Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК "Холопеничи"

1.5 Расчет электрических нагрузок

1.5.1 Обоснование метода расчета

Для объектов, где технологический процесс осуществляется строго по времени, то есть когда выдерживается ритмичность производства, наиболее точно расчетную мощность можно определить, построив график электрических нагрузок.

В АПК к объектам с ритмичным производством относятся животноводческие здания. В зданиях, где содержатся животные, в соответствии с зоотехнией большинство технологических процессов механизировано с помощью электроприводов.

Поскольку расчет ведем для свинарника-откормочника и в производственном процессе задействованы биологические существа, где необходимо поддерживать заданный ритм производства, то наиболее удобным и рациональным для расчета принимаем метод технологического графика.

Сущность метода заключается в составлении графика электрических нагрузок. Перед построением графика предварительно проводим изучение и анализ технологического процесса и электроприемников: определяем месторасположения приемников, выявляем мощности электроприемников, выясняем режим работы, выявляем однофазные электроприемники, определяем время работы электроприемников.

1.5.2 Расчет электрических нагрузок по методу технологического графика

После анализа технологического процесса сведем результаты во вспомогательную табл.1.2. На основании вспомогательной таблицы строим график электрических нагрузок.

Таблица 1.2 Вспомогательная таблица

Рисунок 1.1 - Нагрузочная диаграмма

Из графика электрических нагрузок видно, что максимальная мощность равна Рмакс=36,48 кВт. Длится максимум нагрузки tм=60 мин. Поскольку время действия максимума больше 0,5 часа, то за расчетную принимаем нагрузку равную максимальной, кВт:

.

Определяем расход электроэнергии за сутки, кВтч:

 (1.7)

где Pi - мощность i-го электроприемника, кВт;

ti - длительность работы i-го электроприемника, ч.

Установленная мощность, кВт:

 (1.8)

Определяем величину установленной мощности с учетом электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок.

Рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузок:

 (1.9)

где tgφ - определяем через каталожные данные cosφ конкретных электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок [8].

Расчетный ток, А:

 (1.10)

где U - линейное напряжение сети, В.

1.6 Проектирование силовых внутренних электропроводок

1.6.1 Система токоведущих проводников. Система заземления

Питание электроустановок здания предусматривается напряжением 380/220 В переменного тока от отдельно стоящей двухтрансформаторной подстанции закрытого типа. Система токоведущих проводников для питания электроприемников, относящихся к силовому электрооборудованию - трехфазная четырехпроводная - от ТП до ВРУ-1. Питающие линии от подстанции выполнены кабелем, проложенным в земле. На вводе в здание предусматривается повторное заземление кабеля ("брони").

Для проектируемого объекта принимаем систему заземления типа TN-С-S, которая характеризует тем, что от трансформаторной подстанции до ввода в здание предусматривается трехфазная четырехпроводная система проводников, а от вводного устройства до распределительных пунктов применяется - пятипроводная, а от распределительного пункта к электродвигателю - четырехпроводная (три фазы и РЕ-проводник).

1.6.2 Определение месторасположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ и РП

Анализ установленных электроприемников показывает, что в основном они расположены в здании симметрично относительно оси 9. Исходя из этого, ориентировочно центр электрических нагрузок расположен в осях 9-10. Из условий месторасположения центра электрических нагрузок, для размещения электрических щитов, принимаем помещение №2 (электрощитовая). На вводе производим установку вводного устройства серии ВРУ-1. Способ установки устройства - напольный. Климатическое исполнение - У3, степень защиты - IP54. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители ПН-2.

Для питания отдельных групп электроприемников принимаем шкаф распределительный типа ШР-11 с восемью отходящими линиями. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители типа НПН-2.

1.6.3 Составление структурной схемы электрической сети здания

Для приема и распределения электроэнергии в свинарнике-откормочнике предусматриваем радиально-магистральную схему электрической сети. После анализа все электроприемники с учетом их расположения и принадлежности к технологическим линиям разбиваем на группы. Принимаем что электроприемники №1, №2, №3, В1. В12, П1 и П2 запитываются от узла питания РП1, установленного в электрощитовой. Остальные электроприемники - от РП2, установленного также в электрощитовой. Щиток освещения запитывается непосредственно от вводного устройства.

