Электроснабжение фермы на 800 голов

Технико-экономическкие показатели.dwg

Капитальные вложения:
- защитная аппаратура
Затраты на социальные отчисления
Затраты на амортизацию
Затраты на ремонт и обслуживание
Затраты на электроэнергию
Налоговые отчисления
Эксплуатационные затраты
Стоимость электроэнергии
Технико-экономическкие
ВКР. 21.95№СК-30Г-169а-Э5

Схема потребителей.dwg

Однолинейная схема электроснабжения.dwg

ВКР. 21.95№СК-30Г-169а-Э2
Фид-1005 ст. Юго-Северная
Фид-1002 ст. Юго-Северная

Схема освещения коровника.dwg

Вентиляционная камера
Помещение для ремонта и
хранения оборудования
Помещение для моющих
Лаборатория для искусственного
Помещение для загрузки кормов
Помещение для наклонных
ВКР. 21.95№СК-30Г-169а-Э4
Лампа люминисцентная
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЭКСПЛИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

Генеральный план.dwg

Здание на 3 трактора со складом дез. средств
Склад витаминной муки
Склад концентрированных кормов
Телятник на 350 голов с родильным отделением
Канализационная насосная станция
Здание молодняка на 240 голов
Трансформаторная подстанция
Площадка для хранения грубых кормов
Площадка обработки кожного покрова КРС
Коровник на 200 голов
Санитарный пропускник
Экспликация зданий и
ВКР. 21.95№СК-30Г-169а-Э1

Силовое электрическое оборудование.dwg

Силовое электрическое
ВКР. 21.95№СК-30Г-169а-Э3
Данные питающей сети
Ввод 3х380220 В 50 Гц АПВ 3х70+1х35

Пояснительная записка.doc

1 Производственно-хозяйственная характеристика9
2 Состояние электрификации хозяйства12
3 Характеристика фермы КРС13
Проектирование электрификации производственных процессов16
1 Выбор технологического оборудования16
1.1 Выбор системы для удаления навоза16
1.2 Выбор оборудования для доения коров18
1.3 Выбор резервуара для хранения молока20
1.4 Выбор холодильной установки21
2 Расчет и выбор электропривода22
2.1 Расчет электропривода новозоуборочного транспортера ТСН-16022
2.2 Расчет электропривода вакуумных насосов доильной установки26
3 Расчет отопления и вентиляции27
3.1 Автоматизация управления работой электрокалориферами36
4 Расчет освещения37
4.1Выбор источников света37
4.2Выбор вида и системы освещения коэффициента запаса нормируемой освещенности типа светильников37
4.3 Расчет освещения кормоцеха39
4.4 Расчет освещения вспомогательных помещений40
5 Расчет оборудования для водоснабжения42
5.1 Выбор схемы водоснабжения фермы КРС42
5.2 Определение расхода воды44
5.3 Расчёт электропривода глубинного насоса48
Электроснабжение фермы КРС54
1 Расчет электрических нагрузок и источников питания54
1.1 Подсчет электрических нагрузок54
1.2 Мероприятия по компенсации реактивной мощности56
1.3 Выбор трансформаторной подстанции58
2 Выбор проводов ввода и пускозащитной аппаратуры59
2.1 Выбор проводов ввода59
2.2 Выбор пускозащитной аппаратуры61
3 Расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей65
3.1 Определение расчётных и максимальных токов электроприёмников65
3.2 Расчёт и выбор проводов силовой сети68
3.3 Расчёт и выбор проводов осветительной сети69
4 Проверка возможности запуска двигателя при отклонении напряжения70
5 Проверка защитной аппаратуры на срабатывание при однофазном и при трехфазном коротком замыкании71
5.1 Расчет токов короткого замыкания71
5.2 Проверка защитного аппарата ближайшего к месту КЗ на срабатывание73
5.3 Проверка защитных аппаратов на срабатывание при трехфазном коротком замыкании73
5 Отыскание места повреждения в воздушных (кабельных) линиях77
5.1 Переносные приборы для поиска места ОЗЗ77
5.2 Устройство мониторинга параметров ЛЭП81
5.3 Индикаторы обнаружения мест повреждения линий электропередачи LineTroll 110 EEr83
5.4 Геоинформационная система определения места повреждения воздушных линий 3 35 кВ86
Безопасность жизнедеятельности88
1 Анализ состояния охраны труда на ферме КРС88
2 Безопасность фермы КРС89
2.1 Требования безопасности при силосовании кормов89
2.2 Требования безопасности при измельчении и дроблении кормов90
2.3 Требования безопасности при дозировании смешивании и запаривании кормов91
2.4 Требования безопасности при работе на агрегатах для сушки и гранулирования кормов93
2.5 Требования безопасности при раздаче кормов94
2.6 Требования безопасности при погрузочно-разгрузочных и транспортных работах95
2.7 Требования безопасности при обслуживании нагревательных электороустановок96
3 Расчет заземления ТП97
4 Расчет молниезащиты кормоцеха101
5 Система противопожарной безопасности106
Расчет экономической эффективности внедрения проектного решения108
1 Капитальные затраты108
2 Текущие затраты109
3 Экономическая эффективность112
4 Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат113
Список литературы115
Дипломная работа на тему «Электроснабжение фермы КРС на 800 голов «Родник» Краснодарского края» состоит из пояснительной записки на 118 листах машинного текста и 5 листов графического материала формата А1.
