Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВВЕДЕНИЕ
Электрификация и автоматизация производственных процессов позволяет высвободить большое число работников, занятых в сельском хозяйстве, при одновременном повышении качества продукции, экономичности, надежности и бесперебойности работы агрегатов и установок.
Если ранее в 50 – 60-х годах в сельском хозяйстве использовалось разрозненное электрооборудование общемеханического исполнения, в основном с дистанционным управлением, то в настоящее время электромеханическая промышленность выпускает разнообразное специальное комплектное и автоматизированное электрооборудование.
В Продовольственной программе РБ предусмотрено повышение уровня механизации и автоматизации технологических процессов не только при производстве и заготовке сельскохозяйственной продукции, но и при ее переработке и длительном хранении.
Потребность сельского хозяйства в типовых картофелехранилищах недостаточно удовлетворено. Из-за неправильных режимов хранения хозяйства несут огромные потери. Для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала. Вследствие этого при хранении картофеля и овощей в неавтоматизированных хранилищах полезный объем сооружений составляет 30 …40% общего объема, а порча продукции доходит до 30% и более. [8]
В данном дипломном проекте показана сущность проблемы низкой сохранности сельскохозяйственной продукции, в частности, картофеля, а также способы улучшения сохранности. Подробно описаны способы поддержания микроклимата в складских помещениях с помощью активного вентилирования. Это в конечном итоге ведет к повышению сохранности продукта.
1.1 Производственная характеристика ОАО «Пружанское»
ОАО «Пружанское», Пружанского района, Брестской области, находится в северо-западной части района.
Отдаленность от областного центра составляет 120 км.
Отдаленность от районного центра - 5 км.
ОАО «Пружанское» - это хозяйство молочно-мясого направления. Организационная структура хозяйства включает в себя комплекс на 1100 голов д.Городняны, 2 молочно- товарные фермы д.Семенча и д.Хитевщина , 1 свиноферму, 2 тракторно-полеводческие бригады и ряда обслуживающих подразделений (ремонтная мастерская, автогараж, склад ГСМ, склад запчастей, пилорама, картофелехранилище, жилищно-коммунальное хозяйство, ветеринарная лаборатория, клуб). Хозяйство специализируется на производстве молока, мяса , зерна и овощей.
Общая площадь земельных ресурсов составляет: 5855 га.
Из них сельскохозяйственных угодий: 5381 га.
в том числе: - пашня - 2956 га
- сенокос - 225 га
- пастбища - 2200 га
- прочие угодья - 474 га
Основными экономическими показателями работы хозяйства на 2013 год являются:
- среднегодовая стоимость основных производственных фондов с/х назначения 130192 млн. руб.,
- среднегодовое количество работников 219 человек,
- Производство валовой продукции 20099 млн. руб.,
- получено прибыли 2956 млн. руб.,
- уровень рентабельности – 5,67%.
Для создания кормовой базы в хозяйстве большое внимание уделяется развитию растениеводства.
ОАО «Пружанское» производит молоко, занимается выращивание и откорм молодняка КРС и свиней.
Хозяйство покупает электроэнергию в электрических сетях в объеме 961 тыс. кВт/ч. Расход электроэнергии всего 961 тыс. кВт ч.
Расход энергоресурсов :
- газа 55
- бензина 49
- диз. топлива 550
Количество установленных электродвигателей 48 шт. суммарной мощностью 272 кВт. За бесперебойную подачу электроэнергии отвечает инженер-электрик с бригадой электромонтеров в количестве 3 человек.
1.2 Технология производства, технологическое оборудование
Технологический процесс сортировки и загрузки картофеля в бурты осуществляется следующим образом. Автотранспортом картофель доставляется на картофелесортировальный пункт, который находится рядом с хранилищем под навесом. Используем картофелесортировальный пункт КСП-15Б производительностью 15 тонн (Рис 1).
Картофель, поступающий на пункт, выгружают в приемный бункер 1, подвижное дно которого выполнено в виде полотенного транспортера.
Полотном транспортера масса картофеля подается в ковш загрузочного транспортера 2 картофелесортировки. Из загрузочного транспортера картофель поступает на сортировальную поверхность, состоящую из пяти сепарирующих роликов 3 и двенадцати сортирующих роликов 7.
5 4
4
1 2 3
6 7 4
Рисунок 1- Схема работы картофелесортировального пункта КСП –15Б:
1- приемный бункер; 2- загрузочный транспортер; 3- сепарирующие ролики;
4- выгрузной транспортер; 5- контейнер;6- транспортер примесей;
7- сортирующие ролики.
Картофель, поступающий на пункт, выгружают в приемный бункер 1, подвижное дно которого выполнено в виде полотенного транспортера.
Полотном транспортера масса картофеля подается в ковш загрузочного транспортера 2 картофелесортировки. Из загрузочного транспортера картофель поступает на сортировальную поверхность, состоящую из пяти сепарирующих роликов 3 и двенадцати сортирующих роликов 7.
На сепарирующих роликах 3 отделяются примеси почвы, которые проваливаются сквозь просветы роликов на транспортер 6 и относятся в сторону. Масса клубней поступает далее на сортирующие ролики 7 , где разделяется на три фракции. Клубни каждой фракции по лоткам направляются на выгрузные транспортеры - переборщика 4 , на которые вручную отбираются больные и поврежденные клубни, а также примеси.
С транспортеров - переборщиков картофель поступает в контейнеры 5.
В зависимости от условий работы картофель различных фракций можно собирать и в транспортные средства.
В нашем случае отсортированный картофель подается на прицепы. Это двухосный универсальный самосвальный прицеп.
Поставляется с основными сплошными надставными бортами. Прицеп агрегатируется с тракторами, оборудованными раздельно-агрегатной гидросистемой, гидравлическим приводом приводной системы.
Трактором картофель доставляется в картофелехранилище, где загружается в бункер емкостью 2000кг комбинированного самоходного транспортера - загрузчика ТЗК- 30 . Он используется для загрузки картофеля в закрома.
Затем из бункера по бесконечному прорезиненному гладкому полотну через подъемный транспортер картофель попадает на стрелу с поворотной колонкой. Стрелу можно поворачивать на 180 градусов и загружать клубни на высоту от 0,2 до 5,5м.
Скорость движения ленты погрузчика 0,2 м /с, производительность до 25т/ч.
При заполнении закромов, они закрываются снизу – вверх щитами.
В картофелехранилище поддерживается необходимый температурный режим с помощью активной вентиляции. Активное вентилирование производится следующим образом: воздух подается через отверстия в воздуховодах в нижней части закромов и отбирается в верхней части в вытяжные шахты.
1.3 Общестроительные параметры основного здания объекта проектирования. Характеристика мест размещения электроустановки
Проект картофелехранилища емкостью 2000 тонн разработан для строительства в ОАО Пружанское, Пружанского района, Брестской области, имеющего следующие характерные условия.
Климат, где расположено хозяйство, умеренно-континентальный, характеризуется мягкой зимой и теплым летом. Среднегодовая температура воздуха составляет: + 17,3 °С, среднемесячная температура самого холодного месяца (январь) составляет: - 5,5 ….- 6,5 °С, а самого теплого (июль) составляет: + 18...+ 22 °С.
Наибольшее количество осадков выпадает в летние месяцы. В течение года выпадает 560мм осадков, в виде снега и дождя. Территория хозяйства представлена мало холмистым рельефом. Почвы и территории хозяйства песчаносуглинистые с преобладанием легких суглинков.
Класс здания II, категория производства по пожарной безопасности Д. Здание прямоугольное в плане с размерами в осях 72 x 40 м.
Здание решено в полном железобетонном каркасе.
Фундаменты под колонны – монолитные железобетонные.
Колонны сборные железобетонные. Балки перекрытия – сборные железобетонные. Кровля рулонная.
Утеплитель – жесткие минераловатные плиты γ = 200кг/м 3 и пенобетонные γ =350 кг/м3. (неполная)
Характеристика помещений по условиям окружающей среды:
2 ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Параметры систем инженерного обеспечения здания картофелехранилища
Система отопления здания картофелехранилища работает следующим образом. Поддержание в зимний период температурного режима в верхней зоне секций хранения производится автоматически электрокалориферами
СФОО–10/0,4 И2 и СФОЦ–40/0,4 И2. Система отопления вспомогательных помещений и транспортного коридора запроектировано местным нагревательным прибором типа М140 – А0. Системы двухтрубные с нижней разводкой подающих и обратных трубопроводов. Удаление воздуха из систем отопления осуществляется через воздушные краны .
В секциях хранения продукции запроектирована активная вентиляция.
Приготовление необходимых параметров приточного воздуха предусмотрено смесительными клапанами типа КПШ – АВ сечением 1000 x 1000мм (для строительства в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 20о С).
К установке приняты приточные камеры индивидуального изготовления, состоящие из вентилятора ВЦ 4–75 №8, смесительного клапана КПШ – АВ и приточной шахты с жалюзийными решетками.
Раздача воздуха в массу хранимой продукции предусмотрено по схеме «снизу – вверх» через систему подпольных клапанов с решетчатым покрытием.
В лечебный период и в период охлаждения вентиляция, как правило, работает на наружном воздухе. В период хранения на рециркуляционном воздухе с частичным забором наружного воздуха.
Удаление воздуха из хранилища в лечебный период, период охлаждения, а так же удаление вредностей от въезжающего в транспортный коридор автотранспорта при загрузке секций хранения осуществляется крышными вентиляторами (системы В1 – В2). В период хранения для удаления избыточной влаги запроектированы вытяжные шахты.
Внутренние сети водоснабжения и канализации запроектированы в хранилище из условия подключения к наружным сетям хозяйства.
Расходы воды на хозяйственно – питьевые нужды определены согласно СНБ 245 – 71 – 14л./чел. в сутки – производственные – согласно техническому заданию, внутренние пожаротушения в хранилище не предусмотрено. Расход воды на наружное пожаротушение определен согласно таблице СНиП II – 31 – 74 и составит при строительном объеме здания 4700м3., степени огнестойкости II и категории производства «Д» – 5 л/с.
Требуемый напор на вводе в здание 12,7м водяного столба.
Стоки от мытья полов в картофелехранилище сбрасываются в наружную сеть через прямоток с решеткой, из которого необходимо периодически удалять осадок (периоды удаления осадка определяются в процессе эксплуатации).
2.2 Выбор электрооборудования здания картофелехранилища
Электродвигатели к рабочим машинам выбирают по следующим параметрам: по напряжению, по роду тока, по частоте вращения, по условиям окружающей среды, по характеру и значению нагрузки.
Выбранный электродвигатель проверяют на обеспечение надежного пуска при снижении напряжении сети.
2.2.1 Система вентилирования
Перед выбором количества вентиляторов определим требуемую интенсивность активного вентилирования для одного отделения вместимостью 1000 тонн. Размеры хранилища 6х20х72м.
Принимаем среднюю температуру наиболее холодной пятидневки
[3]
Средняя температура приточного воздуха (по фазам охлаждения)
, , .
Теплота дыхания при температуре 0°
q0=20;
Температурный коэффициент
в=0,06;
Удельная теплоемкость
С=3,48. [4]
Согласно приложением 4 и 5 [4] принимаем температуру поступающей продукции и охлажденной продукции
Определяем температурно–временные характеристики охлаждения – общий срок охлаждения 15 суток.
Принимаем три фазы охлаждения:
1-ая фаза: =5 сут, =15, =0,7*15=10,5.
2-ая фаза: =5 сут, =0,7*=0,7*15=10,5,
=0,4*=0,4*15=6.
3-ья фаза: =5 сут, =0,4*=0,4*15=6, ==2.
Общую физиологическую теплоту, выделяемую продукцией по фазам охлаждения, рассчитываем по уравнению:
= , (1)
.
.
