=Σ(Р·L)=1,2·(80·4,7+80·6,7+80·9,7+80·12,7+80·15,3)=4,7кВт·м М2=200·6,45+200·5,7+200·9,15+200·12,1=6,7кВт·м М3=1,2·(80·1,5+160·4,5+80·8,2+80·10,2)=2,7кВт М4=1,2·(80·8,1)+150·10,1+1,2·(80·10,5)+150·13,5=5,3кВт М5=1,2·(80·4,2)+40·2,1+40·2,8=0,6кВт·м М6=100·6,2+100·6,2+100·7,2=1,9кВт·м Сечение проводов на каждой группе. S1=М1/С·ΔU=4,7/8,3·2,3=0,2мм²(3.176) С=8,3 при однофазной линии U=220В и алюминиевой токоведущей жилы стр211 (л-5) ΔU аналогично, что и при расчетах животноводческого комплекса. S2=6,7/8,3·2,3=0,3 мм² S3=2,7/8,3·2,3=0,1 мм² S4=5,3/8,3·2,3=0,2 мм² S5=0,6/8,3·2,3=0,03 мм² S6=1,9/8,3·2,3=0,1 мм² На всех 6 группах принимаем провод АППВ(2·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм², выбранный провод проверяем по условию допустимого нагрева. Расчетные токи в группах I1=Р1/U·cosφ=1,2·400/220·0,97=2,2А(3.177) I2=400/220·0,97=1,8А I3=1,2·400/220·0,97=2,2А I4=1,2·(160)+300/220·0,97=2,3А I5=1,2·(80)+80/220·0,97=0,8А I6=300/220·0,97=1,4А Наибольший расчетный ток вышел в 4 группе и составил I=2,3А, согласно стр.210(л-5) допустимая токовая нагрузка на двужильный провод сечением 2,5мм² Iдоп.=33А Iдоп=33А>Iр=2,3 выбранный провод проходит по условию нагрева а значит окончательно принимаем именно его. Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий а также для распределения электроэнергии между осветительными приборами выбираем осветительный щит ЯОУ8501 укомплектованным вводным рубильником ПВЗ-60 и 6 однополюсными автоматами ВА1426-14 с Iн=32А. Разработка схемы управления автоматизации навозоудаления Определение расхода электроэнергии на навозоудаление. В предыдущих пунктах для уборки навоза на ферме был принят навозоуборочный транспортер кругового движения ТСН-160 который состоит из наклонного и горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки навоза было принято два горизонтальных и два наклонных транспортер, на втором комплексе принято аналогичное оборудование. Суммарная мощность установки. ΣР=Nн·(Рн)+Nг·(Рг)=4·(1,5)+4·(4)=22 кВт(3.178) где, Рн-мощность электродвигателя наклонного транспортера, в предыдущих расчетах для наклонного транспортера был выбран двигатель мощностью Рн=1,5кВт. Nн-количество наклонных транспортеров, для всего животноводческого комплекса выбрано 4 наклонных транспортера. Рг-мощность электродвигателей горизонтального транспортера, в предыдущих расчетах для горизонтального транспортера выбран двигатель мощностью Рн=4кВт Nг-количество горизонтальных транспортеров, для всего комплекса выбрано 4 горизонтальных транспортера. Годовое число часов использования нагрузки. Тгод=365·t=365·1,2=438ч (3.179) где, 365-количество дней в году, равное количеству дней уборки навоза. t-время уборки навоза в сутки, в предыдущих расчетах время уборки навоза составило 1,2 часа в сутки. Годовое потребление электроэнергии. Wгод=ΣР·Тгод=22·438=9636 кВт·ч (3.180) Стоимость потребленной электроэнергии. СтW=Wгод·Ц=9636·1,23=11852,2 руб(3.181) где, ц-стоимость 1 кВт·ч для с/х предприятий ц=1,23 руб Выбор автоматического выключателя. Автоматический выключатель предназначен для защиты электроустановок от токов коротких замыканий, а также для нечастых отключений и включений электроустановок вручную. Автоматический выключатель выбирается по следующим условиям. Uн.а.≥Uн.у. Iн.а.≥Iраб Iн.р.≥Кн.р.·Iр(3.182) Iотс.≥Кн.э.·Iп где,Uн.а.-номинальное напряжение на которое расчитан автомат, В Uн.у. - номинальное напряжение электроустановки, В Iн.а. - ток номинальный автомата, А Iраб - рабочий ток токоприемника. Iн.р. - номинальный ток расцепителя, А Iотс - мгновенный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А Iп - пусковой ток токоприемника., А Кн.р. - коэффициент надежности расцепителя Кн.р.=1,1 стр.76 [л-6] Кн.э. - коэффициент надежности электромагнитного расцепителя, Кн.э.=1,25 стр.76 (л-6) Таблица 10 - Технические данные на электродвигатели ТСН-160