Пояснительная записка включает следующие разделы:
В разделе 1 представлена краткая характеристика хозяйства в котором дана оценка электрификации данного объекта;
В разделе 2 выполнен выбор технологического оборудования а также произведены расчеты электропривода вентиляции водоснабжения и освещения;
В разделе 3 произведен расчет нагрузок выбор трансформаторной подстанции расчет и выбор электропроводок ввода внутренних силовых и осветительных сетей пускозащитной аппаратуры;
В разделе 4 выполнен анализ состояния охраны труда на ферме КРС и предложены мероприятия по обеспечению безопасных условий труда рассчитаны заземление и молниезащита;
В последнем разделе отражена экономическая целесообразность внедрения автоматического управления работой электрокалориферов.
Животноводство – одна из важнейших отраслей сельского хозяйства удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания а также обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности.
Рост производства продуктов животноводства предполагается достигнуть главным образом за счет повышения продуктивности скота и птицы роста поголовья эффективного использования кормов значительного улучшения условий содержания животных и их кормления совершенствования организации и автоматизации основных технических процессов.
Для бесперебойной работы хозяйств и сельскохозяйственных комплексов необходимо снабжать их электрической энергией которая в сельском хозяйстве используется для привода стационарных машин для освещения и облучения в производстве и быту. Также электрическая энергия используется на тепловые процессы: обогрев сушка продукции обеспечение микроклимата в сооружениях защитного грунта в животноводстве.
Наибольший эффект от электрификации достигается при полном переводе на электропривод и автоматическое управление всех рабочих операций технологического процесса и прежде всего самых трудоемких в растениеводстве и животноводстве.
Создание новых машин и оборудования должно основываться на строго научном подходе для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой системы машин позволит уменьшить эксплуатационные издержки на получение продукции животноводства на 20 25% снизить прямые затраты труда в 15 19 раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.
Автоматизация технологических процессов - это этап комплексной механизации характеризуемой освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. При автоматизации технологические процессы получения преобразования регулирования контроля выполняются автоматически при помощи специальных технологических средств и систем управления.
Цель дипломной работы – проектирование электрификации производственных процессов и электроснабжение фермы КРС.
Задачи дипломной работы:
– выбрать технологическое оборудование и провести расчет электропривода вентиляции водоснабжения и освещения фермы КРС;
– рассчитать электрические нагрузки выбрать трансформаторы провода ввода и внутренних сетей;
– выполнить анализ состояния охраны труда на ферме КРС и разработать мероприятия по обеспечению безопасных условий труда технологических процессов;
– рассчитать заземление и молниезащиту;
– выполнить расчет экономической эффективности автоматизации управления работой электрокалориферами.
1 Производственно-хозяйственная характеристика
Ежегодно производится зерна озимых зерновых колосовых и бобовых культур свыше – 35 тысяч тонн подсолнечника – около 3 тысяч тонн сахарной свеклы около – 22 тысяч тонн. Для нужд животноводства заготавливаются высококачественные грубые и сочные корма: силос сенаж сено многолетних трав. Производится молока более 3000 тонн мяса крупного рогатого скота в живом весе более 150 тонн.
Высокие и стабильные результаты в производстве сельскохозяйственной продукции стали возможны благодаря использованию новых научнообоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Темп роста урожайности сельскохозяйственных культур составил от 25 до 60%. Средняя урожайность озимой пшеницы в 2020 годусоставила 774 центнера с гектара озимого ячменя – 779 центнеров с гектара. Получение высокой урожайности для данной климатической зоны происходит благодаря внедрению новых агротехнических технологий продуманной системы защиты растений и внесения удобрений на основе агрохимического анализа почв.
С 2008 года общество произвело полное перевооружение машинно-тракторного парка. Приобретены современные энергосберегающие трактора с набором специального сельскохозяйственного оборудования шесть зерноуборочных комбайнов «Клаас Тукано» кормоуборочный комбайн «Ягуар» свеклоуборочный комбайн «Амиту» и грузовые автомобили для перевозки сельскохозяйственной продукции. В работе агрегатов применяется GPS-навигация компании «Клаас» которая позволяет качественно производить агротехнические работы.
Все это позволило увеличить производительность труда на 30% и снизить себестоимость продукции за счет использования высокопроизводительной техники применения агрегатов позволяющих совмещать несколько технологических операций за один проход.
Большое внимание уделяется кормлению животных. Разным группам коров в зависимости от их продуктивности создаются определенные условия по типу и уровню кормления способу их содержания. Полноценное кормление животных при соблюдении принятых норм базируется в основном на собственном кормопроизводстве. Раздача кормов на территории цеха механизирована.
Удаление навоза из корпусов содержания КРС выгульных площадок доильного зала родильного отделения производится гидравлическим способом. Согласно утвержденному технологическому регламенту удаления и подготовки к использованию навоз крупного рогатого скота производится в органическое удобрение и вносится на поля.
Поголовье крупного рогатого скота 800 голов из них дойного стада составляет 200 голов и планируется его увеличить к концу 2019 года до 800 голов. Производство молока составляет более 12 тысячи тонн в год удой на 1 фуражную корову в 2020 году – 7770 кг в 2021 году планируется получить 8500 кг. Товарность молока составляет 98%. Ежегодно общество получает телят около 200 голов. Валового прироста живой массы крупного рогатого скота хозяйство получает ежегодно свыше 60 тонн со среднесуточным приростом живой массы свыше 800 грамм на всех группах животных в том числе на откорме бычков свыше 15 кг.
Общество тесно сотрудничает с НАЦИОНАЛЬНЫМ ЦЕНТРОМ ЗЕРНА ИМЕНИ П.П. ЛУКЬЯНЕНО в лице академика РАН доктора сельскохозяйственных наук профессора Героя Труда Кубани Людмилы Андреевны Беспаловой.
– соблюдается севооборот;
– многолетние травы и бобовые культуры засеваются на площади более 12% всей пашни;
– благодаря активному развитию животноводства ежегодно вносится органическое удобрение на площади более 250 гектаров;
– для сокращения содержания сопротрофных (полезных) и аноморфных (патогенных) грибов и бактерий в почве ежегодно общество вносит полезные бактерии трихадермы под озимые колосовые и пропашные культуры что позволяет оптимально использовать пожнивные остатки ускорить их минерализацию подавляя патогенные грибы.
