Электрификация птичника фермерского хозяйства ТОО «Уральская птицефабрика». Диплом Птицефабрика. Пояснительная записка содержит введение, четыре раздела, заключение, список используемой литературы и приложения
 Скачать 3.09 Mb.
|
|
4.3 Определение тепловой мощности Определяем тепловую мощность для отопления птичника. Тепловая мощность, необходимая для отопления птичника, определяется из уравнения теплового баланса [9]:  (4.9)где  - теплопотери через ограждения, Вт/0С; - воздухопроизводительность, м3/ч; - температура внутреннего воздуха, 0С; - наружная температура, 0С; - плотность воздуха ( =1,2 кг/м3); - потери тепла, Вт; - тепловыделения животными, Вт.Фот=[(2884,4+0,28 .1,2 .36000) . (20-(-25))+18870-213860] .10-3=479,13 кВт; Определяем марку, количество и мощность калориферной установок в базовом варианте и количество электрокалориферов СФОЦ-60 исходя из величины мощности системы отопления. В таблице 4.4 представлены варианты теплоснабжения птичника. Таблица 4.4 - Варианты теплоснабжения птичника
Рассчитываем температуру, при которой автоматика включает систему отопления:  (4.10) Находим среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период  и продолжительность отопительного периода  . = - 9,8 ; = 72 сут. Число часов за год использования максимальной нагрузки системы отопления находим из уравнения: τmax= kр . kт . (tp - ti)/(tp – tip) . n .24 (4.11) где tp - расчетная наружная температура, ; - средняя температура отопительного периода, ;kр - коэффициент, учитывающий потери тепла на регулирование; kт- коэффициент, потерь тепла в теплоразводящих сетях; n- число суток отопительного периода.   Расход теплоты за один год при использовании электрокалориферов определяется по формуле: Qт=3,6 .Фот .τmax , (4.12) где  - мощность системы отопления, кВт;3,6 - коэффициент перевода, кВт в МДж. Qт1=3,6 .480 .1373,18=2372855МДж. Расход теплоты на отопление за один год при использовании тепловентиляторов ТВ с водяными калориферами: Qт2=3,6 .480 .1602,04=2847600МДж. Промышленность поставляет фермерскому хозяйству электрокалориферы унифицированной серии СФОА, в которую входят электрокалориферы семи типоразмеров мощностью от 5 до 100 кВт (рисунок 4.2). Схема управления установкой дана на рисунке 4.2.  Рисунок 4.2 Схема управления злектрокалориферной установкой типа СФОА-60/0,4 Электрокалориферная установка состоит из собственно электрокалорифера, центробежного вентилятора с приводом от электродвигателя, станции управления и выносных датчиков температуры. Электрокалорифер представляет собой сварной кожух коробчатой конструкции, внутри которого смонтированы ТЭНы, рабочая поверхность ТЭНов для лучшей теплоотдачи оребрена алюминиевой лентой. Электрокалорифер и вентилятор установлены на общей раме, причем с целью снижения шума и более плавной работы электродвигателя, агрегат установлен на амортизирующие пружины или резиновые специальные подушки. ТЭНы устанавливают в кожухе в несколько рядов. Под напором вентилятора воздух проходит через электрокалорифер и, нагреваясь, распространяется по птичнику [10]. Схема управления обеспечивает трехпозиционное регулирование температуры. Измерительными органами системы являются датчики температуры типа ДТКБ-53Т, Их настраивают так, что один из них — В2 размыкает свой контакт при заданной температуре, а второй — В3 при температуре, выше допустимой. Кроме этого установлен аварийный термодатчик В1, контакт которого включен в цепь катушки реле пуска КM. Переключателями S1 и S3 задаются режимы ручного и автоматизированного управления. Схема обеспечивает блокировку вентилятора и электрокалорифера. При отключенном вентиляторе нельзя включить электрокалорифер, так как блокировочный контакт автомата QF1 включен последовательно с замыкающим контактом реле КV, через который включаются цепи катушек пускателей КM1—КMЗ. Аппараты схемы управления размещены в шкафу типа РУС защищенного исполнения. Рассмотрим работу схемы в режиме автоматического управления. Пусть, например, температура в птичнике выше допустимой. В этом случае контакты термодатчиков разомкнуты и магнитные пускатели КM1 и КM2 отключены. Следовательно, включена только третья секция нагревателей. Если при этом температура в птичнике все же продолжает повышаться, то размыкается контакт термодатчика В1, реле КV обесточивается и электрокалорифер отключается. Вентилятор продолжает работать, и температура снижается. Если температура ниже нормы, то включены все три секции нагревателей. При нормальной температуре контакт В2 разомкнут и включены вторая и третья секции. Таким образом, осуществляется трехпозиционное регулирование. При эксплуатации электрокалориферов необходимо не реже одного раза в месяц проводить профилактическое техническое обслуживание. После монтажа или длительной остановки устройства необходимо мегомметром измерить сопротивление изоляции ТЭНов, значение которого не должно быть меньше 1 МОм. ТЭНы со слабой изоляцией сушат при температуре 200—250° С. Если это не помогает, то такие нагреватели заменяют исправными. При замене нагревателей следует иметь в виду, что во всех установках серии СФОА применены ТЭНы одного типа. На трубках нагревателей выштампованы марка, значения мощности и напряжения. 