Рабочий ток установки. Iраб=ΣI=4+4+9+9=26 А(3.183) где, ΣI-сумма токов электродвигателей транспортера ТСН-160 Т.к. выбирается автомат для группы электроприемников то при выборе уставки срабатывания электромагнитного, расцепителя учитывают суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя. Суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя Imax=ΣIн+Iп=4+9+4+(9·6,5)=75,5А(3.184) где, ΣIн-сумма номинальных токов электродвигателей. Iп - пусковой ток самого мощного электродвигателя, т.к. имеются два двигателя с наибольшей мощностью то в расчет берем один из этих двигателей. Iп=Iн·КjIп=9·6,5=58,5 А(3.185) где, КjIп - кратность пускового тока электродвигателя. Предварительно выбираем автомат серии АК63 Iн.а.=63А Iн.р.=30А и Iотс.=189А, проверяем выбранный автомат по условиям. Uн.а=500В≥Uн.у.=380В Iн.а.=63А≥Iраб=22А Iн.р.=30А≥Кн.р.·Iраб=1,1·26=28,6А(3.186) Iотс.=189А≥Кн.э.·Imax=1,25·75,5=94,3А Т.к. все условия выполняются то окончательно принимаем выбранный ранее трехполюсный автоматический выключатель серии АК63 Таблица 11 - Технические данные автоматического выключателя
Выбор пусковой аппаратуры Для дистанционного управления асинхронными электродвигателями и другими приемниками энергии служат магнитные пускатели. Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току токоприемника с таким условием, чтобы его контактная система была рассчитана на включение данного вида нагрузки. Для пуска электродвигателя горизонтального транспортера выбираем магнитный пускатель серии ПМЕ122 укомплектованным тепловым реле ТРН10. Пускатель этой серии рассчитан на включение электродвигателей мощностью до 4 кВт, степень исполнения по электробезопасности IР54, выбранный пускатель нереверсивный т.к. потребности движения в разных направлениях нет стр121(л-7). Для выбора нагревательного элемента теплового реле определяем ток ставки. Iуст=1,1Iн=1,1·9=9,9А(3.187) где, Iн-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера. выбираем ток нагревательного элемента Iо=10А стр121(л-7) Поправка регулятора тока уставки. N=Iу-Iо/0,05·Iо=9,9-10/0,05·10=-0,2%(3.188) Пускатель ПМЕ122 расчитан на включение электроприемников с током номинальным равным 10А, ток электродвигателя горизонтального транспортера Iн=9А, следовательно магнитный пускатель выбран верно и окончательно для управления электроприводом горизонтального транспортера выбираем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10 Для наклонного транспортера выбираем аналогичный пускатель, что и для горизонтального транспортера. Ток уставки нагревательного элемента реле. Iуст=1,1·Iн=1,1·4=4,4А(3.189) где, Iн - номинальный ток электродвигателя наклонного транспортера выбираем ток нагревательного элемента Iо=6А. Горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки. Поправка регулятора тока уставки. N=Iуст-Iо/0,05·Iо=4,4-6/0,05·6=5,3%(3.190) Т.к. пускатель расчитан на включение токоприемников с Iн=10А, а двигатель наклонного транспортера имеет Iн=4А, то окончательно принимаем пускатель серии. ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6. В итоге выбираем 2 магнитных пускателя ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10 для управления электроприводами горизонтальных транспортеров и для управления электродвигателем наклонного транспортера принимаем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6 Таблица 12 - Технические характеристики магнитного пускателя