2 Состояние электрификации хозяйства
В данном проекте проектируемым объектом является коровник на 200 голов привязного содержания.
Наряду с низкими технико-экономическими показателями данная ферма КРС имеет и ряд других недостатков. Например: старые здания в которых трудно применять новые машины и оборудование. Хранение кормов не на должном уровне.
Анализ состояния электроснабжения данной фермы показал что состояние электроснабжения фермы является неудовлетворительным. Используется пускозащитная аппаратура старого образца электропроводка не соответствует возросшим нагрузкам состояние изоляции проводки не удовлетворяет нормам электробезопасности некоторое технологическое оборудование физически устарело и требует замены освещение помещений находится вне пределов норм освещенности. Процесс поддержания температуры не автоматизирован она регулируется вручную с помощью электрокалорифера что приводит к необоснованному завышению энергопотребления при низкой стабильности температуры.
На данной ферме предлагается разработать комплекс мероприятий по электроснабжению произвести расчет и выбор проводов силовой сети осветительной сети выбрать пускозащитную аппаратуру автоматизировать процесс поддержания заданной температуры.
3 Характеристика фермы КРС
здание на 3 трактора со складом для дезинфицирующих средств;
склад витаминной муки;
склад концентрированных кормов;
телятник на 350 голов с родильным отделением;
канализационная насосная станция;
здание молодняка на 240 голов;
трансформаторная подстанция;
площадка для хранения грубых кормов;
площадка обработки кожного покрова крупного рогатого скота;
коровник на 200 голов;
санитарный пропускник;
К производственным зданиям и сооружениям относят пункт искусственного осеменения; ветеринарный пункт родильное отделение; помещение для приготовления кормов – кормокухня кормоцех комбикормовый цех; обработки и переработки молока – молочная; для переработки скота – бойня; для первичной обработки шерсти шкур и других материалов – шерстомоечная кожевенная.
К вспомогательным зданиям и сооружениям принадлежат склады хранилища (склад концентрированных кормов корнеплодохранилище навозохранилище сенные сараи) насосная станция трансформаторная подстанция котельная и другие постройки.
На данной ферме КРС на 800 голов автоматизированы такие технологические процессы как доение уборка навоза первичная обработка молока раздача кормов – сухие корма раздаются вручную другие виды кормов раздаются при помощи раздаточных тележек приводимыми в движение трактором. В овощехранилище автоматизированы первичная обработка и сортировка картофеля. Также автоматизировано поддержание микроклимата в овощехранилище.
Данные об уровне механизации производственных процессов на ферме КРС приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1 Уровень механизации на ферме КРС
Наименование процессов
Поддержание микроклимата
Комплексная механизация
Из табл. 1.1 видно что узко разработаны на ферме процессы поддержания микроклимата. Следовательно существует необходимость в разработке наиболее выгодной системы механизации и автоматизации технологических процессов выполняемых в данное время вручную.
В данной работе предлагается рассмотреть электрификацию коровника на 200 голов.
Проектирование электрификации производственных процессов
1 Выбор технологического оборудования
1.1 Выбор системы для удаления навоза
Уборка навоза – трудоемкий процесс который занимает в производственном цикле ферм и комплексов значительное время. Поэтому создание устройств обеспечивающих автоматическое управление навозоуборочных устройств в животноводческих помещениях является важной задачей.
Существуют следующие системы уборки навоза: гидравлическая система уборки навоза где навоз поступает в навозоприемный канал затем поступает в магистральный канал предназначенный для самотечной транспортировки навоза к сборнику после чего насосами перекачивается к месту хранения. Также существуют мобильные навозоуборочные средства где на транспортное средство навешивается агрегат для уборки навоза и затем транспортируют к месту хранения. Наибольшее распространение на животноводческой ферме получили скребковые транспортеры кругового движения которые при помощи скребков прикрепленных к цепи перемещают навоз по специальным каналам и подают его в транспортные средства. Для уборки навоза на ферме применяем именно эту систему т.к. она проста и удобна в эксплуатации не требует больших затрат в процессе ее монтажа имеет приемлемый расход электроэнергии и поэтому получила широкое распространение.
Для уборки навоза на ферме принимаем 2 вертикальных и 2 горизонтальных навозоуборочных транспортера кругового движения ТСН-160 каждый из которых может обслуживать 100 голов крупно-рогатого скота [1].
Таблица 2.2 – Технические данные ТСН-160
Производительность тч
Скорость движения скребков транспортера мс
Максимально допустимая длина цепи м
ТСН-160 состоит из горизонтального и наклонного транспортера. Горизонтальный транспортер при помощи скребков прикрепленных к цепи перемещает навоз по специальным каналам из помещения к наклонным транспортерам которые подают его в транспортное средство. Сначала включается наклонный транспортер затем горизонтальный. Отключают их в обратной последовательности. После отключения горизонтального транспортера наклонный отключают через промежуток времени достаточный для освобождения его от навоза.
Для определения времени работы данной установки определяем суточный выход навоза тч:
где N – количество животных гол.;
m – суточный выход навоза от одного животного [1].
mсут = 200 · 50 = 10000 кгсут. = 10 тсут.
Анализ состава навоза животноводческих ферм показал что в нем содержится до 20 95% технической воды подстилки 12 18% остатки кормов 8 12% грунта и прочих примесей до 19%.
Суточный выход навоза с учетом содержимого прочих примесей.
где kn – поправочный коэффициент учитывающий подстилку и остатки корма принимают равным [1].
mобщ = 12 · 10 = 12 тсут.
