Определение мощности на вводе

Введение__________________________________________________________________2

Характеристика хозяйства___________________________________________________3

Расчет электропривода_____________________________________________________4

Расчет освещения__________________________________________________________7

Расчет пуско-регулирующей аппаратуры_____________________________________8

Расчет силовых электропроводок___________________________________________10

Определение мощности на вводе____________________________________________11

Водоснабжение____________________________________________________________13

Приложение_______________________________________________________________14

Заключение_______________________________________________________________15

Литература________________________________________________________________16

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Введение

Сельское хозяйство на современном этапе играет очень важную роль в вопросах обеспечения населения продуктами питания.

В свою очередь, проблема исключения ручного труда стоит остро, так как хозяйства оснащены средствами автоматизации семидесятых- восьмидесятых годов.

Данный курсовой проект выполняется для практического освоения профессиональных компетенций модуля: «монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования (в т.ч. электроосвещения), автоматизация сельскохозяйственных предприятий»:

ПК 1.1. Выполнять монтаж электрооборудования и автоматических систем управления

ПК 1.2. Выполнять монтаж и эксплуатацию осветительных и электронагревательных установок

ПК 1.3. Выполнять монтаж средств автоматики и связи, контрольно- измерительных приборов, микропроцессорных средств и вычислительной техники.

ПК 1.4. Поддерживать режимы работы и заданные параметры электрифицированных и автоматических систем управления технологическими процессами.

ПК 1.5. Планировать и проводить модернизацию электрооборудования с заменой части электротехнического комплекса при сохранении основных конструктивных и схемных решений.

В ходе выполнения проекта я выполнил расчет выбора электродвигателя к электроприводу навозоуборочного транспортера ТСН- 160А. Произвел расчет электроотопления, применяемого на объекте, рассчитал электроосвещение и внес свои предложения по энергосбережению при реконструкции электроосветительных установок.

В процессе выполнения курсового проекта, объектом для проведения расчетов был выбран реально существующий объект ООО «Простор».

В ходе расчетов мной произведена модернизация электрооборудования. Все расчеты производились в соответствии с требованиями сельскохозяйственного производства.

В ходе выполнения курсового проекта я приобрел опыт самостоятельного решения задач сельской электрификации.

Курсовой проект состоит из расчетно - пояснительной записки и графической части.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Характеристика объекта

Птицефабрика « Рефтинская» производственного объединения «Свердловское» по птицеводству проектной мощностью 9 млн. бройлеров в год была организована в 1981году. Ввод птицефабрики в эксплуатацию осуществлялся отдельными установками, что позволило начать освоение мощностей до окончания строительства всей птицефабрики.

Птицефабрика «Рефтинская» расположена в 112 км от областного центра – города Екатеринбурга, в 20 км от города Асбеста.

Рефтинская птицефабрика расположена в зоне континентального климата, температура зимой – 32⁰С, летом +19⁰С. Количество осадков в год 399мм. Ветры большей частью юго – западные, скорость движения – 3,3м/с, средняя глубина промерзания почвы – 1,9м.

Растительность густая, естественное лесонасаждение: сосна, береза с примесью еловых насаждений. Заболоченность на участке отмечена в средней ее части. Западная часть долины покрыта густым лесом и заполнена водой. Мощность торфяных отложений по оси дорог 1,2 – 1,5м. Запасы в почве грунтовой влаги менее 60% оптимальной их величины.

Рельеф сложный – это восточные склоны меридиально вытянутой водораздельной гряды восточных отрогов Уральского хребта. Максимальная отметка участка 205,95м (северо – западная часть), минимальная 182,1м (юго – восток). В территориальном отношении площадь птицефабрики «Рефтинская» располагается в землепользовании 2 – х районов Свердловской области: города Асбеста и Сухоложского района.

С востока птицефабрику на всем протяжении ограничивает территория, отведенная для золоотвалов Рефтинской ГРЭС I и II очереди, с запада –

установленной границей является линия водораздела реки Рефт и речки Полуденная. С юга птицефабрика ограничена охранной зоной железной дороги.

В результате этого размещение комплекса птицефабрики представлено довольно узкой полосой: ширина 250 – 750 м, длина – 3,5 км. Общая земельная площадь птицефабрики «Рефтинская» составляет 382га.