Выбор проводов. Правильный выбор и расчет электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность, работы электроприемников, безопасность. Расчет производим методом потерь напряжения. Момент нагрузки между силовым и щитом управления. М=Р·Lсщ-щу=9,5·25=237,5 кВт·м(3.191) где, Р-суммарная мощность двигателей установки, т.к. ТСН-160 имеет 2 двигателя мощностью 4 кВт, и один мощностью 1,5 кВт, то суммарная мощность составляет 9,5 кВт. Lсщ-щу - расстояние между силовым щитом и щитом управления. Сечение проводов между щитами S=М/С·ΔU=237,5/50·1,25=3,8 мм² (3.192) Коэффициент С при трехфазной четырехпроводной сети равняется 50, т.к. в соответствии с ПУЭ потери напряжения во внутренних электропроводках не должны превышать 2,5% то принимаем допустимую потерю напряжения между щитами 1,25% и между щитом управления и электродвигателями тоже 1,25%, в сумме ΔU=2,5% Принимаем между щитами кабель АВВГ(4·4) допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=36А выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Из проведенных ранее расчетов суммарный ток установки составил Iраб=22А Iдоп=36А≥Iраб=22А(3.193) Также проверяем выбранный кабель по аппаратуре защите. Iдоп=36А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,8А(3.194) где, Iн.р.-номинальный ток расцепителя автоматического выключателя Выбранный кабель проходит по всем условиям, а значит принимаем именно его кабель будет прокладываться в железной трубе. Производим выбор проводов от щита управления до электродвигателей. Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем горизонтального транспортера. М=Р·Lщу-эл=4·15=60 кВт·м(3.195) где, Р-мощность электродвигателя горизонтального транспортера Lщу-эл-расстояние между щитом управления и электродвигателем Расчетное сечение S=М/С·ΔU=60/50·1,25=0,9мм²(3.196) Принимаем между щитом управления и электродвигателем кабель АВВГ(4·2,5) и выбранный кабель проверяем по условиям допустимого нагрева и соотвествие аппаратуре защиты, Iдоп=28А для кабеля данного сечения. Iдоп=28А≥Iраб=9А Iдоп=28А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,5(3.197) где, Iраб-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера. Выбранный кабель проходит по всем двум условиям, а значит окончательно принимаем именно его. Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем наклонного транспортера М=Р·L=1,5·7=10,5 кВт·м(3.198) где Р - мощность электродвигателя наклонного транспортера. Расчетное сечение. S=М/С·ΔU=10,5/50·1,25=0,2мм²(3.199) Принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А Iдоп=28А≥Iраб=4А Iдоп=28А≥0,66Iраб=0,66·30=19,5А(3.200) Все условия соблюдаются значит кабель выбран верно. Разработка схемы и пульта управления Работа принципиальной электрической схемы навозоуборочного транспортера ТСН-160 В летний период ключ дистанционного управления повернут в положение 1. При нажатии кнопки SВ2 набирается цепь ФА-SА(1)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N срабатывает магнитный пускатель КМ1, замыкаются его силовые контакты КМ1.1 и напряжение подается на двигатель наклонного транспортера, одновременно замыкаются блок контакт КМ1.2 и пускатель КМ1 становится на самоудержание, замыкается блок контакт КМ1.3 включается второй наклонный транспортер который собирает навоз идущий от горизонтального транспортера. Один наклонный транспортер монтируется как поперечный его назначение сбор навоза идущего от горизонтального транспортера второй устанавливается под наклоном и его назначение сбор навоза от 1 наклонного транспортера и последующая его подача в транспортное средство. После включения обоих наклонных транспортеров подготавливается цепь включения электродвигателя горизонтального транспортера. Включение двигателей горизонтального транспортера при отключенном наклонном транспортере невозможно, т.