Учебная работа. Реконструкция электроснабжения в ООО 'АП Княгининское' Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Реконструкция электроснабжения в ООО ‘АП Княгининское’ Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке

Введение

Животноводство — одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания, а также обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности.

Рост производства продуктов животноводства предполагается достигнуть главным образом за счет повышения продуктивности скота и птицы, роста поголовья, эффективного использования кормов, значительного улучшения условий содержания животных и их кормления, совершенствования организации и автоматизации основных технических процессов.

Для бесперебойной работы хозяйств и сельскохозяйственных комплексов необходимо снабжать их электрической энергией, которая в сельском хозяйстве используется для привода стационарных машин, для освещения и облучения в производстве и быту. Также электрическая энергия используется на тепловые процессы: обогрев, сушка продукции, обеспечение микроклимата в сооружениях защитного грунта, в животноводстве [6].

наибольший эффект от электрификации достигается при полном переводе на электропривод и автоматическое управление всех рабочих операций технологического процесса и, прежде всего, самых трудоемких в растениеводстве и животноводстве.

Создание новых машин и оборудования должно основываться на строго научном подходе, для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой системы машин позволит уменьшить эксплуатационные Издержки на получение продукции животноводства на 20…25 %, снизить прямые затраты труда в 1,5…1,9 раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.

Автоматизация технологических процессов — это этап комплексной механизации, характеризуемой освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. При автоматизации технологические процессы получения, преобразования, регулирования, контроля выполняются автоматически при помощи специальных технологических средств и систем управления. человек становится не главным исполнителем, а наблюдающим, контролирующим и регулирующим звеном данного процесса.

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда [3].

Целью дипломного проекта является реконструкция электроснабжения в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке.

1. Производственно-хозяйственная характеристика электроснабжения

.1 Краткая характеристика хозяйства

ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» расположено в центральной части Княгининского района. Административно-хозяйственный центр предприятия расположен в д. Горшково, которое находится в трёх километрах от районного центра г. Княгинино, в 110 километрах от областного центра г. Нижнего Новгорода.

Транспортная связь с районным центром осуществляется по шоссе с твердым покрытием, а с областным центром по трассе Нижний Новгород — Сергач.

Хозяйство охватывает территорию трёх населённых пунктов: д. Горшково, д. Солтино, д. Оселок.

Землепользование хозяйства по климатическим условиям относится к району возвышенного Правобережья, к Центральному умеренно тёплому и умеренному влажному подрайону. Территория кооператива расположена на водораздельных реках Урги и Имзы.

Микрорельеф территории широковолнистые, склоны пологопокатные, а приовражные части крутые. Овраги на территории хозяйства не глубокие, отдельные из них хорошо задернованы, имеются действительные овраги и промоины. Поймы реки Имзы хорошо выражены преимущественно заболоченными почвами.

В отрасли животноводства основное производственное направление — мясомолочное.

На территории фермы размещены производственные и вспомогательные здания и сооружения. Производственные здания и сооружения для содержания крупного рогатого скота (по плану):

Таблица 1.1.1 — Производственные здания и сооружения для содержания крупного рогатого скота

№ зданияНаименование1Зернохранилище2Навозохранилище3Водонапорная башня4Склад концкормов5Коровник на 300 гол.с родильным отделением6Кормоцех7Здание молодняка на 200 гол.8Гараж9Навозохранилище10Коровник на 200 голов11Молочно-товарный блок12Площадка для хранения грубых кормов13Силосные траншеи14Трансформаторная подстанция

К производственным зданиям и сооружениям относят пункт искусственного осеменения; ветеринарный пункт, родильное отделение; помещение для приготовления кормов.

К вспомогательным зданиям и сооружениям принадлежат склады, хранилища (склад концентрированных кормов, навозохранилище, сенные сараи), насосная станция, трансформаторная подстанция и другие постройки.

Таблица 1.1.2 — Отчет о прибылях и убытках за 2010-2012 год

Показатель2012 год2011 год2010 годНаименованиеКод12345Выручка2110342233106032400Себестоимость продаж, тыс. руб.2120(35771)(30655)(33058)Валовая Прибыль (убыток), тыс. руб.2100(1548)405658Коммерческие расходы, тыс. руб.2210—Управленческие расходы, тыс. руб.2220—Прибыль (убыток) от продаж, тыс. руб.2200(1548)405658Доходы от участия в других организациях, тыс. руб.2310—Проценты к получению, тыс. руб.2320—Проценты к уплате, тыс. руб.2330(5100)(6530)(6025)прочие доходы, тыс. руб.2340871395268979Прочие расходы, тыс. руб.2350(1707)(3060)(2740)Прибыль (убыток) до налогообложения, тыс. руб.2300358341372Текущий налог на прибыль, тыс. руб.2410—в т.ч. постоянные налоговые обязательства (активы), тыс. руб.2421—Изменение отложенных налоговых обязательств, тыс. руб.2430—Изменение отложенных налоговых активов, тыс. руб.2450—Прочее, тыс. руб.2460—чистая прибыль (убыток), тыс. руб.2400358341372

.2 Производственно-техническая характеристика электроснабжения

На данной ферме КРС на 200 голов автоматизированы такие технологические процессы, как доение, уборка навоза, первичная обработка молока, раздача кормов — грубые корма раздаются вручную.

Данные об уровне механизации производственных процессов на животноводческих фермах КСП приведены в таблице 1.2.1.

Таблица 1.2.1 — Уровень механизации производственных процессов

Наименование процессов201020112012%%%Поение Доение Раздача кормов Уборка навоза Кормоприготовление Поддержание микроклимата Комплексная механизация100 90 60 100 20 0 80100 90 80 100 30 0 83100 100 80 100 50 0 86

Из таблицы 1.2.1 видно, что узко разработаны на ферме процессы поддержания микроклимата. Следовательно, существует необходимость в разработке наиболее выгодной системы автоматизации технологических процессов, выполняемых в данное время вручную.

Таблица 1.2.2-Характеристика парка оборудования фермы КРС

Наименование оборудованияКол-во,штМарка оборудованияМарка электродвигателяМощность электродвигателя, кВтМарка магнитного пускателяКол-во электродвигателей/магнитных пускателей1234567Агрегат доильный1АДМ-8А-2-8,75—автомат промывки1М 884-А4А71А2У30,75ПМЛ-21101/1Молочный насос1НМУ-64А80В6УЗ0,75ПМЛ-21101/1Вакуумная установка1УВУ-60/454А110L4УХЛЗ4,00ПМЛ-21102/2Резервуар охлаждения молока1МКА-2000Л-2А4А80А2У31,5ПМЛ-21101/1Мешалка14A60S4УХЛЗ0,25ПМЛ-21101/1Компрессорно-конденсаторный агрегат1ОН3-28-052/00КР1124,70ПМЛ-21101/1Насос14А71А2СУ11,10ПМЛ-21101/1установка водоохлаждения1УВ-10-01—-Компрессор1-АТЕ 3,7/43,70ПМЛ-21101/1Насос1-4А80А2СУ31,50ПМЛ-21101/1Навозоуборочный транспортёр2ТСН-3Б4А100L2У35,5ПМЛ-21102/2Горизонтальный транспортёр2-4А100М4УХЛ33,00ПМЛ-21102/2Наклонный транспортёр2-4А80А2СУ31,50ПМЛ-21102/2Водонапорная башня1——Ёмкостный водонагреватель1ЭВН-400-20,0—Погрузчик грейферный1ПГ-0,5Д—-Погрузчик стебельных кормов1ПСК-5—-Соломосилосорезка2РСС-6Б4А132M2У38,00ПМЛ-21102/2Кормораздатчик8КС1,54А71А2СХЛ1 4А90L4УХЛ37,15ПМЛ-21104/4Автопоилка8АП-1А—-

Агрегаты доильные ТАДМ-8А02 с молокопроводом предназначены для электромашинного доения коров в стойлах при привязном содержании, транспортировки выдоенного молока в молочное помещение фермы, группового учета молока, фильтрации, охлаждения и сбора его в резервуар для хранения АМД-8А-2 — 200, пропускная способность 112 короводоек в час, общая подключенная мощность 8,75 кВт. В состав каждого из агрегатов входят промывки АДМ.23.000, молочный насос НМУ-6 с электродвигателем мощностью 0,75 кВт, вакуумные установки УВУ-60/45 — она у АДМ-8А-1 и две у АДМ-8А-2, каждая с электродвигателем мощностью 4 кВт.

Блок управления молочного насоса выполнен в виде герметичной коробки со съемной вышкой. На блоке размещена кнопка ручного управления насоса. Принципиальная электрическая схема блока состоит из пускового и защитного устройств электродвигателя привода, двух плат управления, и выводных клемм. Номинальное напряжение трех силовых контактов 380 В, 50 Гц, номинальный ток силовых контактов 16 А, степень защиты IPX5.

Для удаления навоза из помещений используется цепочно-скребковый транспортер ТСН-3,ОБ, который состоит из двух транспортеров: горизонтального, перемещающего навоз из помещения, и наклонного, предназначенного для выгрузки навоза в транспортные средства.

Технологический процесс подготовки кормов начинается с погрузки их в транспортное средство. Погрузка грубых кормов и силоса осуществляется погрузчиком ПСК-5. дополнительное измельчение производится измельчителем РСС-6Б с погрузкой измельченной массы в мобильный кормораздатчик КС-1,5. Он применяется для подвоза грубых кормов, силоса и раздачи их в кормушки в период кормления животных. Для погрузки корнеплодов применяется грейферный погрузчик ПГ-0,5Д. Корнеплоды грузятся на тракторный прицеп 1 -ПТС-2Н, который в агрегате с трактором транспортирует корма к измельчителю.

Сочные и грубые корма от кормоцеха до животноводческого помещения транспортируются и раздаются мобильным кормораздатчиком КС-1,5.

1.3 анализ состояния электроснабжения проектирования

В данном проекте проектируемым объектом является коровник на 200 годов привязного содержания.

анализ производственной деятельности ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» показывает, что хозяйство имеет хорошую кормовую базу, пастбищные угодья, но на существующих фермах не полностью используются все возможности для высокой производительности труда и высоких технико-экономических показателей.

Наряду с низкими технико-экономическими показателями, данная ферма КРС имеет и ряд других недостатков. Например: старые здания, в которых трудно применять новые машины и оборудование. Хранение кормов не на должном уровне.

анализ состояния электроснабжения данной фермы показал, что состояние электроснабжения фермы является неудовлетворительным. Используется пускозащитная аппаратура старого образца, электропроводка не соответствует возросшим нагрузкам, состояние изоляции проводки не удовлетворяет нормам электробезопасности, некоторое технологическое оборудование физически устарело и требует замены, освещение помещений находится вне пределов норм освещенности. процесс поддержания температуры не автоматизирован, она регулируется вручную с помощью электрокалорифера, что приводит к необоснованному завышению энергопотребления при низкой стабильности температуры.

На данной ферме предлагается разработать комплекс мероприятий по реконструкции электроснабжения, произвести расчет и выбор проводов силовой сети, осветительной сети, выбрать пускозащитную аппаратуру, автоматизировать процесс поддержания заданной температуры в зимний период в молочно-товарном блоке.

2. Электроснабжение объекта проектирования

.1 Описание технологического процесса

Проектируемая ферма КРС рассчитана на 200 голов привязного содержания. Кормоцех фермы предназначен для приготовления кормов с их последующей раздачей.

Для создания микроклимата в сельскохозяйственном производстве используют системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. системы отопления и вентиляции служат для обеспечения в сельскохозяйственных объектах нужной температуры и чистоты воздуха. Установки кондиционирования воздуха создают и автоматически поддерживают в сельскохозяйственных объектах оптимальные параметры воздуха (температуру, влажность, чистоту и скорость движения).

каждая система отопления состоит из трех основных узлов: генератора теплоты, теплопроводов и нагревательных приборов.

Различают центральные и местные системы отопления. В центральных системах тепловой генератор находится вне отапливаемых помещений и передает теплоту в них при помощи теплоносителя и нагревательных приборов. В местных — все элементы конструктивно объединены в одном устройстве, располагаемом в самом отапливаемом помещении.

В первом случае тепло получают от небольших электрокотельных, электрокалориферных установок, а также от электроотопительных теплоаккумулирующих установок. Во втором случае применяют электрообогреваемые полы, коврики, пленки и панели, а также инфракрасные излучатели. возможно и совместное применение обоих видов электроотопления (электрообогрева).

В сельском хозяйстве наиболее распространены электрокалориферные установки СФОО и СФОЦ.

Электрокалориферные установки типа СФОО комплектуют вентиляторами осевого типа и блоком ТЭНов, смонтированные в обечайке. Эти установки предназначены для подогрева вентиляционного воздуха в помещениях для хранения сельскохозяйственной продукции. Технологические характеристики установок СФОО приведены в таблице 2.1.1 [13].

Таблица 2.1.1. — основные технические характеристики установок СФОО

ПараметрСФОО- 10СФОО- 16Установленная мощность, кВт10,415,8Мощность блока нагревателей, кВт9,615Перепад температур выходящего и входящего воздуха, °С, не более46Производительность по воздуху при перепаде температур, м3/ч70007000

одна из особенностей применения установок СФОО — отсутствие воздуховодов. При этом перемешивание воздуха под действием струи подогретого воздуха осуществляется на расстоянии не менее 18 м, что обусловлено современными проектами складских помещений сельскохозяйственного назначения.

Установки СФОЦ снабжены системой ступенчатого регулирования и имеют три одинаковые по электрической мощности секции нагревателей, при этом одна из секций не отключается системой регулирования во избежание подачи холодного воздуха в помещение. Они комплектуются вентиляторами центробежного типа.

Выпускают четыре исполнения установок СФОЦ (табл. 2.1.2).

