Реферат: Силовое электрооборудование овчарни на 500 овцематок

--PAGE_BREAK--1.3 Характеристика помещений по условиям окружающей среды и по электробезопасности


Овчарня на 500 овцематок относится ко второй категории по надёжности электроснабжения. По условиям окружающей среды помещение сырое с химически активной или органической средой. По электробезопасности помещение относится к особо опасным, т.к. имеется железобетонный пол, сырость и органическая среда.


1.4 Инженерное обеспечение здания


Во всех овчарнях применяется принудительная вентиляция. Для поддержания необходимой для ягнят температуры используют инфракрасные излучатели, в частности установку ИКУФ-1М, в комплект которой входит 20 облучателей. Для поения овец в овчарнях используют групповые поилки ГАО-4. Раздача корма осуществляется мобильным кормораздатчиком. Уборка навоза осуществляется скребком-бульдозером БН-1 с колёсным трактором МТЗ. В настоящее время промышленность выпускает комплекты технологического оборудования для машинной стрижки овец. В нашем случае используется агрегат ЭСА-12/200. Этот агрегат может использоваться в электрифицированных хозяйствах с поголовьем овец не более 500. Здание овчарни защищается стержневыми молниеотводами, которые устанавливаются на коньке крыши. Сечение стержня молниеприёмника 100 мм2, а длина 200мм. Соединение молниеприёмника с заземлителем выполняется с помощью токопровода из стальной катанки диаметром 6 мм2. Заземлитель сооружают из двух вертикальных электродов диаметром 20мм. Длиной 3м, отстоящих один от другого на расстоянии 5м, объединённых под землёй на глубине 0,5м горизонтальным электродом из полосовой стали сечением 40х4 мм.

2. Схемы электрических сетей здания2.1 Характеристика токоприёмников


Характеристика токоприёмников приведена в таблице 1.

Все электродвигатели имеют нормальные условия пуска.
Таблица 1. Основные параметры токоприёмников.


    продолжение
--PAGE_BREAK--2.2 Системы токоведущих проводников. Системы заземления


Питание электроустановки здания предусматриваем на напряжение 380/220В переменного тока от отдельно стоящей трансформаторной подстанции

В электроустановках зданий на переменном токе существуют следующие системы токоведущих проводников:

однофазные двухпроводные;

однофазные трёхпроводные;

двухфазные трёхпроводные;

двухфазные пятипроводные;

трёхфазные четырёхпроводные;

трёхфазные пятипроводные.

В нашем случае будет трёхфазная пятипроводная система токоведущих проводников для силового электрооборудования. Питающая линия от подстанции — воздушная. На вводе в здание устраивается повторное заземление нулевого защитного проводника. Система заземления — TN, подсистема

ТN-S, характеризующаяся тем, что от трансформаторной подстанции до ввода в здание предусматривается трёхфазная пятипроводная система проводников.


2.3 Определение места электрического ввода в здание


Предварительный выбор ВРУ.

Исходя из простейших умозаключений, располагаем ввод в здание в коридоре с большей площадью, т.к. в нём будет ориентировочный центр электрических нагрузок (ось 13-А). Исходя из условий месторасположения центра электрических нагрузок, рассредоточенности электроприёмников по зданию, с учётом расположения питающей трансформаторной подстанции, а также с учётом намеченной схемы электроснабжения объекта определяем месторасположение вводного устройства — ось 13-А.

Предварительно выбираем ВРУ марки ВРУ-1. По способу установки — напольное.


2.4 Выполнение структурной схемы электрических сетей здания


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

силовое электрооборудование овцеводческая ферма

Для приёма и распределения электроэнергии в овчарне предусматривается радиально-магистральная схема электрической сети с двусторонним питанием. Ввод в здание осуществляется двумя питающими линиями с возможностью перевода питания на одну линию при выходе из строя другой питающей линии. Проанализировав все электроприёмники здания, разбиваем их на группы с учётом их расположения и принадлежности к технологическим линиям. Принимаем, что все электроприёмники запитываются от ВРУ, установленного в коридоре. Управление вентиляторами и приводами ПР1М осуществляется со шкафов управления серийного изготовления, а ИКУФ-1М с пультов управления, поступающих в комплекте с технологическим оборудованием. Щиток освещения запитывается от вводного устройства.

Приборы учёта в ВРУ не устанавливаются, так как здание овчарни запитывается непосредственно от ТП выделенной для овчарни. Для защиты обслуживающего персонала и животных устанавливаем в ВРУ УЗО.


