Силовое электрооборудование корнеплодохранилища ёмкостью 500 тон

Силовое электрооборудование корнеплодохранилища ёмкостью 500 тон

Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Республики Беларусь

Белорусский Аграрный Технический Университет

Кафедра ЭОСХП

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Проектирование систем энергоснабжения»

на тему «Силовое электрооборудование корнеплодохранилища ёмкостью 500 тон»

Минск – 2009

Аннотация

Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на 23 страницах машинописного текста, содержащей 5 таблиц и графической частью, включающей 2 листа формата А2 и 1 лист формата А1.

В работе представлены:

-    характеристика объекта электрификации и описание технологического объекта;

-    принципиальные схемы распределительной и питающей сетей технологические и кинематические схемы.

В процессе выполнения курсового проекта были произведены следующие расчеты:

-    подсчет электрических нагрузок и определение расчетной мощности на вводе. Расчет коэффициента мощности и полной мощности;

-    расчет сечений проводов и кабелей. Выбор типов электропроводок;

-    разработка схемы принципиальной электрической управления;

-    составление сметы по проекту силового оборудования.

Записка также содержит описание работы принципиальной электрической схемы силовых цепей и выбор коммутационной и защитной аппаратуры. В процессе выполнения курсового проекта была разработана схема управления и сигнализации.

Введение

Главная задача агропромышленного комплекса – решение продовольственной проблемы, то есть надёжное обеспечение населения республики продуктами питания. Одним из основных направлений при этом является увеличение производительности мяса. На долю свиноводства приходится почти треть всех доходов, получаемых от животноводства. Быстрого роста производства дешевой свинины можно достигнуть путём интенсификации и создания крупных специализированных свиноводческих предприятий промышленного типа, то есть перевода свиноводства на промышленную основу.

Наиболее эффективны специализированные хозяйства с законченным циклом производства свинины на собственных кормах. Преимущество такого типа хозяйств заключается в значительной экономии капиталовложений, более правильной организации воспроизводства молодняка и его откорма, широкой возможности внедрения прогрессивных методов и технологии разведения, содержания и кормления животных.

Повышение уровня: механизации и автоматизации производственных процессов, производительности труда, концентрации производства; обеспечение более высокой эффективности производства, рациональное использование денежных ресурсов – это основные пути создания конкурентоспособной и качественной продукции.

1. Характеристика объекта электрификации и описание технологического процесса

1.1 Технологический процесс

Корнеплодохранилище на 500 тон предназначено для ферм выращивания и откорма свиней.

Корнеплодохранилище рассчитано на загрузку 500 тонн корнеплодов.

Перед загрузкой хранилище дезинфицируют, проветривают, внутренние поверхности белят.

Загрузка хранилища осуществляют в период сбора урожая. Хранение корнеплодов принята навалом с высотой насыпи 4 метра в условиях активной вентиляции. Температура хранения корнеплодов 2-4 градуса Цельсия и влажности 80-95%.

Принятый срок работы хранилища 6-8 месяцев. Разгрузка хранилища происходит в течении всего срока хранения корнеплодов при кормлении свиней.

Загрузка производится при помощи комплекта транспортёров ТХБ-20 , приёмный бункер которого заполняется самосвалом.

Выгрузку начинают с места, ближайшего к кормоцеху. Сначала на транспортёр подаются корнеплоды вручную, а затем, когда освобождается пространство перед воротами их открывают и завозят транспортёр-подборщик и приёмный бункер.

1.2 Архитектурно-планировочные и строительные решения

По заданию на проектирование объектом электрификации является корнеплодохранилище ёмкостью 500 тон. В здании есть следующие помещения: кормозагрузочное, помещение для хранения картофеля, венткамера, электрощитовая, тамбур. Объект электрификации имеет размеры в плане 18х18м, высотой 4.6 м. Служебные помещения и вентиляционные камеры, расположенные с краю основного помещения. Строительные конструкции здания – однопролётные, колонны – сборные железобетонные, фермы – стальные, покрытие – вентилируемое, из сборных железобетонных плит, утеплённых минеральной ватой. Кровля выполнена из асбестоцементных волнистых листов. Полы сделаны керамзитобетонными с полимерным покрытием. Стены собираются из керамзитобетонных панелей. Торцевые стены корнеплодохранилища выполнены из кирпича.

1.3 Характеристика помещений по условиям окружающей среды

В соответствии с правилами устройства электроустановок все помещения классифицируются по условиям окружающей среды в зависимости от температуры воздуха, количества содержащейся в нём пыли и насыщенности парами влаги. В нашем здании корнеплодохранилища помещения будут классифицироваться по условиям окружающей среды следующим образом:

- сухие помещения: в которых относительная влажность не превышает 60% к ним относятся – венткамера, электрощитовая.

- сырые помещения: в которых относительная влажность воздуха длительно превышает 75% к ним относятся – кормозагрузочная, тамбур и помещение для хранения картофеля.