Таблица 2.1.2. — основные технические характеристики установок СФОЦ

ПараметрСФОЦ-25/0,5-И 1СФОЦ-40/0,5-И1СФОЦ-60/0,5-И1СФОЦ-100/0,5-И1Установленная мощность, кВт23,647,269,797,5В т.ч. электрокалорифера, кВт22,545,067,590,0Производительность по воздуху, м3/ч не менее2500350040006000Перепад температуры выходящего и входящего воздуха, °С35506070Аэродинамическое сопротивление по воздуху. Па, не более150200200200Число нагревателей9182736

Электрокалориферные установки СФОЦ поставляют комплектно с устройствами управления «Электротерм-ХХТВУХЛ 3.1».

Устройства управления «Электротерм» обеспечивают плавное автоматическое, а также ручное регулирование тепловой мощности электрокалориферных установок мощностью от 16 до 100 кВт в зависимости от усредненного значения температуры воздуха в производственном помещении. Кроме того, они позволяют ступенчато регулировать воздухопроизводителъность установки изменением частоты вращения электродвигателя центробежного вентилятора в соотношении 1:2.

рисунок 2.1.1 Зависимость среднесуточного расхода электроэнергии электрокалориферных установок СФОЦ-40/0.5 от температуры наружного воздуха: 1 — плавный способ регулирования; 2 — трехступенчатый способ регулирования

Выбор требуемой частоты вращения, а следовательно, и воздухопроизводительности осуществляется автоматически в зависимости от температуры приточного воздуха.

Зависимость среднесуточного расхода электроэнергии электрокалориферных установок СФОЦ-40/0,5 от температуры наружного воздуха приведена на рисунке 2.1.1. основные технические данные устройства управления «Электротерм» приведены в таблице 2.1.2.

Управление температурным режимом помещения осуществляется от ящика управления Я9201-104ВУХЛ3.1 (Я9). В нем формируется выходной унифицированный сигнал управления с параметрами 0…5 мА и 0…9 Вв зависимости от рассогласования среднего действующего значения температуры воздуха в помещении и заданного значения.

Таблица 2.1.2 — основные технические данные устройства управления «Электротерм»

Номинальное напряжение трехфазного питания ящиков управления Я4301-ХХ7ВУХЛ3.1 и Я5701-ХХ74УХЛ3.1, В380 +38/-28Частота питающей сети, Гц50Фактическая мощность регулирования, кВт16, 25. 47, 69, 94диапазон изменения действующего значения выходного напряжения на нагревательных элементах1…100диапазон изменения частоты вращения электродвигателя центробежного вентилятора1:2диапазон шкалы задатчиков температуры воздуха, °СОт 0 до +50Напряжение питания ящика управления Я9201-104ВУХЛ3.1. В220 +22/-16Режим работыПродолжительныйВид охлаждения силовых модулейПринудительныйСкорость потока воздуха, м/сНе менее 12Степень защиты оболочкиIP54

Преобразованный сигнал управления термопреобразователей сопротивления поступает для управления электрической схемой фазоимлульсного регулирования силовыми тиристорными модулями.

Ящик управления Я4301-ХХ7ВУХЛ3.1 представляет собой тиристорный преобразователь мощности, который в зависимости от сигнала управления меняет действующее Устройства управления «Электротерм» предназначены для эксплуатации в районах умеренного климата при температуре окружающего воздуха от -5 до +40°С и относительной влажности воздуха 80% при температуре 20°С.

Предприятиями электротехнической промышленности разработаны и освоены в серийном производстве электродные водонагреватели серии ЭПЗ-ИЗ с установленной единичной мощностью 100, 250 и 400 кВт. Их отличительная особенность в том, что они могут работать в автоматическом режиме. Это обеспечивается исполнительным механизмом МЭО, позволяющим плавно изменять мощность электронагрева в диапазоне 25… 100 %, и специальной системой управления.

Выбор режима работы электроводонагревателя и формирование закона управления осуществляются с помощью регулятора температуры ЭРТ-4, работающего совместно с интегральным исполнительным механизмом привода регулирующих электродов.

Регулятор обеспечивает поддержание заданных значений температуры воздуха в отапливаемом помещении и температуры воды на выходе водонагревателя в пределах от 0 до 100°С с точностью ±1%.

безопасная работа электроводонагревателя обеспечивается следующими мерами: блокировкой от включения электроводонагревателя при неработающем циркуляционном насосе; защитой силовых цепей и цепей управления от токов к. з.; защитой от неполнофазного режима работы, перегрева воды, перегрузки по току; световой сигнализацией режимов работы и аварийных отключений.

Среди средств электроотопления животноводческих помещений особое положение занимают средства местного обогрева, которые создают требуемые температурные условия, отличные от фоновой температуры, в локальных зонах там, где непосредственно размещается молодняк животных. Необходимый микроклимат создается потоком инфракрасного (ИК) излучения от ИК-источников сверху, подводом теплоты снизу от электрообогреваемых ковриков (панелей) или обогревом сверху и снизу одновременно.

Благодаря средствам местного обогрева достигается существенная экономия энергозатрат на отопление (не менее чем на 30…40 %), так как становится возможным снизить уровень фоновой температуры в животноводческом помещении.

наиболее современное средство для локального обогрева молодняка сельскохозяйственных животных сверху ИК-излучением электрообогреватель инфракрасного нагрева ЭИС-0,25 И1 «Ирис», пришедший на замену лампам ИКЗК в серийных арматурах облучателей типа «Астра», ССП01, «ИКУФ» и т. д.

Электрообогреватель снабжен коническим корпусом с цилиндрическим хвостовиком из алюминиевого листа марки АД-1 и отражателем специальной формы из полированного алюминиевого листа марки АД-0 и волокнистой теплоизоляцией. В качестве источника ИК-излучения применен керамический диск с запрессованной в него спиралью из проволоки Х23Ю5 диаметром 0,3 мм. В хвостовой части корпуса закреплен керамический изолятор с цоколем Е-27, с которым соединены токоподводы.

техническая характеристика обогревателя ЭИС-0,25 И1 приведена в таблице 2.1.3.

По сравнению с лампой ИКЗК-220-250 обогреватель имеет на 15 % более высокий КПД и лучшую равномерность обогрева.

наиболее прогрессивная форма местного обогрева молодняка животных — комбинированный обогрев (одновременно сверху и снизу), который создает объемную зону теплового комфорта в логове с достаточно равномерным распределением температуры.

Таблица 2.1.3 — техническая характеристика обогревателя ЭИС-0,25 И1

Мощность, Вт250Напряжение питания, В220Число фаз1Частота а тока, Гц50Среднее превышение эффективной температуры над температурой окружающей среды на уровне пола в зоне обогрева площадью 0,7 м2 при высоте подвеса электрообогревателя 0,6 м, °С, не менее8Полный средний ресурс, ч10000Габариты, мм диаметр высота150 180Масса, кг, не более0,5

Таблица 2.1.4 — Техническая характеристика обогревателя ЭИС-П-И1

Установленная мощность.кВт11,15Номинальное напряжение силовой цепи, В:380Номинальное напряжение цепи управления, В:220Число фаз3Частота тока, Гц50Среднее превышение эффективной температуры над температурой окружающей среды на уровне пола электрообогревательного устройства в зоне обогрева площадью до 0,7 м2, °С, не менее16Срок службы, лет, не менее5Габариты, мм: высота длина ширина1250 1204 680Масса, кг.не более18

Разработана промышленная автоматизированная установка «Комби», реализующая идею местного комбинированного обогрева молодняка сельскохозяйственных животных. Ее основные технические характеристики приведены в таблице 2.1.4.

Установка представляет собой комплект из 30 электрообогревательных устройств и ящика управления, обеспечивающего автоматическое регулирование температуры в логове на заданном уровне. Основной конструктивный элемент установки — устройство электрообогревательное — состоит из верхнего электрообогревателя и напольной нагревательной панели, жестко связанных между собой.

Нагревательная панель состоит из герметического пластикового корпуса, внутри которого размещен нагревательный элемент, заключенный в пластиковую изоляцию.

Для придания жесткости и предохранения от повреждения животными корпус панели обрамлен стальным уголком.

Панель шарнирно соединена с промежуточным опорным элементом, к которому приварена полая металлическая Г-образная штанга. Штанга заканчивается металлической клеммной коробкой, к которой при помощи гибкой подвески крепится верхний электрообогреватель.

На корпусе клеммной коробки предусмотрены зажимы для подвода электропитания, заземления и тумблеры для ручного управления верхним и нижним обогревателями.

В качестве верхнего использован инфракрасный электрообогреватель ЭИС-0,25 И1 «Ирис», установленный в специальной защитной арматуре.

Система питания трехфазная с глухо заземленной нейтралью.

Электробезопасность установок комбинированного обогрева обеспечивается применением двойной электроизоляции напольных панелей, их герметичным исполнением, занулением всех наружных металлических частей электрообогревательных устройств и защитой от токов утечек с помощью дифференциального реле РУД-0,5, установленного в ящике управления.

Вентиляция сельскохозяйственных объектов необходима для обеспечения оптимальных значений температуры, относительной влажности воздуха, а также поддержания должного его состава (удаление из помещений углекислого газа, сероводорода и аммиака, выделяемых животными).

В практике сельского хозяйства применяют приточную, вытяжную и приточно-вытяжную вентиляцию.Приточная вентиляция нагнетает наружный воздух в помещение, создавая избыточное давление, а выходит воздух из помещения через вытяжные шахты и неплотности.

Вытяжная вентиляция обеспечивает вытяжку воздуха из помещения, образуя разрежение, а наружный воздух поступает в помещение через неплотности.

Приточно-вытяжная вентиляция представляет собой сочетание приточной и вытяжной вентиляции.

В качестве привода вентиляторов установок для вентилирования воздуха используют асинхронные электродвигатели серии 4А. Исполнение двигателей закрытое, узлы и детали защищены от коррозии гальваническими и лакокрасочными покрытиями [22].

двигатели рассчитаны для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря при температуре окружающей среды от -40 до +40°С, относительной влажности до 98%, кратковременном воздействии аэрозолей и дезинфицирующих растворов.

Мощность нагрузки (кВт) на валу электродвигателя вентилятора:

где k — коэффициент запаса, зависит от мощности;L — подача вентилятора. м3/с;р — давление (выбирают из расчета подачи воздуха к самой удаленной точке воздухопровода), Па;hв, hп — КПД вентилятора и передачи (для клиноременной передачи hп = 0,9…0,95, для непосредственного соединения hп = 1).

В ряде случаев ограничиваются применением вентилятора заданной производительности, а нужную температуру поддерживают периодическим включением и выключением вентилятора или изменением его частоты вращения, например изменением напряжения.

На ряде сельскохозяйственных объектов, в первую очередь в помещениях для содержания птицы, наряду с созданием оптимальных кондиций воздуха по температуре и чистоте возникает Потребность в его увлажнении.

Для этих целей применяют различные виды увлажнителей: шахтные, кассетные, форсуночные, дисковые.

промышленность выпускает установку для увлажнения воздуха К-П-6, которая предназначена для работы в животноводческих и птицеводческих помещениях.

При работе комплекта оборудования для увлажнения воздуха К-П-6 происходит поддержание необходимой влажности в помещении в ручном и автоматическом режимах.

При снижении влажности в помещении ниже заданной включаются двигатели увлажнителей, одновременно открывается электромагнитный клапан подачи воды к увлажнителям, установленный в системе водоснабжения.

При повышении влажности в помещении выше заданной прекращается подача воды к увлажнителям и через 50…60 с отключаются двигатели увлажнителей.

В качестве первичного измерительного преобразователя относительной влажности воздуха используется преобразователь ЭВ-01-2-УХЛ4. Во взаимодействии с ним работает регулирующий релейный блок относительной влажности СПР-2-02-2-УХЛ4.

.2 Расчет электротепловых нагрузок

Расчет отопления проводим на основании уравнения теплового баланса. Теплопроизводительность системы отопления [10]:

, кДж/ч,

где Qогр — теплопотери через ограждения:

,кДж/ч,

где tви tн- температура внутреннего и наружного воздуха, °С., q0 — тепловая характеристика помещения, кДж/м3чс,q0 = 4, кДж/м3чс

Qorp = 4 × 2505,6 × (10 + 13) = 111248,64 кДж/ч.

Qвент — теплопотери через вентиляцию:

, кДж/ч,

где L — расчетный воздухообмен;с — теплоемкость 1 м3 воздуха, с = 1,3 кДж/м3 °С.

Qвeнm = 5562,57 × 1,3 × (10 + 13) × 1,369 = 232184,2 кДж/ч,

Qисп — тепло, затрачиваемое на испарение:

, кДж/ч,

где 2,5 — скрытая теплота испарения 1-го грамма воды, кДж/ч

Qисп — количество влаги, испаряемой из пола и других конструкций (14% от влаги, испаряемой животными по СНиП):

Qисп = 2,5 × 70000 × 0,14 = 24500 кДж/ч.

Qж; — количество тепла, выделяемое животными:

ж = qжNk,кДж/ч,

где qж — количество тепловыделения животными, кДж/ч;N- количество голов;kt — коэффициент, учитывающий изменение тепловыделения животного в зависимости от температуры (kt = 0,07).

Qж= 2380 × 200 × 0,07 = 33320 кДж/ч.

Рассчитаем теплопроизводительность системы отопления:

Qот = 111248,64 + 232184,2+ 24500 — 33320 = 334612 кДж/ч

Полезная мощность для отопления помещения:

,кВт,

где ηy — тепловой КПД отопительной установки ηy = 0,9.. .0,95.

кВт.

Определяем мощность 1-го электрокалорифера:

,

где Z — количество электрокалориферных установок, принимаем Z = 1.

кВт.

Принимаем мощность электрокалорифераРэк =100 кВт, производительность L = 3600…4000 м3/ч.

2.3 Расчет освещения и облучения

2.3.1 Выбор источников света

В качестве источников света осветительной установки молочного блока могут быть применены лампы накаливания и люминесцентные лампы. Следует отметить, что люминесцентные лампы обладают рядом преимуществ перед ЛН — у них выше световая отдача, больше срок службы. Однако ЛЛ не рекомендуется применять в осветительной установке в случае, если значение нормируемой освещенности в помещении менее 30 лк.

