Реконструкция электротехнической части фермы КРС на 200 голов

В таблице приведено двойное количество технологического оборудования для 2 животноводческих комплексов. Расчет силовых сетей молочного блока производим аналогичным методом что и при расчете осветительной сети т.е. методом потерь напряжения. Силовая сеть молочного блока разбита на 4 группы.

Моменты нагрузки на группах.

М=Σ(Р·L)(3.201)

где, Σ - сумма токоприемников подключенных к данной группе

Р - мощность токоприемника

L-расстояние от установки до силового щита.

М1=4·4,4+4·5,4=39,2 кВт·м

М2=4,5·5,25+0,6·5,25+1,7·5,25+4,5·6,3+0,6·6,3+1,7·6,3=78,3 кВт·м

М3=1,1·6,2+1,1·7,3=14,8 кВт·м

М4=4·7,3+0,37·7,3+4·8,5+0,37·8,5=67,3 кВт·м

Расчетное сечение

S=М/С·ΔU(3.202)

т.к. напряжение на группах принято 380В то С=50, отклонение напряжения на группах принимаем 2,5% данный процент потерь напряжения разрешает ПУЭ

S1=39,5/50·2,5=0,3мм²

S2=78,3/50·2,5=0,6мм²

S3=14,8/50·2,5=0,1мм²

S4=67,3/50·2,5=0,6мм²

На всех отходящих группах принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А, выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током.

Для этого определяем токи на группах, т.к. токи всех токоприемников известны, то токи на группах находим суммированием токов электродвигателей которые подключены к данной группе

Iгр=ΣIн(3.203)

Расчетные токи на группах

I1=9+9=18А

I2=10+2+3+10+2+3=30А

I3=3+3=6А

I4=9+1+9+1=20А

Во в 2 группе расчетный ток превысил допустимую токовую нагрузку на выбранный кабель поэтому увеличиваем сечение до 4 мм² и окончательно принимаем кабель АВВГ(4·4) с Iдоп=38А

Iдон=38А≥Iраб=30А(3.204)

Условие соблюдается значит кабель выбран верно. На оставшихся группах максимальный расчетный ток вышел в 4 группе и составил 20А эту группу и принимаем в расчет при проверке выбранного кабеля по условию нагрева.

Iдоп=28А≥Iраб=20А(3.205)

Для остальных групп принимаем кабель АВВГ(4·2,5) т.к. этот кабель проходит по условию допустимого нагрева.

Выбор аппаратуры защиты и распределительного щита.

Т.к. предполагается выбор силового щита серии ПР8501 укомплектованного автоматами марки ВА51-31 с Iн=50А то предварительно будем вести расчет принимая эти автоматы, выбираем условно автомат с Iн.р.=40А и Iотс=150А.

Т.к. силовые распределительные щиты комплектуются автоматами одной серии то при выборе автоматического выключателя будем учитывать самую мощную группу а именно 2.

Суммарный ток с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=2+3+(7,5·10)=80А(3.206)

Т.к. 2 двигателя имеют одинаковую мощность, то при определении суммарного тока будем учитывать пусковой ток одного из этих двигателей.

Производим проверку выбранного автомата по условиям.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=50А≥Iраб=30А

Iн.р.=40А≥Кн.р.·Iраб=1,1·30=33А(3.207)

Iотс=150А≥Кн.э.·Imax=1,25·80=100А

Выбранный ранее автоматический выключатель проходит по всем условиям и окончательно на всех группах принимаем автомат серии ВА51-31 с Iн=50А Iн.р.=40А и Iотс.=150А

Определяем ток на вводе в силовой щит.

Суммарные ток всех силовых групп.

Iс=ΣIг=18+30+6+20=74А(3.208)

где, ΣIг-сумма токов в группах

Общий вводной ток в силовой щит

Iв=Iс+Iо=74+6,7=80,7(3.209)

где, Iо - ток осветительной сети, в проведенных ранее расчетах Iо=6,7А

Предварительно выбираем на вводе автомат серии ВА51-33 с Iн=160А

Iотс=480А и Iн.р.=100А выбор такого автомата объясняется тем что условно был выбран силовой щит с таким типом автомата на вводе.

Суммарный ток на вводе

Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=18+6+20+6,7+(7,5·10+7,5·10)=200,7А(3.210)

Т.к. имеются 2 самых мощных двигателя то при расчете пускового тока на вводе будем учитывать суммарный пусковой ток этих двигателей.