к. питание пускателей горизонтального транспортера осуществляется через замыкающий блок контакт пускателя включающего наклонный транспортер. При нажатии кнопки SВ4 набирается цепь ФА-FU-SА(1)-SВ1-КМ1.4-КМ2.2-SВ3-SВ4-КК3.1-КМ3-N и параллельно КК4.1-КМ4-N срабатывают магнитные пускатели КМ3 и КМ4 замыкаются их силовые контакты КМ3.1 и КМ4.1 и напряжение подается на двигатели горизонтального транспортера одновременно замыкается блок контакт КМ3.2 и пускатели становятся на самоудержание. Отключение производится в таком порядке, сначала отключают горизонтальный транспортер, с помощью кнопки SВ3 обесточивая тем самым катушки магнитных пускателей КМ2 и КМ3 и затем через промежуток времени необходимый для освобождения наклонного транспортера от навоза кнопкой SВ1 отключают наклонный транспортер. В зимний период ключ дистанционного управления повернут в положение 3 и питание цепей управления осуществляется через блок защиты от примерзания скребков наклонного транспортера УЗП-1 работа которого осуществляется следующим образом: при температуре окружающего воздуха выше нормы контакт термодатчика SК замкнут следовательно с выпрямительного моста сигнал подается через диод VD1, резистор R2 и конденсатор С1 на управляющий электрод тиристора VS который открывается и при нажатой кнопки SВ2 катушка магнитного пускателя КМ1 получает питание по цепи ФА-FU-SK-VD2-VD1-R1-C1-VS-VD4-SА(3)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N дальнейшая работа также как и в летний период, за исключением того что питание цепей управления будет осуществляться через блок УЗП-1. Когда температура воздуха ниже нормы, контакт датчика температуры SК разомкнут, тиристор VS закрыт, следовательно включение навозоуборочного транспортера невозможно. Для обеспечения включения транспортера нужно тщательно осмотреть наклонный транспортер и освободить его от возможного примерзания и замерзания после чего повернуть ключ дистанционного управления в положение 1 и произвести запуск установки. После окончания уборки навоза ключ дистанционного управления должен быть повернут в положение 3. Горение лампы HL1 сигнализирует о том что с блока защиты УЗП-1 поступает питание на цепи управления. Расчет внутренних силовых сетей Расчет силовой сети молочного блока. Выбранное технологическое оборудование молочного блока.
В таблице приведено двойное количество технологического оборудования для 2 животноводческих комплексов. Расчет силовых сетей молочного блока производим аналогичным методом что и при расчете осветительной сети т.е. методом потерь напряжения. Силовая сеть молочного блока разбита на 4 группы. Моменты нагрузки на группах. М=Σ(Р·L)(3.201) где, Σ - сумма токоприемников подключенных к данной группе Р - мощность токоприемника L-расстояние от установки до силового щита. М1=4·4,4+4·5,4=39,2 кВт·м М2=4,5·5,25+0,6·5,25+1,7·5,25+4,5·6,3+0,6·6,3+1,7·6,3=78,3 кВт·м М3=1,1·6,2+1,1·7,3=14,8 кВт·м М4=4·7,3+0,37·7,3+4·8,5+0,37·8,5=67,3 кВт·м Расчетное сечение S=М/С·ΔU(3.202) т.