Для помещений 5, 7, 9, 11, 12, 14 в качестве источников света принимаем люминесцентные лампы, для остальных помещений — КЛЛ [5].

2.3.2Выбор вида и системы освещения, коэффициента запаса, нормируемой освещенности, типа светильников

Для освещения всех принимаем общее равномерное освещение.

характера зрительной работы, размеров объекта различия, фона и контраста с ним, вида и системы освещения.

В соответствии с нормами освещенности принимаем освещенность рабочих поверхностей помещений, которые сводим в табл. 2.3.1.

Таблица 2.3.1 — № помещенияНаименование помещенияВысота рабочей поверхности, мЕн, лк1Венткамера0302Компрессорная0303Вакуум-насосная0504Электрощитовая0,71505Помещения для хранения и ремонта электрооборудования1,01506Коридор01507Молочная1,01008Помещение для моющих средств0309Лаборатория0,720010Санузел03011Моечная0,310012Лаборатория для искусственного осеменения0,720013Тамбур03014Комната персонала0,515015Служебный проход03016Помещение для загрузки кормов03017Помещение для наклонных транспортёров03018Стойла025

Коэффициент запаса вводится при расчете осветительной установки для компенсации уменьшения светового потока источников света в процессе эксплуатации. условий среды в освещаемом помещении и типа применяемых источников света. Для помещений 5, 7, 9, 11, 12, 14, 15, 18 принимаем коэффициент запаса Кз = 1,7, для остальных помещений принимаем Кз = 1,5.

Выбор типа светильников производится исходя из характеристики окружающей среды, требований к Для помещений 5, 7, 9, 11 принимаем светильники с люминесцентными лампами типа ЛСП 18 подвешенные высоте 2,5 м. Для помещений 12, 14 принимаем светильники ЛСП 13 подвешенные на высоте 2,5 м. Для остальных помещений принимаем светильники с лампами накаливания НСП 11. Для освещения входов принимаем светильники ППР 100 подвешенные на высоте 3 м [5].

.3.3 Расчет освещения кормоцеха

Расчет освещения производится методом коэффициента использования светового потока [5].

первоначально определяем потребный суммарный поток ламп в светильниках:

,

где Ен — нормируемая освещенность, лк;К3 — коэффициент запаса;S — площадь помещения, м2;z — коэффициент минимальной освещенности;Uoy — коэффициент использования.

По табл. данным принимаемz = 1,15.

Коэффициент использования зависит от типа светильников, коэффициентов отражения светового потока, индекса помещения.

Принимаем коэффициенты отражения потолка 50 %; стен 30 %; пола 10 %. Индекс помещения:

,

где S — площадь помещения, м2;hр — высота подвеса светильников, м;А, В — геометрические размеры помещения, м.

.

По табл. данным принимаем Uoy= 69%. Тогда световой поток лампы:

.

Принимаем 8 светильников KСП 18-36 с лампами ЛЦД 36 мощностью по 36 Вт, со световым потоком по 3050 лм., суммарный световой поток составит 24400 лм.

2.3.4 Расчет освещения вспомогательных помещений

Расчет освещения вспомогательных помещений производится методом удельной мощности. Суммарная мощность ламп в помещении определяется по формуле:

=Pyд·S,

где Руд — удельная мощность осветительной установки, Вт/м2;S — площадь помещения, м2.

Удельная мощность осветительной установки зависит от типа КСС светильников, нормируемой освещенности, коэффициентов запаса и минимальной освещенности, коэффициентов отражения ограждающих поверхностей помещения, расчетной высоты и площади помещения. Удельную мощность ОУ можно определить по справочным таблицам [5].

Рассмотрим расчет освещения на примере помещения 1. Для светильника НСП 11, при площади помещения 22,02 м2, рабочей высоте 2,5 м удельная мощность составляет 6,15 Вт/м2. Определяем суммарную мощность ламп в помещении:

Р = 6,15 ·22,02 =135,42 Вт.

В помещении устанавливаем 2 светильника. Мощность ламп в каждом светильнике составит Рл=Р/n=135,42/2=67,71 Вт. Принимаем лампу БК 215-225-75 мощностью 75 Вт со световым потоком 1030 лм.

Расчет освещения остальных помещений производится аналогично. Результаты расчета освещения сведем в табл. 2.3.2.

Таблица 2.3.2 — Результаты светотехнических расчетов

№ п/пНаименование помещенияS, м2Ен, лкРуд, Вт/м2Рсв, ВтТип светильникаКол-во1Венткамера22,02306,1575НСП 11-10022Компрессорная24,86306,1575НСП 11-10023Вакуум-насосная10,835012,7075НСП 11-10024Электрощитовая10,901507,540ЛСП 18-2х4015Помещения для хранения и ремонта электрооборудования23,441506,3040НСП 11-10026Коридор43,71306,0940НСП 11-10077Молочная78,541006,0936ЛСП 18-3688Помещение для моющих средств7,85307,2960НСП 11-10019Лаборатория6,552001040ЛСП 18-2х40110Санузел4,15306,9040НСП 11-100111Моечная5,001005,036ЛСП 18-36112Лаборатория для искусственного осеменения7,862001040ЛСП 13-2х40113Тамбур2306,9040НСП 11-100114Комната персонала12,171507,536ЛСП 13-36315Служебный проход347,430340НСП 11-1001816Помещение для загрузки кормов158,430336ЛСП 18-36817Помещение для наклонных транспортёров138,630360НСП 11-100618Стойла460,825240НСП 11-10024

Результаты расчёта освещения сводим в светотехническую ведомость — табл. 2.3.3.

Таблица 2.3.3 — Светотехническая ведомость

№Наименование помещенияПлощадь, м2Высота подвеса светильников, мКоэффициенты отраженияВид освещенияСистема освещенияНорма освещённости, лкКоэффициент запасаСветильникЛампаОбщая мощность установки, кВтУдельная мощность установки, кВт/м2потолкастенполаТипКол-воТипМощность1Венткамера22,022,5503010Рабочее освещениеОбщее равномерное освещение301,3НСП 11-1002БК 215-225-75750,156,812Компрессорная24,862,5503010301,3НСП 11-1002БК 215-225-75750,156,033Вакуум-насосная10,832,5503010501,3НСП 11-1001БК 215-225-75750,1513,854Электрощитовая10,902,55030101501,5ЛСП 18-2х402ЛБ 40400,087,345Помещения для хранения и ремонта электрооборудования23,442,55030101501,5НСП 11-1007ЛБ 40400,166,836Коридор43,712,55030101501,3НСП 11-1008БК 215-225-40400,286,417Молочная78,542,55030101001,5ЛСП 18-361ЛДЦ 36360,293,698Помещение для моющих средств7,852,5503010301,3НСП 11-1001БК 215-225-60600,067,649Лаборатория6,552,55030102001,5ЛСП 18-2х401ЛБ 40400,0812,2110Санузел4,152,5503010301,3НСП 11-1001БК 215-225-40400,049,6411Моечная5,002,55030101001,5ЛСП 18-361ЛДЦ 36360,0367,2012Лаборатория для искусственного осеменения7,862,55030102001,5ЛСП 13-2х401ЛБ 40400,0810,1813Тамбур22,5503010301,3НСП 11-1001БК 215-225-40400,0420,014Комната персонала12,172,55030101501,5ЛСП 13-363ЛДЦ 36360,119,0415Служебный проход347,42,5503010301,5НСП 11-10018БК 215-225-40400,72316Помещение для загрузки кормов158,42,5503010301,7ЛСП 18-368БК 215-225-60600,48317Помещение для наклонных транспортёров138,62,5503010301,7НСП 11-1006БК 215-225-40400,36318Стойла460,82,5503010251,5НСП 11-10048БК 215-225-1001001,922Освещение входов3ППР 1001БК 215-225-1001000,103

ΣР=1,65кВт

3. Подсчет электрических нагрузок, выбор мощности и расчета сетей

.1 Подсчет электрических нагрузок

Определение мощности электроприемников производится по формуле [21]:

РР = к3Рн,,

где к3 — коэффициент загрузки;Рн — номинальная мощность электроприемника, кВт.

поскольку максимум нагрузки длится 30 минут, за расчетную мощность принимается мощность максимума нагрузки:

Ррасч.=Рмакс..=131,64 кВт.

Коэффициент мощности определяется по таблице исходя из соотношения

Рт/SР,

здесь Рт — суммарная мощность электронагревательных установок

РТ /ΣР = 0,76; cos φ = 0,96.

Полная мощность:

= Рр/ cosφ = 131,64 / 0,96 = 137,125 кВА.

Реактивная мощность:

= Pptgφ = 131,64×0,29 = 38,1756 кВАр.

поскольку коэффициент мощности превышает нормируемое РУМ Определение суммарных электрических нагрузок по линиям 0,38 кВ производится начиная с наиболее удаленного от ТП участка.

В случае если значение нагрузок потребителей отличается менее чем в 4 раза — расчет производится по формуле:

,

где к0 — коэффициент одновременности.

В противном случае суммирование нагрузок производится путем добавок к большей слагаемой нагрузке:

,

где Р(д,в)макс — наибольшая из дневных или вечерних активных нагрузок на вводе потребителя расчетного участка, кВт; ΔР(д,в) — добавки.

Средневзвешенные коэффициенты мощности и реактивной мощности расчетного участка для дневного и вечернего максимумов нагрузки определяются из выражения:

,

,

где cosφ, tgφ — соответственно коэффициенты мощности и реактивной мощности потребителей расчетного участка

Результаты расчетов электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ заносятся в таблицу 3.1.1.

Таблица 3.1.1 — нагрузки участков линий 0,38 кВ

№ линии участкаРуч, кВтcos φtg φQуч, кВАрSуч, кВАЛиния 116-238,500,880,544,599,6623-229,000,880,544,8610,2322-2111,700,870,576,6713,4521-А15,900,880,548,5918,0719-1841,000,850,6225,4248,2418-17115,290,840,6574,94137,2517-А121,120,840,6578,73144,19А-20130,920,850,6281,17154,0220-ТП132,120,840,6585,88157,29Линия 2фидер84,320,850,6252,2899,20Линия 3фидер39,760,840,6525,8447,33Шины ТП217,770,840,65141,55258,24

.2 Мероприятия по компенсации реактивной мощности

повышение коэффициента мощности может быть осуществлено так называемыми естественным (без применения специальных устройств) и искусственным (применяют специальные устройства для компенсации реактивной мощности) способами.

Для естественного повышения cos φ характерны следующие основные мероприятия:

1)Выбор электродвигателей с номинальной мощностью, равной или близкой мощности машины, полная их загрузка и ограничение времени холостой работы;

  • предпочтительное применение электродвигателей с более высокимcos φ (высокоскоростных, на шариковых подшипниках);
  • при нагрузке электродвигателя, меньшей 50% номинальной мощности, переключение его обмоток с треугольника на звезду (такое переключение возможно, если линейное напряжение сети равно номинальному напряжению фазы электродвигателя);
  • 4)применение в первые годы эксплуатации его трансформаторов с номинальной мощностью, несколько меньшей максимальной расчетной мощности потребителей, если последняя определена с перспективой развития на ближайшие 5…7 лет;

    )отключение одного из параллельно работающих трансформаторов при значительном снижении нагрузки.

    Если все эти меры не дают нужного эффекта, то прибегают к искусственным способам повышения cos φ, то есть устанавливают специальные устройства для компенсации реактивной мощности.

    Для сельских электроустановок наиболее приемлемый способ повышения коэффициента мощности — это очень малые потери мощности (0,3-..1%), бесшумны в работе, износоустойчивы, просты и удобны в эксплуатации. Кроме того, статические конденсаторы могут быть подобраны на малые мощности, что особенно важно для сельских электроустановок [16].

    Компенсация реактивной мощности в зависимости от места установки конденсаторов может быть индивидуальной, групповой и централизованной.

    Конденсаторную батарею подключают к сети параллельно. Конденсаторы разных фаз обычно соединяют между собой в треугольник, так как это дает возможность при одной и той же емкости конденсаторов получить мощность, в 3 раза большую, чем при соединении в звезду.

    В настоящее время созданы автоматические устройства с использованием тиристоров, обеспечивающих мгновенное и плавное регулирование мощности, выдаваемой конденсаторной батареей в сеть. Это дает возможность поддерживать заданный коэффициент мощности при любых изменениях нагрузки.

    Таблица 3.2.1 — Комплектные конденсаторные установки

    Тип комплектной конденсаторной установки на напряжение 0,38 кВГабариты корпуса, ммТип комплектной конденсаторной установки на напряжение 10,5 и 6,3 кВГабариты корпуса, ммУК-0.38-36-2УЗ УК-0.38-54-2УЗ УК-0.38-72-2УЗ УК-0.38-108-3УЗ УК-0.38-144-4УЗ УК-0.38-50-УЗ УК-0.38-75-УЗ УК-0.38-100-УЗ УК-0.38-150-УЗ УК-0.38-220-НУЗ УК-0.38-320-НУЗ550х587х770 760х587х770 550х587х1090 760х587х1090 985х587х1090 375х430х650 580х430х650 785х430х650 700х500х1600 2160х720х1860 2800х720х1860УКС-10.5-75-У1 УКС-10.5-90-У1 УКС-10.5-180-У1М УКМ-10.5-400-У1 УК-104-50-Л(П)У1 УКС-6.3-75-У1 УКС-6.3-90-У1 УКС-6.3-180-У1 УКМ-6.3-400-У1 УК-6-450-Л(П)У1 1400х900х450 1500х900х450 1800х900х450 2060х2160х900 21400х880х1800 1400х900х450 1500х900х450 1800х900х450 2060х2160х900 2140х880х1800Примечание: Условные обозначения конденсаторных установок расшифровываются следующим образом, например:

    а)УК-0.38-72-2УЗ — установка конденсаторная для напряжения 0,38 кВ мощностью 72 кВАр, с двумя ступенями регулирования в исполнении У (умеренного климата) категории 3 (закрытое помещение);

    б)УКС-10,5-180-У 1М — установка конденсаторная столбовая, на напряжение 10,5 кВ мощностью 180 кВАр, в исполнении У (умеренного климата) для категории 1 (на открытом воздухе), М — модернизированная.