Водоснабжение, тепло и электроснабжение птицефабрики осуществляется Рефтинской ГРЭС, которая расположена в 2,5 км от фабрики.

Птицефабрика связана с поселком дорогой с асфальтовым покрытием.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

1)Расчет электропривода

Под электроприводом понимают электромеханическую систему, состоящую в своем наиболее развитом виде из преобразовательного, электродвигательного, передаточного и управляющего устройств. Иногда преобразовательное и передаточное устройства отсутствуют.

Электропривод должен качественно обеспечивать нормальное протекание технологического процесса при расчетной производительности рабочей машины и высокой экономической эффективности. При выборе рационального электропривода необходимо соблюдать следующие условия:

· наиболее полное соответствие электропривода приводным характеристикам рабочей машины (технологическим, кинематическим, механическим, нагрузочным и инерционным);

· максимальное использование мощности электродвигателя в процессе работы;

· соответствие электропривода параметрам питающей его сети;

· приемлемый внешний вид, удобство и безопасность эксплуатации.

В основном задача выбора сводится к оценке соответствия электропривода рабочей машины.

В большинстве случаев в качестве электропривода используют коротко замкнутые асинхронные двигатели, так как они наиболее дешевы, просты по конструкции и надежны в эксплуатации.

Выбираем двигатель для цепного транспортера кормораздачи.

Для цепного транспортера двигатель выбирают по формуле:

_Ррасч. = Q/(367·η_н) · (Lf+(h/η_т)), [9, 12.4]

где Q - подача транспортера, Q = 2,0 т/ч; η_н - КПД передачи движения от электродвигателя к транспортеру, η_п = 0,75; L - горизонтальная составляющая пути передвижения груза, L = 174 м; f - коэффициент сопротивления движения; f = 2,25; h - высота подъема, h = 0; η_т - КПД транспортера, η_т = 0,6.

Р_расч. = 2/(367·0,75) · (178·2,25+(0/0,6)) = 2,7 кВт.

Выбираем электродвигатель серии 4А100S4У3; Р_н = 3 кВт; I_н = 7,3 А; n = 1430 мин^-1; k_i = 6,0; η = 0,82; cosφ = 0,83; λ_max. = 2,4; λ_п = 1,2; λ_min. = 1,6.

Проверяем двигатель на перегрузочную способность:

Р_н ≥ Р_пер = 1,33Р_max./ λ_max.

Р_н ≥ Р_пер = 1,,33·3 / 2,4 = 1,7 кВт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

кВт > 1,7 кВт.

Проверяем двигатель на возможность пуска:

Угловая скорость двигателя: ω_н = 3,14 · 1430/30 = 149,6 рад/с^-1.

Угловая скорость машины: ω_м = 3,14·28,60/30 = 2,9 рад/с^-1.

Номинальный момент двигателя: М_н = 3000/149,6 = 20,1 Н·м.

Момент сопротивления машины приведенный к валу электродвигателя:

М_спр = М_сω_м/ω_н;

М_н ≥ М_нп = 1,25М_спр/(λ_min.u²).

М_спр = 603 · 2,9/149,6 = 11,6 Н·м.

М_н = 1,25·11,6/(1,6·0,925²) = 10,59 Н·м.

Так как М_н = 20,1 Н·м > М_нп = 10,59 Н·м, пуск двигателя при максимальной нагрузке 3 кВт обеспечивается.

Для кормозагрузочного транспортера двигатель выбирается аналогично.

Выбираем двигатель 4А90L6У3; Р_н = 1,5 кВт; I_н = 4,1; η = 0,75; cosφ=0,74; k_i = 5,5; λ_max.= 2,2; λ_п= 2,0; λ_min.= 1,6.

Выбираем двигатель для шнекового транспортера, подающего корм из бункера на кормозагрузочный транспортер.

Мощность шнекового транспортера находится по формуле:

Р_н= Q/367η_н·(Lf + (h/η_т))k,

где k - поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона транспортера.

Р_н= 20/(367·0,6)·(4·1,2 + (2,5/0,6))·1,4= 1,15 кВт.