4.4 Разработка схемы управления параметрами микроклимата Элементы схемы управления микроклиматом [11]: 1) Термопреобразователь сопротивления медный ТСМ-1199/5-20 Диапазон Рабочих температур - 50…100 0С. Измеряет температуру в помещении, устанавливается на расстоянии 5 м от калорифера (его выхода). Настраивается по зоотехническим требованиям на температуры от +15 до +200С, в зависимости от периода года и возраста птицы. 2) Измеритель регулятор МТ2141-Н-ВY-2A. Пределы регулирования от - 50,0 до +200 0С с медным первичным преобразователем 50М. Врезается в щит управления приточным вентилятором. Габаритные размеры 96Ч48Ч120 мм. 3) Биметаллический датчик для предотвращения замораживания калорифера ТАД101-1. Диапазон температур от - 10 до +90 0С. Гистерезис 9 0С. Устанавливается в трубе на выходе из калорифера. Настраивается механически на температуру +5 0С. 4) Клапан запорно-регулирующий односедельный фланцевый КЛАЗАР (КЗР). Рабочее давление 1,6 МПа ТУ.3741-001-546348-53-2002. Температура окружающей среды от - 25 до +40 0С. Температура рабочей среды от - 25 до 225 0С. Диаметр Dn=80 мм. Электропривод AVM234R, мощностью P=4 Вт. Ход штока 50 мм, усилие 2500 Н. Масса 3,5 кг. Устанавливается перед входом в калорифер и регулирует проходное отверстие, изменяя количество теплоносителя, поступающего в водяной калорифер. 5) Реле промежуточное марки ПЭ-37. Номинальное напряжение U=220В. Токовая нагрузка контактов I=6A. Количество контактов замыкающих/размыкающих - 3/3. Габаритные размеры 90Ч34Ч93 мм. Масса 0,28 кг. 6) Однополюсный автоматический выключатель фирмы ИЭК марки ВА47-29, номинальный ток Iн=1 А. Номинальное напряжение 230/400 В. Масса 96 гр. Прибор МТ2141 врезается в переднюю панель шкафа управления приточным вентилятором [11]. Схема управления параметрами микроклимата, вентиляцией и отоплением (рисунок 4.3), работает следующим образом. Вентилятор В смонтирован в главном приточном канале (воздуховоде), в котором находится заслонка З. В животноводческом помещении находится термореле ТР, которое в зависимости от температуры воздуха управляет заслонкой З, открывая или закрывая ее. В результате этого изменяется поступление наружного воздуха в помещение. Когда электродвигатель работает на автоматическом управлении, то включением и отключением вентиляторов командует датчик ДТ. При замыкании контактов датчика получает питание катушка РП, контакты РП которой замыкаются. После чего оживляется катушка МП и включается магнитный пускатель МП, а последний включит электродвигатель. Как только температура воздуха в помещении достигнет того минимального значения, которое считается допустимым, датчик ДТ разомкнет цепь катушки РП, после чего контакты ее РП также разомкнутся, обесточится катушка МП магнитного пускателя, и последний отключит электродвигатель вентилятора. Приток наружного воздуха прекратиться. Основными параметрами вентиляторов считают их производительность и полное давление. При определении мощности электродвигателя производительность вентилятора считают с учетом потерь или подсосов в воздуховодах. Кроме того, это расчетное количество воздуха увеличивают на 10%, когда предполагается применить пластмассовые, металлические и асбоцементные трубчатые воздуховоды длинной до 50м [12].  Рисунок 4.3 Электрическая схема управления микроклиматом Автоматическое и ручное дистанционное управление электрокалориферной установкой, а также защита от аварийных режимов и световая сигнализация предусмотрены в представленной электрической схеме. Чтобы осуществить автоматическое управление калорифером, надо переключатель установить в положение А, после чего напряжение оживит катушку К2 и электродвигатель вентилятора включится. Если в это время контакты датчиков температуры замкнуты и, следовательно, температура в обогреваемом помещении ниже необходимой, то напряжение будет подведено к катушке Р2. Как только замкнутся контакты реле потока воздуха Р3, катушки К1 окажется включенным калорифер, а заслонка будет установлена электродвигателем привода на наименьшую подачу воздуха. Если контакты датчика ДТ2 замкнуться, что укажет на то, что температура воздуха на выходе из калорифера превышает заданную, включится электродвигатель привода заслонки и повернет жалюзийный затвор в положение, при котором увеличится подача воздуха. После того как в помещении