    На шинах 0,4 кВ 10/0,4 кВ расчетная мощность компенсации определяется из выражения:

    ,

    где Qmax — максимальная реактивная нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ, кВАр.

    Принимаем конденсаторную установку КС2-0,38-ШУЗ мощностью 40 кВАр.

    Результаты расчета и выбора компенсирующих устройств сводим в таблицу 3.2.2.

    Таблица 3.2.2 — Выбор компенсирующих устройств в сетях 0,38 кВ и на ТП 10/0,4 кВ

    № потребителяРеакт. мощность компенсацииМощн. конденсат., кВАрМарка конденсат.Остаток реакт. Мощн., кВАрQКД, кВАрЛиния 185,8872УК-0.38-72УЗ13,88Линия 252,2850УК-0.38-50УЗ2,28Линия 325,8818КС1-0.38-ПУЗ7,88

    3.3 Выбор трансформаторной подстанции

    Силовой трансформатор КТП выбирается из условия:

    эн≤Sр≤Sэв,

    где: SЭН и SЭВ — соответственно нижняя и верхняя границы экономических интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности, кВА;Sр — расчетная мощность ТП, кВА.

    Расчетная мощность ТП определяется по формуле:

    = крн · Sтп макс,

    где: крн — коэффициент роста нагрузок.

    Sр =1,3 · 258,24 = 335,71 кВА.

    По экономическим интервалам нагрузок принимаем 2 трансформатора мощностью по 160 кВА. Проверим выбранный трансформатор по систематически допустимой перегрузке в номинальном и после аварийном режимах:

    р≤Sтрмакс ,

    Sр≤Sтр ном · кномА,

    где: Sтр макс — максимальная систематическая перегрузка трансформатора, кВА;кном А- коэффициент допустимых после аварийных перегрузок трансформаторов.

    ,24 <416;

    ,24 <1,48 · 320 = 473,60.

    Условия выполняются.

    Таблица 3.3.1 — Технические характеристики КТП-160-/10/-0,4-97-У1

    Мощность силового трансформатора, кВА160Номинальное напряжение на стороне, ВН, кВ10Номинальное напряжение на стороне НН, кВ0,4Номинальный или расчётный ток на стороне 0,4 кВА400ток термической стойкости в течении 1с: на стороне высокого напряжения, кА на стороне высокого напряжения, кА 20 10Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1-76НормальнаяУровень внешней изоляцииНормальная категория «А»Способ выполнения нейтрали: ВН НН Изолированная нейтраль ГлухозаземлённаянейтральГабаритные размеры, мм: Высота с кабельным вводом / с воздушным вводом Ширина КТП тупикового типа / проходного типа Глубина 2250/5100 3360/5670 1630Степень защиты по ГОСТ 14254-96IP23

    3.4 Расчет низковольтных сетей

    электрический расчет сети 0,38 кВ производится по методу наименьших затрат с последующей проверкой по потере напряжения [4].

    Марки и площадь сечения проводов по наименьшим приведенным затратам выбираются по таблицам интервалов экономических нагрузок. Основой выбора является расчетная эквивалентная мощность по участкам сети:

    э уч = кд · Sуч,

    где: кд — коэффициент динамики роста нагрузок; Sуч, — полная мощность максимума нагрузки, кВА.

    Провод выбирается по наибольшему значению. Данные расчетов сводятся в таблицу 3.4.1.

    Таблица 3.4.1 — Выбор проводов по участкам линий 0,38 кВ

    № линиимощностьcos φSэ, кВАдлина уч-ка, ммарка и сечение проводаПотеря напряжения, %S, кВАрпо уч-камот начала16-239,660,886,76237А 250,925,2123-2210,230,887,1630А 350,124,2922-2113,450,879,4240А 350,224,1721-А18,070,8812,6530А 350,223,9619-1848,240,8533,7725А 500,489,3318-17137,250,8496,0830А 501,658,8517-А144,190,84100,9360А 503,467,20А-20154,020,85107,8130А 501,853,7420-ТП157,290,84110,1030А 501,891,89

    потеря напряжения по участкам линий определяется по формуле:

    ,

    где: ΔUуч — удельная потеря напряжения, % / кВА км;lуч — длина участка, км.

    Удельная потеря напряжения зависит от сечения провода и коэффициента мощности, она определяется графически.

    3.5 Выбор пускозащитной аппаратуры

    .5.1 Расчет и выбор ПЗА

    Для защиты электрических сетей от токов КЗ и перегрузок используют автоматические выключатели. В данном проекте для защиты электроприемников используются автоматические воздушные выключатели серии ВА [4].

    Выбор автоматических выключателей производят из следующих условий:

    ,

    где: Iна , Iр — соответственно номинальный ток автомата и расчетный ток электроприемника, А.

    тр≥ктрIР,

    где Iтр — ток уставкитепловогорасцепителя, А; ктр — коэффициент надёжности.

    Iэмр≥кэмрIмакс,

    где Iэмр — ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;кэмр-коэффициент надёжности; Iмакс — максимальный ток электроприемника, А.

    Рассмотрим выбор ПЗА на примере гр.1 ЩС1 — вентилятор Ц 4-70

    Iр=1,932А·Iмакс=13,8 А;

    Iна≥1,932 А;

    Iтр≥1,25 · 1,932 = 2,415 А;

    Iэмр≥ 1,5 · 13,8 =20,7 А;

    Принимаем автомат ВА 51Г-25 Iн=25 А; Iтр=2,5 A; Кi=10; Iэмр=25 А.

    Расчёт и выбор ПЗА остальных групп производим аналогично. Результаты расчёта сводим в табл. 3.5.1.

    Таблица 3.5.1 — Расчёт и выбор ПЗА

    №гр-пыIр, АIмах, АТип аппаратаIн, АIтр, АКIIэмр, АПусковой аппаратIн, АIн тр, АЩС1 ПР 8501-1000-15511,93213,8ВА 51Г-252252,510225—2171,47171,47ВА 51-35200-3240—3РЕЗЕРВ4ЩС2 ПР 8501-1000-155112,5184,97ВА 51Г-311001610160—212,5184,97ВА 51Г-311001610160—3РЕЗЕРВ4ШАУ1, ШАУ214,6843,41ВА 51-25256,31063ПМЛ 121002105,0ЩС3 ПР 8501-1000-15514,6843,41ВА 51-2525-1080—24,6843,41ВА 51-2525-1080—3РЕЗЕРВ4ЩС4 ПР 8501-1000-149115,9115,91ВА 51Г-31100-330—21,569,77ВА 51Г-25252,01020ПМЛ 121002102,031,569,77ВА 51Г-25252,01020ПМЛ 121002102,041,569,77ВА 51Г-25252,01020ПМЛ 121002102,05РЕЗЕРВ6ЩС5 ПР 8501-1000-14912,8417,78ВА 51Г-25254,0728ПМЛ 121002103,222,8417,78ВА 51Г-25254,0728ПМЛ 121002103,231,7313,59ВА 51Г-25252,51025ПМЛ 121002102,042,8417,78ВА 51Г-25254,0728ПМЛ 121002103,2515,9115,91ВА 51Г-31100-330—6РЕЗЕРВЩО1 ОП3 УХЛ415,415,41АЕ1000256,31063—24,864,86АЕ1000256,31063—34,954,95АЕ1000256,31063—ЩВ1 ПР 8501-1000-0911104,10112,65ВА 51-31100-3300—221,2797,48ВА 51-31100-7150—37,9648,09ВА 51-31100-770—416,4719,65ВА 51-31100-360—520,9337,60ВА 51-31100-375—65,085,08ВА 51-31100-330—7РЕЗЕРВ8Ввод140,64170,01ВА 51-39630-31200—

    3.5.2 Проверка проводов на согласование с ПЗА

    При срабатывании любого защитного аппарата защищаемая проводка в течении некоторого времени находится под воздействием аварийных токов (короткого замыкания либо перегрузки), следовательно имеется вероятность повреждения проводки или оборудования прежде, чем сработает защитный аппарат. В целях предотвращения возникновения такой ситуации производится проверка ПЗА на согласование с длительно допустимым током провода [4].

    Сечение провода должно удовлетворять условиям для линий защищаемых автоматами:

    тр/ Iд доп< 1,5;

    Iэмп/ Iд доп< 4,5,

    где lтр — ток теплового расцепителя, А;Iэмр — ток электромагнитного расцепителя, А; Iд доп — длительно допустимый ток провода, А.

    Результаты проверки сводим в табл. 3.5.2.

    Таблица 3.5.2 — Проверка ПЗА на согласование

    № гр-пыЭлектроприёмникIуст, АIд доп, АIуст/Iд доп, АДоп.ЩС11Ц4-702,5190,1311,5выполняется2СФОЦ 60271,471941,8994,5ВыполняетсяЩС21МХУ 816190,841,5выполняется2МХУ 816190,841,5ВыполняетсяШАУ1, ШАУ21УВУ 60/456,3190,331,5ВыполняетсяЩС31ШАУ180194,214,5выполняется2ШАУ280194,214,5ВыполняетсяЩС41Водонагреватель30191,584,5выполняется2ТО 22,0190,111,5Выполняется3ТО 22,0190,111,5выполняется4ТО 22,0190,111,5ВыполняетсяЩС51ОПД 1М4,0190,211,5выполняется22К-20/184,0190,211,5Выполняется3НМУ 62,5190,131,5Выполняется4ОМ14,0190,211,5ВыполняетсяЩС6ТСН-3Б6,3190,331,5ВыполняетсяТСН-3Б4,0190,211,5ВыполняетсяТСН-3Б6,3190,331,5ВыполняетсяТСН-3Б4,0190,211,5ВыполняетсяЩО11Освещение6,3200,321,5выполняется2Освещение6,3200,321,5Выполняется3Освещение6,3200,321,5ВыполняетсяЩВ1ЩС13001302,314,5выполняется2ЩС2150393,854,5Выполняется3ЩС370193,684,5выполняется4ЩС460193,164,5Выполняется5ЩС575233,264,5выполняется6ЩО130191,584,5Выполняется

    3.6 Проверка защитных аппаратов на срабатывание при коротких замыканиях

    .6.1 Расчет токов короткого замыкания

    Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки защитной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость, а также на чувствительность и селективность действия.

    Расчёт тока однофазного КЗ производится для наиболее удалённого электроприёмника.

    Ток однофазного КЗ определяется по формуле:

    ,

    где ZT — сопротивление трансформатора току КЗ, Ом;ZЛ — сопротивление питающей сети, Ом.

    В нашем случае наиболее удаленным электроприемником является электроприёмник № 18 ТСН — ЗБ ЩС6. Расстояние от источника эл. энергии (ТП) до электроприемника: l1 = 12 м провод АПВ 4 х 2,5; l2 = 89 м провод АПВ 4 х 2,5; /з = 100 м провод АС 120/19. здесь: l1 — расстояние от резервуара ТО2 до силового щита ЩС6; /2 — расстояние от силового щита ЩС6 до вводного щита; l3 — расстояние от вводного щита до ТП согласно задания принимается 0,1 км.

    рисунок 3.6.1 — Эквивалентная однолинейная схема сети

    рисунок 3.6.2 — Схема замещения

    где Zтр — сопротивление трансформатора ТП току однофазного КЗ, для тр-ра ТМ100/10 Zrp = 0,225 Ом;Zф — сопротивление фидера, принимаем 0,015 Ом; Zва , Zга — сопротивления вводного и группового автоматов соответственно, принимаем 0,01 Ом.

    Сопротивление питающей сети определяется как сумма сопротивлений отдельных участков сети:

    Л = Zф +Z1+ Zва + Zга + Z2+ Zгa + Z3.

    Сопротивление участков сети:

    ,

    где / — длина участка, км;rф, r0 — активные удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии соответственно, Ом/км; xф, x0- индуктивные удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии соответственно, Ом/км.

    ;

    ;

    ;

    ;

    .

    3.6.2 Проверка защитного аппарата, ближайшего к месту КЗ, на срабатывание

    Проверка производится по условию:

    кз(1) >Iк мин ,

    где Iкз(1) — ток однофазного КЗ, А;Ikмин — минимально допустимый ток срабатывания ближайшего к точке короткого замыкания защитного аппарата, А.

    Для защитного аппарата с тепловым расцепителем:

    ,

    где кн — коэффициент надежности;IУ — ток уставки защитного аппарата, А.

    Для теплового расцепителя принимаем кн = 3.

    Ikмин= 3 4,0 = 12 А.

    < 75,214 - условие выполняется.

    3.7 Расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей

    При выборе проводок необходимо руководствоваться следующими положениями. Внутренние проводки должны соответствовать условиям окружающей среды, архитектурным особенностям помещения. При выборе проводок необходимо учитывать защищенность людей от поражения электрическим током, пожаро- и взрывобезопасность, надежность, удобство эксплуатации и обслуживания.

    Площадь сечения проводников выбирается по длительно допустимому току (по нагреву) для силовых сетей и по допустимой потере напряжения для осветительных сетей [4].

    3.7.1 Определение расчётных и максимальных токов электроприёмников

    Номинальный ток электроприёмника:

    ,

    где Рн — номинальная мощность электроприемника, кВт;UH — номинальное напряжение сети, В.

    Расчётный ток для одного электроприёмника:

    ,

    где К3 — коэффициент загрузки электроприёмника;Iн — номинальный ток электроприёмника, А.

    Расчётный ток группы электроприёмников:

    =K0ΣKзIH,

    где К0 — коэффициент одновременности.