Выбираем двигатель 4А90L6У3; Р_н = 1,5 кВт; I_н = 4,1 А; η = 0,75; cosφ=0,74; k_i = 5,5; λ_max. = 2,2; λ_п = 2,0; λ_min. = 1,6.

Проверка осуществляется аналогично проверке цепного транспортера.

Параметры всех электродвигателей приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры выбранных электродвигателей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Тип двигателя	Кол-во	Iн,А	Рн,кВт	nн, мин^-1	Cosφ	λmax	λmin	λп	ki	η, %
Цепной тр-р. 4А100S4У3		7,3			0,83	2,4	1,6	1,2	6,0
Кормозагр. тр-р. 4А90L6У3		4,1	1,5		0,74	2,2	1,6	2,0	5,5
Шнековый тр-р. 4А90L6У3		4,1	1,5		0,74	2,2	1,6	2,0	5,5
Тросошайбовый тр-р. 4100S4У3		7,3			0,83	2,4	1,6	1,2	6,0
Горизонтальный тр-р. 4А90L6У3		4,1	1,5		0,74	2,2	1,6	2,0	5,5
Наклонный тр-р. 4А90L6У3		4,1	1,5		0,74	2,2	1,6	2,0	5,5
Тр-р. уборки помета из клеток 4А100S4У3		7,3			0,83	2,4	1,6	1,2	6,0

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

2)Расчет освещения

Электрическое освещение - важный фактор, от которого в значительной мере зависит комфортность пребывания и работы людей, продуктивность птицы.

Основные показатели искусственного освещения должны обеспечить нормальные и безопасные условия труда людей и содержания птицы, способствовать повышению производительности труда и качества продукции.

В качестве источников света обычно применяют лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Основное достоинство ламп накаливания простая конструкция, сравнительно невысокая стоимость, надежность.

В зависимости от конкретных условий для расчета освещения может быть применен один из методов: точечный, коэффициент использования светового потока, удельной мощности. Выбираем точечный метод, этот метод применяют при расчете общего равномерного освещения закрытых помещений при отсутствии существенных затенений.

Размер помещения для птиц 96 × 18 × 3м, в котором содержится 30000 птиц.

Минимальная освещенность в птичнике Ε_mjn = 30 лк

Ф=1000·Е·к(ye)=1000·30·1,3/(1,1·34,11)=1040 Лм

Выбираю светильник ПВЛМ с двумя люминисцентными лампами ЛБР-20,мощностью 20 Вт и световым потоком 1240 Лм.

Световой поток ряда светильников:

Ф=Ф, ·L=1040·5=5200 Лм

Количество светильников в ряде:

N=Ф/(Фл·n)=5200/1240=2,09

Мощность ряда светильников:

Руст=Nnp·n·Pл=2,09·3·2·20=0,2 кВт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

2.1)Расчет пускорегулирующей и защитной аппаратуры

Электрическими аппаратами пуска, управления и защиты называют электротехнические устройства и механизмы, предназначенные для включения и отключения, обеспечения определенного режима работы и для защиты электроприемников и электрических цепей. Аппарат может выполнять одну или несколько из указанных функций.

Для включения и отключения электроприемников и электрических цепей и управления ими служат рубильники, пакетные выключатели, пакетно-кулачковые предохранители, контакторы, магнитные пускатели и автоматические выключатели. Магнитные пускатели и автоматические выключатели выполняют также функции защиты электроприемников и электрических цепей. Аппараты защиты являются также предохранители.

Выбор электрических аппаратов проводят по роду тока, напряжению мощности, числу полюсов, условиям электрической защиты от ненормальных режимов работы электроприемников и электрических цепей и по исполнению в зависимости от окружающей среды.

Все электроустановки должны быть защищены от токов короткого замыкания.

Электрические двигатели требуют также защиты от перегрузки, произвольного срабатывания, работы при пониженном напряжении и от токов неполнофазных режимов работы. Аппараты защиты должны практически мгновенно отключать токи короткого замыкания и не срабатывать при пусковом токе нормальной продолжительности.

Для защиты электродвигателей следует применять автоматические выключатели, плавкие предохранители используют в основном для защиты электрических сетей, тепловых и осветительных электроустановок.

Произведем выбор автоматических выключателей для двигателей транспортеров:

Выбираем автомат для цепного транспортера.

