Электрификация животноводческой фермы крупного рогатого скота на 2700 голов ЗАО "Агрофирма Луговская" Тюменского района Тюменской области с разработкой системы горячего и холодного водоснабжения

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 (3.112)

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 (3.113)

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 (3.114)

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

3.9.1 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 (3.115)

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 (3.116)

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 (3.117)

где, ΣIг-сумма токов в группах. Общий вводной ток в силовой щит:

Iв=Iс+Iо=74+6,7=80,7 (3.118)

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 (3.119)

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 (3.120)

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

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

Таблица 3.10. Характеристики выбранных автоматических выключателей.

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 3.11. 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 (3.121)

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 (3.122)

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 электротэн вентиляционной установки.

I=Р/√3·U·cosφ=12/1,7·0,38·1=18,5 А (3.123)

где, Р - мощность тэн 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 (3.124)

I2=4+18=22А

I3=9+4+9+4=26А

На всех трех группах принимаем четырехжильный кабель марки АВВГ с сечением токоведущей 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 (3.125)

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 (3.126)

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 (3.127)

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 (3.128)

пусковой ток 1 группы аналогичен пусковому току 2 группы

I3max=4+4+ (9·5,5+9·5,5) =107А (3.129)

Предварительно выбираем распределительный шкаф серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и 4 автоматическими 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 (3.130)

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 (3.131)

Iотс. =480А≥Кн.э. ·Imax=1,25·216,8=271А

Все условия выполняются значит принимаем выбранный ранее на вводе автоматический выключатель серии ВА 51-33 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 3.12.Характеристика автоматических выключателей силового щита.

Установленная мощность одного комплекса.

Руст=Рж+Рм=105+35=140 кВт (3.132)

Учитывая, что в отделении 8 комплексов то установленная мощность всего комплекса

140 кВт х 8 = 1120 кВт

4. 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 то уборка навоза, будет производиться 1 раз в сутки. Для составления графиков нагрузок заносим время работы технологического оборудования в таблицу.

Таблица 4.1. 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 4.2. Интервалы и время работы технологического оборудования в зимний период.

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

Таблица 4.3. 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.

Определяем годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования.

Wгод=Р· ( (t·165) + (t·200)) (4.1)

где, Р - номинальная мощность установки, кВт

t - время работы установки, ч

165-количество летних дней

200-количество зимних дней.

Годовое потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера.

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

Годовое 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 вспомогательные 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

5. 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 5.1. Установленная мощность потребителей.

Определяем установленную 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

Мощность гаража

Рг=15·0,6·0,8=7,2 кВт

Мощность вентсанпропускника

Рв=10·0,8·0,8=6,4 кВт

Мощность ветпункта

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 артскважины

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

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 вошла в дневной максимум, и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6 кВа, 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 три силовые трансформаторы ТМ-630 с Sн=630 кВа

Sн= (2х630) кВа≥Sрасч=1260 кВа

условие выполняется, значит, трансформатор выбран верно.

Таблица 5.2. Технические характеристики силового трансформатора.

Расчет линии 10 кВ

Расчет линии 0,4 кВ

Расчет производим методом экономических интервалов, начиная расчет с самого удаленного участка.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6