2.5 Принципиальная схема распределительной сети


Схема распределительной сети выполняется по условным обозначениям, принятым в стандартах в форме таблиц. Основное отличие от других схем в том, что и аппараты и электропроводки выполняются в виде линий.

На чертежах принципиальных схем распределительных сетей приводят данные о распределительных устройствах, об аппаратах отходящих линий, их типы и параметры. Также указывают пусковые аппараты, проводки и кабели, способы прокладки, марки, сечения, электроприёмники, к которым они идут.

2.6 Принципиальная схема питающей сети


Принципиальные схемы питающей сети выполняются аналогично схемам распределительной сети.

3. Расчёт электрических нагрузок3.1 Цель расчёта и обоснование принятого метода расчёта


Расчёт электрических нагрузок и нахождение расчётной мощности на вводе будем производить методом эффективного числа электроприёмников. Этот метод является наиболее точным и широко применяемым. Этот метод применяется для объектов, где известны данные о мощностях всех единичных электроприёмников, но не предоставляется возможным установить чёткий по времени цикл работы технологического оборудования, то есть на таких объектах, где начало работы электроприёмников и продолжительность их включения носит случайный характер.


3.2 Определение основных расчётных параметров: расчётной мощности на вводе, коэффициента мощности, полной мощности


Расчёт ведём в табличной форме (таблица 2). Таблица разбита на 15 граф. В графе 1 таблицы записывается наименование узла питания, затем построчно записываем по характерным категориям все электроприёмники, относящиеся к данному ВРУ. Исходные данные, взятые из задания, записываются в графы 1-4, а справочные данные — величину коэффициента использования и значение Cosφв графы 5 и 6. По величине Cosφрассчитываем tgφ. Нагрузки электроосвещения, подключённые к рассчитываемому ВРУ, на первой стадии не записываем. Их включаем в расчёт после итоговой строки по силовым нагрузкам данного ВРУ.

После заполнения граф 1-6 находятся расчетные величины граф 7, 8,9. Аналогичные действия проводим для всех групп, подключённых к ВРУ. После этого производим суммирование количества электроприёмников, определяем установленную мощность всех ЭП, участвующих в расчёте. В графах 7, 8, 9 определяются итоговые величины. Для заполнения графы 5 в итоговой строке определяем групповой коэффициент:
<img border=«0» width=«117» height=«51» src=«ref-1_1861641450-465.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031"> (1)
Оперируя данными итоговой строки, определяем эффективное число электроприёмников по формуле:
<img border=«0» width=«111» height=«53» src=«ref-1_1861641915-490.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032"> (2)
где, <img border=«0» width=«24» height=«23» src=«ref-1_1861640812-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">  — групповая установленная мощность, кВт;

<img border=«0» width=«24» height=«23» src=«ref-1_1861642516-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">  — установленная мощность одного ЭП, кВт;

<img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_1861642622-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">  — число ЭП.

Величину найденного значения <img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_1861642622-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> округляем до ближайшего меньшего целого числа и записываем в графу 10 итоговой строки.

По значению <img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_1861642622-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> и ранее определённому значению <img border=«0» width=«21» height=«23» src=«ref-1_1861642922-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> по справочной таблице 3 [3] находим значение коэффициента расчётной нагрузки <img border=«0» width=«20» height=«23» src=«ref-1_1861643025-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> и записываем в графу 11.

Применяя найденное значение величины <img border=«0» width=«20» height=«23» src=«ref-1_1861643025-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">, по формулам находим расчётные мощности активной <img border=«0» width=«21» height=«23» src=«ref-1_1861643221-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> и реактивной <img border=«0» width=«23» height=«23» src=«ref-1_1861643327-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> нагрузок:
<img border=«0» width=«139» height=«27» src=«ref-1_1861643437-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"> (3)

<img border=«0» width=«164» height=«27» src=«ref-1_1861643791-417.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> при <img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_1861642622-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">< 10; (4)

<img border=«0» width=«141» height=«27» src=«ref-1_1861644308-382.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> при <img border=«0» width=«20» height=«24» src=«ref-1_1861642622-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">≥ 10; (5)
Значение величины <img border=«0» width=«21» height=«23» src=«ref-1_1861643221-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> и <img border=«0» width=«23» height=«23» src=«ref-1_1861643327-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> заносим в графы 12 и 13 итоговой строки.