Проверяем выбранный ранее автоматический выключатель по условиям.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iраб=80,7А

Iн.р.=100А≥Кн.р.·Iраб=1,1·80,7=88А(3.211)

Iотс=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·200,7=250,8А

Окончательно принимаем выбранный ранее автомат, т.к. он проходит по всем условиям.

Таблица 22 - Характеристики выбранных автоматических выключателей

По таблице 2.44 стр149(л-6) принимаем распределительный силовой шкаф серии ПР8501 с номером схемы 055 с исполнением по электробезопасности со степенью защиты IР21 т.к. шкаф будет устанавливаться в электрощитовой а это помещение сухое, укомплектован вводным автоматом ВА51-33 и шестью автоматами ВА51-31 на 4 автомата будет включена силовая нагрузка на 1 осветительная сеть и 1 автомат останется в резерве на случай включения дополнительной нагрузки.

Расчет силовой сети животноводческого комплекса.

Таблица 23 - Выбранное оборудование животноводческого комплекса

В таблице приведено оборудование 1 животноводческого комплекса, расчет второго аналогичен и поэтому его не приводим.

Силовая сеть животноводческого комплекса разбита на 3 группы, расчет производим аналогичным методом который использовался при расчете силовой сети молочного блока.

Моменты нагрузки на группах.

М1=Σ(Р·L)=1,5·10,5+12·10,5=141,7 кВт·м(3.212)

М2=1,5·79,5+12·79,5=1037 кВт·м

М3=4·25+1,5·25+4·25+1,5·25=275 кВт·м

Расчетное сечение кабелей на каждой группе.

S1=М1/С·ΔU=141,7/50·2,5=1,1 мм²(3.213)

S2=1037/50·2,5=8,2 мм²

S3=275/50·2,5=2,2 мм²

Значение коэффициента С и ΔU аналогично молочному блоку.

Расчетные токи в группах.

Ток электротен вентиляционной установки.

I=Р/√3·U·cosφ=12/1,7·0,38·1=18,5 А(3.214)

где, Р - мощность тен вентиляционной установки.

U - номинальное напряжение

cosφ - коэффициент мощности, т.к. нагрузка активная то cosφ=1

Т.к. все токи известны то рабочий ток на группе определяем суммированием токов электроприемников подключенных к данной группе.

I1=4+18=22А(3.215)

I2=4+18=22А

I3=9+4+9+4=26А

На всех трех группах принимаем четырехжильный кабель марки АВВГ с сечением токоведушей жилы на 1 группе 2,5 мм², на 2 - 10 мм² на 3 - 2,5 мм², выбранный кабель проверяем по нагреву длительным расчетным током. Допустимая токовая нагрузка на сечение 2,5 мм² составляет Iдоп=28А на сечение 10 мм² Iдоп=60А.

Проверка выбранного кабеля на группах.

Iдоп=28А≥I1расч=22А

Iдоп=80А≥I2расч=22А(3.216)

Iдоп=28А≥I3расч=26А

Окончательно принимаем выбранные раннее кабеля, т.к. они проходят по условию нагрева длительным расчетным током, способ прокладки кабель в трубе.

Выбор силового щита и аппаратуры защиты.

Ток на вводе в силовой щит.

Iв=Iс+Iо=70+39,8=109,8А(3.217)

где, Iс - ток силовой сети

Iо - ток осветительной сети.

Суммарный ток на вводе с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Imax=ΣIн+(Iн·КjIп)=35+35+4+4+(9·5,5+9·5,5)=216,8А(3.218)

Т.к. имеются два самых мощных двигателя с одинаковой мощностью, то определяем их суммарный пусковой ток.

Общие токи на группах.

I1max=28+(7·6,2)=71,4 А(3.219)

пусковой ток 1 группы аналогичен пусковому току 2 группы

I3max=4+4+(9·5,5+9·5,5)=107А(3.220)

Предварительно выбираем распределительный шкаф серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и 4 атоматическими выключателями серии ВА51-31 на отходящих линиях степень защиты IР21, т.к. помещение в месте установки щита сухое номер схемы 051.

Проверка выбранных автоматов по условиям (на отходящих группах принят автомат с Iн=50А Iотс=175А и Iн.р.=40А, на вводе с Iн=160А Iотс=480А и Iн.р.=150А)

При проверке автоматов на группах будем учитывать самую мощную группу, их вышло 2, т.к. они имеют одинаковую нагрузку, то в расчет принимаем одну из них.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а=50А≥Iрасч=35А

Iн.р=40А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·35=38,5А(3.221)

Iотс=175А≥Кн.э.·Imax=1,25·71,4=89,2А

Все условия выполняются значит окончательно на группах принимаем выбранный ранее автоматический выключатель.