Определяем максимальный рабочий ток:

I_рmax= k_зI_н,

где k_з - коэффициент загрузки, k_з = 0,5; I_н - номинальный ток двигателя, I_н = 7,3 А._рmax= 0,5 · 7,3 = 3,65 А.

Определяем пусковой ток:

I_п = k_iI_н, [7, 5.5]

где k_i - кратность пускового тока, k_i = 6._п = 6 · 7,3 = 43,8 А,

Определяем расчетный ток теплового расцепителя:

I_нр = k_нтI_рmax, [7, 5.8]

где k_нт - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

расцепителя (1,1…1,3), k_нт = 1,2.

I_нр = 1,2 · 3,65= 4,38 А.

Принимаем автомат АЕ - 2036 Р с I_н = 25 А, I_нр = 5 А.

Определяем ток установки расцепителя:_у.р. = 0,9 · 5 = 4,5 А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию: I_нэ ≥ 1,25 · 43,8 = 54,8 А.

Принимаем I_нэ = 12 · 5 = 60 А, так как 60 > 54,8 ложных срабатываний не будет.

Для остальных электродвигателей выбор автоматических выключателей проводится аналогично, данные занесены в таблицу 3.

Выбираем пускатели для двигателей транспортеров:

Пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления, по номинальному напряжению (U_нп ≥ U_ну), номинальному току (I_нп ≥ I_ур) и по напряжению втягивания катушки.

Для цепного транспортера выбираем пускатель ADD с Р_н = 4 кВт, IР - 40, без кнопок, тип теплового реле ТРН - 10, I_{н реле} = 10 А, I_тэл = 8 А.

Для других двигателей выбор аналогичен, данные занесены в таблицу 7.2.

Таблица 3 - Аппаратура управления и защиты

Двигатель	Рн, кВт	Iн, А	Кол-во	Автомат	Iн, А	Iнр, А	Пускатель	Рн, кВт	Тип теплового реле	Iн реле, А	Iтэл, А
4А90L6У3	1,5	4,1		АЕ2036Р		2,5	ADD-122		ТРН-10
4А100S4У3		7,3		АЕ2036Р			ADD-122		ТРН-10

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

2.3)Расчет силовых электропроводок

Провода выбирают таким образом, чтобы допустимая потеря напряжения не превышала установлено допустимую. Выбираем марку и сечение провода питания электродвигателя цепного транспортера от трех фазной сети. По правилам установки электрооборудования в сельском хозяйстве не рекомендуется использовать провода и кабели с площадью сечения токоведущей жилы менее 2,5 мм².Выбираем 3 - х жильный провод ПВ, способ прокладки - в трубе. Выбираем провод для кормораздатчика.

Длина провода 6 м.

Определяем предельно допустимый ток: I_доп ≥ 1,25 · 4,38 = 5,5 А (по условию выбора автоматического выключателя).

Выбираем провод ПВ 3×2.5 с площадью токоведущей жилы F = 2,5 мм² и допустимый ток 25 А.

Расчет по допустимой потере напряжения:

∆U = 3 · 6 / (77 · 2,5) = 0,09%.

Для остального оборудования провода выбирают аналогично, и данные заносят в сводную таблицу 3.

В установке СФОЦ - 100/0.5Т для ТЭНов выбираем 3-х жильный кабель РПГ3×70, сечение токоведущей жилы F = 70 мм² и длительно допустимым током I_доп = 180 А. Для вентилятора провод ПВ4×2.5С, F = 1,5 мм², I_доп = 25 А.

Проверяем на допустимые потери напряжения ∆U.

∆U = 90 · 21 / (77 · 70) = 0,35%;

,35% < 2,5%

Для других установок СФОЦ выбор проводов и кабелей аналогичен.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Определение мощности на вводе

Для того чтобы запитать полностью все электрооборудование в птичнике необходимо рассчитать и выбрать вводное устройство и кабель.

Для этого определяют полную расчетную мощность на вводе по формуле:

Р_расч = Р_р/cosφ, [7, 126]

где Р_р - расчетная активная мощность; cosφ - коэффициент мощности на вводе при максимальной нагрузке.