к. напряжение на группах принято 380В то С=50, отклонение напряжения на группах принимаем 2,5% данный процент потерь напряжения разрешает ПУЭ S1=39,5/50·2,5=0,3мм² S2=78,3/50·2,5=0,6мм² S3=14,8/50·2,5=0,1мм² S4=67,3/50·2,5=0,6мм² На всех отходящих группах принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А, выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Для этого определяем токи на группах, т.к. токи всех токоприемников известны, то токи на группах находим суммированием токов электродвигателей которые подключены к данной группе Iгр=ΣIн(3.203) Расчетные токи на группах I1=9+9=18А I2=10+2+3+10+2+3=30А I3=3+3=6А I4=9+1+9+1=20А Во в 2 группе расчетный ток превысил допустимую токовую нагрузку на выбранный кабель поэтому увеличиваем сечение до 4 мм² и окончательно принимаем кабель АВВГ(4·4) с Iдоп=38А Iдон=38А≥Iраб=30А(3.204) Условие соблюдается значит кабель выбран верно. На оставшихся группах максимальный расчетный ток вышел в 4 группе и составил 20А эту группу и принимаем в расчет при проверке выбранного кабеля по условию нагрева. Iдоп=28А≥Iраб=20А(3.205) Для остальных групп принимаем кабель АВВГ(4·2,5) т.к. этот кабель проходит по условию допустимого нагрева. Выбор аппаратуры защиты и распределительного щита. Т.к. предполагается выбор силового щита серии ПР8501 укомплектованного автоматами марки ВА51-31 с Iн=50А то предварительно будем вести расчет принимая эти автоматы, выбираем условно автомат с Iн.р.=40А и Iотс=150А. Т.к. силовые распределительные щиты комплектуются автоматами одной серии то при выборе автоматического выключателя будем учитывать самую мощную группу а именно 2. Суммарный ток с учетом пускового тока самого мощного двигателя. Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=2+3+(7,5·10)=80А(3.206) Т.к. 2 двигателя имеют одинаковую мощность, то при определении суммарного тока будем учитывать пусковой ток одного из этих двигателей. Производим проверку выбранного автомата по условиям. Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В Iн.а.=50А≥Iраб=30А Iн.р.=40А≥Кн.р.·Iраб=1,1·30=33А(3.207) Iотс=150А≥Кн.э.·Imax=1,25·80=100А Выбранный ранее автоматический выключатель проходит по всем условиям и окончательно на всех группах принимаем автомат серии ВА51-31 с Iн=50А Iн.р.=40А и Iотс.=150А Определяем ток на вводе в силовой щит. Суммарные ток всех силовых групп. Iс=ΣIг=18+30+6+20=74А(3.208) где, ΣIг-сумма токов в группах Общий вводной ток в силовой щит Iв=Iс+Iо=74+6,7=80,7(3.209) где, Iо - ток осветительной сети, в проведенных ранее расчетах Iо=6,7А Предварительно выбираем на вводе автомат серии ВА51-33 с Iн=160А Iотс=480А и Iн.р.=100А выбор такого автомата объясняется тем что условно был выбран силовой щит с таким типом автомата на вводе. Суммарный ток на вводе Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=18+6+20+6,7+(7,5·10+7,5·10)=200,7А(3.210) Т.к. имеются 2 самых мощных двигателя то при расчете пускового тока на вводе будем учитывать суммарный пусковой ток этих двигателей. Проверяем выбранный ранее автоматический выключатель по условиям. Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В Iн.а.=160А≥Iраб=80,7А Iн.р.=100А≥Кн.р.·Iраб=1,1·80,7=88А(3.211) Iотс=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·200,7=250,8А Окончательно принимаем выбранный ранее автомат, т.к. он проходит по всем условиям. Таблица 13 - Характеристики выбранных автоматических выключателей
принимаем распределительный силовой шкаф серии ПР8501 с номером схемы 055 с исполнением по электробезопасности со степенью защиты IР21 т.к. шкаф будет устанавливаться в электрощитовой а это помещение сухое, укомплектован вводным автоматом ВА51-33 и шестью автоматами ВА51-31 на 4 автомата будет включена силовая нагрузка на 1 осветительная сеть и 1 автомат останется в резерве на случай включения дополнительной нагрузки. Расчет силовой сети животноводческого комплекса. Таблица 14 - Выбранное оборудование животноводческого комплекса