    максимальный ток одного электроприёмника:

    ,

    где λn — кратность пускового тока.

    Максимальный ток для группы электроприёмников:

    Iмакс гр = Iпуск наиб +К0ΣКзIн,

    Определим характерные токи для группы 1 ЩС1 — вентилятор Ц 4-70 приводной двигатель 4А130В6УЗ мощностью 1,1 кВт, КПД 74%, cos φ = 0,74, Kt = 5.

    .

    Принимаем коэффициент загрузки 0,7.

    IР = 2,76 · 0,7 = 1,932 А;

    Iмакс = 2,76 · 5 = 13,8 А.

    Таблица 3.7.1 — К расчёту характерных токов силовой сети

    № эл-ка по плану№ гр-пыЭлектроприёмникPн, кВтIн, АКзIр, АλпIпуск, А123456789ЩС111Ц4-701,12,760,71,932513,822СФОЦ100171,471,0171,471,0171,47ЩС231МХУ 87,5517,870,712,517,0*84,9742МХУ 87,5517,870,712,517,0*84,97ШАУ1, ШАУ25,61УВУ 60/453,06,6870,74,686,543,41ЩС31ШАУ13,06,680,74,686,543,412ШАУ23,06,680,74,686,543,41ЩС471Водонагреватель10,515,911,015,911,015,9182ТО 20,801,95,81,565,0*9,7793ТО 20,801,95,81,565,0*9,77104ТО 20,801,95,81,565,0*9,77ЩС111ОПД 1М1,53,560,82,845,017,781222К-20/181,53,560,82,845,017,78133НМУ 61,12,470,71,735,513,5914ОМ11,53,560,82,845,017,7815ТСН-3Б3,06,680,74,6816ТСН-3Б1,53,560,82,8417ТСН-3Б3,06,680,718ТСН-3Б1,53,560,8ЩВ1ЩС168,40104,10112,652ЩС212,8421,2797,483ЩС35,107,9648,094ЩС410,3216,4719,655ЩС512,8820,9337,606ЩО15,188,7278,727Ввод131,64205,01247,81Примечание: Знаком * обозначена кратность пускового тока двигателя с большим пусковым током для электроприемника с несколькими двигателями. Расчет пускового тока этих электроприемников производился по формуле (3.7.5).

    3.7.2 Расчёт и выбор проводов силовой сети

    Выбор сечения проводов силовой сети производится по условию нагрева:

    д доп≥IР.

    Произведем выбор провода для гр. 1 ЩС 1.

    Проводка будет выполнена проводом АПВ в металлических трубах проложенных в полу.

    IР= 1,932 А.

    Принимаем провод АПВ 4 х 2,5,Iд доп= 19 А

    Iд доп=19 А > 1,932 А — условие выполняется.

    Для остальных групп выбор сечения проводов производится аналогично. Результаты расчета сводим в таблицу 3.7.2.

    Таблица 3.7.2 — Выбор проводов силовой сети

    № гр-пыЭлектроприёмникIр, АМарка и сечение провода, мм2Iд доп, АСпособ прокладкиЩС11Ц4-701,932АПВ 4х2,519т-202СФОЦ171,47АПВ 3х50+1х35194т-20ЩС21МХУ 812,51АПВ 4х2,519т-202МХУ 812,51АПВ 4х2,519т-20ШАУ1, ШАУ21УВУ 60/454,68АПВ 4х2,519т-20ЩС31ШАУ14,68АПВ 4х2,519т-202ШАУ24,68АПВ 4х2,519т-20ЩС41Водонагреватель15,91АПВ 4х2,519т-202ТО 21,56АПВ 4х2,519т-203ТО 21,56АПВ 4х2,519т-204ТО 21,56АПВ 4х2,519т-20ЩС1ОПД 1М2,84АПВ 4х2,519т-2022К-20/182,84АПВ 4х2,519т-203НМУ 61,73АПВ 4х2,519т-20ОМ12,84АПВ 4х2,519т-20ТСН-3Б4,68АПВ 4х2,519т-20ТСН-3Б2,84АПВ 4х2,519т-20ТСН-3БАПВ 4х2,519т-20ТСН-3БАПВ 4х2,519т-20ЩВ1ЩС1104,10АПВ 3х50+1х35130т-402ЩС221,27АПВ 4х1039т-253ЩС37,96АПВ 4х2,519т-204ЩС416,47АПВ 4х2,519т-205ЩС520,93АПВ 4х423т-206ЩО18,727АПВ 4х2,519т-20Ввод205,01АПВ 3х70+1х35165ск

    3.7.3 Расчёт и выбор проводов осветительной сети

    Выбор проводов осветительной сети производится по длительно допустимому току и по допустимой потере напряжения [9].

    Распределим осветительную нагрузку молочного блока на 3 группы, каждая группа подключается к отдельной фазе питающей сети.

    Группу 1 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 1-14. Суммарная мощность составит 1,706 кВт. Расчетный ток 1р = 7,754 А.

    Группу 2 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 15, 16, 17. Суммарная мощность составит 1,56 кВт. Расчетный ток 1Р = 7,09 А.

    Группу 3 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 18. Суммарная мощность составит 1,92 кВт. Расчетный ток 1Р = 8,727 А.

    Для всех групп предварительно принимаем провод АППВ 2×2,5 проложенный скрыто под штукатуркой. Длительно допустимый ток 1дДОП = 20 А.

    4. Детальная разработка проекта

    .1 Выбор схемы технологического процесса

    Для обогрева молочно-товарного блока в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» используется электрический калорифер с ручным управлением, которое приводит с одной стороны к необоснованному перерасходу электроэнергии при превышении температуры выше оптимальной, а с другой к возможности снижения температуры, что приводит к снижению продуктивности скота, а возможно и к его заболеванию.

    В связи с этим предлагается установить автоматическое устройство поддержания заданной температуры на молочно-товарном блоке. Для этого предполагается использовать датчик температуры, подключённый к ПИД регулятору. Так как электрокалорифер питается трёхфазным током большой величины, то для его управлением будет использован усилитель-формирователь, управляющий силовыми симисторами.

    4.2 Разработка схемы автоматизации

    Основные критерии выбора термопреобразователя (датчика температуры) [23]:

    соответствие измеряемых температур рабочим диапазонам измерений датчиков;

    соответствие прочности корпуса датчика условиям эксплуатации;

    во взрывозащищенном исполнении необходимость взрывозащищенного исполнения;

    правильный выбор длины погружаемой части датчика.

    Принцип действия термопреобразователя сопротивления основан на свойстве проводника изменять электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды.

    В качестве датчика температуры будем использовать термометр сопротивления на основе медного проводника ДТС125-50М.В2.60.

    Его основные параметры:

    Тип термопреобразователя — ДТС;

    НСХ — 50М;

    Класс допуска — В;

    диапазон измерений — -50…100 °С

    Допустимые отклонения — ±(0,25 °С + 0,0035T);

    Показатель тепловой инерции не превышает 15 с.

    Рабочий ток в измерительной цепи — не более 5мА.

    Для регулирования температуры применяется большое количество типов регуляторов, предлагаемых как отечественной, так и зарубежной промышленностью. В данном случае можно применить эксплуатации и обслуживания измеритель-регулятор типа ТРМ101 компании ОВЕН, предлагающей большой спектр приборов автоматики. Этот выбор обусловлен хорошим соотношением качество/цена при использовании современных подходов к автоматизации. Кроме того, продукция этой компании позволяет полностью решить поставленную задачу.

    Приборы ТРМ101 в комплекте с первичным преобразователем предназначены для измерения физического параметра контролируемого объекта, отображения измеренного параметра на встроенном цифровом индикаторе; а также для формирования сигналов управления встроенными выходными устройствами, которые осуществляют регулирование измеряемого параметра.

    Приборы ТРМ101 могут быть использованы в системах контроля и регулирования при выполнении технологических процессов в разных отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

    прибор может выполнять следующие функции:

    . Измерение температуры или другой физической величины;

    . Регулирование измеряемой величины по ПИД-закону путем импульсного или аналогового управления или по двухпозиционному закону;

    . Автонастройка ПИД-регулятора на установленном объекте;

    . Ручное управление выходной мощностью ПИД-регулятора;

    . Определение аварийной ситуации при выходе измеряемого параметра за заданные границы и при обрыве в контуре регулирования;

    . Обнаружение ошибок работы и определение причины неисправности;

    . Работа в сети, организованной по стандарту RS 485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль;

    . Дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.

    Основные параметры ТРМ101:

    Напряжение питания, В ……………………………………..…90…245

    Потребляемая мощность, ВА ……………………………………6

    Частота, Гц ………………………………………………………47…63

    время опроса датчика………………………………………………………… 1 с

    Входное сопротивление прибора:………………………….не менее 100 кОм

    Предел допустимой основной погрешности ……………………..0,5 %

    Диапазон выходного сигнала……………………………………………0…10 В

    Дискретность ЦАП………………………………………………………10 разрядов

    Сопротивление нагрузки более………………………………………..2 кОм

    Предел допустимой погрешности ЦАП……………………………..0,5 %

    Габаритные размеры прибора, мм…………………………………48.48.102

    Масса, не более, кг………………………………………………………………0,5

    Степень защиты корпуса…………………………………………………….IP54

    Группа климатического исполнения………………………………….УХЛ4

    Прибор предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

    температура окружающего воздуха +1…50 °С

    относительная влажность при 35 °С 30…85 %

    атмосферное давление 85…107 кПа

    Структурная схема ТРМ101 представлена на рисунке 4.3.1

    рисунок 4.3.1 — Структурная схема ТРМ101

    В зависимости от исполнения выходные устройства могут быть различными. Для данной конструкции применим регулятор типа ТРМ101-УР с выходом АЦП 0…10 В для регулирования и релейным выходом для сигнализации.

    Устройство и работа прибора.

    Общие принципы ПИД-регулирования: на выходе регулятора вырабатывается управляющий (выходной) сигнал Yi, действие которого направлено на уменьшение отклонения Ei:

    ,

    где Xp — полоса пропорциональности; Ei — разность между заданными Tуст и текущими Ti значением измеряемой величины, или рассогласование;tд — постоянная времени дифференцирования; Ei — разность между двумя соседними измерениями Ei и Ei-1;tизм — время между двумя соседними измерениями Ti и Ti-1; tи — постоянная времени интегрирования; — накопленная сумма рассогласований.

    Из формулы видно, что при ПИД-регулировании сигнал управления зависит от разницы между текущим параметром Ti и заданным значением Tуст измеряемой величины Ei, которая реагирует на мгновенную ошибку регулирования (отношение называется пропорциональной составляющей выходного сигнала), скорости изменения параметра , которая позволяет улучшить качество переходного процесса (выражение называется дифференциальной составляющей выходного сигнала), накопленной ошибки регулирования, которая позволяет добиться максимально быстрого достижения температуры уставки (выражение называется интегральной составляющей выходного сигнала).

    Для эффективной работы ПИД-регулятора необходимо установить правильные для конкретного объекта регулирования значения коэффициентов Xр, tд и tи, которые пользователь может определить либо в режимах АВТОНАСТРОЙКА, или РУЧНАЯ. Эти параметры вводятся на этапе настройки прибора либо в ручном режиме, либо прибор сам определяет их автоматически.

    Для того, чтобы регулятор температуры ТРМ101 мог управлять мощной нагрузкой надо установить блок управления симисторами БУСТ компании ОВЕН. В зависимости от выходного напряжения АЦП регулятора он управляет силовыми симисторами, через которые подключаются ТЭНы калорифера.

    Блок управления симисторами и тиристорами ОВЕН БУСТ имеет три идентичных канала управления тиристорами или симисторами. каждый канал соответствует одной из фаз. При управлении однофазной или двухфазной нагрузкой используется один или два первых канала. Всего в приборе БУСТ 9 входов. каждый канал управления имеет 2 входа для контроля перехода напряжения фазы через 0 (используется для внутренней синхронизации устройства обработки сигналов) и тока фазы (используется для защитного отключения).

    кроме того, БУСТ имеет 3 входа, общих для всех трех каналов:

    управляющий вход;

    вход блокировки;

    вход для задания уровня защитного отключения.

    Подключение датчиков осуществляется по двухпроводной схеме. Регулирование мощности активной нагрузки осуществляется с помощью сигналов управления 0(4)…20 мА, 0…5 мА, 0…10 В, поступающих от регулятора (например, ОВЕН ТРМ101, ТРМ10).

    Возможно ручное регулирование мощности с помощью внешнего переменного резистора 10 кОм.

    БУСТ имеет два метода управления тиристорами в зависимости от инерционности нагрузки и уровня помех в сети, защиту тиристоров при возникновении аварийных ситуаций: короткого замыкания или превышения номинального тока в нагрузке, плавный выход на заданный уровень мощности для предотвращения резких перегрузок питающей сети.

    рисунок 4.3.2 — Структурная схема блока управления БУСТ

    Структурная схема БУСТ представлена на рисунке 4.3.2. БУСТ может осуществлять регулирование мощности фазовым методом и методом управления по числу полупериодов. первый метод даёт быстрый отклик нагрузки, но создает большое количество помех, особенно учитывая мощность калорифера (100 кВт). В нашем случае, учитывая инерционность нагревателя и датчика температуры, лучше использовать второй метод. Он позволяет значительно уменьшить уровень помех в электросети за счет включения и отключения нагрузки в момент перехода сетевого напряжения через нуль. однако период следования управляющих сигналов с БУСТа составляет 256 целых полупериодов колебаний сетевого напряжения, или 2,56 с, поэтому этот метод применим только для инерционных нагрузок. Количество полупериодов на выходе БУСТа, а значит мощность на нагрузке, зависит от величины сигнала на входе БУСТа: при максимальном уровне сигнала (100 %) на нагрузку подаются все 256 полупериодов, при 50 % — 128, при минимальном уровне полупроводниковые элементы закрыты и на нагрузку напряжение не поступает.