.
Коэффициент, учитывающий физиологическую теплоту, определяем по формуле:
, (2)
Средневзвешенный коэффициент теплопередачи определяем по уравнению:
, (3)
где ,– коэффициенты теплопередачи через ограждение, соответственно для наружных стен и покрытия ;
.
Принимаем средние температуры наружного воздуха tнар на ниже температуры приточного воздуха и рассчитываем по уравнению коэффициент, учитывающий дополнительные притоки теплоты, отдельно для каждой фазы охлаждения.
, (4)
где К0 – средневзвешенный коэффициент теплопередачи через ограждения, ;
– коэффициент теплопритоков через ограждения, показывающий какая часть из них переходит к вентиляционному воздуху (принимается для активного вентилирования равным 0,65) ;
А0 – приведенная удельная площадь поверхности ограждений хранилища, отнесенная к единице массы продукции, ;
tнф – средняя температура наружного воздуха за период охлаждения
продукции,;
СТ – удельная теплоемкость тары, ;
mт – удельная масса тары, .
Плотность воздуха при температуре приточного воздуха:
; (5)
; ;
.
Коэффициент, учитывающий теплоту выделяемую при испарении влаги из продукции:
; (6)
; ;
.
Принимаем коэффициент рабочего времени вентилятора =0,5 и рассчитываем интенсивность активного вентилирования по уравнению:
, (7)
где С – удельная теплоемкость продукции, ;
− коэффициент, учитывающий физиологическую теплоту дыхания продукции;
− коэффициент, учитывающий дополнительные источники теплоты;
Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха, – допустимо принять равной 1;
Х−коэффициент, учитывающий тепловой эффект испарительного охлаждения продукции.
Удельный воздухообмен:
;
;
.
Из рассчитанных значений удельной подачи воздуха, принимаем максимальное значение: V= .
Определим подачу воздуха, необходимую для активного вентилирования
картофеля в одной секции:
V=;
Принимаем к установке в одной секции картофелехранилища четыре вентилятора (по 1 вентилятору в одной венткамере).
Тогда подача одного вентилятора с учетом подсосов воздуха в воздуховоды:
V=.
Выбираем вентилятор ВЦ 4-75 №8 [3] Е 8.100-1, n=965 об/мин, V=40,4 м/c.
Так как вентилятор работает в длительном режиме, то формула для вычисления мощности двигателя будет следующая:
, (8)
где L − производительность вентилятора, ;
Н − давление создаваемое вентилятором, Па; [3]
− КПД вентилятора;
− КПД передачи.
.
По расчётной мощности из каталога выбираем электродвигатель Рн ≥ Рр
4А132S6; Р=5,5 кВт; n=965мин-1.
Выбранный электродвигатель проверим на обеспечение надежного пуска при снижении напряжения сети.
Условия запуска электродвигателя:
МН ≥ МН (пуск),
где МН(пуск) − номинальный момент по условию пуска, Н·м;
Определяем значение угловой скорости:
, (9)
.
Определяем номинальный момент электродвигателя:
, (10)
где РН − номинальная мощность выбранного двигателя, кВт.
.
Определяем приведенный статический момент рабочей машины:
, (11)
где РР − расчетная мощность электродвигателя, кВт
.
Определяем номинальный момент электродвигателя по условию пуска:
, (12)
где К3 − коэффициент запаса; К3=1,25 [14]
Кmin − кратность минимального момента;
U* − напряжение сети во время пуска, выраженное в относительных единицах, U*= 0,92 [14]
.
45 Н·м < 54 Н·м
Условие запуска соблюдается.
2.2.2 Транспортер для загрузки картофеля ТЗК-30
Транспортер имеет четыре электродвигателя:
М1 – для обеспечения самохода транспортера;
М2 – привод подъемного транспортера;
М3 – привод транспортера, находящийся на стреле;
М4 – для привода поворотной колонки стрелы.
Рассчитаем мощность электродвигателя М2 привода подъемного транспортера, так как лента двигается по роликовым опорам, сопротивление на прямолинейном участке пути FП находим по формуле:
, (13)
где m − масса груза, приходящая на 1м длины L (м) транспортера, ;
mл− масса одного метра ленты, ;
− угол наклона (подъема) транспортера;
fр− коэффициент сопротивлении движению ленты по ролику, при желобчатой ленте − 0,02….0,04;
nр – число роликов [11] .
.
Рассчитываем сопротивление движение на огибаемых лентой барабанах:
, (14)
где Fп − натяжение набегающей ветви ленты, Н;
= 0,06…0,09 − коэффициент местного сопротивления [11];
− число барабанов.
.
Сопротивление от загрузки материала на ленту при подаче Q , скорость лентыл и начальная скорость груза 0 :
, (15)
.
Сопротивление от пускового сбрасывателя (ленты шириной B):
, (16)
.
Сопротивление движению ленты:
, (17)
.
Мощность электродвигателя:
, (18)
где V − скорость движения ленты, м/с;
− КПД передачи.
.
Необходимая угловая скорость двигателя:
, (19)
где − передаточное число редуктора;
D − диаметр барабана.
.
Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа AИP80A6, Pн=0,75 кВт; nн=1000 мин -1 (95,25 рад/с)
Рассчитаем мощность электродвигателя М 3 привода транспортера, находящегося на стреле.
Расчет будет аналогичен предыдущему расчету.
.
Сопротивление движению на огибаемых барабанах:
.
Сопротивление от загрузки материала:
Н.
Сопротивление от пускового сбрасывателя:
98 Н.
Н.
Мощность электродвигателя:
.
Используем также электродвигатель AИP80A6.
Для обеспечения самохода (М1) выбираем АИР132S6;
Pном=3,2 кВт, Uном=380 В, ωном=95,2 рад/с, nном=1000 об/мин
Для поворота колонки стрелы (М4) выбираем электродвигатель AИP80В4.
Рн=1,5 кВт, nн=1490 мин -1
Проверим электродвигатели Т3К по условию запуска, при сниженном напряжении сети.
М2 − электродвигатель привода подъемного транспортера,
РН=0,75 кВт, РР=0,62 кВт; ω=95,25 рад/с
Н·м;
Н·м;
Н·м.
5,49 Н·м < 7,87 Н·м
Условие пуска соблюдается.
Проверим М3 по условию запуска.
РН=1,5 кВт; РР=1,3 кВт; ω=95,25 рад/с.
Н·м;
Н·м;
Н·м.
11,5 Н·м < 15,7 Н·м
Условие пуска соблюдается.
2.2.3 Выбор электрокалориферной установки
Расчет ведем для первой секции (на 1000 тонн) картофелехранилища.
Расчет ведем для фазы хранения.
Расчетная тепловая мощность Фо, Вт, системы отопления:
, (20)
где − коэффициент дополнительного теплового потока чугунных секционных радиаторов; =1, [3]
− коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений; =1; [3]
ФТП − тепловой поток теплопотерь через ограждающие конструкции, Вт;
Фи , Фм ,ФТС − тепловые потоки на нагревание инфильтрующего воздуха, поступающих холодных материалов и транспортных средств, Вт;
ФВН − тепловой поток от источников теплоты внутри помещения, Вт.
Тепловой поток теплопотерь ФТП , Вт рассчитывается с округлением до 10 Вт по формуле:
ФТП =, (21)
где А− площадь ограждающей конструкции, м2;
R0 − термическое сопротивление теплопередачи, ;
tв − расчетная температура внутреннего воздуха, ºС;
tн.о − расчетная температура наружного воздуха, ºС;
βi − добавочные потери теплоты в долях от основных теплопотерь;
n − коэффициент учета положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.
В
|
|
1 |
|||||
|
2 |
||||||
|
3 |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
3 |
|||||
|
2 |
||||||
|
1 |
С
Ю
З
Рисунок 2- Разбиение поверхности пола на зоны, для расчета теплопотерь
Теплопотери через пол рассчитываем, разбивая пол на зоны − полосы, параллельные наружным стенам.
Площадь участков пола, примыкающих к углам наружных стен, учитываем в первой зоне дважды.
1-ая зона =3307 Вт.
2-ая зона =1350 Вт;
3-ая зона =703 Вт;
4-ая зона =567Вт.
Теплопотери через стены.
Термическое сопротивление теплопередач:
, (22)
где αв − коэффициент теплопередачи на внутренней поверхности ограждающей конструкции, ; [3]
Ri − термическое сопротивление теплопроводности
, (23)
где − толщина слоя, м;
λi − теплопроводность материала слоя ;
.
Rв п− термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки ;
αн − коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограждающей конструкции ; αн=23. [3]
.
Теплопотери через стены, обращенные на север и восток
Вт.
Потери через стены, обращенные на юг и запад
Вт.
Потери через наружные ворота
;
Вт.
Потери через потолки
;
Вт.
Суммарные потери через наружные ограждения ФТП=97 кВт
Тепловым потоком на нагревание инфильтрующего воздуха пренебрегаем.
Тепловой поток на нагревание материалов, поступающих в помещение и находящихся в нем не менее одного часа.
в, (24)
где СМ −удельная теплоемкость материалов, С =3,48 ; (л. 4, табл. 7.4)
m − масса материалов, кг;
tН − начальная температура материалов, ºС;
в − коэффициент подогрева за время нахождения в помещении.
кВт.
Тепловой поток от источников теплоты внутри помещения. Он равен физиологической теплоте, выделяемой продукцией массой m=1000т за время один час.
кВт.
Суммарный тепловой поток Ф включает в себя поток отопительно-рецир- куляционного агрегата и поток подогревателей. Выбираем вид подогревателя − электрокалорифер.
Принимаем к установке два электрокалорифера СФОЦ – 40/0,5 И2 (по одному
в каждой венткамере). Также устанавливаем два электрокалорифера
СФОО – 10/0,4И2; Pуст=10 кВт, Pнагр=9,2 кВт.
ЭКУ используем в качестве отопительно-рециркуляционного агрегата.
2.3 Определение места расположения электрического ввода в здание. Общее решение по ВРУ (или ВУ)
Здание картофелехранилища относится к 3 категории по надежности электроснабжения. Поэтому в здание картофелехранилища выполняется один ввод.
Электрический ввод в здание осуществляется через электрощитовую. При этом в качестве ВРУ используем шкаф распределительный марки ШР11, от которого производится запитка остальных распределительных шкафов, шкафов управления и освещения. Защита отходящих линий осуществляется предохранителями. Ввод осуществляется через рубильник, установленный в шкафу (ВРУ).
2.4 Расчет электроосвещения здания. Выбор светового оборудования и источников света
Для освещения всех помещений картофелехранилища применяем газоразрядные лампы низкого давления.
Выбираем систему общего освещения. Изменение освещенности в процессе эксплуатации светильников учитывают коэффициент запаса Кз, значение которого находится в зависимости от наличия пыли, дыма и копоти в рабочей зоне помещения, типа источника света, конструкции светильника и периодичности его чисток определяют по таблице 3.18 [5].
Для газоразрядных ламп Кз=1,3 при периодичности чистки светильников не реже одного раза в три месяца.
Выбор светильников определяется характером окружающей среды,
требованиями к светораспределению.
2.4.1 Размещение осветительных приборов в тамбуре
Размещение светильников при равномерном освещении производят по углам прямоугольника или вершинам ромба с учётом допуска к светильникам для обслуживания.
Требования к минимально допустимой высоте установки светильников изложены в ПУЭ и зависят от категории помещения по степени опасности поражения электрическим током, конструкции светильника, напряжения питания ламп.
Выберем тип светильника ЛСП18-40 по таблице (П.2.14) [5] прямого светораспределения (П) с кривой силой света (Д-2) и степенью защиты 54 .
Рассчитываем высоту установки светильника:
; (25)
где - высота помещения, м ;
- расчетная высота установки светильников, м ;
- высота свеса светильников, м .