Время уборки навоза:
где Q – производительность одного транспортера тч (для ТСН-160 Q = 5 тч [1]);
N – количество транспортеров.
1.2 Выбор оборудования для доения коров
Доение коров – один из наиболее трудоемких процессов. Машинное доение облегчает работу людей и повышает производительность труда. В зависимости от системы содержания животных и применяемых установок можно снизить затраты труда по сравнению с ручным доением в 2 5 раз что уменьшает потребность в рабочей силе.
Различают два способа машинного доения: отсос при помощи вакуума и механическое выжимание. Последний способ как подражательный ручному доению разработан неудовлетворительно и практически не применяется. При доении вакуумом молоко при помощи вакуума отсасывается из вымени коровы и затем поступает в доильную емкость после чего фильтруется охлаждается и перекачивается в резервуар для хранения молока. Выбираем вакуумный способ машинного доения т.к. он более автоматизирован и имеет значительное преимущество по сравнению с механическим выжиманием.
Для доения коров на животноводческой ферме принимаем установку вакуумного доения АДМ-8 в варианте рассчитанным на 200 коров.
Необходимая подача вакуум - насоса доильной установки:
где k – коэффициент учитывающий неполную герметизацию системы k = 2 3 [1];
g – расход воздуха 1 доильным аппаратом g = 18 м³ч [2];
n – число доильных аппаратов в установке n = 12 [2].
Qп = 25 · 18 · 12 = 54 м³ч
Выбираем вакуум-насос УВУ-6045 с подачей вакуума 60 м³ч.
Таблица 2.3 – Технические данные АДМ-8 две комплектации
Обслуживаемое поголовье гол.
Пропускная способность коров в час
Тип доильного аппарата
Технологический процесс установки протекает в таком порядке: пуск установки; подготовка животных к доению; включение доильных аппаратов постановка их на вымя; доение; отключение аппаратов после машинного додоя и перенос его на следующее рабочее место. Полученное молоко по молокопроводу проходит в молочную где фильтруется охлаждается и перекачивается в резервуар для хранения молока. Так как в комплект поставки не входят холодильная машина и резервуар-охладитель то их выбираем отдельно.
Продолжительность работы вакуумных насосов в течение дойки:
tд = 088 · N Q · n + Δt
где N – число коров (088 · N число дойных коров);
Q – производительность оператора машинного доения Q = 25 [2];
n – число операторов n = 4;
Δt = 03 04 ч – продолжительность промывки молокопровода [2].
tд = 088 · 200 25 · 4 = 21 ч
1.3 Выбор резервуара для хранения молока
Резервуар предназначен для сбора и охлаждения молока. Для доильной установки АДМ-8 рекомендуется применять танки-охладители ТОВ-1 или ТО-2 и поэтому выбираем танк-охладитель ТО-2 емкостью 2000 л предназначенный для хранения молока на фермах с поголовьем 200 коров. Может работать с доильными установками всех типов. Состоит из емкости прямоугольной формы с двойными стенками наклонным днищем в сторону сливного крана фильтра молока мешалки с электродвигателем и редуктором через отверстия полого вала которого разбрызгивается моющая жидкость промывочного устройства включающего вихревой самозасасывающий насос ВКС-246. В качестве хладоносителя используют воду из водопровода или воду охлаждаемую холодильной установкой.
Таблица 2.4 – Технические характеристики ТО-2
Продолжительность охлаждения молока (от 35°С до 4°С) ч
Частота вращения мешалки обмин
Габаритные размеры мм (длина × ширина × высота)
1.4 Выбор холодильной установки
Охлаждение – важнейший способ сохранения качества и удлинения сроков сохранности сельскохозяйственных продуктов замедляющий протекание в них биологических процессов. Охлаждение основано на переносе теплоты от охлаждаемой среды с нижним температурным уровнем к окружающей среде. Этот же принцип можно использовать для нагрева материалов и сред.
В обоих случаях происходит изменение (трансформация) температурного потенциала предмета труда: при охлаждении – понижение а при нагреве – повышение. Устройства осуществляющие перенос теплоты от среды с более низкой температурой к среде с более высокой температурой называют трансформаторами теплоты. В зависимости от целей процесса один и тот же трансформатор теплоты может охлаждать рабочую среду либо нагревать или одновременно охлаждать одну среду и нагревать другую.
Так как в основном для получения холодоносителя для охлаждения молока в танке охладителе ТО-2 применяют холодильную установку МХУ-8С а также ее рекомендуют применять совместно с доильной установкой АДМ-8 то выбираем именно ее.
МХУ-8С состоит из бака аккумулятора холода и машинного агрегата представляющий собой компрессор с электродвигателем конденсатора обдуваемого потоком воздуха с помощью вентилятора. На конденсаторе установлено термореле управляющее электродвигателями приводящими в действие компрессор и вентилятор.
Таблица 2.5 – Технические данные МХУ-8С
Холодопроизводительность кДжч
– частота вращения обмин
– число цилиндров шт.
Конденсатор: теплообменная поверхность м² производительность вентилятора м³ч
– производительность м³ч
Таблица 2.6 – Выбранное технологическое оборудование
Наименование машины.
– горизонтальный транспортер
– вертикальный транспортер
АДМ-8 (2 комплектации рассчитанные на обслуживание 200 коров)
2 Расчет и выбор электропривода
2.1 Расчет электропривода новозоуборочного транспортера ТСН-160
При выборе электродвигателя для горизонтального транспортера определяют максимальную возможную нагрузку в начале уборки и по условиям пуска находят достаточный пусковой момент и мощность электродвигателя.
Усилие транспортерной цепи при работе на холостом ходу:
где m – масса 1 метра цепи со скребками m = 335 кг (л-2);
g – ускорение силы тяжести g = 981 мс2;
l – длина цепи l = 160 м (л-1).
