Дипломная работа: Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК "Холопеничи"

1.8 Проектирование внешнего электроснабжения

1.8.1 Выбор типа, числа, мощности и местоположения

трансформаторных подстанций

Определим нагрузки на вводах к потребителям.

Таблица 1.11 Нагрузки отдельных потребителей и их координаты

Делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчетную нагрузку, кВт, каждой группы по формуле:

 (1.57)

где Рб - большая из нагрузок в группе, кВт;

∆Рi - надбавка соответствующая меньшей мощности по табл.5.5 [2], кВт.

Первая группа: блок репродукции поросят, блок репродукции отъемышей и свинарник маточник:

Вторая группа: свинарники-откормочники:

Третья группа: кормоцех, корнеплодохранилище, ветсанпропускник, автомобильные весы, погрузочно-разгрузочная рампа, ветпункт, изолятор, котельная.

Далее расчет будем вести для дневного максимума нагрузок, так как он является наибольшим.

Расчетная мощность трансформаторной подстанции:

Определим средневзвешенный коэффициент мощности:

 (1.58)

Полная расчетная нагрузка, кВА:

Определим допустимые потери напряжения и допустимые надбавки трансформатора.

Исходными данными для расчета электрических сетей являются допустимые нормы отклонения напряжения. Для сельскохозяйственных потребителей оно не должно выходить за пределы - 5% при 100-процентной нагрузке и +5% при 25-процентной.

Рассматриваем ближайшую от ТП точку при 25% нагрузке и наиболее удаленную при 100% нагрузке. Результаты расчета сводим в табл.1.12:

Таблица 1.12. Определение допустимых потерь напряжения и допустимых надбавок трансформатора

Определяем приближенное число трансформаторных подстанций:

 (1.59)

где F - площадь объекта, км2.

Принимаем одну трансформаторную подстанцию. Так как проектируемый объект по степени обеспечения надежности электроснабжения является объектом второй категории, то проектируем трансформаторную подстанцию с двумя трансформаторами.

Мощность трансформаторной подстанции должна соответствовать полной расчетной мощности, принимаем два трансформатора мощностью 160 кВА каждый.

Выбор и месторасположение трансформаторных подстанций осуществляем исходя из следующих критериев:

1 - установка ТП должна производится как можно ближе к центру электрической нагрузки;

2 - длины воздушных линий не были длиннее 0,5 км;

3 - обеспечивалась хорошая разводка для кабельных линий;

4 - возможность удобного подвода линии 10 кВ.

Электроснабжение потребителей объекта проектируем от ЗТП по типовому проекту 407-3-108 с двумя трансформаторами типа ТМ-160 с полной мощностью Sтп=320 кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов:

 (1.60)

Что рекомендуется при проектировании.

Определяем центр нагрузок:

 (1.61),  (1.62)

где, Рp. i - расчетная мощность i-го потребителя, кВт;

Xi, Yi - координаты i-го потребителя, мм.

ЗТП, согласно произведенному расчету, необходимо расположить в точке с координатами: X = 25,7 см; Y = 14,6 см. Так как эта точка попадает на здание кормоцеха, то практически ЗТП располагаем ниже по оси Y в свободной зоне, учитывая при этом подходы к ТП воздушных линий 10 кВ и 0,38 кВ.

1.8.2 Проектирование сетей 0,4 кВ

Произведем расчет кабельной линии к зданию №2 по генплану. Кабель прокладываем в траншее в земле.

Здание является потребителем второй категории.

Предусматриваем две кабельные линии от разных секций низковольтных шин ТП. Каждую кабельную линию рассчитываем на полную нагрузку. Сечение жил кабеля рассчитываем условию:

 (1.63)

Принимаем кабель АВВГ 5×16 с Iдл. каб=82,8А. Проверяем его по условию:

 (1.64)

где Кп - коэффициент, зависящий от числа проложенных кабелей в траншее, принимаем по таблице 1.3.26 [17].