; (26)
где - высота крюка, м;
- высота светильника, м.
hcв
Н0 Hp
hp
Рисунок 3- Размещение светильника в освещаемом пространстве
По таблице [5] определяем значение осветительного наивыгоднейшего расстояния:
Тогда расстояние между светильниками в ряду и между рядами :
Расстояние от стены до крайнего ряда и от крайнего светильника в ряду принимаем:
Определяем число рядов светильников в помещении:
(27)
принимаем 1 ряд.
2.4.2 Расчёт осветительных установок в тамбуре методом удельной мощности
Метод удельной мощности применяют для приближённого расчёта осветительных установок помещений, к освещению которых не предъявляют особых требований и в которых отсутствуют существенные затенения рабочих поверхностей, например, вспомогательных и складских помещений, кладовых, коридоров.
Общее число светильников в помещений:
; (28)
где – мощность лампы в светильнике, Вт;
– количество ламп в светильнике, шт;
– расчетное значение удельной мощности, ;
– площадь освещаемого помещения, .
; (29)
где – коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному
значению;
– коэффициент приведения коэффициента отражения поверхности
к табличному значению;
– табличное значение удельной мощности, ;
– нормативное значение освещенности, лк;
– КПД светильника в нижнюю полусферу в долях единицы.
Табличное значение удельной мощности [5].
Рудт=3,6 Вт/м2.
Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения потолка: ρп=30 %, стен: ρс=10 %, рабочей поверхности: ρр=10 % [5].
Вычисляем поправочные коэффициенты:
,
,
К2=.
Расчётное значение удельной мощности:
Вт·м2.
Общее число светильников в помещений:
, принимаем 1 светильник в помещений.
Вычисляем число светильников в ряду:
, (30)
.
Принимаем 1 светильник в ряду.
2.4.3 Расчет и выбор электрического освещения в картофелесортировальном пункте методом коэффициента использования светового потока
Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки применяют при расчёте общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях, в которых отсутствуют крупные затеняющие предметы.
Рассчитаем установку методом коэффициента использования светового потока (помещение картофелесортировального пункта).
Выбираем к установке светильник ЛСП16-2х40
Рассчитываем высоту установки светильника:
;
,
где – высота подвеса троса.
По таблице [5] определяем значение осветительного наивыгоднейшего расстояния: .
Тогда расстояние между светильниками в ряду и между рядами :
принимаем:
Определяем число рядов светильников в помещении:
принимаем 3 ряда
Определим в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения: потолка %; стен%; рабочей поверхности % [5].
Индекс помещения:
,
где А , В − длина, ширина помещения, м;
.
С учетом индекса помещения i=2,04 и коэффициента отражение поверхностей %; %; % .
Определяем коэффициент использования светового потока в нижнюю полусферу:
, (31)
где коэффициент использования светового потока, направленного в нижнюю полусферу [5];
коэффициент использования светового потока, направленного в верхнюю полусферу [5];
и – КПД реального светильника в нижнюю и верхнюю полусферу пространства [5]:
.
Определяем общее число светильников в помещении:
, (32)
где Ен− нормируемая освещенность, лк;
Кз− коэффициент запаса;
S− площадь освещаемого помещения, м2;
Z− коэффициент минимальной освещенности ;
− коэффициент использования светового потока
Принимаем к установке лампу ЛБ−40 Фл=3200лм
.
Принимаем 9 светильников.
Определяем число светильников в ряду:
.
Принимаем 3 светильника в ряду.
Расчет освещения в остальных помещениях ведем аналогично. Результаты расчёта приведены в светотехнической ведомости (таблица-1).
Под электрической нагрузкой понимают велечину электрического тока протекающего в сети при включенном элктроприемнике или группе электроприемников.
По электрическим нагрузкам производят выбор проводников (конструктивное исполнение, сечение) на всех ступенях выработки, преобразования, передачи и использование потребителем электрической энергии и ее распределении.
Существует 2 метода определения электрических нагрузок объектов:
Для определения электрической нагрузки картофелехранилища применяем второй метод, так как он применяется для сельскохозяйственных объектов промышленного типа, когда невозможно точно определить время включения и отключение отдельных электроприемников.
Расчетные действия ведутся в следующем порядке:
-определяем по справочникам значение Ки, записываем в графу 5 таблица 2. Далее заполняют графы 2,3,4 и 6. При этом значении tg определяют по известному справочному значению cоs.
(33)
где n - число характерных категорий входящих в данную группу. Величина Ки заносится в итоговую строку графы 5.
(34)
Найденное значение величины nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа и записывается в итоговой строке графы 10.
Рр=Кр · КиРи (35)
В слусчае, если расчетная мощность окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, то принимается:
Рр=Рн макс.
Qр=1,1КиРн tg при nэ10
Qр=КиРн tg при nэ 10 (36)
Данные записываются в итоговую строку в графы 12 и 13 таблицы
Ру=Рс+Ро (37)
(38)
(39)
Расчётные величины сводим в таблицу 2
2.6 Выбор распределительных устройств. Выбор аппаратов управления и защиты электроприемников и сетей
Построение схем распределения электрической энергии начинается с принятия решения о вводном устройстве и его месте расположения в проектируемом здании. При этом вводное устройство может быть чисто вводным или вводно-распределительным.
Основные требования к размещению ВРУ:
Практика эксплуатации показывает, что основным решением по месту расположения ВРУ является специальное помещение: электрощитовая.
ВРУ выбираются с учетом величины нагрузки, условий окружающей среды, числа электроприемников или их групп; расчетный ток группы электроприемников (нагрузка) должна быть не больше номинального тока устройства, шкафа, пункта.
Силовой распределительный пункт выбирается в зависимости от условий окружающей среды, по типу установки щита, по количеству отходящих фидеров, их номинальных токов, по типу аппаратов защиты.
К установке принимаем силовой распределительный щит РП1, РП2 типа ШР 11-73707-22У3, имеющий на вводе рубильник типа ВР32-37В.
Силовой щит комплектуется тремя группами предохранителей ПН2-250 и
одной группой ПН2-100.Выбираем вводной щит: ЯВУ4-440 У3 (400А)
Распределительный пункт РП1 питает следующие нагрузки:
− четыре комплекта оборудования ОРТХ (запитаны через предохранители
ПН2-250);
Распределительный пункт РП2 питает следующие нагрузки:
− четыре комплект оборудования ОРТХ (запитан через предохранитель
ПН2-250);
− два транспортера для загрузки картофеля, картофелесортировальный пункт КСП (защиты через предохранители ПН2-100).
2.6.1 Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры (автаматы)
Произведем выбор ПЗА для оборудования типа ОРТХ.
В комплект оборудования входят:
− вентилятор;
− электрокалорифер;
− привод задвижки;
− обогрев смесительного клапана;
Ящик управлением поставляется заводом-изготовителем комплектно.
Выберем аппарат групповой линии. Для этого найдем номинальные токи:
FU1
РП1
ШУ
QF1
КМ1
М1
Рисунок 4- К расчету аппаратов управления и защиты групповой линии.
Определим ток в линии:
Вентилятор:
, (40)
А.
A.
Электрозадвижка P=0,25 кВт:
А.
Отопительно-рециркуляционый агрегат:
− ТЭН, Pн=9,2 кВт, А;
− электрокалорифер, Pн=40 кВт, А;
Выбираем предохранитель на групповой линии.
; (41)
; (42)
где α − коэффициент, зависящий от условий работы, α=2,5 [10]
A.
Выбираем предохранитель ПН2–250, Iнв=160А;
Комплект оборудования запитываем от распределительного шкафа
ШР11−73707−22У3, имеющего на вводе рубильник типа ВР32−37В.
Произведем выбор пускозащитной аппаратуры для Т3К−30.
Шкаф управления поставляется заводом-изготовителем комплектно.
Выберем предохранитель.
М1, А;
М2, А;
М3,М4, А.
А.
Выбираем предохранитель ПН−2−100
Iнв=31,5 А.
Выберем магнитные пускатели и тепловые реле для Т3К−30.
По номинальному напряжению Uнп ≥ Uнс =380 В;
По номинальному току Iнп ≥ Iдоп;
где Iдоп − допустимый ток установки.
Двигатель М1 Iнп ≥ 8,1А ;
Двигатель М2 Iнп ≥ 1,81 А;
Двигатель М3 Iнп ≥ 3,6 А;
Двигатель М4 Iнп ≥ 3,6 А.
По номинальному напряжению катушки электромагнитного пускателя:
Uнк = Uну =380 В;
где Uну − номинальное напряжение цепей управления, В;
По току нагревательного элемента при встречном тепловом реле:
Iнр ≥ Iдп;
Двигатель М1 Iнр ≥ Iдп=8,1 А;
Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 122002, Iн=10 А, с тепловым реле
РТЛ1 с током Iн.р=10 А; Iн.в=9 А.
Двигатель М2 Iн.р ≥ 1,81 А
Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 122002, Iн=10 А, с тепловым реле
РТЛ1 с током Iн.р=10 А; Iн.в=2 А.
Двигатель М3,М4 Iнр ≥ 3,6 А
Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 122002, Iн=10 А, с тепловым реле
РТЛ1 с током Iн.р=10 А; Iн.в=4 А.
2.7 Схемы принципиальные питающей и распределительной сетей
Принципиальные схемы питающей сети выполняем по форме 2
ГОСТ21.613-88.
Принципиальные схемы распределительной сети выполняем по форме 3 ГОСТ21.613-88.
При разработке принципиальных схем по формам 2 и 3 руководствуемся следующим:
На чертеже каждой принципиальной схемы приводим в таблице по форме 4 ГОСТ21.613-88 потребность кабелей и проводов, а в таблице по форме 5 ГОСТ21.613-88 – потребность труб.
Выбор схемы подключения электроприемников внутри здания хранилища зависит от местоположения потребителей относительно ввода, а также расположения электроприемников относительно друг друга.
Схемы распределения электроэнергии внутри здания могут быть следующими :
Радиальная схема питания применяется в тех случаях, когда на объекте имеется:
Магистральную схему применяют тогда, когда:
Исходя из вышеизложенного, применять для картофелехранилища, в чистом виде радиальную и магистральные схемы невозможно, поэтому применяем смешенную, то есть радиально-магистральную схему питания электроприемников.
2.8 Расчет и выбор электропроводок силового электрооборудования и электроосвещения
Электропроводкой называется совокупность проложенных по трассе изолированных проводов всех сечений, кабелей сечением до 16 мм2 со всеми относящимися к ним конструкциями и деталями, предназначенными для их прокладки, крепления и защиты.
Для выполнения электрических сетей рекомендуется применять провода и кабели с алюминиевыми жилами. Выбор марок проводов и кабелей и способов прокладки сети следует осуществлять с учетом пожаро - и электробезопасности помещений, а также требований соответствующих стандартов и технических устройств на кабели и провода. При наличии нескольких условий, характеризующих окружающую среду помещений, электропроводка должна удовлетворять всем требованиям.
Электропроводки подразделяются на два вида: открытые и скрытые. Наиболее совершенной является открытая проводка. При выборе того или иного способа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещений, его строительные особенности и экономические требования.
Выбор сечений проводов и кабелей внутренних электропроводок тесно связан с выбором уставок-расцепителей автоматических выключателей.
2.8.1 Расчет и выбор электропроводок силового электрооборудования
Для расчета внутренних электропроводок располагаем на плане помещения электродвигатели − согласно расстановке технологического оборудования.
Расчет силовой сети произвожу для группы №5 силового распределительного щита ШУ5. Группа питает оборудование КСП.
Исходные данные. Марки электродвигателей:
AИP80A6 − 2 шт; AИP80A6 − 5 шт;
Pн=1,1 кВт; Pн=0,75 кВт;
Iн=2,65 А; Iн=1,49 А;
Кi=7. Кi=7.