Fx = 335 · 981· 160 · 05 = 2629 Н = 26 кН
Усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о дно канала при перемещении навоза по каналу.
где mн – масса навоза в канале приходящаяся на одну уборку:
mобщ – суточный выход навоза на ферме т.к выбрано 2 горизонтальных транспортера а общий выход навоза в предыдущих расчетах составил 12 тонн то на 1 транспортер приходится 6 тонн навоза.
z – число уборок навоза в сутки;
fн – коэффициент трения навоза о дно канала fн = 097 [2].
Fн = 15 · 981 · 097 = 143 кН
Усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о боковые стенки канала:
где Рб – давление навоза на боковые стенки канала; принимают равным 50% общего веса навоза [1].
Рб = 05 · mн · g = 05 · 15 · 981 = 736 кН
Fб = 736 · 097 = 71 кН
Усилие на преодоление сопротивления заклинивания навоза возникающего между скребками и стенками канала:
где F1 – усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления заклинивания приходящееся на один скребок F1 = 15 Н [2].
а – расстояние между скребками а = 125 м [2].
Fз = 160 · 15 125 = 1920 Н = 19 кН
Общее максимальное усилие необходимое для перемещения навоза в канале когда весь транспортер загружен:
Fmax = Fн + Fб + Fз + Fх
Fmax = 26 + 143 + 71 + 19 = 259 кН
Момент сопротивления приведенный к валу электродвигателя при максимальной нагрузке:
Мmax = Fmax · V ( · п)
где V – скорость движения скребков горизонтального транспортера V = 019 мс [2];
– угловая скорость электродвигателя:
= 314 · 1000 30 = 1047 с-1
Мmax = 25900 · 019 (1047 · 075) = 627 Н·м
Момент трогания от максимального усилия сопротивления:
Требуемый момент электродвигателя:
М = Мт.пр. ( k2 · – 025)
где k – коэффициент снижения напряжения при пуске;
– кратность пускового момента (для электродвигателей мощностью до 10 кВт = 2 [1]).
М = 752(122 ·2 – 025) = 286 Н·м
Необходимая мощность электродвигателя:
Р = 286 · 1047 = 29944 Вт = 376 кВт
Выбираем электродвигатель АИР 112 МА6 по ГОСТ Р 51689-2000: Р = 3 кВт n = 1000 обмин.
Выбор электродвигателя для наклонного транспортера:
Fx = 4 · 981 · 1325 · 05 = 260 Н = 0 26 кН
Fн = 15 · 981 · 076 = 112 кН
Fз = 1325 · 15 075 = 265 Н = 027 кН
Fmax = 026 + 112 + 56 + 027 = 1733 кН
Мmax = 17330 · 019(157· 075) = 28 Н·м
Мт.пр.= 12 · 28 = 336 Н·м
М = 336 (122 · 2 – 025) = 128 Н·м
Р = 128 · 157 = 20096 Вт = 212 кВт
Выбираем электродвигатель АИР 90 L4 по ГОСТ Р 51689-2000: Р = 22 кВт n = 1500 обмин.
2.2 Расчет электропривода вакуумных насосов доильной установки
Для нормальной работы доильных установок в вакуум-проводе должен поддерживаться вакуум 50000 Па (380 мм рт.ст.). В предыдущих расчетах для доильной установки был выбран вакуум-насос марки УВУ-6045 с подачей Q = 60 м³ч и вакуумом р = 108 Нм².
Необходимая мощность электродвигателя для вакуум-насоса:
Р = Q · р (1000 · н · п)
где Q – подача вакуум-насосом м³ч;
р – давление вакуума Нм²;
п – КПД передачи п = 072 [2];
н – КПД вакуум-насоса н = 025 [2].
Р = 60 · 108 (1000 · 025 · 072) = 36 кВт
Для вакуум-насоса УВУ-6045 выбираем электродвигатель серии RA112М4 с Рн = 4 кВт n = 1430 обмин = 855 КiIп = 9 Кiп = 22 Кimax = 29.
Сводим выбранные электродвигатели в табл. 2.7.
Таблица 2.7 – Выбранные электродвигатели для электроприводов
Номинальная мощность кВт
3 Расчет отопления и вентиляции
В воздушной среде производственных помещений в которых находятся люди животные оборудование продукты переработки всегда есть некоторое количество вредных примесей а также происходит отклонение температуры от нормированных значений что отрицательно влияет на состояние здоровья людей продуктивность животных долговечность электрооборудования.
Вентиляционные установки применяют для поддержания в допустимых пределах температуры влажности запыленности и вредных газов в воздухе производственных животноводческих и других помещений.
Уравнение часового воздухообмена по удалению излишнего содержания углекислоты:
· C + L · C1 = L· C2
где 12 – коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами в подстилке;
С – содержание СО2 в наружном воздухе лм3; для сельской местности С1 = 03 лм3 [1];
L – требуемое количество воздуха подаваемое вентилятором чтобы обеспечить в помещении допустимое содержание СО2 м3ч;
С2 – допустимое содержание СО2 в воздухе внутри помещения лм3 принимаем по табл. 10.2 стр. 157 [2] С2 = 25 лм³.
Определяем количество углекислого газа выделяемого всеми животными:
где С – количество СО2 выделяемого одним животным лч; по табл. 10.1 [1] принимаем С = 110 лч;
п – количество поголовья животных 200 голов.
С = С · п = 110·200 = 22000 лч
Требуемое количество воздуха подаваемого вентилятором м³ч:
L = 12 · С (С2 – С1)
L = 12 · 22000 (25 – 03) = 12000 м³ч
Расчетная кратность воздухообмена:
где V – объем вентилируемого помещения равняется V = 4057 м3;
L – требуемое количество воздуха подаваемого вентилятором.