Т.к. к рассматриваемому ВРУ подключены осветительные нагрузки объекта, то после итоговой строки в графе 1 таблицы записываем «электроосвещение», проставляя значения величин <img border=«0» width=«28» height=«24» src=«ref-1_1861645006-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> и <img border=«0» width=«29» height=«24» src=«ref-1_1861645123-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> в графы 4, 12 и 13. В новой итоговой строке производим суммирование, определяя <img border=«0» width=«83» height=«24» src=«ref-1_1861645247-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> и, соответственно, <img border=«0» width=«84» height=«24» src=«ref-1_1861645443-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> и по найденным суммарным значениям определяем полную расчётную мощность:
<img border=«0» width=«97» height=«29» src=«ref-1_1861645651-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054"> (6)
Определяем значение токовой расчетной нагрузки:
<img border=«0» width=«91» height=«48» src=«ref-1_1861645900-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055"> (7)
Данные расчётов записываем в соответствующие графы итоговой строки. Расчётная мощность на вводе определяется аналогично.


--PAGE_BREAK--4. Выбор оборудования, аппаратов управления и защиты4.1 Характеристика коммутационных аппаратов


Для коммутации линий, отходящих от ВРУ применяются пять автоматических выключателей серии АЕ-2036, рассчитанные на ток 25 А, номинальное напряжение для автоматических выключателей ~380 В [8].

Для дистанционного управления двигателями применяем магнитные пускатели серии ПМЛ. Для дистанционного управления магнитными пускателями используем кнопочные станции марок ПКЕ-222-2УЗ для установки вне щитов. Каждая станция на две кнопки, таблица 3.26 [7].

На вводе в ВРУ установлены автоматические выключатели серии ВА-57-31 на ток 100 А и ~ 660 В.

Для защиты обслуживающего персонала и животных устанавливаем в ВРУ УЗО марки РУД-05УЗ.


4.2 Характеристика и расчёт защитных аппаратов


Для автоматических включателей выбираем токи тепловых расцепителей из условия:
<img border=«0» width=«116» height=«24» src=«ref-1_1861648796-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">, (9)
где, <img border=«0» width=«39» height=«24» src=«ref-1_1861649017-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">  — коэффициент надёжности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, 1,1…1,3 [8].

Ток уставки теплового расцепителя <img border=«0» width=«36» height=«24» src=«ref-1_1861649144-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072"> устанавливается как можно больше к <img border=«0» width=«19» height=«23» src=«ref-1_1861646711-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">. Так же проверяем автоматы на возможность ложного срабатывания при пуске двигателей по условию:
<img border=«0» width=«123» height=«24» src=«ref-1_1861649371-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">, (10)
где, <img border=«0» width=«31» height=«24» src=«ref-1_1861649612-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">  — ток отсечки электромагнитного расцепителя, А;

<img border=«0» width=«27» height=«24» src=«ref-1_1861649733-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">  — коэффициент надёжности, учитывающий разброс по току срабатывания электромагнитного расцепителя, 1,25 [8];

<img border=«0» width=«16» height=«15» src=«ref-1_1861649842-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">  — коэффициент, зависящий от условий пуска двигателя, 1,6 — длительный пуск, 2,5 — лёгкий пуск.

Для защиты электродвигателей от перегрузок и от стопорного режима используем тепловые реле серии РТЛ, которые выбираем из таблицы [7] по напряжению <img border=«0» width=«91» height=«24» src=«ref-1_1861649930-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078"> и по току <img border=«0» width=«63» height=«24» src=«ref-1_1861650137-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">. Уставку теплового реле (<img border=«0» width=«28» height=«24» src=«ref-1_1861650293-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">) регулируем как можно ближе к <img border=«0» width=«19» height=«23» src=«ref-1_1861646711-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">.

Выбор УЗО осуществляется по следующим параметрам: по току основных зажимов; по напряжению; по току утечки:
<img border=«0» width=«97» height=«24» src=«ref-1_1861650506-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">, (11)
где, <img border=«0» width=«100» height=«23» src=«ref-1_1861650701-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083"> для электродвигателей;

<img border=«0» width=«105» height=«24» src=«ref-1_1861650922-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">для проводок, кабелей (<img border=«0» width=«9» height=«19» src=«ref-1_1861651138-82.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> — длинна, м).

Расчёт защитных аппаратов выполняем в виде таблицы 4.
Таблица 3. Защитные и пусковые аппараты.


    продолжение
--PAGE_BREAK--4.3 Окончательный выбор ВРУ


Окончательно выбираем ВРУ типа ВРУ1-13-20-УХЛ4.

5. Расчёт сечений кабелей и проводов


Задачей расчёта электропроводок является выбор сечений проводов. Расчёт сечений кабелей производим из условия допустимого нагрева из условия:
<img border=«0» width=«76» height=«25» src=«ref-1_1861652061-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">, (12)
где, <img border=«0» width=«33» height=«25» src=«ref-1_1861652250-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">  — допустимый ток проводника, А;

<img border=«0» width=«27» height=«25» src=«ref-1_1861652381-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">  — длительный ток, протекающий по проводнику, А.