Аппарат защиты электродвигателя привода приемного бункера КСП
(Pн=1,1 кВт) − автомат ВА51 Г-25, автомат находится в ШУ; Iн.а=25А;
Iн.т.р=3,15А.
Произвожу расчет сечения провода для ответвления по условию нагрева длительным расчетным током:
Iдоп ≥ Iр ; (43)
где Iдоп− длительно допустимый ток для изолированных проводов и кабелей.
Iдоп ≥ 2,65А;
Находим Iдоп=19А; S=2,5мм2 (л.4).
Проверяем выбранное сечение по условию соответствия аппарату защиты.
Iдоп ≥ Iз · Кз, (44)
где Iдоп− длительно допустимый ток на провода и кабели;
Кз − коэффициент запаса, Кз=1,25 для автоматов [10]
Iдоп ≥ 1,25·3,15=3,937А;
Ответвление к электроприводу приемного бункера (Pн=1,1кВт) прокладываю проводом АПВ 4(1x2,5) в трубе диаметром 20мм.
Расчет сечения провода для групповой линии:
По условию находим Iдоп
Iдоп ≥12,9 А.
Находим Iдоп =19А; S=2,5мм2; [10]
Групповую линию прокладываем проводом в воздухе.
Расчет остальных сечений проводов и кабелей проводим аналогично.
Проверяем сечение проводника по допустимой потере напряжения:
, (45)
где l − длина участка линии от РП1 до установки , м;
Pрас− расчетная мощность двигателя, кВт;
С − коэффициент, зависящий от напряжения, числа фаз и материала провода [10] С=46;
F − сечение провода , мм2;
% ;
0,3% < 2,5%
Потеря напряжение меньше допустимой. Следовательно, сечение кабеля выбрано правильно. Аналогично производим выбор сечений кабелей для остальных участков электропроводок, а данные по выбору сводим на принципиальную схему распределительной сети (Формат А1).
Рисунок 5- Конфигурация внутренних электропроводок
(не по госту)
2.8.2 Расчет и выбор электропроводок для электроосвещения
Сечение проводов S на минимум проводникового материала рассчитываем по формуле:
, (46)
где ∑M=∑Pi∙li – сумма электрических моментов данного и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и на данном участке, кВт∙м;
∑αm – сумма моментов всех ответвлений, имеющих иное число проводов, чем рассчитываемый участок, кВт∙м;
α – коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на рассчитываемом участке и в ответвлениях [5];
C – коэффициент, зависящий от системы напряжения, материала провода,
кВт∙м / (В∙мм2)[5];
ΔU – расчетная потеря напряжения, допускаемая на протяжении от начала данного участка до наиболее удаленного электроприемника, ΔU=2,5%,[5];
Pi – расчетная мощность осветительной установки i-го участка, кВт;
li – длина i-го участка, м.
Нагрузки определяют с учетом установленной мощности осветительной
установки и коэффициента спроса. Коэффициент спроса Кс , зависит от вида
зданий и сооружений и учитывается при расчете питающих сетей. Для
групповых линий мастерских Кс=1. При определении установленной
мощности учитывают потери электрической энергии в ПРА, которые для
люминесцентных ламп в среднем составляют 20…30%.
Расчетные мощности осветительных установок:
P1=P2=P3=P4=P5=P6 = P7=P8=P9=P10=P11=P12= P13=P14=P15=P16=P17=P18 =
P19=P20=P21=P22=P23=P24 =P25=P26=P27=P28 = P29=P30=P31 = 0,04 кВт;
Длины участков:
l0-1=30 м; l1-2=13 м; l2-3=14 м; l3-4=15 м; l1-5=68 м; l5-6=14 м; l6-7=15 м; l1-8=9 м;
l8-9=5 м; l9-10=5 м; l10-11=5 м; l11-12=5 м; l12-13=5 м; l13-14=5 м; l14-15=5 м;
l1-16=10 м; l16-17=5 м; l17-18=5 м; l18-19=5 м; l19-20=5 м; l20-21=5м; l21-22=5 м;
l22-23=5 м; l1-24=6 м; l24-25=5 м; l25-26=5 м; l26-27=5 м; l27-28=5 м;l28-29=5 м;
l29-30=5 м; l30-31=5 м; l31-32=5 м.
Для осветительных сетей, имеющих большую протяженность и небольшую
нагрузку, расчет сечения проводов и кабелей производят на минимум проводникового материала с последующей проверкой на механическую
прочность, нагрев и ток срабатывания защитного аппарата.
Составляется расчетная схема (рисунок 7), осветительные щиты и группы, число проводов и длину групп, мощность источников света и места ответвлений.
Мощности равномерно распределенной нагрузки заменяются равнодействующей приложенной в центре этих нагрузок.
ЩО
1
13 2 14 3 15 4
P1 Р2 Р3
ВРУ
0 68 5 14 6 15 7
Р4 Р5 Р6
30 9 8 5 9 5 10 5 11 5 12 5 13 5 14
Р7 Р8 Р9 Р10 Р11 Р12 Р13 Р14
10 16 5 17 5 18 5 19 5 20 5 21 5 22 5 23
Р15 Р16 Р17 Р18 Р19 Р20 Р21 Р22
6 24 5 25 5 26 5 27 5 28 5 29 5 30 5 31 5 32
Р23 Р24 Р25 Р26 Р27 Р28 Р29 Р30 Р31
Резерв
Рисунок 6- Расчетная схема осветительной сети
Определяем сечение проводника на участке 0-1:
S0-1=(P1+P2+…+P30+P31)l0-1+α((P1+P2+P3)l1-2+(P2+P3)l2-3+P3l3-4+(P4+P5
+P6)l1-5+(P5+P6)l5-6+P6 l6-7+(P7+…+ P14)l1-8+( P8+…+ P14)l8-9 +(P9+…+P14)l9-10+
+(P10 +…+ P14 )l10-11+(P11+…+ P14)l11-12+(P12+…+ P14)l12-13+(P13 + P14) l13-14
+P14l14-15+(P15+…+P22)l1-16+(P16+…+P22) l16-17 +(P17+… +P22)l17-18
+(P18+…+P22)l18-19+(P19+…+P22)l19-20+(P20+…+P22)l20-21+(P21+P22)l21-22+P22l22-23
+(P23+…+P31)l1-24+(P24+…+P31)l24-25+(P25+…+ P31)l25-26+(P26+…+P31) l26-27
+(P27+…+P31)l27-28+(P28+…+P31)l28-29+(P29+…+P31)l29-30+(P30+P31)l30-31+P31 *
*l31-32 ))/= (0,04*31)30+ 1,83((0,04*3)13+(0,04*2)14+0,04*15+(0,04*3)68+
(0,04*2)14+0,04*15+(0,04*8)9+(0,04*7)5+(0,04*6)5 +(0,04*5)5+(0,04*4)5
+(0,04*3)5+(0,04*2)5+0,04*5+(0,04*8)10+(0,04*7)5+(0,04*6)5+(0,04*5)5
+(0,04*4)5+(0,04*3)5 +(0,04*2)5+0,04*5+(0,04*9)6+(0,04*8)5 +(0,04*7)5 +
+(0,04*6)5 +(0,04*5)5 +(0,04*4)5+(0,04*3)5 +(0,04*2)5 +0,04*5 )/(46∙2,5)=1,1мм2
Полученное по расчету сечение на участке 0-1 округляем до ближайшего большего стандартного сечения:
S0-1= 2,5 мм2 , Iдоп=19 А.
Проверим сечение на участке 0-1 на механическую прочность и нагрев. Проверку сечения на механическую прочность производим путем сравнения расчетных данных с табличными:
Sтабл ≥ S0-1, (47)
2,5 мм2 ≥ 1,1 мм2
Проверку сечения кабеля на участке 0-1 на нагрев производим путем расчета тока протекающего по кабелю и сравниваем его с допустимым током.
Расчетный ток определим по формуле:
, (48)
Iдоп ≥ Iр , (49)
где Р – активная мощность нагрузки, кВт;
– коэффициент мощности нагрузки;
Uл – линейное напряжение сети, В
Для ламп накаливания cosφлн=1, [5].
, (50)
,
Расчетный ток равен:
А,
19 А ≥ 1,88 А ,
Условие выполняется, следовательно, сечение кабеля рассчитано верно.
Фактические потери напряжения на участке 0-1:
, (51)
%,
Рассчитаем сечение самой протяженной линии 1-24:
S1-24 =(P23+…+P31)l1-24+(P24+…+P31)l24-25+(P25+…+ P31)l25-26+( P26+…+ P31)l26-27 +(P27+…+P31)l27-28 +(P28 +…+ P31 )l28-29+(P29+…+ P31)l29-30+(P30+…+ P31)l30-31+
+P31l31-32 / C(ΔU-ΔU0-1)= (0,04*9)6+(0,04*8)5+(0,04*7)5 +(0,04*6)5+(0,04*5)5 +(0,04*4)5 +(0,04*3)5+(0,04*2)5+0,04*5/ (7,7(2,5-0,19))=0,53 мм2
Полученное по расчету сечению на участке 1-24 округляем до ближайшего большего стандартного сечения:
S0-1= 2,5 мм2 , Iдоп= 19 А,
Проверка сечения на механическую прочность:
2,5 мм2 ≥ 0,53 мм2
,
Расчетный ток равен:
А,
19 А ≥ 1,6 А ,
Условие выполняется, следовательно, сечение кабеля на участке 1-24 рассчитано верно.
%,
Потери напряжения во всей линии:
= + , (52)
ΔU= 0,19+0,86= 1,05 % ≤ 2,5 %
Аналогично производится расчет сечений проводников других линий, результаты сведем в графическую часть (лист 2).
2.9 Выбор места расположения и количества подстанций 10/0,4кВ.
Расчет нагрузок, выбор мощности и числа трансформаторов
Для определения места расположения трансформаторной подстанции наносим на генплан объекта координатную сетку и определяем координаты ТП по формулам:
, (53)
, (54)
где Pi − расчетная мощность на вводе отдельных потребителей, кВт;
Xi,Yi – расстояние по осям координат отдельных потребителей, м.
Поскольку вечерняя нагрузка в сумме составляет большую величину, то в расчетах используем вечерние нагрузки.
кВт·м;
=15175кВт·м;
кВт;
м;
м.
Устанавливаем ТП в точке с координатами м; м. В этом месте она будет находится в центре электрических нагрузок, не мешать передвижению транспорта и животных, а также иметь удобный подъезд для транспорта.
Определяем мощность трансформаторной подстанции:
, (55)
где cosφср.вз – средневзвешенный коэффициент мощности объекта электроснабжения;
– суммарная активная мощность всех потребителей, кВт;
, (56)
.
, (57)
где Pм – нагрузка наиболее мощного потребителя, кВт;
– сумма надбавок мощности остальных потребителей, кВт. [12];
Pно – мощность наружного освещения, кВт.
кВт;
кВА.
Принимаем к установке трансформаторную подстанцию марки ТМ–10/0,4
мощностью 250 кВА. [12].
2.10 Расчет и выбор компенсирующих устройств
Для компенсации реактивной мощности применяются батареи конденсаторов.
Предусматривается групповая компенсация реактивной мощности. Конденсаторную батарею устанавливаются на трансформаторной подстанции и подключают параллельно сети. Конденсаторы разных фаз соединяются между собой в треугольник.
Мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:
, (58)
где Р – расчетная мощность активной нагрузки, кВт;
1 – угол сдвига фаз до включения батареи конденсаторов, cos=0,87;
2 – угол сдвига фаз после включения батареи конденсаторов, cos=0,99.
(квар)
Выбираем 4 комплектно конденсаторных устройства УК1-0,4-33У3 с мощностью 33кВА [12].