Часовой воздухообмен по удалению излишней влаги:
Lи = 11 · W1 (d2 – d1)
где W1 – влага выделяемая животными внутри помещения;
d2 – допустимое влагосодержание воздуха гкг;
d1 – влагосодержание наружного воздуха гкг.
Lи = 11 · 28600 (752 – 343) = 7692 гм3
Влага выделяемая животными:
где w – влага выделяемая одним животным w = 143 гч (л-1);
N – количество животных.
W1 = 143 · 200 = 28600 гч
Допустимое влагосодержание внутри помещения:
где d2нас – влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10°С; по табл. 10.3 (л-2) [2] d2нас = 94 гм3;
φ2 – допустимая относительная влажность внутри помещения; (л-2) φ2 = 08.
d2 = 94 · 08 = 752 гм3
Влагосодержание наружного воздуха:
где d1нас – влагосодержание насыщенного наружного воздуха гм3;
φ1 – относительная влажность наружного воздуха.
d1 = 381 · 09 = 343 гм3
Так как сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного воздуха нет то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно принять равной -3°С и при такой температуре d1нас = 381 гм3 и φ1 = 09.
Давление вентилятора:
где Рд и Рс – динамические и статические составляющие давления вентилятора.
Р = 1056 + 11549 = 12605 Па
Динамическая составляющая давления:
где ρ – плотность воздуха кгм3;
V – скорость воздуха V = 10 15 мс [1].
Рд = 125 · 132 2 = 1056 Па
Определяем плотность воздуха:
где ρ0 – плотность воздуха при 0°С ρ0 = 129 кгм3 – стр. 34 [1];
U – температура воздуха;
α – коэффициент учитывающий относительное увеличение объема воздуха при нагревание его на один градус α = 0003 [1].
ρ = 129 (1 + 0003 · 10) = 125 кгм3
Статическая составляющая давления:
h – потери давления на 1 метр трубопровода Пам;
Рм – потери давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений.
Рс = 668 · 18 + 10351 = 11549 Па
Потери напора на 1 метре трубопровода:
h = 648 · V d · (ρ 129)
где V – скорость воздуха в трубопроводе мс;
d – диаметр трубопровода мм.
d = 2 · а · в (а + в)
где а и в – стороны прямоугольного сечения трубопровода; а = 1000 мм в = 600 мм (л-5).
d = 2 · 1000 · 600 (1000 + 600) = 750 мм
h = 648 · 13 750 · (125 129) = 18 Пам
Потери напора в местных сопротивлениях:
Рм = Σ · Рд = Σ · ρ · U2 2
где – коэффициент местного сопротивления Σ = 98 (стр. 75 (л-2)) [1].
Рм = 98 · 125 · 132 2 = 1035 Пам
Вентилятор подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р.
С учетом равномерного распределения вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор Ц4-70 с подачей L = 6000 м³ч при давлении 630 Па: Ц4-70 N5 n =1350 обмин = 08.
Определяем число вентиляторов:
где Lв – подача воздуха одним вентилятором.
Принимаем 2 вентилятора один из которых будет располагаться в начале здания другой в конце здания.
Масса воздуха проходящего через вентилятор:
где ρ – плотность наружного воздуха ρ = 129 кгм3 [1];
S – площадь сечения трубопроводов S = 06 м2 [2].
m1 = 129 · 06 · 13 = 10 кгс
Полезная мощность вентилятора:
Рпол = 10 · 132 2 = 845 Вт
Мощность электродвигателя для вентилятора:
Рэв = Q · Р 1000 · в · п
где Q – подача вентилятора Q = 16 м3;
Р – давление создаваемое вентилятором Р = 630 Па;
в – КПД вентилятора в = 08;
п – КПД передачи п = 095 – для ременной передачи [1].
Р = 16 · 630 1000 · 08 · 095 = 13 кВт
Расчетная мощность двигателя для вентилятора:
где Кз – коэффициент запаса Кз = 115 [1].
Рр = 115 · 13 = 15 кВт
Для вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн = 15 кВт и Iн = 4 А.
Далее проведем расчет калорифера. Определяем мощность калорифера:
где Qк – требуемая производительность калорифера ккалч;
к – КПД установки к = 09.
Теплопередачу установки находят из уравнения теплового баланса помещения:
Qк + Qп = Qо + Qв => Qк = Qо + Qв – Qп
где Qо – теплопотери через ограждения ккалч;
Qв – тепло уносимое с вентилируемым воздухом ккалч.
Теплопотери через ограждения:
Qо = ΣК · F · (Vп · Qм)
где К – коэффициент теплопередачи ограждения К = 8 ккалч [2];
F – площадь ограждений F = 2049 м2 [3].
Тепло уносимое с вентилируемым воздухом:
Qв = 0239 · · V · (Uп + Uнм)
где – плотность воздуха принимаемая равной = 129 кгм3 (л-1)
V – обьем обогащаемого воздуха за 1 час м3;
Uп – температура воздуха подведенная в помещение Uп = +10°С;
Uнм – расчетная температура наружного воздуха; Uнм = -3°С.
где Vп – объем помещения равный Vп = 4057 м3;
Коб – часовая кратность воздухообмена.
V = 4057 · 3 = 12171 м3
Qв = 0239 · 129 · 12171 · (10 – 3) = 26047 ккалч
Тепловыделение в помещение:
Qп = 623 · 200 = 124600 ккалч
где g – количество тепла выделяемого одним животным за 1 час; для коров весом до 500 кг – g = 623 ккалч [1];
Qк = 114744 + 26047 – 124600 = 16191 ккалч
Рк = 16191 860 · 09 = 209 кВт
Считаем что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента.
Определяем мощность одного нагревательного элемента:
где n – число нагревателей;
Рэ = 1045 3 ·2 = 174 кВт
Рабочий ток нагревательного элемента:
где Uф – фазное напряжение.