Управление электроприемниками кормораздатчиков производится с пультов управления, которые поставляются в комплекте с технологическим оборудованием.

Ввод в здание осуществляется двумя питающими линиями, с возможностью перевода питания с одной линии на другую, при выходе из строя первой питающей линии.

Для защиты обслуживающего персонала, а также животных, находящихся в здании, в случае прикосновения к токоведущим частям, на вводе в здание предусматриваем автоматическое отключение питания. Для устанавливаем автоматический выключатель серии ВД1 с УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 100 мA.

Структурную схему электрической сети приведем на рис.1.2

Рисунок 1.2 - Структурная схема электрической сети

1.6.4 Основные решения по выполнению принципиальных схем питающей и распределительной сети

Принципиальная схема питающей сети это графический документ дающий полное представление об электрической сети здания, на которой приведена информация обо всех электрических цепях, всех аппаратах и устройствах, а также изделиях необходимых для исполнения сети.

Принципиальную схему разрабатываем на основании структурной схемы. Сначала выполняем принципиальную схему питающей сети, затем - распределительной. Разработку принципиальной схемы распределительной сети начинаем с вычерчивания линий шин РП, записываем информацию о самом РП, под чертой указываем заводской тип устройства. На принципиальных схемах все аппараты указываем полностью и обозначаем линии. Разработку принципиальной схемы питающей сети начинаем с вычерчивания вводного устройства. Далее ее выполняем в такой же последовательности как схему распределительной сети.

Принципиальные схемы питающей и распределительной сети приведем в графической части (лист 2).

1.6.5 Выбор коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат на вводе в ВРУ поставляется в комплекте с данным устройством. В нашем случае коммутационным аппаратом является переключатель.

Номинальное напряжение переключателя, В:

где  - номинальное напряжение сети, в данном случае расчетное напряжение на вводе в РП, В.

Номинальный ток переключателя, А:

 (1.11)

где Iн. уст - номинальный ток уставки, в данном случае расчетный ток на вводе в РП, А.

Принимаем переключатель на 250 А.

Исходя из этого условия, а также выше перечисленных в п.1.6 2 дипломного проекта принимаем вводное устройство ВРУ-1-11-10-М-У3IP54 с номинальным напряжением U=400В и током переключателя Iн=250А, стр.30 [7].

Коммутационный аппарат на вводе в РП также поставляется в комплекте с ШР11. В данном случае коммутационным аппаратом является рубильник ВР32-35В. Принимаем распределительные пункты типа ШР11-73504-54У3 с предохранителями НПН2-60 на отходящих линиях и током шкафа Iн=400А, стр.37 [7]. Шкаф имеет восемь отходящих линий.

16.6 Выбор аппаратов защиты

Выбор предохранителей производим по трем условиям:

 (1.12)

 (1.13)

 (1.14)

где Uн. уст. - номинальное напряжение установки или сети, В;

Iдл - длительно воздействующий ток (рабочий ток двигателя при полной загрузке), А;

Imax - пусковой ток двигателя, А;

α - коэффициент учитывающий условия пуска электродвигателя, стр.27 [1].

Произведем выбор предохранителя для защиты питающей сети кормораздатчика.

Номинальное напряжение сети, В:

Ток плавкой вставки, А:

 (1.15)

где kод - коэффициент одновременности;

Ip. max - рабочий ток двигателя при полной загрузке, А.

 (1.16)

где Iпуск. н - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, А.

Принимаем предохранитель по табл.2.15 [10] НПН2-60-40 c номинальным током плавкой вставки 40 А.

Произведем выбор предохранителя для защиты электропривода навозоуборочного транспортера. Ток плавкой вставки, А:

Принимаем предохранитель НПН2-60-20.

Произведем выбор предохранителя, обозначенного на структурной схеме электрической сети как FU1. Расчетный ток в этом случае будет равен 34,65 А, то есть половине тока на вводе.