Проверим выбранный кабель по потере напряжения. Определим момент, кВт. м;

Определяем потерю напряжения для кабеля с сечением жилы 25 мм2.

, (1.65)

Остальные линии 0,4 кВ рассчитываем аналогично, результаты расчета сносим в табл.1.13 и 1.14.

Таблица 1.13. Кабельные линии 0,4 кВ

Таблица 1.14. Воздушные линии 0,4 кВ

2. Специальная часть

2.1 Существующие технические решения по обеспечению микроклимата в свинарнике

В настоящее время в свинарнике-откормочнике установлена децентрализованная система микроклимата с продольной воздухораздачей. Приточная отопительно-вентиляционная установка предназначена для подачи и распределения (при необходимости подогретого) воздуха в помещении. Она состоит из четырех вентиляторов ВЦ 4-70 с электродвигателями АИР80В2У3 (Рн=2,2 кВт), электрокалориферов СФОЦ-60 и воздуховодов равномерной раздачи прямоугольного сечения (600400) длинной по 45 м с регулируемыми отверстиями, вытяжка при этом естественная, через вытяжные шахты, расположенные между воздуховодами.

Основными достоинствами и недостатками этой отопительно-вентиляционной установки являются:

отсутствие вытяжных воздуховодов и применение естественной вытяжки, благодаря чему снижены эксплуатационные затраты на удаление воздуха из помещения, однако она менее эффективна, чем механическая, поскольку не обеспечивает автоматического управления воздухообмена помещения. Подача воздуха вытяжной вентиляцией должна составлять 75% производительности приточной;

применение электрокалориферов, которые просты в эксплуатации и не требуют применения защиты от замораживания по сравнению с водяными калориферами, но использование электрической энергии увеличивают энергозатраты системы; - малая степень автоматизации по регулированию микроклимата в помещении, что уменьшает эксплуатационные затраты по регулировке, наладке и техническому обслуживанию автоматики, но ее применение позволяет поддерживать оптимальные параметры микроклимата в помещении.

Главным источником и резервом снижения затрат электроэнергии и топлива на выполнение технологических процессов является рационализация потребления энергии на создание и поддержание требуемых параметров микроклимата.

Снижение энергозатрат на создание оптимального микроклимата осуществляется по нескольким направлениям:

разработка и применение энергосберегающих технологий содержания животных;

утилизация тепла, выбрасываемого с вентиляционным воздухом;

снижение теплопотерь через ограждающие конструкции;

применение систем вентиляции с локальной воздухоподачей непосредственно в зону расположения животных, местного электрообогрева;

автоматизация поддержания заданных режимов и параметров микроклимата на основе использования микропроцессорной техники, создание автоматических комплектов оборудования, работающих по заданной программе;

2.2 Расчет тепловоздушного режима

2.2.1 Определение влаговыделений животными

Влаговыделения животными, :

, (2.1)

где  - температурный коэффициент влаговыделений (табл.2.2);

Таблица 2.1 Выделение теплоты, влаги и углекислого газа

Таблица 2.2 Температурные коэффициенты

 - влаговыделение одним животным (табл.2.1), ;

 - число животных.

;

Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 10% от общего влаговыделения:

, (2.2),

Суммарные влаговыделения:

.

Рассчитаем количество , выделяемого животными, :

, (2.3)

где  - температурный коэффициент выделений  и полных тепловыделений;

 - количество , выделяемого одним животным, .

;

2.2.2 Выбор системы отопления и вентиляции

На свиноводческих фермах применяют вентиляционные системы, посредствам которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения по воздуховодам равномерной раздачи. Кроме того, предусматривают дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни, окна, двери.

Тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, :

, (2.4)

где  - тепловой поток теплопотерь через ограждающие конструкции, , по типовому расчету .

 - тепловой поток на нагревание вентиляционного воздуха, ;

 - тепловой поток на испарение влаги внутри помещения, ;

 - тепловой поток явных тепловыделений животными, .