После выбора сечения производится проверка на допустимую потерю напряжения по условию:
<img border=«0» width=«99» height=«25» src=«ref-1_1861652502-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">, (13)
где, <img border=«0» width=«35» height=«23» src=«ref-1_1861652731-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">  — расчётная потеря напряжения, %;

<img border=«0» width=«49» height=«25» src=«ref-1_1861652860-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">  — допустимая потеря напряжения, для внутренних электросетей принимается 2,5% [8].
<img border=«0» width=«100» height=«45» src=«ref-1_1861653019-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">, (14)
где, <img border=«0» width=«35» height=«27» src=«ref-1_1861653404-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">  — суммарная мощность, передаваемая по участку сети, кВт; <img border=«0» width=«9» height=«19» src=«ref-1_1861651138-82.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">  — длинна участка сети, м; <img border=«0» width=«17» height=«17» src=«ref-1_1861653697-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">  — сечение жилы проводника, мм2; <img border=«0» width=«16» height=«19» src=«ref-1_1861653788-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">  — постоянный для данного проводника коэффициент, зависящий от напряжения сети, числа фаз и материала провода, таблица 12.3 [8].

Также производим проверку сечения проводника на соответствие току защитного аппарата из условия:
<img border=«0» width=«101» height=«25» src=«ref-1_1861653879-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">, (15)
где, <img border=«0» width=«23» height=«24» src=«ref-1_1861654097-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">  — ток защитного аппарата, А;

<img border=«0» width=«24» height=«24» src=«ref-1_1861654204-105.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">  — коэффициент кратности защитного аппарата [4].

Расчёт производим в виде таблицы 4.
Таблица 4. Расчёт сечений проводников.



Примечание:

1. * — уточняются при нарезке трассы.

    продолжение
--PAGE_BREAK--6. Выбор типов электропроводок здания. Обоснование конструктивного исполнения


Электропроводки должны соответствовать условиям окружающей среды и архитектурным особенностям здания. При этом должны быть приняты во внимание такие факторы, как: безопасность, пожара — и взрывоопасность, надёжность, удобство эксплуатации, монтажа, экономичность.

Для запитки электроприёмников овчарни используем кабель марки АВВГ, прокладываемый на лотках, скобах и коробах, утопленных заподлицо в пол. Облучатели ИКУФ подвешиваются на тросах. Проход кабелей через стены и перекрытия выполняем в стальных трубах. Для запитки облучателей ИКУФ до соединительной коробки используем кабель ВВГ. Соединительные коробки типа У614.

В качестве контрольного кабеля используем кабель АКВВГ, прокладываемый на лотках или на скобах.

7. Разработка схемы принципиальной электрической управления


Разработаем принципиальную электрическую схему для управления облучательной установкой ИКУФ.


7.1 Анализ технологического процесса и требования к управлению


Процесс обогрева и облучения ягнят производится облучательной установкой ИКУФ-1М в автоматическом режиме по сигналу реле времени, установленном в шкафу управления.

Требования к схеме управления:

отдельное управление УФ облучателями и ИК лампами;

работа схемы в автоматическом и ручном режимах;

автоматическое включение облучателей по команде реле времени;

сигнализация о работе облучателей;

защита облучательной установки от ненормальных режимов сети;

безопасность обслуживающего персонала.


7.2 Разработка схемы и выбор элементов схемы


Разработку схемы начинаем с того, что определяем условия, предъявляемые к схеме. С технологической точки зрения схема должна обеспечивать световую сигнализацию о включении облучателей. Выбираем элементы схемы, которые должны обеспечить выполнение заданных условий. После выбора исполнения схемы, приводим её на листе графической части (лист 1). Данные по выбору элементов приведены в таблице 5.


Таблица 5. Перечень элементов схемы.


7.3 Описание работы принципиальной схемы управления


Для автоматизации работы установки ИКУФ-1М использовано реле времени 2РВМ. Схема работает в ручном и автоматическом режимах. В ручном режиме (SAв положении «Р») управление ультрафиолетовыми облучателями осуществляется кнопками SB1, SB4. Переключатели SA3, SA4 позволяют также переключать лампы инфракрасного обогрева с параллельного на последовательное соединение. В автоматическом режиме управление ИКУФ-1М осуществляется от реле времени 2РВМ, где контакты промежуточного реле первой программы KT1.1 включают инфракрасные, а второй КТ1.2 ультрафиолетовые лампы.

    продолжение
--PAGE_BREAK--