Проверка выбранного автоматического выключателя на вводе.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iрасч=135,8А

Iн.р.=150А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·135,8=149,3А(3.222)

Iотс.=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·216,8=271А

Все условия выполняются значит принимаем выбранный ранее на вводе автоматический выключатель серии ВА51-33 а также окончательно принимаем силовой щит серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и с 4 автоматами на отходящих группах серии ВА51-31.

Таблица 24 - Характеристика автоматических выключателей силового щита

Установленная мощность всего комплекса.

Руст=Рж+Рм=105+35=140 кВт (3.223)

где, Рж - суммарная мощность обоих животноводческих комплексов.

Рм - мощность молочного блока.

Мощность молочного блока.

Рм=Рс+Ро=32,5+2,5=35 кВт (3.224)

где, Рс - мощность силовой сети

Ро - мощность осветительной сети

Рс=ΣР=8+2,2+9+1,2+3,4+8+0,74=32,5 кВт(3.225)

где, ΣР - сумма мощностей силовой цепи

Мощность осветительной сети из проведенных ранее расчетах Ро=2,5 кВт

Мощность 1 животноводческого комплекса.

Рж=Рс+Ро=37+15,5=52,5 кВт(3.226)

Рс=1,5+1,5+4+4+1,5+1,5+24=37 кВт

Ро=15,5 кВт

Мощность второго животноводческого комплекса аналогична.

Составление графиков нагрузки.

Графики нагрузки составляются для того чтобы наглядно иметь представление о пиках нагрузки, а также чтобы подсчитать потребление и стоимость годовой потребленной электроэнергии. При составлении графиков нагрузок будет учитываться весь животноводческий комплекс включая молочный блок. Графики нагрузки будут составляться для летнего и зимнего периодов.

Для летнего периода будем учитывать следующие условия: вентиляция в летний период осуществляется за счет естественного проветривания и поэтому расход энергии на вентилятор и калорифер будет равняться нулю, т.к. в летнее время коровы пасутся на пастбищах соотвественното уборка навоза будет производиться 1 раз в сутки. Для составления графиков нагрузок заносим время работы технологического оборудования в таблицу.

Таблица 25 - Интервалы и время работы технологического оборудования в летний период

Освещение в летнее время почти не используется за исключением освещения во время вечернего доения и дежурного освещения. Суммарная мощность дежурного освещения Рд=1,6 кВт. Также при составлении графиков нагрузки будем считать, что в дневное время помимо производственной нагрузки включается дополнительная нагрузка затрачиваемая на бытовые нужды которая примерно составляет порядка 5 кВт. Т.к. молоко реализуется предприятием в дневное время, а доение происходит утром и вечером то будем считать, что в ночное время будет помимо освещения включена холодильная машина с интервалом работы 25 минут в час.

В зимнее время интервалы работы технологического оборудования аналогично летнему периоду за исключением навозоуборочных транспортеров, работа которых составляет 4 раза в сутки. Также в зимнее время приточный воздух с улицы подается вентилятором на калорифер где он прогревается и затем подается в верхнею зону помещений, т.к. из проведенных ранее расчетах требуемая подача воздуха равнялась 12000 м³, а подача воздуха выбранных вентиляторов в сумме равняется 12000 м³, то будем считать что вентиляционная система в зимнее время будет постоянно работать.

Таблица 26 - Интервалы и время работы технологического оборудования в зимний период

Также сводим в таблицу время работы освещения в летний и зимний период.

Таблица 27 - Интервалы и время работы осветительной сети

Дежурное освещение в летний и зимний период включено постоянно и его мощность составляет 1,6 кВт. Графики нагрузки в зимний и летний период приведены ниже.

4. Годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования

Wгод=Р·((t·165)+(t·200))(4.1)

где, Р - номинальная мощность установки, кВт

t - время работы установки,

165-количество летних дней

200-количество зимних дней.

Родовое потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера.

Wгод=22·((0,6·165)+(1,2·200))=7458 кВт·ч(4.2)

Родовое потребление энергии доильной установкой.

Wгод=8·((4,2·165)+(4,2·200))=12264 кВт·ч(4.3)

Годовое потребление электроэнергии танком охладителем.

Wгод=8·((6,5·165)+(6,5·200))=18980 кВт·ч

Годовое потребление электроэнергии холодильной установкой.