По току плавкой вставки выбираем предохранитель, А:

Принимаем предохранитель ПН2-100-50, с номинальным током плавкой вставки 50 А.

Остальные предохранители выбираем аналогично. Данные предохранителей сносим в табл.1.3

Таблица 1.3 Аппараты защиты

Произведем выбор автоматического выключателя QF1 для защиты электроприводов кормораздатчика КС-1,5.

Автоматический выключатель выбираем по следующим условиям:

номинальное напряжение автомата, В:

 (1.17)

где Uну - номинальное напряжение установки, В.

номинальный ток автомата, А:

 (1.18)

где Iну - номинальный ток установки, А.

ток теплового расцепителя, А:

 (1.19)

где kнт - коэффициент надежности, стр.33 [1];

Iр - рабочий ток установки, А.

ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А:

 (1.20)

где kн. э - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя, стр.33 [1];

Imax - максимальный ток установки, А.

Произведем выбор:

Принимаем к установке автоматический выключатель серии ВА51-25-340010Р54У5 с номинальным током 25А, током теплового расцепителя 20 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 140А, табл.2.19 [10].

Аналогично выбираем автоматический выключатель для защиты от аварийных режимов работы приточного вентилятора ВЦ4-70. Выбираем автоматический выключатель серии ВА51-25 с номинальным током 25 А, током теплового расцепителя 8 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 80А.

Произведем выбор теплового реле для защиты электропривода вентилятора от перегрузок. Тепловое реле выбираем по условиям:

номинальное напряжение реле, В:

 (1.21),

номинальный ток реле, А

 (1.22),

ток нагревательного элемента реле, А:

 (1.23)

Принимаем тепловое реле типа РТЛ101004 с током теплового расцепителя Iнр = 3,8…6,0 А, прил. В [15].

1.6.7 Выбор электромагнитных пускателей

Выбор электромагнитного пускателя производим по номинальному току и напряжению, исполнению и категории размещения.

Произведем выбор пускателя для управления электроприводом вентилятора ВЦ 4-70.

Номинальное напряжение пускателя, В:

 (1.24)

Номинальный ток пускателя, А:

 (1.25)

Принимаем электромагнитный пускатель ПМЛ-120002 с номинальным током 10А, прил. Б [15].

Для управления электроприемников принимаем кнопочный пост ПКЕ-112-2.

1.6.8 Выбор видов электропроводок

В свинарнике-откормочнике применяем как наружную, так внутреннюю электропроводку. Наружная электропроводка применяется для освещения входов и наружных лестниц, внутренняя - для питания электроприемников внутри здания.

В здании свинарника монтируем открытую электропроводку на лотках. Отходящие линии от лотков к вытяжным вентиляторам выполняем в металлорукавах, от лотка к щитам управления навозоуборочного транспортеров и приточных вентиляторов - открыто на скобах, от щита к электроприводам навозоуборочных транспортеров - в металлорукавах, от щитов управления к приточным вентиляторам - открыто на скобах. Запитку электрооборудования кормораздатчиков производим при помощи гибкого кабеля, уложенного по деревянному лотку.

Для выполнения электропроводки в здании свинарника-откормочника применяем кабель марки АВВГ с алюминиевыми жилами. Для питания кормораздатчика КС-1,5 применим гибкий кабель КГ с медными жилами.

В помещениях, где находятся животные, выполняем устройство выравнивания электрических потенциалов, а также дополнительную систему уравнивания потенциалов, которая объединяется с помощью защитных РЕ-проводников.

Для этого все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, доступные одновременному прикосновению (трубы водопровода, стойловые металлические конструкции, напольная решетка) соединяются между собой.

1.6.9 Расчет сечений проводов и кабелей

Выбор сечения жил кабелей производим по условию нагревания длительно расчетным током:

 (1.26)

где Iдл - длительный (расчетный) ток электроприемника, А; I’доп - длительно допустимый ток кабеля, А: КП - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов и кабелей (прил. К [27]).

По условию соответствия сечения проводника току срабатывания защитного аппарата:

, (1.27)

где Kз - кратность допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (прил. М [27]);

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8