Определяем фактическое значение , при включении батареи конденсаторов:
, (59)
где QУК – мощность принятой конденсаторной установки, (квар).
Следовательно, конденсаторная установка принята, верно.
2.11 Расчет внутриплощадочных сетей 0,4 кВ
Произведем расчет линии, по которой запитывается картофелехранилище. Так как данный потребитель обладает наибольшей нагрузкой на вводе, которая значительно превышает нагрузки остальных потребителей, то к нему введется отдельная линия.
Для расчета линии нам необходимо определить допустимые потери напряжения в линиях 10 кВ и 0,4 кВ, расчет ведем табличным методом. Потери в трансформаторе при 100% нагрузке составляет 4%, при 25% – 1%. Отклонение напряжения на шинах 10 кВ составляет +5%; применяем режим встречного регулирования – в режиме 25% нагрузке отклонение в шинах 10 кВ будет составлять 0. Трансформатор может иметь надбавки напряжения от 0 до 10% со ступенью 2.5%.
Таблица 3- Отклонения напряжения
|
Элемент сети |
Режим нагрузки |
|
|
100% |
25% |
|
|
1.Шины 10кВ 2.Потери в линии 10кВ 3.Трансформатор 10/0.4кВ:
4.Потери в линии 0.4кВ
|
+5 -6 -4 +7.5 -2.5 -5 |
0 -1.5 -1 +7.5 0 0 |
|
Отклонение напряжения у потребителей |
-5 |
+5 |
Потери в линиях 10 и 0.4кВ составляет:
ΔU100=5-4+7,5+5=13,5%;
Принимаем для линии 10кВ – 6%, для линии 0,4кВ – 7,5%, тогда отклонение напряжения у потребителей при 25% загрузке составляет:
δU25= -1,5 – 1 + 7,5= + 5%;
δU25 = +5%, что не выходит за рамки требований стандарта к качеству электрической энергии.
Учитывая большую нагрузку по току, для электроснабжения картофелехранилища применяем кабельную линию, проложенную в земле. По данной линии осуществляется электроснабжение только картофелехранилища.
Площадь поперечного сечения токоведущих жил кабеля определяем по допустимому нагреву. Расчетный ток линии составляет 317А. Принимаем к прокладке кабель марки ААБл 5х150.
Определяем полную расчетную мощность по формуле:
, (60)
где P– расчетная активная мощность, кВт;
cosφ – коэффициент мощности.
Эквивалентную мощность определяем по формуле:
, (61)
где Kg – коэффициент динамики роста, для сельскохозяйственных потребителей Kg=0,7 [12].
В соответствии с этим составляем расчетную схему:
20 1 162
10 162
65 2 80 3
ТП
4,3 5 5 1,2
8 8
35 4 40 5 40 6
7,8 9 5,6
Рисунок 7- Расчетная схема сети 0,4кВ
Вечерние расчетные нагрузки группы однородных потребителей соизмеримой мощности на участках ВЛ 0,38 кВ определяем по формуле:
, (62)
где Pi – суммируемые мощности отдельных потребителей;
K0 – коэффициент одновременности [12]
Произведем расчет линии Л1.
Участок 0-1:
P0-1=162 кВт;
кВА;
кВА.
Произведем расчет линии Л2.
Участок 2-3:
P2-3=K0· (P1+P2); P2-3=0,75·(8+8)=12 кВт;
кВА; кВА.
Участок 0-2:
P0-2=P2·K0+P2-3; P0-2=16·0,75+12=24 кВт;
кВА; кВА.
Произведем расчет линии Л3.
Участок 5-6:
P5-6=0.75·(8+8)=12 кВт;
кВА ; кВА.
Участок 4-5:
P4-5=P5·K0+P5-6 ; P4-5=10·0,75+12=19,5 кВт;
кВА; кВА.
Участок 0-4:
P0-4=P4·K0+P4-5 ; P0-4=16·0,75+19,5=31,5 кВт;
кВА; кВА.
Площадь сечения проводов и их марку выбираем по эквивалентной мощности, и сводим в таблицу 4.
Рассчитываем потери напряжения в принятых проводах:
, (63)
где Sуч– полная мощность участка, кВА;
lуч– длина участка, км;
Uн– номинальное напряжение на участке, кВ;
r0 , х0 – соответственно активное и индуктивное сопротивление проводов, Ом/км, для А25 r0=1,15 Ом/км, х0=0,319 Ом/км [12].
Определим потери.
Линия Л1. Участок 0-1:
В.
|
Номер участка |
Длина участка Lуч, км |
Суммар- ная расчёт- ная мощно-сть Pр,кВт |
Коэф- фици- ент мощно сти cosφ |
Макси- мальная полная мощно- сть Sуч,кВА |
Эконо- мичес- кая нагруз- ка Sэ,кВА |
Марка и сечение проводов |
Сопротив- лене проводов |
Потеря напря-
жения, ℅ |
|
|
акти вное Rо Ом/км |
реак тивн ое Xо Ом/км |
||||||||
|
0-1 |
0,02 |
162 |
0,702 |
207,2 |
145 |
ААБл |
0,27 |
0,25 |
0,99 |
|
0-2 |
0,065 |
24 |
0,85 |
28,2 |
19,7 |
А25 |
1,15 |
0,32 |
1,45 |
|
2-3 |
0,08 |
12 |
0,85 |
14 |
9,8 |
А25 |
1,15 |
0,32 |
0,89 |
|
0-4 |
0,035 |
31,5 |
0,85 |
37 |
26 |
А25 |
0,84 |
0,31 |
0,78 |
|
4-5 |
0,04 |
19,5 |
0,85 |
23 |
16,1 |
А25 |
1,15 |
0,32 |
0,73 |
|
5-6 |
0,04 |
12 |
0,85 |
14 |
9,8 |
А25 |
1,15 |
0,32 |
0,44 |
|
0-3 |
0,145 |
36 |
0,85 |
42,2 |
29,5 |
А25 |
0,84 |
0,32 |
2,34 |
|
0-6 |
0,115 |
63 |
0,85 |
74 |
51,9 |
А25+ А35 |
0,84 |
0,32 |
1,95 |
Расчет для остальных линий определяем аналогично и сводим в таблицу.
Таблица 4 - Расчет сети 0,38 кВ
2.12 Проектирование электрических сетей 10 кВ.
Линия 10 кВ подходит к трансформаторной подстанции ТП 10/0,4 мощностью S = 250 кВА. При этом нагрузка передаваемая по линии составляет: Рл =207,4 кВт или Sл =249 кВА. ТП 10/0,4 питается от ТП 35/10 по отдельной воздушой линии протяженностью 10км. Объект относится к третьей категории по надежности электроснабжения, поэтому резервирование не нужно. Составим расчетную схему сети 10 кВ.
8 ТП 10/0,4
ТП
249 кВА
Рисунок 8- Расчетная схема сети 10 кВ
Определим расчетный ток в линии:
IP = Sл/ ( 3 UH) ; (64)
IP = 249 / ( 3 10) = 14,4 A;
Определим площадь поперечного сечения проводов линии методом экономической плотности тока.
Площадь поперечного сечения проводов линии определяем по формуле:
F = IP / jЭК ; (65)
где jЭК – экономическая плотность тока, А/мм2;
jЭК – определяем по таблице [12] в зависимости от величины нагрузки и числа часов использования ее максимума Т. По таблицам [12] определяем Т = 2700 часов, тогда jЭК = 1,3 А/мм2;
F = 14,4 / 1,3 = 11,1 мм2;
По условию механической прочности принимаем провод марки 3А-35.
(66)
где r0 – удельное активное сопротивление, Ом, r0=0,773 Ом/км [12];
х0 – удельное реактивное сопротивление, Ом, х0=0,336 Ом/км [12].
Определим потери напряжения в линии :
U = 3 * 14,4 * 8 * (0,773 * 0,83 + 0,336 * 0,56) = 165,4 В;
U% = 165,4 / 10000 * 100% = 1,65 %;
Потери напряжения в линии не превышают допустимых, отсюда делаем вывод, что провод выбран правильно.
2.13 Мероприятия по снижению потерь электроэнергии
Для снижения потерь электроэнергии существует два вида мероприятий: организационные и технические. В данном проекте предусматриваются следующие мероприятия.
Организационные:
Технические:
2.14 Организация электротехнической службы по эксплуатации электрооборудования
Эксплуатацией электрооборудования картофелехранилища занимается бригада электромонтеров, входящая в состав электротехнической службы хозяйства.
Технические обслуживания и текущие ремонты осуществляются согласно графика. График представляет собой календарный годовой план проведения ТО и ТР всего электрооборудования хозяйства.
Периодичность проведения ТО и ТР приведена в системе планово-предупредительных ремонтов в сельском хозяйстве: ППРСХ. Она зависит от вида оборудования и условий его эксплуатации. При составлении графика также учитывается величина фонда рабочего времени на неделю одного электромонтера. Составлением графика занимается инженер-электрик, он же осуществляет руководство электротехнической службой хозяйств.
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Обоснование вопроса
Оптимальное хранение сельскохозяйственной продукции позволяет обеспечить круглогодичное снабжение населения страны продуктами питания и сохранить их высокие питательные и вкусовые качества, внешний вид.
Хранение картофеля по значимости и экономическому эффекту уступает лишь хранению зерна. Главным условием хорошей сохранности картофеля является микроклимат. Основные параметры микроклимата в хранилищах температура и относительная влажность воздуха в массе хранимого продукта. Процессы автоматического управления температурой в картофелехранилищах наиболее сложные.
Во-первых, при хранении большой массы картофеля в хранилищах колхозов и совхозов, не оборудованных системами автоматического управления, при положительных температурах возникают очаги загнивания продукта, которые быстро распространяются на рядом расположенные клубни картофеля.
Во-вторых, обычно картофель стараются хранить при минимально допустимых температурах, и при сильных морозах иногда подмораживается продукция в периферийных слоях.
В-третьих, для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала, что приводит к относительно малому использованию объема хранилищ. Вследствие этого при хранении картофеля в неавтоматизированных картофелехранилищах полезный объем сооружений составляет 30 … 40 % общего объема, а порча продукции доходит до 30% и более . Автоматизация управления микроклиматом снижает потери продукции до 5-10%.[8]
3.2 Общие сведения и технологические требования к проектируемой электроустановке
Технологический процесс хранения картофеля можно разделить на три основных периода: лечебный, охлаждение, хранение.
В лечебный период с целью быстрого заживления механических повреждений картофеля необходимо поддерживать в межклубневом пространстве насыпи температуру на уровне 14 … 18 оС.
При температуре картофеля выше 18 оС должна включиться активная вентиляция и подавать воздух температуры на 3 … 4 оС ниже температуры массы хранимого продукта.
Если в закрома хранилища заложен больной картофель , то лечебный период проводится при температуре 8 … 10 оС с последующим охлаждением 1… 2 оС.
В период охлаждения, который наступает после двухнедельного лечебного периода, температуру хранимого продукта постепенно снижают до 2 … 4 оС. для этого клубни картофеля вентилируют наружным воздухом в те периоды суток, когда температура наружного воздуха не менее чем на 4 … 5 оС ниже температуры насыпи картофеля. Охлаждают клубни медленно: на 0,5 … 0,6 оС в сутки при максимальной влажности воздуха до 100%. Период охлаждения длится 20 … 25 суток.
Период хранения – это основной период. Он начинается, когда температура картофеля в насыпи достигаем 3 … 4 оС.
Устройства формирующие микроклимат в картофелехранилище – это вентиляционные установки. Они входят в комплект оборудования регулирования температуры в картофелехранилищах (ОРТХ).