Wгод=6,8·((10,2·165)+(10,2·200))=25316,4 кВт·ч(4.4)

Определяем годовое потребление электроэнергии на вентиляцию воздуха.

Wгод=54·(24·200)=259200 кВт·ч(4.5)

Годовое потребление электроэнергии на освещение.

Потребление электроэнергии на дежурное освещение.

Wгод=1,6·(24·365)=14016 кВт·ч(4.6)

Годовое потребление электроэнергии на рабочее освещение.

Wгод=18·((1,1·165)+(7,15·165))=29007 кВт·ч(4.7)

Годовое потребление на различные вспомагательные нужды.

Wгод=5·(8·264)=10560 кВт·ч(4.8)

где, 264 - среднее количество рабочих дней в году.

Общее потребление электроэнергии.

Wобщ=ΣРWгод=7458+12264+18980+25316,4+259200+14016+29007+10560=376801 кВт·ч (4.9)

Стоимость потребленной электроэнергии.

СтW=Wобщ·Ц=376801·1,3=489841,3 руб(4.10)

где, Ц - цена одного кВт·ч

Выбор Т.П. расчет наружных сетей.

Расчет перспективных нагрузок.

Для проектирования подстанции необходимо знать нагрузки. Расчетные нагрузки линий 10 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 определяется суммированием максимальных нагрузок на вводе к потребителям с учетом коэффициента одновременности.

Таблица 28 - Установленная мощность потребителей

5. Установленная мощность потребителей с учетом коэффициента одновременности в дневной максимум

Р=Руст·Ко·Кд(5.1)

где, Руст - установленная мощность потребителя, кВт

Ко - коэффициент одновременности

Кд - коэффициент дневного максимума. (Кд=0,8 стр.67 (л-1))

Мощность гаража

Рг=15·0,6·0,8=7,2 кВт

Мощность вентсанпропускника

Рв=10·0,8·0,8=6,4 кВт

Мощность вентпункта

Рве=4,7·0,8·0,8=3 кВт

Мощность артскважины

Ра=16,5·1·0,8=13,2 кВт

Мощность резервной артскважины

Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт

Мощность родильного отделения

Рр=50·0,9·0,8=36 кВт

Мощность животноводческого комплекса N1

Рж=52,5·0,7·0.8=37 кВт

Мощность животноводческого комплекса N2

Рж2=52,5·0,7·0,8=37 кВт

Мощность молочного блока

Рм=35·0,8·0,8=22,4 кВт

Мощность котельной.

Рк=30·0,9·0,8=21,6 кВт

Суммарная нагрузка в дневной максимум.

Рд=ΣР=7,2+6,4+3+13,2+0,6+36+37+37+22,4+21,6=184 кВт (5.2)

где, ΣР - сумма мощностей

Полная мощность в дневной максимум

S=Рд/cosφ=184/0,8=230 кВа(5.3)

Определяем активную мощность потребителей в вечерний максимум.

Рв=Руст·Ко·Кв (5.4)

где, Кв - коэффициент вечернего максимума Кв=0,7

Уличное освещение

Ру=12·1·0,7=8,4 кВт

Мощность арсткважины

Ра=16,5·1·0,7=11,5 кВт

Мощность резервной артскважины

Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт

Мощность родильного отделения

Рр=50·0,9·0,7=31,5 кВт

Мощность животноводческого комплекса N1

Рж1=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт

Мощность животноводческого комплекса N2

Рж2=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт

Мощность молочного блока

Рм=35·0,8·0,7=19,6 кВт

Мощность котельной

Рк=30·0,9·0,7=18,9 кВт

Суммарная нагрузка в вечерний максимум.

Рв=8,4+11,5+0,6+31,5+32,4+32,4+19,6+18,9=145,3 кВт

Полная вечерняя нагрузка.

Sв=Рв/cosφ=145,3/0,8=181,6 кВа(5.5)

Силовой трансформатор выбираем с учетом максимальной нагрузки потребителя, максимальная нагрузка вышла в дневной максимум и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6 кВа и поэтому принимаем силовой трансформатор с учетом дневного максимума.

Трансформатор выбираем согласно соотношению.

Sн≥Sрасч(5.6)

где, Sн - номинальная мощность трансформатора, кВа

Sрасч - расчетная мощность, кВа

Выбираем силовой трансформатор ТМ-250 с Sн=250 кВа

Sн=250 кВа≥Sрасч=230 кВа

условие выполняется значит трансформатор выбран верно.

Таблица 29 - Технические характеристики силового трансформатора

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7