    БУСТ обеспечивает защиту силовых тиристоров или симисторов при возникновении аварийных ситуаций: короткого замыкания или превышения номинального тока в нагрузке. Для этого последовательно с нагрузкой на каждой фазе устанавливается трансформатор тока, вторичная обмотка которого подключается ко входу устройства контроля тока. Уровень защитного отключения задается пользователем при помощи внешнего переменного резистора номиналом 100 кОм. При превышении заданного порога происходит аварийное отключение, при котором управление блокируется и светодиоды, индицирующие уровень управляющего сигнала, начинают мигать. Снятие аварийного состояния происходит при выключении питания прибора.

    Прибор позволяет плавно достигать заданной мощности и тем самым избегать резких перегрузок питающей сети. При включении прибора или при скачкообразном изменении управляющего БУСТом сигнала мощность в нагрузке возрастает не скачкообразно, а плавно. При скачкообразном изменении уровня сигнала на входе БУСТа мощность на нагрузке изменяется со скоростью 20 % в секунду, а время изменения мощности на нагрузке от минимального значения до максимального составляет 5 секунд.

    Выходным устройством каждого канала является импульсный трансформатор с двумя вторичными обмотками. Это позволяет подключать к каждому каналу прибора либо симистор, либо два встречно включенных тиристора с током управления в импульсном режиме до 300 мА.

    основные технические характеристики БУСТ.

    Напряжение питания 220 В 50 Гц

    Допустимое отклонение номин. напряжения -15…+10 %

    Входы управления внешний переменный резистор,

    …10 В,

    …5 мА,

    …20 мА,

    …20 мА

    Макс. допустимый преобразованный

    трансформатором ток нагрузки

    на входах контроля 2 А

    максимальный импульсный ток управления не более 600 мА

    Амплитуда управляющих импульсов 12 В

    метод управления тиристорами фазовый

    по числу полупериодов

    Число используемых фаз 1…3

    Габаритные размеры корпуса 145х105х55 мм

    Степень защиты корпуса IP20

    Для коммутации нагрузки выберем симисторы. Выбор осуществим по следующим критериям:

    . Максимальное прямое напряжение в закрытом состоянии >380 В

    . максимальное обратное напряжение в закрытом состоянии >380 В

    . максимальный прямой ток >171 А.

    . Ток включения управляющего электрода < 600 мА

    . Напряжение включения на управляющем электроде < 12 В

    Для обеспечения надёжности работы симисторов максимально допустимые параметры выберем примерно на 20% — 50% выше рабочих. Указанным требованиям удовлетворяет симистор 2ТС171-250-600 со следующими характеристиками:

    . Максимальное прямое напряжение в закрытом состоянии £ 600 В

    . максимальное обратное напряжение в закрытом состоянии £ 600 В

    . максимальный прямой ток 250 А

    . Ток включения управляющего электрода 500 мА

    . Напряжение включения на управляющем электроде 5 В

    Блок управления симисторами и тиристорами ОВЕН БУСТ осуществляет защиту выходных ключей и нагрузки. Для этого в схему вводятся датчики на трансформаторах тока. Для этой цели применим трансформаторы ТНШ-0.66-300 на номинальное напряжение 0.66 кВ и номинальный ток 300 А.

    5. Организация эксплуатации электрооборудования

    .1 Организация электротехнической службы на предприятии

    Существует несколько подходов при определении трудоемкости работ по техническому обслуживанию (ТО), текущему (ТР) и капитальному ремонту (КР). Один из них основан на измерении объема работ в условных единицах эксплуатации (УЕЭ), разработанные для расчета количества эксплуатационного персонала ЭНС хозяйства МСХ СССР (см. указания Министерства сельского хозяйства СССР от 30 января 1974г., №15). В 1987г. УЕЭ подвергались переработке [4].

    Во втором случае объем работ определяется в единицах трудоемкости — нормо-часах. В третьем энергооборудование переводят в условные единицы ремонта (УЕР), затем по трудоемкости одной УЕР определяют трудоемкость определенных видов работ (ТО, ТР, ЗС, КР). Наибольшее распространение получили первый и второй методы. В данном проекте воспользуемся первым методом. Расчет ведем в форме таблиц.

    Электрооборудование для каждого электрифицированного объекта хозяйства заносим в графу 1, количество данного оборудования в каждой группе заносим в графу 3. В графы 4, 5, 6 заносим условное обозначение среды, число часов работы в сутки, коэффициент сезонности соответственно. Последний определяется путем деления числа месяцев работы оборудования на число месяцев в году. объем работ на единицу оборудования в УЕЭ заносим в графу 7. В объем работ силового оборудования входит также объем работ ТО и ТР аппаратуры управления и электропроводки.

    Исходя из этого графы 7 и 8 заполняем только для силового оборудования, а для аппаратуры управления графы 7 и 8 не заполняем.

    Определяем объем работ в каждой группе оборудования. Для этого мы перемножаем данные, приведенные в графах 3 и 7. далее определим общий объем работ по участку обслуживания, просуммировав УЕЭ в графу 8.

    Используя данные таблицы 22.5/1/, определим годовое количество ТО, ТР, ЗС и КР на единицу оборудования, занесем эти данные в графы 9, 10, 11 и 12 соответственно. В случае, если оборудование ставится на консервацию, к годовому количеству физических обслуживании (графа 9) добавляем одно ТО.

    Определяем количество условных ремонтов в год (графы 17, 18, 19 20). Для этого перемножаем годовое количество физических ремонтов (графы 10, 11, 12) на коэффициенты перевода физических ремонтов по группам оборудования (графы 13, 14, 15, 16) на количество (графа 3) и на коэффициент сезонности (графа 6). Определяем общий годовой объем работ по ТО, ТР, ЗС и КР в физических и условных ремонтах сложением объемов работ по электрифицированным объектам (итог граф 17…20). Умножением трудоемкости условной единицы ремонта на количество соответствующего вида работ определяем годовые затраты для видов работ. полученные данные заносим в таблицу 5.1.1.

    электроснабжение освещение кормоцех электротепловой

    Таблица 5.1.1 — годовая производственная программа. Ферма КРС на 200 голов

    Наименование и характеристика оборудованияЕдиницы измеренияКоличествоСредаЧасы работы в суткиКоэффициент сезонностиОбъём работы в условных единицахГодовое количество физических ремонтов на единицу измерения по нормам, шт.Коэффициент перевода физических ремонтов в условныеКоличество условных ремонтов в годЕДОБЩ.ТОТРЗСКРТОТРЗСКРТОТРЗСКР1234567891011121314151617181920Шкаф силовой, 8 группшт342410,320,9612200,252,82,9200100,817,5200Щит осветительный, 6 группшт312410012200,251,200014,4000Магнитный пускатель, до 25 Ашт11510024220,180,40,2500115,2600Пакетные переключателишт124510016210,140,33,1004,86,200светильники с лампами накаливанияшт13811,460,240000,5200089,44000Провод АПВ-2,5м4342410040001000180000Кабель АВРГ-4х25м4504610040001,2000748,8000Электродвигатель 4А..0,75/1500шт1561610,440,445110,110,800,810,780,7840,810,780,085Электродвигатель 4А..4/1500шт11510,611,2255110,111,001,0011,0010220,22Электродвигатель 4А..0,25/31,5шт21510,440,445110,111,21,2151,171,1761,2151,170,128Электродвигатель 4А..4,7/3000шт11510,610,615110,110,80,80,80,840,80,80,08Электродвигатель 4А..0,4/1500шт11510,440,445110,110,80,90,80,840,90,80,08Электродвигатель 4А..1,1/1500шт21510,611,225110,110,80,90,80,881,81,60,17Электродвигатель 4А..3,7/3000шт13511,521,5216210,140,80,80,80,812,81,60,80,11Электродвигатель 4А..1,5/1500шт13511,521,5216210,140,80,90,80,812,81,80,80,11Электродвигатель 4А..0,55/1500шт14510,880,8824220,180,80,810,780,7819,21,621,560,140Электродвигатель 4А..7,5/1500шт14211,281,2824220,181,20,141,431,9328,82,282,860,347Электрокалорифершт11813,163,1651001,031,0601,65,151,0600Щит управленияшт112410,320,324200,251,20004,6000Водонагревательшт11611,661,665100,20,821,6401,004,11,6400,2

    Таблица 5.1.2 — Норматив трудоемкости на одну условную единицу ремонта, чел.-час

    Виды работНормативные трудоемкости на одну условную единицу ремонта, чел.-час.Техническое обслуживание0,50Текущий ремонт4,80Замена смазки0,25капитальный ремонт12,5

    Определим затраты труда по отдельным объектам хозяйства.

    Определим затраты труда на проведение оперативного обслуживания:

    Здо = Кд (Зто + Зтр + Ззс),

    где Кд — коэффциент долевого участия и затрат труда на дежурное обслуживание, принимаем Кд = 0,15;Зто + Зтр + Ззс — затраты труда на выполнение планируемых ТО, ТР, ЗС, чел.-час.

    Здо = 0,15 · (1496,15 + 226,78 + 3,29) = 258,93.

    Результаты расчетов заносим в таблицу 5.1.3.

    Таблица 5.1.3 — Расчет затрат труда

    Объекты хозяйстваКоличество условных ремонтов в год, шт.затраты труда на проведение видов работ, чел.-час.ТОТРЗСКРТОТРЗСКРДОБРИГАДА 1Коровник2992,247,2513,171,701496,1226,783,2921,23258,9

    Численность персонала электротехнической службы.

    Определяем количество персонала в группах обслуживания и ремонта:

    ,

    где Nx- количество персонала в группе;3i- годовые затраты труда на выполнение i — го вида работ, чел.-час.

    Согласно рекомендациям Министерства труда и социального развития расчет действительного фонда рабочего времени производим вследующего порядке:

    Определяем количество рабочих дней при пятидневной рабочей неделе:

    = dk-dн·2- dп,

    где dp — количество рабочих дней в году;dk — количество календарных дней в году;dн — количество недель в году, dн = 52;dп — количество праздничных дней в году, согласно КзоТ, dn=10.

    dp = 365 — 52- 2 — 10 = 251 дней.

    Определяем действительный фонд рабочего времени:

    Фд = ((dп — do) · t — n · dпп) — ηp ,

    где do — количество отпускных дней в году, do = 20 (согласно КЗоТ); t — средняя продолжительность рабочей смены, t = 8ч; n — число часов, на которое укорочен праздничный день, n = 1ч; dпп — количество предпраздничных дней в году, dпп = 8;ηр — коэффициент, учитывающий потери рабочего времени по уважительным причинам, ηр = 0,95…0,98.

    Фд = ((251 -20) · 8 — 1 · 8) · 0,96 = 1766,40 чел.-час.

    Определяем число электромонтеров в группе дежурного обслуживания:

    ,

    где Кд — коэффициент, который учитывает затраты труда на дежурное обслуживание, Кд = 0,15.

    Рассчитываем гарантированное число электромонтеров, обеспечивающих максимально возможный объем работ при наихудших условиях:

    ,

    где N — среднегодовое число электромонтеров;ρ — оценка доверительного интервала случайных величин, ρ=1…3; Ка — коэффициент вариации объема работ исполнителей, Ка=0,05…0,10;Кф — коэффициент вариации производительности исполнителей, Кф = 0,07… 0,15.

    Nrк = 1,1377- (1 + 2- 0,75) · (1+2 · 0,11) = 3,4699 чел.

    Определяем среднегодовое число электромонтеров, зная их численность:

    = ΣNi + Nд;

    = 5,916 + 0,888 = 6,804 чел.

    Расчетные данные заносим в таблицу 5.1.3.

    Окончательное решение о количестве электромонтеров принимают при обосновании ЭНС и оно должно быть в пределах от N до Nr.

    Исходя из табличных данных принимаем количество электромонтеров на участке:

    Nок.к1= 2 чел.

    Должности руководителей ЭНС выбираем согласно данным таблицы 5.1.4.

    Таблица 5.1.4 — Типовые штаты службы главного энергетика сельскохозяйственных предприятий

    Должность руководителя ЭНСНормативы для ведения должности1.главный энергетик1 на хозяйство, имеющее установок не более чем 1500 УЕЭ и потребляющее более 1,5 млн. кВт·чэлектроэнергии на производственные цели.2.Старший инженер-энергетик на правах главного1 на хозяйство, имеющее установок от 1001 до 1500 УЕЭ и потребляющее более 1,0 млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.3.Старший инженер-энергетик1 на хозяйство, имеющее установок от 500 до 1000 УЕЭ и потребляющее более 0,5 млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.4.Инженер-электрик1 на хозяйство, имеющее установок от 251 до 500 УЕЭ и потребляющее более 0,5 млн. кВт·ч электроэнергии на производственные цели.

    Таблица 5.1.5 — Штатные нормативы службы главного энергетика сельскохозяйственных предприятий

    Должность ИТРНормативы для ведения должности1. Инженер-электрик1 должность на каждые 1100 УЕЭ2. Старший техник-электрик1 должность на каждые 650 УЕЭ

    Таблица 5.1.6 — Сводная таблица количества руководителей ЭТС

    ДолжностьОбщий объём работ в условных единицахОбъём работ 1-го служащего в условных единицахКоличество служащихИнженер-электрик431,2251…5001

    Таблица 5.1.7 — Сводная таблица по персоналу ЭТС.

    ДолжностьКоличество1. Инженер-электрик12. Электромонтёр2

    5.2 Организация эксплуатации электрооборудования

    Форма эксплуатации энергоустановок зависит от объема работ по техническому обслуживанию энергетического электрооборудования в сельском хозяйстве. Различают следующие формы эксплуатации [4]:

    • хозяйственная;
    • специализированная;
    • комплексная.

    методы обоснования формы эксплуатации энергоустановок различают по числу учитываемых факторов. В настоящее время, в связи с разукрупнением сельскохозяйственных предприятий, наибольшее распространение получат специализированная и комплексная формы эксплуатации.