Iраб = 1740 220 = 79 А
Принимаем 6 ТЭН мощностью 2 кВт: ТЭН-1505 Т220
Принимаем 2 калорифера СФОЦ-1505Т один из которых устанавливаем в начале комплекса другой в конце.
Таблица 2.8 – Технические данные калорифера
Мощность калорифера кВт
3.1 Автоматизация управления работой электрокалориферами
При эксплуатации калорифера СФОЦ необходимо предусмотреть автоматизацию регулирования температуры.
Перегрев электрокалорифера может возникнуть также и при неисправности вентилятора и воздуховодов.
Поэтому для калориферов предусматриваем автоматическое управление.
Для контроля температуры необходимы два датчика температуры марки ДТКБ – 53Т и одно термореле ТР - 200. При повышении температуры воздуха в помещении выше установленной отключается одна секция; при дальнейшем повышении температуры отключается вторая секция. Отключение последней секции происходит если температура нагревателей превысит 80°C.
Эффективность применения автоматизации управления калориферами будет
расчитана в разделе «5 Расчет экономической эффективности внедрения проектного решения».
4.1Выбор источников света
В качестве источников света осветительной установки молочного блока могут быть применены лампы накаливания и люминесцентные лампы. Следует отметить что люминесцентные лампы обладают рядом преимуществ перед ЛН - у них выше световая отдача больше срок службы. Однако ЛЛ не рекомендуется применять в осветительной установке в случае если значение нормируемой освещенности в помещении менее 30 лк.
Для помещений 5 7 9 11 12 14 в качестве источников света принимаем люминесцентные лампы для остальных помещений – лампы накаливания.
4.2Выбор вида и системы освещения коэффициента запаса нормируемой освещенности типа светильников
Для освещения всех принимаем общее равномерное освещение.
Значение нормируемой освещенности устанавливается в зависимости от характера зрительной работы размеров объекта различия фона и контраста с ним вида и системы освещения.
В соответствии с нормами освещенности приведенными в [5] принимаем освещенность рабочих поверхностей помещений которые сводим в табл. 2.9.
Таблица 2.9 – Значение нормируемой освещенности
Наименование помещения
Высота рабочей поверхности м
Вентиляционная камера
Помещения для хранения и ремонта электрооборудования
Помещение для моющих средств
Лаборатория для искусственного осеменения
Помещение для загрузки кормов
Помещение для наклонных транспортёров
Коэффициент запаса вводится при расчете осветительной установки для компенсации уменьшения светового потока источников света в процессе эксплуатации. Значение коэффициента запаса принимается по отраслевым нормам в зависимости от условий среды в освещаемом помещении и типа применяемых источников света. Для помещений 5 7 9 11 12 14 15 18 согласно [12] принимаем коэффициент запаса Кз = 17 для остальных помещений принимаем Кз = 15.
Выбор типа светильников производится исходя из характеристики окружающей среды требований к характеру светораспределения высоты подвеса светильников.
Для помещений 5 7 9 11 принимаем светильники с люминесцентными лампами типа ЛСП 18 подвешенные высоте 25 м. Для помещений 12 14 принимаем светильники ЛСП 13 подвешенные на высоте 25 м. Для остальных помещений принимаем светильники с лампами накаливания НСП 11. Для освещения входов принимаем светильники ППР 100 подвешенные на высоте 3 м.
4.3 Расчет освещения кормоцеха
Расчет освещения производится методом коэффициента использования светового потока [7].
Первоначально определяем потребный суммарный поток ламп в светильниках:
где Ен – нормируемая освещенность лк;
К3 – коэффициент запаса;
S – площадь помещения м2;
z – коэффициент минимальной освещенности; согласно [5] принимаем z = 115.
Uoy – коэффициент использования.
Коэффициент использования зависит от типа светильников коэффициентов отражения светового потока индекса помещения.
Принимаем коэффициенты отражения потолка 50%; стен 30%; пола 10%. Индекс помещения:
где S – площадь помещения м2;
hр – высота подвеса светильников м;
А В – геометрические размеры помещения м.
По табл. 64 [14] принимаем Uoy = 69%. Тогда световой поток лампы будет:
Принимаем 8 светильников KСП 18-36 с лампами ЛЦД 36 мощностью по 36 Вт со световым потоком по 3050 лм суммарный световой поток составит 24400 лм.
4.4 Расчет освещения вспомогательных помещений
Расчет освещения вспомогательных помещений производится методом удельной мощности [7]. Суммарная мощность ламп в помещении определяется по формуле:
где Руд – удельная мощность осветительной установки Втм2;
S – площадь помещения м2.
Удельная мощность осветительной установки зависит от типа КСС светильников нормируемой освещенности коэффициентов запаса и минимальной освещенности коэффициентов отражения ограждающих поверхностей помещения расчетной высоты и площади помещения. Удельную мощность ОУ можно определить по справочным таблицам [12] табл. 6.7 6.8 6.12.
Рассмотрим расчет освещения на примере помещения 1. Для светильника НСП 11 при площади помещения 2202 м2 рабочей высоте 25 м удельная мощность составляет 615 Втм2 табл. 6.8 [12]. Определяем суммарную мощность ламп в помещении:
Р = 615 · 2202 = 13542 Вт
В помещении устанавливаем 2 светильника. Мощность ламп в каждом светильнике составит Рл = Р n = 13542 2 = 6771 Вт. Принимаем лампу БК 215-225-75 мощностью 75 Вт со световым потоком 1030 лм.
Расчет освещения остальных помещений производится аналогично. Результаты расчета освещения сведем в табл. 2.10.
Таблица 2.10 – Результаты светотехнических расчетов
Продолжение таблицы 2.10
Результаты расчёта сводим в светотехническую ведомость – табл. 2.11.