температура воздуха станет нормальной, цепь катушки К1 под действием контактов датчика разомкнется, и калорифер будет выключен от сети. При резком уменьшении потока воздуха реле Р3 отключает калорифер. Как только произойдет, обрыв фазы, под напряжением не симметрии окажется реле обрыва фаз Р5, контакты которого поставят под напряжение стартер СТ. Катушка аварийного реле Р4 будет под полным напряжением сети после того, как закончится заданная выдержка времени. Последняя зависит от продолжительности разогрева электродов стартера СТ и сопротивления К. Катушка аварийного реле отключит от сети электродвигате6ль вентилятора и калорифер. Одновременно загорится сигнальная лампа ЛС3. Лишь после устранения неисправности и снятия напряжения с катушки Р4 с помощью Ручное управление электрокалорифером осуществляется тогда, когда универсальный переключатель установлен в положении Р. Затем кнопками КнП1 и КнП2 и тумблерами В1 и В2 включают электродвигатель вентилятора, калорифер и привод заслонки. 5 Безопасность и экологичность проекта 5.1 Обслуживание электроустановок в птичнике К работе на электросетях и электроустановках допускаются лица, имеющие удостоверение о присвоении им соответствующей квалификационной группы по электробезопасности. Удостоверение выдается после сдачи экзамена на знание «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», «Единых правил безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом» и инструкций применительно к профессии или занимаемой должности. Лица, обслуживающие электроустановки, при производстве работ должны иметь при себе удостоверение о присвоении квалификационной группы. Работы в электроустановках производятся по наряду-допуску, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации. Наряд-допуск - это задание на безопасное производство работы, оформленное на специальном бланке установленной формы и определяющее содержание, место работы, время ее начала и окончания, условия безопасного проведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы, и пр. Право выдачи нарядов-допусков и распоряжений предоставляется лицам электротехнического персонала птицекомплекса, уполномоченным на это распоряжением лица, ответственного за электрохозяйство предприятия, подразделения. Указанные лица должны иметь квалификационную группу V (в установках напряжением до 1000 В - не ниже IV). Список лиц, которые могут назначаться ответственными руководителями и производителями работ по нарядам-допускам и распоряжениям, а также наблюдающими за выполнением работ, утверждается ответственным за электрохозяйство предприятия, подразделения. При производстве работ по наряду-допуску или распоряжению с записью в оперативном журнале обязанности допускающего выполняют: - на оборудовании птичников, кормоцехов и цехов по переработке - ответственное или специально назначенное лицо; - в распределительных устройствах и трансформаторных подстанциях на территории птицекомплекса - лицо оперативного и оперативно-ремонтного персонала или лицо, специально на это уполномоченное, с квалификационной группой не ниже IV; - на переклютельных пунктах и комплектных трансформаторных подстанциях, к которым подключены сооружения птицефермы - электрики с квалификационной группой не ниже IV либо лицо оперативного или оперативно-ремонтного персонала с их уведомлением. Выполнение работ в электроустановках напряжением выше 1000 В. По наряду-допуску оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом выполняются работы: - на действующих воздушных линиях электропередачи напряжением выше 1000 В, связанные с подъемом на опору, переключательный пункт, КТП и др. выше 2 м от поверхности их установки; - ремонтные работы, выполняемые в электроустановках напряжением выше 1000 В со снятием напряжения или без снятия на токоведущих частях и вблизи них; - на действующих кабельных линиях из бронированных и гибких кабелей (ремонт, переукладка) на местах их прокладки. В электроустановках напряжением до 1000 В оперативным, оперативно-ремонтным и ремонтным персоналом производятся по наряду-допуску ремонтные работы: - на воздушных линиях, осветительных сетях с подъемом на опору; - в распределительных устройствах, на щитах, сборках; - на кабельных сетях. 5.2 Расчет заземление Заземляющее устройство РП принято общим для напряжения 10 и 0,4 кВ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть R3≤4 Ом в любое время года. Заземляющее устройство выполнено углубленными заземлителями из полосовой стали, укладываемой в траншею глубиной 0,7 м по периметру распределительного пункта, и вертикальными электродами. Заземляющий контур связан с магистральным заземлением в двух местах. Магистрали заземления выполнены из полосовой стали. В качестве ответвлений от магистралей используются нулевые жилы кабелей и специально прокладываемые стальные полосы. Расчет искусственного заземления ТП 10/0.4 кВ с трансформатором 10/0,4 кВ произведем следующим образом. Устанавливается необходимое сопротивление R3≤4Ом. Определяем расчетные удельные сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов, которые учитывают высыхание почвы летом и промерзание ее зимой. Удельное сопротивление грунта ρ составляет 70 Ом·м.  , (5.1)где ρ – удельное электрическое сопротивление грунта Ом/м; К – повышающий коэффициент для вертикальных и горизонтальных заземлителей. Коэффициенты вертикального и горизонтального заземлителей равны соответственно Кв = 1,5; Кг = 3,0.  , .Определяется сопротивление растекания одного вертикального электрода. Возьмем стержень диаметром 12 мм, длина стержня 3 м. Сопротивление растекания вертикального заземлителя определяется по формуле  (5.2)где l – длина прутка, м; d – диаметр прутка, м; t – расстояние от поверхности земли до середины электрода, м.  .Определяется примерное число вертикальных заземлителей при принятом коэффициенте использования Ки.в. = 0,7:  , (5.3) . Рис. 5.1 – Расстояние от поверхности земли до середины электрода Вертикальные электроды располагаются по контуру ТП. Определяется сопротивление растекания горизонтальных электродов из стали сечением 40х4 мм, приваренных к верхним концам вертикальных электродов. Периметр контура – 50 м:  , (5.4)где Kи.г. – коэффициент использования соединительной полосы в контуре, Kи.г.=0,64; l – длина полосы, м; b – ширина полосы, м; t – глубина заложения, м.  .Уточненное сопротивление вертикальных электродов:  , (5.5) .Уточненное число вертикальных электродов:  Проверка сопротивления заземления:  , (5.6) .Измерение сопротивления заземлителей, а также удельного сопротивления грунта должно производиться, как правило, в периоды наименьшей проводимости почвы: летом - при наибольшем просыхании, зимой - при наибольшем промерзании почвы. Применяют два основных метода измерения сопротивления заземляющих устройств: измерителем заземления или амперметром и вольтметром.  Рисунок 5.2 Принципиальная схема измерения заземления прибором – МС-07: 1 – генератор, П – прерыватель, З – зонд, RX – сопротивление измеряемого заземлителя, ЗВ – заземлитель вспомогательный, I1 и I2, Е1 и Е2 – зажимы прибора, В – выпрямитель. Наиболее простым и удобным является метод измерения переносным прибором МС-07. На рис. 5.2. показана схема измерения. Одна магнитоэлектрическая рамка прибора включена как амперметр, другая - как вольтметр между измеряемым заземлителем RXи зондом 3. Показания прибора в такой схеме пропорциональны сопротивлениям измеряемого заземлителя. Через рамку 1-1 проходит постоянный ток, а между измеряемым заземлителем RXи вспомогательным заземлителем Зв-переменный, который создается прерывателем П. На рамку 2-2 подается выпрямленное напряжение выпрямителем В. Расстояния между измеряемым одиночным заземлителем RXи зондом 3 принимают равным 20 м, а для сложных заземлителей, состоящих из нескольких соединенных между собой заземлителей. - 5Д, где Д - длина наибольшей диагонали между одиночными заземлителями, входящими в сложное заземляющее устройство (рисунок 5.3). Расстояние от зонда 3 до вспомогательного заземлителя Звпринимают равным не менее 40 м при одиночных и не менее 5Д- при сложных заземлителях.  Рисунок 5.3 Схема измерения сопротивления заземляющего устройства методом амперметра и вольтметра: Р – реостат, RX – сопротивление измеряемого заземлителя, ЗВ – заземлитель вспомогательный, З – зонд. Вспомогательный заземлитель имеет туже конструкцию, что и измеряемый. В качестве зонда применяют заостренный металлический стержень длинной 1,2-1,5 м, забиваемый в землю. Прибор МС- 07 (в пластмассовом корпусе МС-08) подключается к заземлителям и зонду при помощи гибких проводов сечением 1,5-2,5 мм2 с влагостойкой изоляцией. Измерение изоляции заземляющих устройств методом амперметра и вольтметра выполняют по схеме, указанной на рис. 5.3. Через измеряемый заземлитель RXи вспомогательный заземлитель Звпроходит переменный ток. Замеряя падение напряжения Vмежду заземлителем RXизондом 3,определяют сопротивление заземлителя, пользуясь законом Ома:  Расстояния между измеряемым заземлителем RX, зондом 3 и вспомогательным заземлителем Звпринимают те же, что и в методе измерения прибором МС-07. Питание измерительной цепи осуществляют от сварочного или понизительного трансформаторов напряжением соответственно 65 или 36 В с регулировкой тока реостатом Р. Каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должно иметь паспорт, в котором указана схема заземления, его основные технические данные, результаты проверки состояния заземляющего устройства, характер произведенных ремонтов и изменения, внесенные в эти устройства. |