    По первому методу выбор формы эксплуатации энергоустановок производят по УЕЭ (см. табл. 5.2.1), при этом учитывают только годовой объем и номенклатуру работ.

    Таблица5.2.1 — Выбор формы эксплуатации электроустановок

    объем работ в УЕЭФорма эксплуатации электроустановок>800Хозяйственная301…800специализированная<300Комплексная

    Для данной фермы принимаем комплексную форму эксплуатации энергоустановок, так как объем работ в УЕЭ составляет 75,55.

    6. Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта

    .1 анализ условий труда

    На данной территории климатический сезонный коэффициент составляет 1,6. Удельное электрическое сопротивление грунта составляет 200 Омм. скоростной напор ветра составляет 34,3 Н/м2, 15 м/с. Район по гололеду — IV. Толщина стенки гололеда составляет 15 мм. Среднегодовая продолжительность гроз составляет 40 … 60 часов [25].

    Целью охраны труда является создание здоровых и безопасных условий для работы в сельскохозяйственном производстве.

    Создание благоприятных условий труда обеспечивает высокую производительность труда, но главное, сохраняет здоровье работающим и предотвращает производственный травматизм.

    анализ потенциальных опасностей возникающих вследствие воздействия опасных и вредных производственных факторов, и меры, предупреждающие их опасное воздействие приведены в таблице 6.1.1.

    Таблица 6.1.1 — Потенциальные опасности и меры их предупреждения

    Технологические операции, оборудование, инструментВид опасностиИсточники опасностиТребования безопасностиТребования производственной санитарииЛица, осуществляющие контроль над соблюдением ТБК персоналуК оборудованиюКормораздатчикПопадание руками во вращающиеся частиПривод кормораздатчикаИнструктаж по ТБ. Застёгнутая и заправленная одеждаЗащитные кожуха, контраст движущихся частейЕ=100 лк, t=23ºС, φ=60-75%БригадирКомпрессоры, вакуумные насосы, вентиляторы, транспортёрыПопадание руками во вращающиеся частиПривод механизмовИнструктаж по ТБ. Ограничение доступа людейЗащитные кожуха, контраст движущихся частейt=23ºС, φ=60-75%БригадирРемонт и ТО технологического оборудованияПоражение электрическим током, попадание руками во вращающиеся частиЛюбое технологическое оборудованиеИнструктаж по ТБ, соответствующая квалификация,Возможность полного отключения установок-Бригадир

    6.2 Присвоение категорий производственному объекту

    классификация помещений фермы по условиям окружающей среды приведена в таблице 6.2.1., по опасности поражения электрическим током — в таблице 6.2.2., по пожарной опасности в таблице 6.2.3.

    Таблица 6.2.1 — Классы помещений по условиям среды

    Наименование помещенияСостояние окружающей средыКласс помещенияТемпература, ºСОтносит.влажность, %Венткамера2060СухоеКомпрессорная1670ВлажноеВакуум-насосная1670ВлажноеЭлектрощитовая2060НормальноеПомещение для хранения и ремонта оборудования2060НормальноеКоридор2060НормальноеМолочная2085ВлажноеПомещение для моющих средств2085ВлажноеЛаборатория2060НормальноеСанузел1670ВлажноеМоечная2085ВлажноеЛаборатория для искусственного осеменения2060НормальноеТамбур2060НормальноеКомната персонала2060НормальноеСлужебный проход2060НормальноеПомещение для загрузки кормов1660НормальноеПомещение для наклонных транспортёров1660НормальноеСтойла2060нормальное

    Таблица 6.2.2 — Классы помещений по опасности поражения электрическим током

    Наименование помещенияПараметры, определяющие опасность пораженияКласс помещения по ПУЭt, ºСОтн. вл., %состояние половОдновременное прикосновениеАгрессивная средаВенткамера2060ПроводящиеВозможноНетП-IIКомпрессорная1670ПроводящиеВозможноНетП-IIВакуум-насосная1670ПроводящиеВозможноНетП-IIЭлектрощитовая2060ПроводящиеВозможноНетП-IIПомещение для хранения и ремонта оборудования2060ПроводящиеВозможноНетП-IIКоридор2060ПроводящиеВозможноНетП-IIМолочная2085ПроводящиеВозможноНетП-IIПомещение для моющих средств2085ПроводящиеВозможноНетП-IIЛаборатория2060ПроводящиеВозможноНетП-IIСанузел1670ПроводящиеВозможноНетП-IIМоечная2085ПроводящиеВозможноНетП-IIЛаборатория для искусственного осеменения2060ПроводящиеВозможноНетП-IIТамбур2060ПроводящиеВозможноНетП-IIКомната персонала2060ПроводящиеВозможноНетП-IIСлужебный проход2060ПроводящиеНетП-IIПомещение для загрузки кормов1660ПроводящиеНетП-IIПомещение для наклонных транспортёров1660ПроводящиеНетП-IIСтойла2060ПроводящиеНетП-II

    В зависимости от пожарных свойств и количества веществ или материалов, используемых или образующихся в процессе производства и находящихся в аппаратах, все производства, а также помещения или здания, в которых они размещены, подразделяются на 5 категорий в соответствии с общероссийскими нормами технологического проектирования «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» (ОНТП 10-99/ МВД россии, М., 1999).

    Таблица 6.2.3 — Классификация помещений по пожарной опасности

    Наименование помещенияКласс помещенияВенткамераДКомпрессорнаяДВакуум-насоснаяДЭлектрощитоваяДПомещение для хранения и ремонта оборудованияДКоридорДМолочнаяДПомещение для моющих средствДЛабораторияДСанузелДМоечнаяДЛаборатория для искусственного осемененияДТамбурДКомната персоналаДСлужебный проходДПомещение для загрузки кормовДПомещение для наклонных транспортёровДСтойлаД

    6.3 повышение безопасности

    На данной ферме опасным фактором является возможность поражения электрическим током от действующих электроустановок. Так же существует опасность поражения персонала и повреждения электрооборудования кормоцеха вследствие разрядов молнии. Для исключения вероятности поражения следует обеспечить кормоцех фермы молниезащитой. Для обслуживающего персонала необходимо разработать инструкцию по технике безопасности при работе с оборудованием фермы.

    6.3.1 Расчет заземления ТП

    На потребительской подстанции для общего заземляющего устройства с учетом всех повторных заземлений, при количестве отходящих линий ВЛ не менее 2-х, допустимая величина сопротивления составляет для напряжения 380/220 В [4]:

    Rдоп = 4 Ом.

    Так как удельное сопротивление ρ = 200 Ом·м> 100 Ом·м, то допустимое сопротивление заземления может быть увеличено в ρ/100 раз, т.е.:

    ,

    .

    Удельное электрическое сопротивление грунта:

    ρ = 200 Ом·м.

    Климатический сезонный коэффициент:

    Кс=1,6.

    Тогда:

    ,

    ρ’ = 1,6·200 = 320 Ом·м.

    Определим сопротивление растеканию электрическому току одиночного заземлителя. Для стержня на глубине h = 0,6 м, длиной 5 м, диаметром d = 16·10-3 м:

    ,

    где ρ’ — приведенное удельное сопротивление грунта, Ом·м;l — длина стержня, м; d — диаметр стержня, м; t — глубина центра стержня, м.

    = l/2 + h;

    = 5/2 + 0,6 = 3,1;

    Ом.

    Определим необходимое количество вертикальных заземлителей:

    Т=Rв/Rдоп,

    где nТ — теоретическое количество стержней.

    nт = 59,4/8 = 7,425 шт.

    Принимаем nт = 7 шт. Действительное количество стержней:

    д = nT/ki,

    где ki — коэффициент взаимного экранирования.

    Для а /l = 2 при количестве n = 8 :ki = 0,71 при размещении электродов по контуру.

    nд = 7/0,71=9,86 шт.

    Принимаем nд = 10 шт. Тогда сопротивление очага электродов R0 равно:

    0 = Rв/nд;

    0 = 59,4/10 = 5,94 Ом.

    Определим длину соединительной полосы, для электродов размещенных по контуру:

    = a·n,

    где а — расстояние между электродами, м;n — действительное количество электродов, шт.

    Принимаем а = 10 м.

    Ln=10·10= 100м.

    Рассчитаем сопротивление одиночной соединительной полосы по формуле:

    ,

    где b — ширина полосы, м.

    Принимаем b = 0,04 м.

    .

    Определим сопротивление заземляющего устройства по формуле:

    ,

    где Kz — коэффициент взаимного влияния вертикальных электродов и соединительной полосы.

    Для а N = 2 при числе стержней n = 10 при размещении электродов по контуру принимаем Кz = 0,4.

    .

    Условие Rзy ≤ Rдоп ≤ 8 Ом выполняется, значит, заземляющее устройство рассчитано верно.

    Расход материалов для сооружения заземлителя составит: число стержней — 10 шт., длина стержня — 5 м., диаметр стержней — 16 мм. Длина всех стержней:

    lобщст=n·lст.

    Длина соединительной полосы — 100 м, стержень от трансформаторной подстанции к полосе -1м.

    6.3.2 Расчет молниезащиты кормоцеха

    Кормоцех относится ко II категории устройств молниезащиты, зона Б.

    Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории, защищаются от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через подземные металлические коммуникации.

    Рассчитаем молниезащиту для кормоцеха, чтобы исключить чрезвычайные ситуации, связанные с поражением людей электрическим зарядом и выходом из строя оборудования [4].

    Произведем расчет молниеотвода.

    Расчет молниеотвода, при степени надежности защиты — 95%, производится по формуле:

    ,

    где h — высота молниеотвода, м;rх — радиус защитной зоны на высоте hx, м; hx — высота наиболее удаленной точки на здании, м; hx = 9м.

    ,

    где а — ширина здания, м; b — длина здания, м.

    Так как длина здания в 2 раза больше ширины, то необходимо установить два молниеотвода. Тогда при расчете rхдлина здания уменьшается в 2 раза, то есть b = 12 м. Такое решение имеет свое преимущество, которое заключается в том, что при установке двух молниеотводов их длина меньше по сравнению с длиной одного молниеотвода.

    .

    Определяем радиус защитной зоны на уровне земли:

    0=1.5·h,

    где r0 — радиус защитной зоны на уровне земли, м.

    r0= 1,5·16 = 24 м. Определяем высоту защитной зоны на уровне земли:

    0=0.92·h,

    где ho — высота защитной зоны с радиусом r0, м.

    h0 = 0,92·16 = 9м.

    Уточняем радиус по формуле:

    ,

    .

    рисунок 6.3.1 — Зоны защиты молниеотводов

    Как видно из рисунка, данные молниеотводы полностью обеспечивают защиту здания от поражения молнией. Сопротивление заземлителей определяют расчетным путем или непосредственно на месте.

    Сопротивление растекания тока одного стержневого заземлителя определяют по формуле:

    ,

    где ρ- удельное сопротивление грунта, Ом·м; ρ = 100 Ом·м — для суглинистых почв;l — длина заземлителя, м;l=1м;d — диаметр заземлителя, м;d = 0,06м;h0 — глубина заземления, м;h0 = 0,8 м.

    .

    Определяем необходимое количество заземлителей:

    ,

    где n — число заземлителей, шт.;

    Принимаем 9 заземлителей.

    Рассчитываем сопротивление растеканию тока стержнями очага заземления:

    ,

    .

    Рассчитываем длину сопротивления полосы:

    =1,05·a·n,

    где Ln — длина соединительной полосы, м;а — расстояние между стержнями, м;а= 3 м; n — число заземлителей, шт;

    Ln= 1,05·3·9 = 28,35 м.

    Проведем корректировку сопротивления растеканию тока полосы заземления с учетом коэффициентов сезонности и использования полосы

    ,

    где ηн — коэффициент использования полосы; ηн = 0,7; Rn — сопротивление растеканию тока, Ом.

    .

    Рассчитываем результирующее сопротивление искусственного заземлителя:

    ,

    где R0бщ. — результирующее сопротивление искусственного заземлителя, Ом.

    .

    Что соответствует Rдon=10 Ом.

    6.4 Охрана труда при проведении работ на МТБ

    .4.1 Требования пожарной безопасности

    На территории и в помещениях фермы, комплекса необходимо создать специальные противопожарные посты, пожарные щиты которых должны быть оснащены соответствующем инвентарем (огнетушителями, топорами, ведрами, баграми и т. д.) и иметь свободный доступ к ним. У пожарных резервуаров с водой должны быть установлены мотопомпы и насосы [25].

    средства пожаротушения необходимо содержать в исправном состоянии и постоянной готовности к действию.

    Все работающие на ферме, комплексе должны быть обучены обращению со средствами пожаротушения и умению эвакуации животных при пожаре.

    Для предупреждения пожара по окончании работы необходимо убедиться в том, что питание силовых и осветительных сетей отключено (за исключением дежурного освещения).

    В теплое время года необходимо периодически проверять состояние стогов, скирд, чтобы предотвратить возможность их самовозгорания.

    Для курения на ферме, комплексе отводятся специальные места.

    Запрещается:

    ·на территории фермы, комплекса использовать открытый огонь, разводить костры;

    ·использовать территорию между животноводческими помещениями под складирование материалов, сена, соломы;

    ·отогревать замерзшие трубы центрального отопления, канализации, водопровода и т. п. открытым огнем;

    ·проводить сварочные работы в помещениях, где находятся животные;

    ·оставлять в бункерах агрегатов, в помещении готовую травяную муку и сухую массу;

    ·хранить бензин, керосин, спирт, масла и другие легковоспламеняющиеся материалы в производственных и служебных помещениях.

    6.5 Экологичность проекта

    Охрана природы плановая система государственных, международных и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, охрану и восстановление природных ресурсов, на защиту окружающей среды от загрязнения и разрушения, для создания оптимальных условий существования человеческого общества [25].

    В эпоху технического прогресса воздействие человека на биосферу нашей планеты, ее структуру и энергетику стало поистине всеобъемлющем.