В таблице приведено оборудование 1 животноводческого комплекса, расчет второго аналогичен и поэтому его не приводим. Силовая сеть животноводческого комплекса разбита на 3 группы, расчет производим аналогичным методом который использовался при расчете силовой сети молочного блока. Моменты нагрузки на группах. М1=Σ(Р·L)=1,5·10,5+12·10,5=141,7 кВт·м(3.212) М2=1,5·79,5+12·79,5=1037 кВт·м М3=4·25+1,5·25+4·25+1,5·25=275 кВт·м Расчетное сечение кабелей на каждой группе. S1=М1/С·ΔU=141,7/50·2,5=1,1 мм²(3.213) S2=1037/50·2,5=8,2 мм² S3=275/50·2,5=2,2 мм² Значение коэффициента С и ΔU аналогично молочному блоку. Расчетные токи в группах. Ток электротен вентиляционной установки. I=Р/√3·U·cosφ=12/1,7·0,38·1=18,5 А(3.214) где, Р - мощность тен вентиляционной установки. U - номинальное напряжение cosφ - коэффициент мощности, т.к. нагрузка активная то cosφ=1 Т.к. все токи известны то рабочий ток на группе определяем суммированием токов электроприемников подключенных к данной группе. I1=4+18=22А(3.215) I2=4+18=22А I3=9+4+9+4=26А На всех трех группах принимаем четырехжильный кабель марки АВВГ с сечением токоведушей жилы на 1 группе 2,5 мм², на 2 - 10 мм² на 3 - 2,5 мм², выбранный кабель проверяем по нагреву длительным расчетным током. Допустимая токовая нагрузка на сечение 2,5 мм² составляет Iдоп=28А на сечение 10 мм² Iдоп=60А. Проверка выбранного кабеля на группах. Iдоп=28А≥I1расч=22А Iдоп=80А≥I2расч=22А(3.216) Iдоп=28А≥I3расч=26А Окончательно принимаем выбранные раннее кабеля, т.к. они проходят по условию нагрева длительным расчетным током, способ прокладки кабель в трубе. Выбор силового щита и аппаратуры защиты. Ток на вводе в силовой щит. Iв=Iс+Iо=70+39,8=109,8А(3.217) где, Iс - ток силовой сети Iо - ток осветительной сети. Суммарный ток на вводе с учетом пускового тока самого мощного двигателя. Imax=ΣIн+(Iн·КjIп)=35+35+4+4+(9·5,5+9·5,5)=216,8А(3.218) Т.к. имеются два самых мощных двигателя с одинаковой мощностью, то определяем их суммарный пусковой ток. Общие токи на группах. I1max=28+(7·6,2)=71,4 А(3.219) пусковой ток 1 группы аналогичен пусковому току 2 группы I3max=4+4+(9·5,5+9·5,5)=107А(3.220) Предварительно выбираем распределительный шкаф серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и 4 атоматическими выключателями серии ВА51-31 на отходящих линиях степень защиты IР21, т.к. помещение в месте установки щита сухое номер схемы 051. Проверка выбранных автоматов по условиям (на отходящих группах принят автомат с Iн=50А Iотс=175А и Iн.р.=40А, на вводе с Iн=160А Iотс=480А и Iн.р.=150А) При проверке автоматов на группах будем учитывать самую мощную группу, их вышло 2, т.к. они имеют одинаковую нагрузку, то в расчет принимаем одну из них. Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В Iн.а=50А≥Iрасч=35А Iн.р=40А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·35=38,5А(3.221) Iотс=175А≥Кн.э.·Imax=1,25·71,4=89,2А Все условия выполняются значит окончательно на группах принимаем выбранный ранее автоматический выключатель. Проверка выбранного автоматического выключателя на вводе. Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В Iн.а.=160А≥Iрасч=135,8А Iн.р.=150А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·135,8=149,3А(3.222) Iотс.=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·216,8=271А Все условия выполняются значит принимаем выбранный ранее на вводе автоматический выключатель серии ВА51-33 а также окончательно принимаем силовой щит серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и с 4 автоматами на отходящих группах серии ВА51-31. Таблица 15 - Характеристика автоматических выключателей силового щита