Р_р = (Р_нk_з/η) + (Р^/_нtk_з^//(0,5η))

где Р_н - номинальная мощность каждого из n электроприемников, участвующих в максимуме нагрузок в течение времени более 0,5 ч, кВт; k_з - коэффициент загрузки электроприемника; η - КПД электроприемника; n - число электроприемников, участвующих в максимуме нагрузок в течение времени с продолжительностью 0,5 ч и более; Р^/_н - номинальная мощность каждого из m электроприемников, участвующих в максимуме нагрузок в течении времени менее 0,5 ч; t - длительность непрерывной работы каждого из электроприемников при t<0,5 ч; m - число электроприемников участвующих в максимуме нагрузок с продолжительностью менее 0,5 ч.

Рассчитываем Р_рк кормораздатчика:

Р_рк = 3 · 0,7 / 0,83 = 2,5 кВт, а так как у нас 6 кормораздатчиков, то Р_∑рк для всех составит Р_∑рк = 6Р_рк = 6 · 2,5 = 15 кВт.

Рассчитываем Р_рш для шнекового транспортера:

Р_рш = 1,5 · 0,4 / 0,75 = 0,8 кВт.

Рассчитываем Р_рз транспортера загрузки:

Р_рз = 1,5 · 0,7 / 0,75 = 1,4 кВт.

Рассчитываем Р_рв вентиляторов:

Р_рв = 0,37 · 0,7 / 0,65 = 0,4 кВт, так как у нас имеется 7 вентиляторов, то расчетная мощность Р_∑рв всех вентиляторов:

Р_∑рв = 0,4 · 7 = 2,8 кВт.

Рассчитываем Р_рткф ТЭНов калориферных установок:

Р_ркф = 2 · 90 + 60 = 240 кВт.

Рассчитываем Р_рвкф вентиляторов в калориферных установках:

Р_рвкф = 2·(4 · 0,7/ 0,83) + 7,5 · 0,7/ 0,86 = 6,7 + 6,1 = 12,8 кВт.

Расчетная мощность освещения:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Р_рос = 11,92 кВт.

Рассчитываем Р_рг горизонтального транспортера:

Р_рг = 1,5 · 0,3 · 0,7 / (0,5 · 0,75) = 0,84 кВт.

Рассчитываем Р_рн наклонного транспортера:

Р_рн = 1,5 · 0,3 · 0,7 / (0,5 · 0,75) = 0,84 кВт.

Рассчитываем Р_уп транспортера уборки помета из клеток:

Р_уп = 3 · 0,3 · 0,7 / (0,5 · 0,75) = 1,68 кВт, так как у нас 6 транспортеров уборки помета из клеток то суммарная мощность Р_∑уп равна:

Р_∑уп = 6 · 1,68 = 10,08 кВт.

Рассчитываем Р_рс скреперного транспортера:

Р_рс = 3 · 0,3 · 0,7 / (0,5 · 0,83) = 1,5 кВт, так как у нас 3 скреперных транспортера то суммарная мощность Р_∑р транспортеров:

Р_∑рс = 3 · 1,5 = 4,5 кВт.

Р_р=15+0,8+1,4+2,8+240+12,8+11,92+0,84+0,84+10,08+4,5=301 кВт.

Так как мощность калорифера составляет 80% от всей расчетной мощности, то cosφ определяют в зависимости от отношения Р_ркф / Р_р [7, 129]:

Если Р_ркф / Р_р = 240 / 301 = 0,80, то cosφ = 0,98.

S_расч = 301 / 0,98 = 307кВА.

Выбираем распределительный пункт ПД9000 с размерами 1275×785×270.

Определяем номинальный ток на вводе:

_н = S / U_н.

_н = 307000 / (1,7 · 380) = 475 А.

Определяем ток теплового расцепителя: I _нр = 1,2 · 475 = 570 А.

Принимаем автоматический выключатель А3744Б с I_н=630А, I_нр=630А.

Кабель от подстанции до распределительного пункта: I_доп =475 А.

Выбираем кабель марки ВББШВ 3 × 185+1×150 мм² четырехжильный:= 185; I_д = 560 А; L=55м, где L - длина кабеля; S=70мм², где S - площадь сечения кабеля.

Принимаем стандартную площадь сечения кабеля .

.

.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.110810.41.000.14.03.ПЗ  

Дата добавления: 2015-07-26