    В природе все больше проявляются изменения, вызываемые сельскохозяйственной Деятельностью человека, в связи с увеличением потребности в продовольствии и ростом населения. В результате естественные биогеоценозы вытесняются пашнями, садами огородами и возникают трансформированные экосистемы.

    Стремясь получить как можно больше продукции с посевных площадей, человек оказывает влияние на все компоненты экосистемы и, в частности, на почву путем применения комплекса агротехнических мероприятий с включением химизации, механизации и мелиорации.

    Система обработки почв в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского района направлена на улучшение плодородия почвы, ее физических свойств, водовоздушного и теплового режимов, очищение полей от сорняков. В связи с наличием в хозяйстве эрозионноопасных земель в отношении водной эрозии, система обработки почв носит почвозащитный характер. На площадях, подверженных водной эрозии, необходимо применять вспашку поперек склона, снегозадержание, внесение повышенных доз удобрений.

    Наиболее важной и ответственной задачей в условиях интенсификации промышленного животноводства и связанной с ней концентрацией животных на ограниченной территории является обеспечение соответствующих гигиенических условий в животноводческих помещениях, исключение случаев возникновения эпидемических ситуаций и нарушение экологического равновесия в окружающей природной среде.

    Одно из наиболее важных проблем является удаление и хранение экскрементов животных.

    При уборке и использованию навоза необходимо применение прогрессивных технологий и решений, обеспечивающих:

    ·своевременное удаление, сбор, накопление, хранение и подготовку к использованию навоза в качестве удобрения с соблюдением установленных требований;

    ·полное использование навоза в качестве органического удобрения или в качестве компонента для производства компостов;

    ·переработку навоза в высококачественные органические удобрения.

    Сооружения по подготовке и хранению навоза следует располагать по отношению к животноводческому предприятию и жилой зоны с подветренной стороны господствующих ветров в теплое время года, а также ниже водозаборных сооружений с учетом санитарно-защитных и зооветеринарных разрывов.

    максимальный срок хранения навоза не должен превышать 6 месяцев. Объем навозохранилищ должен соответствовать периоду, в течение которого невозможно вносить благополучный, в ветеринарно-санитарном отношении, навоз в почву.

    территория фермы должна быть огорожена, иметь дезбарьеры, ветсанпропускники, карантинные помещения, навозохранилища и т. д.

    При проектировании систем подготовки кормов к употреблению необходимо предусматривать применение прогрессивных технологий и решений, обеспечивающих:

    ·своевременный сбор, накопление, хранение и подготовку к употреблению кормов с соблюдением установленных требований;

    ·полное использование кормов, в процессе подготовки их к употреблению, без каких-либо потерь;

    ·переработка кормов в высококачественные кормовые смеси;

    ·обеспечение необходимых, условий микроклимата в помещениях для хранения кормов.

    неправильно хранящиеся корма подвергаются процессам гниения и разложения, которые, в свою очередь, являются распространителями болезней и вредных газов. Поэтому непригодные корма необходимо своевременно подвергнуть обработке или вывезти за пределы фермы в специально отведенные для этого места.

    Хранятся корма в специальных помещениях и сооружениях. Они должны обеспечить сохранность корма на протяжении определенного промежутка времени.

    7. Экономическое обоснование принятых в проекте технических решений

    В настоящее время существует довольно много производителей, предлагающих различные устройства для регулирования параметров микроклимата. Выбрав оптимальные предложения, можно получить существенную экономию.

    таким образом, применение предложенных решений позволит уменьшить энергопотребление при относительно небольших капитальных вложениях [25].

    Таблица 7.1 — Стоимость и количество закупаемого оборудования

    №п/пОборудованиеКол-во, шт.цена, руб.на ед. пр.всего1Термодатчик ДТС125-50М.В2.601289,1289,12ПИД — регулятора ТРМ1011295029503Блок управления БУСТ1318631864Симистор 2ТС171-250-60037352205Итого:8630,1

    Для подтверждения экономической целесообразности предлагаемой автоматизации управления электрокалорифером рассчитаем систему технико-экономических показателей, характеризующих работу существующей и предлагаемой системы [2].

    Определяем приведенные затраты:

    ПР = С + ЕНК,

    где Зпр — приведенные затраты, руб./ год;С — годовые эксплуатационные издержки, руб.;К — объем капитальных вложений, руб.;Ен — нормативный коэффициент эффективности (для сельского хозяйства в целом Ен = 0,12).

    капиталовложения составляют 8630,1 руб.

    Кпр = 8630,1 руб.

    Приведенные затраты для проектируемого варианта:

    пр = 397723,99 + 0,12×8630,1 = 398759,6 руб.

    В состав эксплуатационных издержек (С) входят оплата труда персонала, занятого на сравниваемых вариантах производства; электроэнергии, топлива и смазочных материалов; отчисления на амортизацию (включая капитальный ремонт и реновацию) машин, электродвигателей, оборудования, средств автоматики, зданий и специальных технологических сооружений; расходы на текущий ремонт машин, оборудования и строительных конструкций; прочие прямые расходы.

    Сумму годовых эксплуатационных издержек находят из выражения:

    С = А + Т + Эл +3 + Р + О,

    где А — амортизационные отчисления; Т — стоимость годового расхода тепла; Эл — стоимость электроэнергии; 3 — годовой фонд зарплаты обслуживающего персонала сначислениями;Р — стоимость текущего ремонта; О — общехозяйственые и прочие расходы.

    Эксплуатационные издержки для проектируемого варианта:

    Спр=1225,47+0+339200+42239,56+1553,42+13505,54=397723,99 руб.

    Сумма амортизационных отчислений (А) составляет 14,2 % от капитальных затрат в соответствии с Методикой отчисления экономической эффективности электрификации производственных процессов сельского хозяйства.

    Сумма амортизационных отчислений находят из выражения:

    Амортизационные отчисления для проектируемого варианта:

    Стоимость текущего ремонта принимается равной 18 % от капитальных затрат.

    .

    Стоимость текущего ремонта для проектируемого:

    Стоимость электроэнергии:

    Эл=N×Рсут×С,

    где N=212 — продолжительность отопительного сезона, дней; Рсут — среднесуточное потребление электроэнергии калорифером, кВт×ч/сут.;С — тариф на электроэнергию, руб/кВт×ч.

    В случае использования автоматической системы регулирования (проектируемый вариант):

    Элпр=212×320×5=339200 руб.

    годовой фонд зарплаты обслуживающего персонала (3) определяется по числу обслуживающего персонала (1 чел.) и средней заработной плате с учетом начислений в размере 12,4% (42239,56 руб.).

    З=Зпср×n;

    З=42239,56×1=42239,56 руб.

    Общехозяйственные и прочие расходы (О) принимают в размере 30 % от сумы годового фонда зарплаты обслуживающего персонала, амортизационных отчислений и годовых затрат на текущий ремонт.

    .

    Общехозяйственные и прочие расходы проектируемого варианта:

    Общие затраты на валовую продукцию включают в себя прямые (основные затраты и накладные расходы (расходы по управлению хозяйством и обслуживанию производства).

    К прямым затратам относят зарплату с начислениями, стоимость кормов и подстилки, расходы на амортизацию основных средств (строений, сооружений, механизмов, оборудования), текущий ремонт основных средств, автотранспорт, водоснабжение, электроснабжение, а также прочие прямые затраты (стоимостьмалоценного инвентаря, медикаментов и дезосредств, топлива, живой тяговой силы и т. п.) [1].

    К накладным относятся общепроизводственные расходы общехозяйственные расходы (зарплата администрации хозяйства с начислениями, затраты на содержание усадьбы, противопожарные мероприятия командировочные и канцелярские расходы, расходы на подготовку кадров).

    Общехозяйственные затраты распределяют пропорционально заработной плате между всеми отраслями. Они входят в затраты производства, и их относят на группы скота пропорционально заработной плате, включенной в прямые затраты.

    Коэффициент общей эффективности капитальных вложений определяют по формуле:

    ,

    где Пдоп — экономия за счёт внедрения средств автоматизации, руб.; Кдоп — сумма дополнительных капитальных вложений, руб.

    Пдоп = Элбаз — Элпр

    Элбаз = 212×480×5=508800 руб.

    Пдоп =508800-339200=169600 руб.;

    .

    Срок окупаемости капитальных вложений:

    ;

    ;

    Все капитальные вложения на устройство автоматизацию подержания микроклимата и на его эксплуатацию окупаются в течение 0,05 лет.

    Таблица 7.2 — Технико-экономические показатели проекта

    ПоказательЗначенияКапиталовложения, тыс. руб.8,630Эксплуатационные затраты, тыс. руб.397,723Проведенные затраты, тыс. руб.398,759Общая Прибыль от внедрения автоматизации, тыс. руб.169,600Срок окупаемости капитальных вложений, лет0,05

    Заключение

    В данном дипломном проекте был произведен анализ электроснабжения в ООО «АП КНЯГИНИНСКОЕ» Княгининского района Нижегородской области. Анализ показал, что ферма нуждается в реконструкции электроснабжения, а также в автоматизации некоторых производственных процессов. В дипломном проекте особое внимание уделено реконструкции электроснабжения. Произведен расчет и выбор электрифицированного оборудования: расчет и выбор проводов, пускозащитной аппаратуры, проведена проверка пускозащитной аппаратуры на согласование с проводами, расчет электротепловых нагрузок, подсчет электрических нагрузок, выбор мощности и расчет сетей, выбор трансформаторной подстанции, расчет освещения, расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей.

    В разделе — детальная разработка проекта — была рассмотрена актуальность автоматизации поддержания микроклимата (температурного режима) на молочно-товарном блоке, разработана принципиальная электрическая схема автоматической системы поддержания температуры, управляющей электрокалорифером. В проекте произведен анализ условий труда, в результате которого производственным объектам присвоены категории по опасности поражения электрическим током, по пожарной опасности, по условиям среды, предложены меры повышения безопасности. В разделе — экономическое обоснование принятых в проекте технических решений — дана экономическая оценка применения автоматизированного управления электрокалорифером, высокий уровень экономии электроэнергии при сроке окупаемости 0,05 лет.

    Предлагаю использовать принятые в дипломном проекте технические решения при реконструкции электроснабжения в ООО «АП Княгининское».

    ЛИТЕРАТУРА

    1.Будзко, И.А., Зуль, В. М. Электроснабжение сельского хозяйства.- М: Агропромиздат, 1990.

    2.Будзко, И. А., Лещинская, Т. Б., Сукманов В. И. Электроснабжение сельского хозяйства. — М.: Колос, 2000. — 536 с., ил.

    .Галкин, А.Ф. основы проектирования животноводческих ферм. М., Колос. 1975.

    .Ерошенко, Г. П., Медведько, Ю. А., Таранов, М. А. Эксплуатация энергооборудования сельскохозяйственных предприятий: Учебник для вузов. — Ростов-на-Дону: ООО «Терра»; НПК «Гефест», 2001. — 592 с.

    .Живописцев, Е. Н., Косицын, О. А. Электротехнология и электроосвещение.- М: Агропромиздат, 1990.

    .Зайцев, А. Т. Механизация производственных процессов в сельском хозяйстве. — М.: Колос, 1999. — 416 с., ил.

    .Кнорринг, Г. М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения.- 2е изд. доп. и перараб.- СПб.: Энергоатомиздат, 1992.

    .Коганов, И. Л. Курсовое и дипломное проектирование.- 2е издание доп. И перераб.- М.: Агропромиздат, 1995.

    .Коломиец, А. П. Автоматизация отделения инородных примесей от потока кормов // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. — М., 1995.-С. 121-122.

    .Кудрявцев, И. Ф. и др. Автоматизация производственных процессов на фермах. — М.: «Колос», 1997. — 288 с. с ил.

    .Луковников, А. В., Шкрабак, B. C. Охрана труда. Учебник для вузов. — 6-е изд. перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1999. — 319 с., ил.

    .Мартыненко, И. И., Тищенко, Л. П. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации.- М.: Колос, 1978.

    .Мельников, С. В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. — 2-е изд. перераб. и доп.- Л.: Агропромиздат, 1998. — 640 с.

    .Методические указания по проектированию сельских населённых мест / В. В. Анищенко Краснодар. КСХИ, 1999.

    .Механизация и технология производства продукции животноводства / В. Г. Коба, Н. В. Брагинец, Д. Н. Муредсидзе.- М.: Колос, 1999. — 640 с., ил.

    .Мусин, А. М. оптимизация режимов работы автоматизированной системы: «кормораздатчик-микроклимат-животное» // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. — М., 1997. — С. 97 — 98.

    .Нагорский, И. С. и др. Автоматизация кормораздатчика влажных кормов для свиноферм / Нагорский И. С., Валюшкевич Г. Г., Писарчук В. А. // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. — М., 1997. — С. 98 -99.

    .Организация производства на сельскохозяйственных предприятиях. Синюков М. И., Шакиров Ф. К., Василенко М. П. и др.; Под ред. Синюковг М. И. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1999. — 512 с.

    19.Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- бе изд. перераб,и доп.- М.: Энергоатомиздат, 2007.

    20.Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. Справочник, Под ред. П.Н. Листова. М., Колос. 1998.

    21.Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства / Учебное пособие. — М.: Информагротех, 1999. — 536 с.

    22.Фоменков, А. П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов ипоточных линий. — 2-е изд.

    .Шаров, А. В., Коломиец, А. П. Автоматика. — М.: Колос, 1999. — 264 с., ил.

    .Шеповалов, В. Д. Пневматические цифровые устройства // Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве. — М., 1995. — С. 103- 104.

    .Шкрабак, В. С. Охрана труда. — М.: Агропромиздат, 1997. — 247 с., ил.

    .Юндин, М. А., королев, А. М. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства. — Зеленоград: АЧГАА, 1999. -110с.

    Учебная работа. Реконструкция электроснабжения в ООО &#039;АП Княгининское&#039; Княгининского района Нижегородской области с автоматизацией технологических процессов в молочно-товарном блоке