1.4 Инженерное обеспечение здания корнеплодохранилища

В хранилище запроектирована система активной вентиляции с механическим побуждением. Раздача воздуха в массу хранимой продукции принята по схеме «снизу-вверх», через систему продольных каналов с шиберами. Удаление увлажнённого воздуха из секции хранения предусматривается вытяжными крышными вентиляторами.

Внутренние сети водоснабжения и канализации запроектированы из условия подключения к наружным сетям хозяйства.

1.5 Молниезащита

Здание корнеплодохранилища защищается стержневыми молниеотводами, которые устанавливаются на коньке крыши. Сечение стержня молниеприёмника 100 мм2, а длина 200 мм. Соединение молниеприёмника с заземлителем выполняется с помощью токопровода из стальной катанки диаметром 6 мм2. Заземлитель сооружают из двух вертикальных электродов диаметром 2о мм и длиной 3 м, отстоящих один от другого на расстоянии 5 м, объединённых под землёй на глубине 0.5 м горизонтальным электродом из полосовой стали сечением 40х4 мм.

2. Схемы электрических сетей здания

2.1 Характеристика электроприёмников

По степени надёжности электроснабжения корнеплодохранилище относится ко 2-й категории.

В состав электрооборудования здания входят следующие электроприёмники (см. таблицу 2.1) с нижеперечисленными параметрами в соответствии с заданием.

Таблица 2.1 - Основные параметры электроприёмников

Характеристика технологического оборудования в комплекте с электрооборудованием.

- отопительно-рецеркуляционный аппарат - служит для отопления и вентиляции помещений. Управление агрегатом осуществляется при помощи шкафа управления ШОА.5904 – 4074У5 (6Л А.380.650).

- комплект транспортёров – служит для подбора корнеплодов, подачи их в приёмный бункер и от туда по ленточным транспортёрам в транспортное средство. Управление осуществляется при помощи шкафа управления.

- крышный вентилятор служит для оттока воздуха с хранилища. Управление вентиляторами осуществляется при помощи шкафа управления.

- приточная система служит для притока свежего воздуха в здание. Управление системой осуществляется при помощи шкафа управления.

- щит освещения предназначен для управления освещением в здании хранилища.

2.2 Определение месторасположения ввода и выбор ВРУ

Вводно-распределительные устройства (ВРУ) предназначены для приёма и распределения энергии внутри здания, а также для защиты сетей и электроприёмников. В качестве ВРУ принемают шкафы, щиты, панели, пункты, силовые ящики и т.д.

Месторасположение ВРУ должно определяться с учётом удобства обслуживания, исключения помех производству, не загромождать проходы, следовательно, исходя из средств экономии проводов и материалов определим месторасположение электрического ввода в помещении.

Выбор ВРУ осуществляется с учётом величины электрической нагрузки, условий окружающей среды, числа подключаемых электроприёмников или их групп. Расчётный ток групп электроприёмников должен быть не более номинального тока устройства, в каждом конкретном случае и с учётом перспективы, число резервных линий должно быть минимальным.

Исходя из условий расположения центра нагрузок, комплектности, расположения электрооборудования, электрощитовой, с учётом местоположения ТП и наименьшего расхода питающего кабеля, место расположения ввода на плане будет Б7 (см. лист 1).

Исходя из того, что все электроприемники подключаются к пультам управления, принимаем совместную конструкцию вводного устройства и распределительного. По способу установки – навесное.

В качестве ВРУ используем шкаф серии ВРУ–Ин1 с предохранителями.

2.3 Выполнение структурной схемы электрической сети

Структурная схема электрической сети это графический документ дающий общее представление о конфигурации электрических сетей. Они предназначены для наиболее лёгкого и доступного понимания схем.

Составление структурных схем: принимаем радиальную схему питания электроприёмников. Радиальная схема в нашем случае наиболее полно удовлетворяет требованиям надёжности, простоты подключения электроустановок.

Приборы учёта в ВРУ не устанавливаются так как здание хранилища запитывается непосредственно от ТП. Для защиты обслуживающего персонала устанвливаем в ВРУ УЗО.

Разбиваем электроприёмники на группы и составляем структурную схему питающей и распределительной сети

На рисунке 2.1 приведена радиальная схема распределения электроэнергии в здании.

Рисунок 2.1 - Схема распределения электроэнергии для ВРУ

3. Подсчет электрических нагрузок и определение основных расчётных параметров

3.1 Обоснование выбора метода расчёта

Расчётная мощность – это основная величина при расчёте электрических нагрузок зданий, сооружений.

При расчете электрических нагрузок воспользуемся методом технологического графика. Мы можем использовать этот метод, так как наш объект является сельскохозяйственным объектом где технологический процесс осуществляется строго по времени, т.е. выдерживается ритмичность производства, а данный метод даёт наиболее точный результат.

3.2 Краткая характеристика метода

Сущность метода заключается в построении суточного графика нагрузок.

Для группы электроприёмников под расчётной мощностью понимают такую неизменную нагрузку которая эквивалентна фактически изменяющейся во временинагрузке группы ЭП по наибольшему возможному тепловому воздействию на элементы системы электроснабжения. При этом за Рр принимается максимальная из возможных нагрузок с продолжительностью действия равной получасовому максимуму.