Тепловой поток на нагревание приточного воздуха, :

 (2.5)

где  - расчетная плотность воздуха ();

 - расход приточного воздуха в зимний период года, ();

 - расчетная температура наружного воздуха, ();

 - удельная изобарная теплоемкость воздуха ().

.

Тепловой поток на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей, :

, (2.6)

где  - расход испаряемой влаги для зимнего периода, .

.

Тепловой поток явных тепловыделений, :

,

где  - температурный коэффициент явных тепловыделений;

 - тепловой поток явных тепловыделений одним животным, ;

 - число голов.

;

По типовому расчету тепловые потери через ограждения

.

Для вытяжной вентиляции применяем вентиляционное оборудование "Климат-45М". Комплект вентиляционного оборудования обеспечивает заданную температуру путем регулирования воздухообмена в свиноводческом помещении. Для создания микроклимата рекомендуется устанавливать в помещениях свиноводческих ферм до 1800 поросят отъемышей комплект оборудования "Климат-45М" с 24 вентиляторами типа ВО-4 с общей воздухопроизводительностью 80000 м3 /ч. Комплект оборудования позволяет регулировать температуру в помещении в пределах от 0 до 35 0С путем изменения частоты вращения рабочего колеса вентилятора, отключения нескольких или всех вентиляторов. Установленная мощность комплекта "Климат-45М" 8,88 кВт. Технические характеристики комплекта вентиляционного оборудования "Климат-45М" приведены на стр.90 [23].

Для подачи воздуха в помещение используем четыре тепловентилятора состоящих из водяного калорифера и вентилятора оборудованного электродвигателем. Разрабатываем схему управления микроклиматом, при которой изменяется количество теплоносителя, поступающего в водяной калорифер из котельной, что снижает затраты на расходование тепловой энергии.

В соответствии с выбранными калорифером и вентилятором заполняем табл.2.3 характеристик отопительно-вентиляционной системы:

Таблица 2.3 Характеристика отопительно-вентиляционной системы.

2.3 Разработка схемы управления микроклиматом

Описание элементов схемы управления микроклиматом:

1) Термопреобразователь сопротивления медный ТСМ-1199/5-20 Диапазон Рабочих температур - 50…100 ºС. Измеряет температуру в помещении, устанавливается на расстоянии 5 м от калорифера (его выхода).

Настраивается по зоотехническим требованиям на температуры от +15 до +20 ºС, в зависимости от периода года и возраста поросят.

2) Измеритель регулятор МТ2141-Н-ВY-2A. C. A. Пределы регулирования от - 50,0 до +200 ºС с медным первичным преобразователем 50М.

Врезается в щит управления приточным вентилятором. Габаритные размеры 96×48×120 мм.

3) Биметаллический датчик для предотвращения замораживания калорифера ТАД101-1. Диапазон температур от - 10 до +90 ºС. Гистерезис 9 ºС.

Устанавливается в трубе на выходе из калорифера. Настраивается механически на температуру +5 ºС.

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 ºС. Температура рабочей среды от - 25 до 225 ºС. Диаметр Dn=80 мм. Условное обозначение 24ч9456р. 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=6 A. Количество контактов замыкающих/размыкающих - 3/3. Габаритные размеры 90×34×93 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.

Разработка щита управления не производится, так как прибор МТ2141 врезается в переднюю панель шкафа управления приточным вентилятором.

Схема управления микроклиматом работает следующим образом.

Предварительно задается необходимая температура внутри свинарника по зоотехническим тревованиям +15 до +20 ºС, в зависимости от периода года и возраста поросят. При увеличении температуры в помещении выше заданной, измеряемой термпреобразователем Rк, измеритель-регулятор А1 замыкает цепь (клеммы 6,7) обмотки "закрытия" исполнительного механизма привода запорно-регулирующего клапана, происходит уменьшение пропускного отверстия. При этом уменьшается количество теплоносителя (горячая вода) поступающего в водяной калорифер и происходит снижение температуры.