Вентиляционные установки включаются при повышении температуры в насыпи до 4 оС и более. Зимой продукт активно вентилируют смесью наружного и внутреннего воздуха, а при больших морозах – только рециркуляционным воздухом. В остальное время года насыпь вентилируют наружным воздухом который забирают в наиболее холодное время суток.
Исходя из требований к ведению технологического процесса хранения картофеля и характеристик технологического оборудования принимаем как наиболее эффективное регулирование температуры хранения – регулирование ее с помощью воздействия на поток воздуха проходящего от приточной шахты через массу картофеля в помещение (как степень смешивания рециркуляционного воздуха с наружным) и воздействия на расход теплоносителя в трубопроводе отопления.
Воздействие на поток воздуха в приточной шахте осуществляется за счет изменения положения задвижки с помощью исполнительного механизма. Первичный преобразователь температуры должен быть установлен в центре насыпи на глубине 0,5…0,6 метров от верхней поверхности. Сигнал с первичного преобразователя через регулятор температуры пропорциональный, преобразуется в напряжение подаваемое на исполнительный механизм, заставляя его перемещать задвижку клапана в зависимости от значения температуры в насыпи. С помощью переключателей должна осуществляться работа системы в автоматическом или ручном режиме. Должна быть предусмотрена защита от переохлаждения; для этого устанавливается преобразователь терморегулятора защиты в магистральном канале после приточного вентилятора на расстоянии от 1 до 5м от него. Также для предотвращения примерзания заслонки к корпусу шахты необходимо обеспечить перед запуском всей системы прогрев заслонки с помощью нагревательного элемента.
Для визуального контроля за температурой в насыпи используем логометр с возможностью проконтролировать температуру в насыпи с помощью восьми преобразователей первичных.
Регулирование температуры в верхней зоне картофелехранилища осуществляется путем изменения расхода теплоносителя в трубопроводе отопления. С этой целью применим исполнительные механизмы изменяющие положения клапана на теплоносители в зависимости от значения температуры, измеренным первичным преобразователем, установленным в верхней зоне хранилища. В схеме управления должна быть предусмотрена защита калорифера от замораживания, а также ручное и автоматическое управление с помощью переключателей вентиляторами и исполнительными механизмами.
Следует учесть, что для создания микроклимата в картофелехранилище используется восемь шкафов управления, имеющих свои идентичные схемы управления. Разработанная и составленная одна из них изображена на листе 5 графической части проекта.
3.4 Разработка принципиальной электрической схемы управления
В автоматическом режиме температура в массе картофеля на заданном уровне поддерживается терморегулятором SK3. При повышении ее значения терморегулятор подготавливает к включению цепь магнитного пускателя КM4 приточной вентиляции. Поступающий в хранилище воздух смешивается с внутренним в смесительном клапане. Температура смеси регулируется пропорциональным терморегулятором SK5, управляющим заслонкой смесительного клапана при помощи исполнительного механизма ИМ1. Дифференциальный терморегулятор SK1 включает электродвигатель приточной вентиляции только в том случае, если температура наружного воздуха, измеряемая чувствительным элементом SK1 ниже, чем в массе продукции. Терморегулятор SK4 защищает продукцию от переохлаждения наружным воздухом, отключая приточную вентиляцию при выходе из строя смесительного клапана.
В лечебный и основной период хранения система вентиляции включается по программе двухпрограммного реле времени КT1.Вторая программа используется для включения электроподогревателя смесительного клапана, предупреждающего подмерзание заслонки. При понижении температуры в верхней зоне хранилища ниже допустимой терморегулятор SK2 включает электрокалорифер подогрева воздуха (магнитные пускатели КM1 и КM2).
В ручном режиме работы управление системой микроклимата осуществляется посредствам кнопок SB1-SB6.
3.4 Выбор элементов принципиальной схемы (условия выбора)
Для управления электроприводом выбираем следующие аппараты управления:
3.5 Разработка шкафа управления
Габариты ящика управления определяются количеством и размерами аппаратов управления, защиты и сигнализации, размещенными в ящике, а следовательно, площадью, занимаемой монтажными зонами аппаратов. [15]
Расчет площадей монтажных зон аппаратов произведем в табл.5.
Таблица 5 Определение монтажных зон аппаратов
|
Позицион-ное обозна-чение аппа-рата на прин-ципиальной схеме |
Высота монтаж-ной зоны H, мм |
Ширина монтаж-ной зоны аппарата B, мм |
B∙H, мм2 |
Позицион-ное обозна-чение аппа-рата на прин-ципиальной схеме |
Высота монтаж-ной зоны H, мм |
Ширина монтаж-ной зоны аппарата B, мм |
B∙H, мм2 |
|
На рейках задней стенки ящика управления |
На двери ящика управления |
||||||
|
QF3 КТ XT KV |
18 43 100 43 |
75 92 20 92 |
1350 4085 2000 4085 |
HL1 HL2 HL3 HL4 SB1, SB2 SB3, SB4 SB5, SB6 SK1 SK2 SK3 SK4 SK5 SA1 SA2 SA3 |
22 22 22 22 120 120 120 110 110 110 110 110 50 50 50 |
22 22 22 22 76 76 76 48 48 48 48 48 50 50 50 |
484 484 484 484 9120 9120 9120 5280 5280 5280 5280 5280 2500 2500 2500 |
|
B×H =11520 |
B×H =63680 |
||||||
|
Выбрана площадь стенки ящика=15000 |
Выбрана площадь двери ящика=70000 |
Необходимая площадь стенки и двери, на которой монтируются аппараты, должна быть больше суммарной площади с учетом площади, занимаемой проводами :
(67)
Принимаем для установки ящик ЯУЭ – 0632 габаритами 600x300x250. [15]
3.6. Разработка схемы соединений шкафа управления
Схему соединений выполняем на основании разработанной принципиальной схемы (лист 6, графической части проекта) и чертежа общего вида ящика управления (лист 7, графической части проекта).
Схему соединений ящика выполняем общей на весь ящик.
Схему соединений выполняем для вида на изделие со стороны монтажа, со стороны расположения рядов зажимов. На чертеже показываем контуры соответствующих панелей ящика управления.
Схему выполняем без масштаба. При этом аппараты (включая ряды зажимов) показывают в соответствии с их действительным расположением.
Аппараты изображаем в виде монтажных символов, представляющих схему внутренних соединений аппаратов. Символ аппарата обводим тонкой сплошной линии. Символы аппаратов на чертеже размещаем свободно с учетом места для размещения их нумерации, а также с учетом маркировки отходящих от аппаратов проводов.
Схему соединений выполняем адресным способом. Каждому аппарату присваиваем номер. Номер проставляем слева направо, сверху вниз по порядку. Нумерация проставляется в кружочках. При этом над чертой записываем порядковый номер аппарата, а под чертой позиционное обозначение этого аппарата в принципиальной схеме. Порядковые номера аппаратов являются адресами проводников, соединяющими элементы по принципиальной схеме устройства. При этом адрес для аппарата – только цифры порядкового номера, а для ряда зажимов – номер ряда зажима через знак «:» порядковый номер конкретного зажима, к которому присоединяется провод. Адрес записываем в торце провода, отходящего от элемента аппарата, а номер проводника (генеральная маркировка по принципиальной электрической схеме) записываем над проводом. Соединения аппаратов расположенных на двери ящика с аппаратами, расположенными внутри ящика, осуществляем через ряды зажимов [14].
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Все конструкции картофелехранилища закрепляют болтами или сваркой. Поднятые для монтажа элементы (воздуховоды, вентилятор и калорифер отопительно- рециркуляционного агрегата, калорифер для подогрева приточного воздуха, электроприводы воздушных заслонок) закрепляются болтами.
Нельзя поддерживать вручную при монтаже отопительно- рециркуляционный агрегат, вентилятор и другие установки.
Поднимать электрические машины можно только за предназначенные для этого детали: рым-болты, крюки. Подводить трос или домкрат под лапы для крепления двигателя к фундаменту нельзя. Это может привести к их поломке и травме персонала.
Для питания транспортера загрузки картофеля (ТЗК) применяем гибкий кабель, специально предназначенный для этой цели, с учетом возможных механических воздействий. Все жилы, в том числе зануляющая должны быть в общей оболочке, оплетке или иметь общую изоляцию.
При монтаже картофелесортировального пункта (КСП) необходимо четко руководствоваться инструкциями завода-изготовителя, производить сборку в правильной последовательности, чтобы избежать травм и порчу оборудования. Все агрегаты КСП должны быть занулены, заземлены и иметь жесткий фундамент.
При монтаже распределительных шкафов, вводного распределительного устройства необходимо следить за соблюдением просветов и зазоров между ними, достаточных для надежной эксплуатации этих шкафов. Шкафы необходимо монтировать так, чтобы в дальнейшем к ним был нормальный доступ. На двери шкафов должны быть нанесены соответствующие предупреждающие надписи: черный треугольник со стрелкой на желтом фоне и величина номинального напряжения (красным цветом).
Проектируемое картофелехранилище относится к помещениям особо опасным, т.к. в нем присутствуют следующие признаки:
- сырые, т.е. с относительной влажностью воздуха длительно превышающей 95% (в данном случае φ=95%);
- с токопроводящими полами.
К работе с электроустановками в данном помещении допускаются лица с квалификационной группой не ниже 3 – для электромонтеров, не ниже 4 – техники-электрики.
При эксплуатации электрооборудования картофелесортировального пункта и транспортера загрузки картофеля необходимо опасаться попадания в сепарирующие , сортирующие ролики ,натяжные барабаны и другие движущиеся части различных деталей.
Зануление является основной защитной мерой при замыкании фазного провода на корпус электроустановки, находящейся под напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью источника питания.
В картофелехранилище магистральные зануляющие проводники непосредственно по стенам прокладывать запрещается, потому прокладывают их на расстоянии от стен 10мм. В местах возможных механических повреждений они защищены кожухами, прокладкой в металлические трубы.
Также при обслуживании электроустановок в картофелехранилище предусмотрено использование электрозащитных средств – это переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей от поражения электрическим током при работе с электроустановками.
Непосредственно используются следующие средства:
Перед каждым использованием средств защиты производят их тщательный внешний осмотр, обращая внимание на срок годности (по штампу), а у диэлектрических перчаток проверяют отсутствие проколов. Каждое защитное средство имеет инвентарный номер и зарегистрировано в журнале учета и содержания средств защиты.
Кроме вышеперечисленных средств защиты в картофелехранилище предусматривается установка электрооборудования со степенью защиты от соприкосновения персонала с движущимися частями оборудования и от попадания внутрь твердых посторонних тел и влаги. В проектируемом здании предусмотрено электрооборудование со степенью защиты: IP23, IP20 и др.
Технические мероприятия электробезопасности выполняют в следующей указанной ниже последовательности, когда работы должны проводиться со снятием напряжения, до их начала:
Отключают от источника напряжения нужные для работы токоведущие части и принимают меры, препятствующие их ошибочному включению. Отключение производится в распределительных шкафах ШР1…ШР7.
На приводах ручного и ключах дистанционного управления коммутационными аппаратами вывешивают плакаты безопасности, запрещающие включение: “Не включать, работают люди!”
Проверяют отсутствие напряжения на токоведущих частях. Отсутствие напряжения проверяют индикатором напряжения.
Ограждают при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением части (если работа вблизи таких частей) и вывешивают предупреждающие плакаты на этих ограждениях («Стой напряжение») и предписывающие на рабочем месте («Работать здесь»).
Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работы в электроустановке, в основном следующие:
- письменное оформление задания на работу нарядом-допуском или записью в оперативный журнал устного распоряжения, которое делает отдающий или получивший распоряжения до его выполнения, или письменным перечнем работ, который ответственный за электрохозяйство – инженер-электрик, разрешает выполнять в порядке текущей эксплуатации;
- соблюдение определенной процедуры допуска ремонтного персонала к работе;
- надзор во время работы за соблюдением правил безопасности этим персоналом;
- письменное оформление окончания работы, а так же перерывов в работе и перевода работающих на другое рабочее место.