3.3 Построение графика

Проводим анализ имеющихся электроприёмников, все параметры и время работы заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Суточный технологический график оборудования

Рабочая смена персонала по уходу за животными – 630 - 1130 , 1730 – 2000

Принимаем допущение: электроприёмники работающие в автоматическом режиме условно работают постоянно. Построение графика начинается с постоянно действующих нагрузок, а дальнейшее построение с наиболее длительных.

Рисунок 3.1 – Сменный график нагрузок

3.4 Выводы по графику

Из графика видно что, расчётная мощность равняется Рр=48.4 кВт и длится один час. Коэффициент мощности рассчитывается по формуле:

Полная мощность определяется следующим образом:

кВА

Расчётный ток линии ввода:

А

4. Расчет сечений проводов и кабелей. Выбор типов электропроводок

Основные требования предъявляемые к электропроводкам: обеспечение безопасности, надёжность, соответствие условиям окружающей среды, назначению, обеспечение электро-, пожаро- и взрывобезопасности, универсальность сети, её гибкость, экономичность.

В курсовом проекте для питания электроприёмников принимаем кабель с алюминиевыми жилами АВВГ и медными жилами ВВГ для подключения передвижных электроприёмников.

Расчет сечений проводов.

Задачей расчет электропроводок является выбор сечений проводников. При этом сечения проводников любого назначения должны быть наименьшими и удовлетворять следующим требованиям:

а) допустимому нагреву;

б) электрической защиты отдельных участков сети;

в) допустимым потерям напряжения;

г) механической прочности.

В отношении механической прочности выбор сечений сводится к просто выполнению нормативных требований ГОСТ30331.1-15. В нем приведены минимальные сечения проводников, которые могут быть использованы при выборе электропроводок в здании.

В нашем случае для стационарных электроустановок кабели и провода для силовых и осветительных сетей должны иметь сечение не менее 2,5 мм2 .

Последовательность расчета:

1. Так как выбор сечения проводников связан непосредственно с выбором защитных аппаратов, то предварительно мы должны выбрать аппараты управления и защиты и рассчитать их характеристики.

Определяем рабочие токи Iр и максимальные токи Iмакс каждой из линий, для этого воспользуемся данными таблицы 2.1

Расчёт производим для одной линии остальные расчёты сводим в таблицу 4.1.

- для линии Л.2: Iр=Iн=0.38А; Iмакс=Iн·Кi=0.38*4.5=1.71А

- для линии Л.2:

, А

2. Определяем токи плавких вставок по следующим условиям:

Iвст ≥ Iр,

,

где α – коэффициент учитывающий условия пуска электродвигателя

- для линий Л2:

Iвст ≥ 0.38 А,

 А,

принимаем предохранитель НПН2-60, Iвст=6А, Iн=60А

FU7: Для линии освещения

Iвст ≥ 1.1 * Iдл;

Iвст ≥ 1.1 * 4 = 4.4 А

I пл.вст = 6 А; Iпр.откл = 10 кА. НПН2 - 60

Предохранитель магистральный для всех электродвигателей.

Выбираем предохранитель FU 1 по:

Iдл = 62.44 А – из расчёта электрических нагрузок Iвст ≥ 63 А

Iвст ≥ Iмакс/2.5

Iмакс = ∑Iрi-1 + Iмак.наиб. = 58.68 + 10.7 * 7.5 = 138.93 А

Iвст ≥ 138.93 / 2.5 = 55.57 А

Iн.вст = 63 А; Iпр.откл = 100 кА ПН2 - 100

3. Проводим расчёт и выбор сечения проводников. При этом необходимо обеспечить выполнение двух условий:

а) нагрев проводника не должен превышать допустимых нормативных значений:

, А

гдеIдл – длительный расчетный ток электроприемника или участка сети, А;

Kt – нормативный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды;

,

где tнор.пр – нормативная температура проводника до которой нормируются длительно допустимые токи для проводов и кабелей;

tнор.ср – нормативная температура среды, где прокладывается проводник.

Kп – поправочный коэффициент, зависящий от числа рядом проложенных одновременно работающих кабелей;

б) при возникновении ненормальных режимов и протекании сверхтоков проводник должен быть отключен от сети защитным аппаратом:

, А

где Iзащ. – ток защиты аппарата, А;

Kзащ. – коэффициент кратности, характеризующий отношение между допустимым током проводника и током защиты аппарата (для невзрыво-, непожароопасных помещений Кзащ=1.0);

4. выбранное сечение проводника проверяем по допустимой потере напряжения, которая в конце участка линии не должна превышать 4%.

,

где Р – мощность на участке, кВт

l – длинна линии, м; с – коэффициент зависящий от материала жилы, рода тока, значения напряжения и системы распределения электроэнергии (для трёхфазной сети с нулевым проводом напряжением 380/220В выполненной алюминиевым проводом с=46, медным с=77); F – площадь сечения токопроводящих жил, мм2

Результаты расчетов сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Расчет сечений проводов и кабелей

Страницы: 1, 2