Установленная мощность всего комплекса. Руст=Рж+Рм=105+35=140 кВт (3.223) где, Рж - суммарная мощность обоих животноводческих комплексов. Рм - мощность молочного блока. Мощность молочного блока. Рм=Рс+Ро=32,5+2,5=35 кВт (3.224) где, Рс - мощность силовой сети Ро - мощность осветительной сети Рс=ΣР=8+2,2+9+1,2+3,4+8+0,74=32,5 кВт(3.225) где, ΣР - сумма мощностей силовой цепи Мощность осветительной сети из проведенных ранее расчетах Ро=2,5 кВт Мощность 1 животноводческого комплекса. Рж=Рс+Ро=37+15,5=52,5 кВт(3.226) Рс=1,5+1,5+4+4+1,5+1,5+24=37 кВт Ро=15,5 кВт Мощность второго животноводческого комплекса аналогична. Составление графиков нагрузки. Графики нагрузки составляются для того чтобы наглядно иметь представление о пиках нагрузки, а также чтобы подсчитать потребление и стоимость годовой потребленной электроэнергии. При составлении графиков нагрузок будет учитываться весь животноводческий комплекс включая молочный блок. Графики нагрузки будут составляться для летнего и зимнего периодов. Для летнего периода будем учитывать следующие условия: вентиляция в летний период осуществляется за счет естественного проветривания и поэтому расход энергии на вентилятор и калорифер будет равняться нулю, т.к. в летнее время коровы пасутся на пастбищах соотвественното уборка навоза будет производиться 1 раз в сутки. Для составления графиков нагрузок заносим время работы технологического оборудования в таблицу. Таблица 16 - Интервалы и время работы технологического оборудования в летний период
Освещение в летнее время почти не используется за исключением освещения во время вечернего доения и дежурного освещения. Суммарная мощность дежурного освещения Рд=1,6 кВт. Также при составлении графиков нагрузки будем считать, что в дневное время помимо производственной нагрузки включается дополнительная нагрузка затрачиваемая на бытовые нужды которая примерно составляет порядка 5 кВт. Т.к. молоко реализуется предприятием в дневное время, а доение происходит утром и вечером то будем считать, что в ночное время будет помимо освещения включена холодильная машина с интервалом работы 25 минут в час. В зимнее время интервалы работы технологического оборудования аналогично летнему периоду за исключением навозоуборочных транспортеров, работа которых составляет 4 раза в сутки. Также в зимнее время приточный воздух с улицы подается вентилятором на калорифер где он прогревается и затем подается в верхнею зону помещений, т.к. из проведенных ранее расчетах требуемая подача воздуха равнялась 12000 м³, а подача воздуха выбранных вентиляторов в сумме равняется 12000 м³, то будем считать что вентиляционная система в зимнее время будет постоянно работать. Таблица 17 - Интервалы и время работы технологического оборудования в зимний период
Также сводим в таблицу время работы освещения в летний и зимний период. Годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования Wгод=Р·((t·165)+(t·200))(4.1) где, Р - номинальная мощность установки, кВт t - время работы установки, 165-количество летних дней 200-количество зимних дней. Родовое потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера. Wгод=22·((0,6·165)+(1,2·200))=7458 кВт·ч(4.2) Родовое потребление энергии доильной установкой. Wгод=8·((4,2·165)+(4,2·200))=12264 кВт·ч(4.3) Годовое потребление электроэнергии танком охладителем. Wгод=8·((6,5·165)+(6,5·200))=18980 