При снижении температуры в помещении ниже установленной, измеритель-регулятор А1 замыкает цепь (клеммы 3,4) питания обмотки "открытия" ИМ, происходит увеличение пропускного отверстия, тем самым увеличивается количество поступающего в водяной калорифер теплоносителя.

Конечные выключатели SQ1 и SQ2 установленные в корпусе запорно-регулирующего клапана отключают электропривод (размыкают цепь питания одной из обмоток) при полном открытии (закрытии) пропускного отверстия.

В схеме предусмотрена защита водяного калорифера от замерзания. В том случае, когда температура воды на выходе из калорифера снизится до +5 ºС, замкнется контакт биметаллического датчика SK, запитается катушка промежуточного реле KV, которое в свою очередь включает обмотку "открытия" и размыкает цепь питания обмотки "закрытия" ИМ электропривода запорно-регулирующего клапана. Кроме того реле КV своим контактом отключает цепь питания магнитного пускателя приточного вентилятора.

При установлении температуры теплоносителя на выходе из калорифера выше установленной реле SK размыкается, KV обесточивается. Схема возвращается в исходное состояние.

На 5 листе графической части приведена принципиальная электрическая схема управления микроклиматом.

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Требования безопасности при монтаже энергооборудования свинарника на 1200 голов

При поступлении электродвигателей, электрических аппаратов и другого энергооборудования на ферму его необходимо очистить от пыли и консервирующих смазочных материалов.

При снятии консервирующего покрытия путем обтирки ветошью, смоченной бензином или керосином не разрешается производить вблизи работы с огнем. Использованный после обтирки материал собирают в металлический ящик с крышкой для последующего уничтожения. Также необходимо проверить целостность частей энергооборудования внешним осмотром, проверить наличие и затяжку крепёжных болтов, состояние подшипников электродвигателей. Энергооборудование и рабочие машины размещают в соответствии с проектом и устанавливают на прочном основании.

Работы по установке машин на фундаменты выполняют в рукавицах с использованием исправных инструментов. По окончанию монтажа перед включением проверяют сопротивление изоляции электрооборудования мегаомметром (изоляция силовой и осветительной электропроводки, обмотки электродвигателей), величина сопротивления должна быть не менее 0,5 МОм. До начала работ по измерению сопротивления изоляции необходимо убедиться в отсутствии работающих монтажников. Перед присоединением проводов от зажимов мегаомметра к обмоткам или выводам электрооборудования снимают электрический заряд с помощью разрядной штанги. При измерении сопротивления изоляции кабельной линии принимают меры, исключающие возможность подачи не нее напряжения.

Передаточные устройства вентиляторов, насосов, щиты управления должны быть закрыты кожухами, металлические токоведущие части электрооборудования (корпуса электродвигателей, распредустройств и т.п.) зануляют присоединенным к рабочему нулевому проводу. После завершения монтажных работ проверяют техническое состояние электрооборудования. Электроприводы транспортеров, насосов, вентиляторов вначале опробуют на холостом ходу, а затем - под нагрузкой.

Перед пробным пуском необходимо проверить:

крепление фундаментных болтов электродвигателей;

отсутствие посторонних предметов внутри оборудования;

наличие зануления.

Опробование работы электродвигателей совместно с механизмами должно производиться только после получения разрешения монтажных организаций и в присутствии их представителя. В случае выполнения работ на двигателе или механизме должны быть приняты меры против ошибочной подачи напряжения на отключенный двигатель. Электрические аппараты и распредустройства монтируются на прочных основаниях с соблюдением правил безопасности при работе с монтажными инструментами.

Перед монтажом вентиляционной установки "Климат-45М" выполняется балансировка рабочего колеса вентилятора. При монтаже пробиваются проемы соответствующих размеров в перекрытии или в совмещенной кровле здания. Выполняется бетонное основание с горизонтальной верхней поверхностью. К бетонному основанию крепится монтажная плита. Крепление монтажной плиты к корпусу установки производится к секции вентилятора, к которой производится установка защитной сетки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5