4.2.1 Расчетная проверка эффективности зануления на отключающую способность
Для обеспечения быстрого автоматического отключения участка сети, где корпуса электроприемников занулены, должно выполняться условие:
; (68)
где I(1)к.з. – ток однофазного к.з., А;
К – коэффициент кратности тока для обеспечения надежного и быстрого отключения установки.
Ток короткого однофазного замыкания, А
, (69)
где Uф− фазное напряжение сети (220 В);
Zп− сопротивление петли «фаза-нуль»;
ZТ –полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус
(70)
где l− длина участка линии, км;
Rф,Rн− удельное активное сопротивление фазного и нулевого проводов, Ом/км.
Хф,Хн – внутреннее индукционное сопротивление фазного и нулевого проводников, Ом/км;
Xп − удельное внешнее индуктивное сопротивление петли проводников
«фаза-ноль», которое ориентировочно принимают 0,15 Ом/км для проводов в трубах и кабелей.
Удельное активное сопротивление фазного и нулевого провода.
; (71)
где - удельное сопротивление проводника (для алюминия) принимается
=28 ;
для меди =18 .
где S – сечение проводника, мм2.
Произведем расчет эффективности зануления электродвигателя загрузочного транспортера ТЗК-30, исходя из расчетной схемы, приведенной на рисунке:
ТП 10/0,4 кВ
250кВА АББл 4х150; АВВГ4х150; АВВГ5х120; ШУ QF КГ4х4
Y Y М
L=0,02 км; L=0.07 км; L=0,023 км L=0,08 км Рн=0,75кВт
Рисунок 8- Расчетная схема проверки эффективности зануления
Произведем расчет для первого участка:
,
Для второго участка:
,
Для третьего участка:
,
Для четвертого участка:
.
Величина − сопротивление трансформатора току короткого однофазного замыкания, Ом.
, (72)
где SН − номинальная мощность трансформатора, кВА.
К=26 для схемы соединение обмоток Y/Y и первичного напряжения 6−35кВ.
Ом;
А.
Зануление является эффективным, если ток однофазного короткого замыкания имеет величину превышающую 3·Iуст, Iуст=10A, 3·Iуст=30А. Следовательно зануление эффективно.
Iк.з=126 А > 3·Iуст=30 А.
4.2.2 Расчет и выбор устройства защитного отключения (УЗО)
Согласно ПУЭ если не известны токи утечки в линии, то можно произвести упрощенный выбор УЗО по условию:
; (73)
; (74)
Ток утечки линии состоит из двух составляющих, которые рассчитываются следующим образом.
Ток утечки принимается равным, из расчёта 0,4 мА на 1 ампер нагрузки электроприёмников:
; (75)
Ток утечки сети принимается равным, из расчёта 0,01 мА на 1 метр длины фазного проводника питающего электроприёмники:
; (76)
ПУЭ, комплекс ГОСТ 30331 и другими нормативными документами РБ на вводе в картофелехранилище требуется установка УЗО.
IумА
Iу.с мА
IутмА
По каталогу выбираем: УЗО ВД1-63/4/40/300) с номинальными данными: число полюсов – 4, номинальный ток Iн=40А, ток срабатывания Iср=300мА, номинальное напряжение Uн=380В, время срабатывания Tср=0,04сек.
В зависимости от пожарных свойств и количества веществ или материалов, используемых или образующихся в процессе производства, а также помещения или здания, в которых они размещены, подразделяются на пять категорий в соответствии с общесоюзными нормами технологического проектирования «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной безопасности». Проектируемое картофелехранилище по данным нормам относится к пятой категории «Д».
В проектируемом картофелехранилище для тушения пожара предусмотрено использование огнетушителей марки ОВП-10 (огнетушитель воздушно-пенный), также первичные средства пожаротушения (лопаты, ящики с песком, топоры, ломы).
В электрощитовой используются углекислотные огнетушители типов ОУ-2.
Разработку противопожарных норм, правил и инструкций по проектированию, строительству и эксплуатации зданий и установок, а так же надзор за соблюдением правил ведет управление пожарной охраны МЧС РБ.
Согласно инструкции РД 34.21.122-87 картофелехранилище, в местностях со средней грозовой деятельностью 10 и более часов в год, по устройству молниезащиты относится ко II категории и должна быть защищена от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции, и заноса высоких потенциалов.
Защита здания от прямых ударов молнии предусматривается молниеприемником, состоящим из стальных балок покрытия, стяжек и прогонов и дополнительно проложенной под слой утеплителя проволоки диаметром 6 мм, соединенных между собой при помощи сварки.
В качестве токоотводов используются металлические колонны, которые с помощью сварки соединяются с молниеприемником и арматурой железобетонных фундаментов, которая используется в качестве заземлителей. В случае невозможности использовать железобетонные фундаменты, заземлитель выполняется из трех электродов круглой стали, диаметром 10мм, длиной-2,5м, соединенных между собой и стальными колоннами сталью 40*4мм при помощи сварки.
Выступающие над зданием трубы, вентиляционные устройства и пр., должны быть соединены сваркой с молниеприемником.
В картофелехранилище нет особо опасных выбросов ядохимикатов и различных отходов, например, навоза, поэтому особой опасности для окружающей среды оно не представляет.
В весенне-летний период картофелехранилище не загружено, картофель вывозится. Перед загрузкой хранилище дезинфицируют, опрыскивая раствором формалина, проветривают, внутренние поверхности белят свежегашеной известью с добавлением медного купороса и просушивают, т.е. ядовитые химикаты используются.
Требования безопасности при хранении, отпуске и применении пестицидов:
- хранение пестицидов в складах предприятии разрешается только после того, как помещение будет осмотрено органами санитарной службы и на него составлен паспорт;
- размещение химикатов внутри склада должно проводится согласно их классификации по токсичности, пожара- и взрывоопасности в соответствии с действующими правилами приема, хранения и отпуска;
- запрещается использовать помещения склада для совместного хранения пестицидов с продуктами питания, фуражом, различными материалами и предметами хозяйственного назначения;
- перед началом работы на складах, оборудованных принудительно-вытяжной вентиляцией, должна быть осуществлена 30-минутная очистка воздуха, а при отсутствии вентиляции – сквозное проветривание помещения;
- работа в складах должна проводиться лишь с применением средств индивидуальной защиты, с учетом свойств использующихся препаратов;
- ответственность за прием, хранение и выдачу пестицидов несет кладовщик: он должен знать их токсические, пожароопасные свойства, назначение, правила обращения;
- склады пестицидов должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения, необходимыми для тушения локальных очагов загорания;
- помещения склада необходимо содержать в чистоте, уборка его производится по мере необходимости, но не реже одного раза в две недели.
Исходя из того, что территория республики была подвержена радиоактивному заражению, то необходим контроль уровня радионуклидов в производимой продукции. Сельское хозяйство относится к отрасли, которая требует наивысшего контроля качества, т.к. его продукция идет в пищу населению и на корм скоту.
Непосредственно перед закладкой картофеля на хранение осуществляется контроль за уровнем радионуклидов в нем.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Актуальность проекта
Автоматизация технологических процессов послеуборочной обработки и последующего хранения позволяет получать и длительное время хранить без потерь сельскохозяйственную продукцию высокого качества. Уже сейчас в значительной степени автоматизированы операции послеуборочной обработки продукции полеводства. На поточных линиях картофелехранилища введены системы дистанционного управления электродвигателями, загрузкой машин, температурой теплоносителя и влажностью обрабатываемого картофеля, действием теплогенераторов и другого оборудования, системы измерения, сигнализации и т.п. В современных хранилищах управление микроклиматом, обеспечивающим длительную сохранность практически без потерь больших партий картофеля, ведется активным вентилированным холодным или подогретым воздухом на основе применения автоматических систем многоточечного контроля и управления основными параметрами в хранилищах (температурой, влажностью и т.д.).
Автоматизация сельскохозяйственных процессов связана, как правило, с коренной заменой оборудования в помещений, с созданием новой технологии, базирующейся на применении наиболее совершенных методов и средств автоматики. Основным критерием жизнедеятельности новых технических решений является их экономическая целесообразность.
Оптимальное хранение сельскохозяйственной продукции позволяет обеспечить круглогодичное снабжение населения страны продуктами питания и сохранить их высокие питательные и вкусовые качества, внешний вид.
Для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала. Вследствие этого при хранении картофеля и овощей в неавтоматизированных хранилищах полезный объем сооружений составляет 30 ...40% общего объема, а порча продукции доходит до 30% и более. [8]
Экономическая эффективность определяется: во-первых, для выявления и оценки уровня использования отдельных видов затрат и ресурсов, экономической результативности производства в целом, экономических итогов реализации комплекса мероприятий; во-вторых для технико-экономического обоснования и отбора наиболее экономичных, оптимальных вариантов решения задач по внедрению новой техники. Эффективность рассчитывается на основе сопоставления технико-экономических показателей по двум вариантам решения производственной задачи.
Создание регулируемого микроклимата в картофелехранилище связано со значительными капиталовложениями, которые в условиях конкурентной экономики должны быть обоснованны. Отсюда целью экономического раздела дипломного проекта является обоснование экономической целесообразности применения автоматики в системе обеспечения микроклимата картофелехранилища.
5.2 Выбор вариантов технических решений и их сравнительная
характеристика
В настоящее время могут быть реализованы две схемы автоматического управления микроклиматом.
1 Вариант: все электродвигатели приточной вентиляции, а так же отопительные агрегаты включаются вручную оперативным персоналам корнеплодохранилища. Потребляемая мощность в картофелехранилищах Р =162кВт. Электродвигатели приточной вентиляции включаются 4 раза в сутки продолжительностью по часу.
2 Вариант: Всеми электродвигателями приточной вентиляции, а так же электродвигатели отопительного агрегата управляются схемой управления установками ОРТХ. Потребляемая мощность картофелехранилища Рпот = 162 кВт.
Рассчитать экономическую эффективность применения автоматического управления оборудованием микроклимата в картофелехранилище емкостью 2000 тонн, по сравнению с ручным управлением. Потребляемая мощность картофелехранилища Рпот = 162кВт. Обслуживающий персонал nр=1 чел. Тариф на электроэнергию СЭ = 206.7руб.,за кВт*ч
Преимущества автоматического управления микроклиматом в картофелехранилищах, по сравнению с ручным управлением. Во-первых, при хранении большой массы картофеля в хранилищах КСУП и СПК, не оборудованных системами автоматического управления, при положительных температурах возникают очаги загнивания продукта, которые быстро распространяются на рядом расположенные клубни картофеля. Во-вторых, обычно картофель стараются хранить при минимально допустимых температурах, и при сильных морозах иногда подмораживается продукция в периферийных слоях. В-третьих, для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала, что приводит к относительно малому использованию объема хранилища. Вследствие этого при хранении картофеля в неавтоматизированных корнеплодохранилищах полезный объем сооружений составляет 30 … 40% общего объема, а порча продукции доходит до 30 % и более .
Из-за неправильных режимов хранения хозяйства несут огромные потери. Например, потери питательных веществ в картофеле и овощах при нарушении режимов хранения составляет более 20% .
5.3. Натуральные технико-экономические показатели.
Определим количество продукции дополнительно сохраненной благодаря автоматизации процессов регулирования микроклимата:
V1 = 2000 (1 – 0,055) = 1890т.
V2 =2000 (1 – 0,05) =1900 т.
D V = 1900 –1860 = 10 т.
Основные режимы работы корнеплодохранилища:
Лечебный период - с целью быстрого залечивания механических повреждений, tлеч = 14 дней, t=3ч.