кВт·ч Годовое потребление электроэнергии холодильной установкой. Wгод=6,8·((10,2·165)+(10,2·200))=25316,4 кВт·ч(4.4) Определяем годовое потребление электроэнергии на вентиляцию воздуха. Wгод=54·(24·200)=259200 кВт·ч(4.5) Годовое потребление электроэнергии на освещение. Потребление электроэнергии на дежурное освещение. Wгод=1,6·(24·365)=14016 кВт·ч(4.6) Годовое потребление электроэнергии на рабочее освещение. Wгод=18·((1,1·165)+(7,15·165))=29007 кВт·ч(4.7) Годовое потребление на различные вспомагательные нужды. Wгод=5·(8·264)=10560 кВт·ч(4.8) где, 264 - среднее количество рабочих дней в году. Общее потребление электроэнергии. Wобщ=ΣРWгод=7458+12264+18980+25316,4+259200+14016+29007+10560=376801 кВт·ч (4.9) Стоимость потребленной электроэнергии. СтW=Wобщ·Ц=376801·1,3=489841,3 руб(4.10) где, Ц - цена одного кВт·ч Выбор Т.П. расчет наружных сетей. Расчет перспективных нагрузок. Для проектирования подстанции необходимо знать нагрузки. Расчетные нагрузки линий 10 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 определяется суммированием максимальных нагрузок на вводе к потребителям с учетом коэффициента одновременности. Таблица 18 - Установленная мощность потребителей
Установленная мощность потребителей с учетом коэффициента одновременности в дневной максимум Р=Руст·Ко·Кд(5.1) где, Руст - установленная мощность потребителя, кВт Ко - коэффициент одновременности Кд - коэффициент дневного максимума. (Кд=0,8 стр.67 (л-1)) Мощность гаража Рг=15·0,6·0,8=7,2 кВт Мощность вентсанпропускника Рв=10·0,8·0,8=6,4 кВт Мощность вентпункта Рве=4,7·0,8·0,8=3 кВт Мощность артскважины Ра=16,5·1·0,8=13,2 кВт Мощность резервной артскважины Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт Мощность родильного отделения Рр=50·0,9·0,8=36 кВт Мощность животноводческого комплекса N1 Рж=52,5·0,7·0.8=37 кВт Мощность животноводческого комплекса N2 Рж2=52,5·0,7·0,8=37 кВт Мощность молочного блока Рм=35·0,8·0,8=22,4 кВт Мощность котельной. Рк=30·0,9·0,8=21,6 кВт Суммарная нагрузка в дневной максимум. Рд=ΣР=7,2+6,4+3+13,2+0,6+36+37+37+22,4+21,6=184 кВт (5.2) где, ΣР - сумма мощностей Полная мощность в дневной максимум S=Рд/cosφ=184/0,8=230 кВа(5.3) Определяем активную мощность потребителей в вечерний максимум. Рв=Руст·Ко·Кв (5.4) где, Кв - коэффициент вечернего максимума Кв=0,7 Уличное освещение Ру=12·1·0,7=8,4 кВт Мощность арсткважины Ра=16,5·1·0,7=11,5 кВт Мощность резервной артскважины Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт Мощность родильного отделения Рр=50·0,9·0,7=31,5 кВт Мощность животноводческого комплекса N1 Рж1=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт Мощность животноводческого комплекса N2 Рж2=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт Мощность молочного блока
Рм=35·0,8·0,7=19,6 кВт Мощность котельной Рк=30·0,9·0,7=18,9 кВт Суммарная нагрузка в вечерний максимум. Рв=8,4+11,5+0,6+31,5+32,4+32,4+19,6+18,9=145,3 кВт Полная вечерняя нагрузка. Sв=Рв/cosφ=145,3/0,8=181,6 кВа(5.5) Силовой трансформатор выбираем с учетом максимальной нагрузки потребителя, максимальная нагрузка вышла в дневной максимум и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6 кВа и поэтому принимаем силовой трансформатор с учетом дневного максимума. Трансформатор выбираем согласно соотношению. Sн≥Sрасч(5.6) где, Sн - номинальная мощность трансформатора, кВа Sрасч - расчетная мощность, кВа Выбираем силовой трансформатор ТМ-250 с Sн=250 кВа Sн=250 кВа≥Sрасч=230 кВа условие выполняется значит трансформатор выбран верно. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||