Период охлаждения – температуру хранимого картофеля постепенно снижают до 2 … 4 оС, tохл = 20 … 25 суток, t=4ч.
Период хранения – основной период, он длится tхр = 225 … 240 суток, t=3ч.
Определим потребность электрической энергии при ручном и автоматическом управлении оборудованием:
, (77)
где KЗ – коэффициент загрузки ЭД по мощности
РЭД1, РЭД2 – соответственно номинальная мощность электрооборудования, приточного и вытяжного вентилятора, кВт;
NЭД1,NЭД2 –соответственно численность приточных и вытяжных вентиляторов;
η ЭД1, η ЭД1 – соответственно КПД электродвигателя приточного и вытяжного вентилятора, отн. Ед.;
nот1 – продолжительность отопительного периода без теплообменника-утелизатора, суток.
Годовой фонд работы оборудования, ч:
t = Дг · tд, (78)
где Дг – количество дней в году, в которые работает оборудование;
tд – количество часов работы в день, ч;
t1 = 14∙3+24∙4+240∙3,5= 978 ч.
t2 =14∙3+24∙4+240∙3 = 862 ч.
5.4 Расчет капиталовложений
Стоимость действующей установки по данным хозяйства на 1.05.2009 г. составляет 14331,6 тыс.руб. При расчёте капиталовложений по второму варианту учитываем цену шкафа управления и монтажные работы. Стоимость шкафа автоматизации по ценам завода изготовителя 1150 тыс.руб.
Балансовая стоимость действующей ОВС:
Сб = 14331,6(1 +0,1 +0,15) = 17914,5 тыс.руб.
Капиталовложения на новое оборудование:
(79)
тыс. руб.
где Cоб – стоимость оборудования, тыс. руб;
kТР – коэффициент учитывающий затрат на упаковку и транспортировку;
kМ – коэффициент, учитывающий затрат на монтаж оборудования и
пусконаладочные работы.
5.5 Расчет ежегодных эксплуатационных издержек
Рассчитаем эксплуатационные издержки:
Иэ1 = Э + А + Р + ЗП + Ос + Зпр (80)
Иэ2 = А + Р + Э (81)
где А – отчисления на амортизацию оборудования, тыс. руб;
Р – затраты на проведение ремонтов, тыс. руб;
Э – затраты на электроэнергию, тыс. руб.
Амортизационные отчисления и отчисления на ремонт:
А = (На / 100) · К , (82) На–годовая норма амортизационных отчислений.
А=(9/100)*1791,4=161,2 тыс.руб А2 = (9 / 100) · 3228,9=290,6 тыс. руб.
Отчисления на ремонт и обслуживание:
РР = (Нр / 100) · К, (83)
где Нр – годовая норма отчисления на ремонт и обслуживание,
Нр = =7,5% [24].
Рр=(7,5/100)*1791,4=134,4 тыс.руб.
РР2 = (7,5/ 100) · 3228,9 = 242,2 тыс. руб.
Затраты на электроэнергию:
Э = Cw * W, (84)
где Cw – цена электроэнергии, тыс. руб./кВт;
W – потребность электроэнергии, кВт.
Тариф на электроэнергию рассчитывается по формуле
Тэ/э = Тб ×(0,27+0,73×Кн/Кб) = 167,3 ×(0,27+0,73×2845/2150) = 206,7руб/кВт*ч;
где Тб – базовый тариф на электроэнергию, равный 167,3 руб/кВт*ч;
Кн и Кб – курс доллара США по отношению к национальной валюте, равные соответсвенно 2845 и 2150 руб/$.
Э1 = 0,207· 43883 = 9083,8тыс.руб.
Э2 = 0,207· 38678 = 8006,3тыс.руб.
Расходы на оплату труда обслуживающего персонала:
ЗП = Ст * Т * Кд ; (85)
где Ст – часовая тарифная ставка, тыс. руб.
Т – годовые затраты труда рабочих, ч;
Кд – коэффициент учитывающий дополнительную оплату (Кд = 1,3 )
Часовая тарифная ставка:
Ст = (Кр· Кп· Кт· С min) / Тмес ; (86)
где Кр – повышающий коэффициент, (Кр = 1,49 )
Кп – коэффициент повышения ставок рабочих по видам выполняемых
работ (Кп = 1,4 )
Кт – коэффициент единой тарифной сетки (Кт = 1,57 для 4-го разряда)
С min - минимальная заработная плата 1-го разряда 81000 руб.
Тмес – средняя норма продолжительности рабочего времени в месяц,
Тмес = 168 ч. – при 40 часовой рабочей неделе.
Ст = 1,49·1,4·1,57 ·81000 / 168 =1128 руб/ч.
ЗП1 = 1128·1,3·168 = 246350 руб.
ЗП2 = 1128·1,3·30 = 44000 руб.
Отчисления на социальные нужды:
Ос =; (87)
Кс – коэффициент отчислений на социальное страхование.
Кс = 30 % [16].
Ос1 = 0,3·246350 = 73905 руб.
Ос2 = 0,3·44000 = 13200 руб.
Зпр =( Э + А + Р + ЗП + Ос) 0,07 ; (88)
Зпр1 =(9083,8+161,2+134,4+146,4+73,9) 0,07=679 руб
Зпр2 =(8006,3+290,6+242,2+44+13,2) 0,07=601,7 руб
Все величины, входящие в эксплуатационные издержки заносим в общую таблицу, а в итоговой графе высчитываем суммарные затраты на эксплуатацию электрооборудования за год.
Таблица 6 - Эксплуатационные издержки
|
Элементы затрат, тыс. руб./год |
Вариант |
Изменения (II-I) |
|
|
Базовый |
Проектируемый |
||
|
Затраты на электроэнергию. Амортизационные отчисления. Затраты на ремонт и ТО. Заработная плата Отчисления на социальные нужды Прочие затраты |
9083,8 161,2 134,4 246,4 73,9 679 |
8006,3 290,6 242,2 44 13,2 601,7 |
-1077,5 129,4 107,8 -202,4 -60,7 77,3 |
|
Итого: |
9700 |
8596,3 |
-1103,7 |
Таким образом, исходя из полученных цифр мы можем судить о том что внедрение автоматики в процесс хранения картофеля дает нам экономию электроэнергии, а следовательно и денежных средств.
5.6 Рыночные показатели эффективности капиталовложений
5.6.1 Прибыль и доход от реализации проекта.
При внедрение в производство эффективной новой техники возрастает получаемая предприятием прибыль. Она может определяться:
- сокращением производственных издержек;
- приростом производства продукции или улучшением ее качества;
- приростом производства продукции и сокращением производственных
издержек одновременно.
Чистая прибыль:
, (89)
где И1, И2 – соответственно текущие издержки до и после реализации проекта.
Поскольку незначительная часть нетоварного картофеля может быть использовано на кормление скота, эконономичискую выгоду рассчитываем исходя из десятикратного уменьшения оптовой цены на картофель.
СНП – ставка налоговых отчислений из прибыли, % (в расчетах не учитывается, поскольку по действующему законодательству в настоящее время сельскохозяйственные предприятия освобождены от налогов на прибыль)
ΔЧП =9700-8596,3+10000·0,7-10000·0,07=7403,7 тыс.руб
Определим годовой доход:
Д = ΔЧП+А, (90)
Д =7403,7+290,6=7694,3тыс.руб.
5.6.2 Показатели эффективности инвестиций
Для оценки эффективности капиталовложений в САР следует рассчитать показатели:
- чистый дисконтированный доход (ЧДД);
- срок окупаемости капиталовложений ;
Статистический срок окупаемости капиталовложений показывает, за какой срок инвестор возвращает первоначальные капиталовложения.
Статистический срок окупаемости капиталовложений:
Тсто = К1/ Д, (91)
Тсто = 3228,9/7694,3=0,42 года
Рассчитаем эффективность капиталовложений.
Определим расчетный период службы оборудования:
Тсл = 100/На , (92)
Тсл = 100/ 9 = 11,1 лет
Чистый дисконтированный доход ЧДД показывает весь эффект инвестора, приведенный во времени к началу расчетного периода.
Рассчитаем чистый дисконтированный доход.
ЧДД = Д ·aт – К1 , (93)
где aт – коэффициент дисконтирования.
aт = ((1 + Е)Т – 1)/ (Е(1 – Е) Т , (94)
где Е – банковская процентная ставка.
aт = ((1 +0,1)9 – 1)/ (0,1(1 - 0,1)9) = 5,759.
ЧДД = 7694,3· 5,759 – 3228,9 = 41082,6 тыс.руб.
Определим коэффициент возврата капитала :
Рв = (Д/К1) – Е, (95)
Рв = (7694,3/3228,9) – 0,1 = 2,28
Динамический срок окупаемости капиталовложений:
То = ln (1 + E/Pв)/(ln (1 +0,1), (96)
Tо=ln(1+0,1/2,28)/(ln(1+0,1)=0,54 года.
Индекс доходности:
ИД=(ЧДД/К)+1, (97)
ИД=(41082,6/3228,9)+1=13,7
Предельные капиталовложения:
ПК=ЧДД+К, (98)
ПК=41082,6+3228,9=44311,5 тыс.руб.
Результаты по расчету технико-экономических показателей сводим в таблицу 7
Таблица 7 - Технико-экономические показатели
|
Показатели |
Варианты |
Изменения (2-1) |
|
|
До автомаиза-ции (1) |
После автома-тизации (2) |
||
|
Количество сохранённой продукции, т |
1890 |
1900 |
10 |
|
Потребляемая электроэнергия, кВт·ч/год |
43883 |
38676 |
-5207 |
|
Мощность, кВт |
267 |
267 |
0 |
|
Капиталовложения, тыс.руб. |
- |
3228,9 |
3228,9 |
|
Текущие издержки, тыс.руб./год |
9700 |
8526,3 |
-1103,7 |
|
Прирост прибыли, тыс.руб. |
- |
1103,7 |
- |
|
Годовой доход, т.руб. |
- |
7694,3 |
- |
|
Чистый дисконтированный доход, тыс.руб. |
- |
41082,6 |
- |
|
Срок окупаемости, капиталовложений лет |
|||
|
- статистический |
- |
0,42 |
- |
|
- динамический |
- |
0,54 |
- |
|
Индекс доходности |
- |
13,7 |
- |
|
Предельные капиталовложения |
- |
44311,5 |
- |
Вывод: Автоматизация процесса обеспечения микроклимата весьма выгодна: она позволяет до 2% снизить потери продукции при хранении, вложенные средства окупятся уже через 0,42года, годовой доход составляет 7694,3 тыс. руб., а чистый дисконтированный доход за расчетный период составляет 41082,6 тыс. руб. Причем, чем больше объем картофелехранилища, тем выгоднее его автоматизация, что свидетельствует о целесообразности эффективности применения данного проекта.
Заключение
В данном дипломном проекте объектом проектирования является картофелехранилище емкостью 2000 тонн.
В первой части был сделан краткий анализ производственно-хозяйственной деятельности хозяйства, состояния электрификации производства.
Во второй части выполнен расчет и выбор силового оборудования, осветительных установок, защитной и пускорегулирующей аппаратуры. Рассчитаны и выбраны электропроводки силового и осветительного оборудования картофелехранилища.
В результате проектирования электроснабжения сельскохозяйственных потребителей была выбрана трансформаторная подстанция с одним трансформатором, рассчитана мощность трансформатора.
В третьей специальной части разработана схема управления установками для создания микроклимата.
В четвертой части рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности, пожарной безопасности, расчет устройств.
В пятой части подводится заключительная черта в проектировании картофелехранилища – это технико-экономический расчет эффективности автоматизации микроклимата.
Срок окупаемости капиталовложений 0,42 года, что свидетельствует о целесообразности и экономической эффективности применения данного проекта.
Литература