5 Расчет оборудования для водоснабжения
5.1 Выбор схемы водоснабжения фермы КРС
Технологическая схема водоснабжения фермы КРС приведена на рис. 2.1.
Таблица 2.11 – Светотехническая ведомость
Высота подвеса светильников м
Норма освещённости лк
Общая мощность установки кВт
Удельная мощность установки кВтм2
Общее равномерное освещение
Рисунок 2.1 – Технологическая схема водоснабжения
– водоприемное устройство; 2 – всасывающий трубопровод; 3 – насосный агрегат; 4 – обратный клапан; 5 – задвижка; 6 – нагнетательный трубопровод;
– водонапорная башня
5.2 Определение расхода воды
Определим суточный расход воды зная нормы водопотребления животными:
где а – нормы потребления животными лсутки;
Nк – количество животных.
G = 800 150 = 120000 л
Тогда часовой расход определим по формуле:
где Кч – коэффициент часовой неравномерности расхода Кч = 4;
Ксут – коэффициент суточной неравномерности расхода Ксут = 12;
h – коэффициент полезного действия установки учитывающий потери воды h = 09.
Кроме того при проектировании водоснабжения необходимо учитывать так называемый пожарный расход т.е. расход воды на тушение пожара примем пожарный расход Qп = 7 лс = 25200 лчас.
Тогда суммарный расход определим как:
Q = 2667 + 25200 = 51867 лч = 00144 м3с
Принимаем необходимый расход водоснабжающей установки равным Q = 52 м3ч = 00144 м3с.
Определим необходимый напор который должен развивать насос для подачи воды в водонапорную башню:
Н = Нвс + Ннаг + Нпотерь
где Нвс + Ннаг – высота всасывания и нагнетания насоса соответственно м;
Нпотерь – потери напора обусловленные сопротивлением водоснабжающей линии протеканию воды м:
где hв + hн – потери на всасывающем и нагнетательному участках трубопровода м.
где SV – коэффициент учитывающий местные сопротивления;
L – длина соответствующего участка трубопровода принимаем
d – диаметр соответствующего участка трубопровода принимаем dв = dн = 150 мм;
– скорость воды на соответствующем участке трубопровода vв = vн т.к. dв = dн;
g – ускорение свободного падения мс2.
На нагнетательном участке трубопровода принимаем следующие местные сопротивления:
– открытая задвижка – V = 005;
– обратный клапан – V = 17;
– изгиб на 90° (три шт.) – V = 05;
Таким образом SVв = 325.
На всасывающем участке примем:
– изгиб на 90° – V = 05;
– водоприемное устройство – V = 8;
Таким образом SVн = 85.
Н = 6 + 17 + 04 + 68 30 м
Зная необходимые напор Н = 30 м и расход Q = 52 м3ч принимаем насос центробежного типа 3К-6 (частота вращения 2900 обмин подача 50 м3ч напор 375 м3).
Для определения действительный расхода и напора обеспечиваемых насосом необходимо совместить характеристику трубопровода и насоса (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 – Механическая характеристика насоса
Характеристику трубопровода представим в виде:
где Нст – статический напор м;
Подставляя выражение для потерь и заменяя в них скорость через расход получаем:
После подстановки численных значений получим
Из рис. 2.2 видно что при совместной работе насоса и сети насос развивает напор Нн = 33 м и обеспечивает расход Qн = 171 лс = 00171 м3с
Определив значение КПД насоса в данном режиме и представив значения развиваемого напора в единицах системы СИ а именно Нн = 330 кПа определим мощность на приводном валу насоса по формуле:
5.3 Расчёт электропривода глубинного насоса
Кинематическия характеристика. Так как частота вращения приводного вала насоса близка к частоте вращения асинхронных двигателей то для соединения вала электродвигателя и насоса используем муфту. Кинематическая схема не имеет зазоров и упругих элементов и представляется в виде одномассового звена. Скорость вращения колеса насоса n= 2900 обмин = 3035 радс.
Так как частота вращения приводного вала насоса близка к частоет вращения асинхронных двигателей то для соединения вала электродвигателя и насоса используем муфту. Климатическая схема не имеет зазоров и упругих элементов и представляется в виде одномассового звена. Скорость вращения колеса насоса n = 2900 обмин = 3035 радс
Механическая характеристика. Механическая характеристика насоса описывается выражением:
где М0 – момент сопротивления механизма не зависящий от скорости;
Мсн – момент сопротивления при номинальной угловой скорости н.
Мсн = 9400 3035 = 31 Нм
Уравнение механической характеристики насоса:
График механической характеристики приведен на рис. 2.2.
Нагрузочная характеристика. Определим время работы tр и время паузы tп насосного агрегата. Для этого рассчитаем регулируемый объем башенной установки:
где Dб – диаметр бака башенной установки принимаем объем бака Vб = 10 м3 диаметр Dб = 24 и высоту hб = 222 м;
hвб hнб – верхний и нижний уровни воды в баке соответственно принимаем hвб = 17 м hнб = 165.
Тогда время работы и время паузы определим по формулам:
где Qн – подача воды обеспечиваемая насосом Qн = 00171 м3с Qн = 615 м3ч;
Q – необходимый расход воды водоснабжающей системы Q = 00144 м3с Q = 52 м3ч.
Частота включений насосного агрегата:
Инерционная характеристика. Определим момент инерции насоса. Приближенно для этой цели можно использовать формулу:
где J – момент инерции колеса кг×м2;
M – масса колеса насоса кг;
R – радиус колеса м.
Радиус колеса R = 0096 м массу колеса насоса примем m = 4 кг.
Заключение по приводным характеристикам. Результаты расчета и анализа приводных характеристики позволяют сделать следующие выводы:
необходим нерегулируемый асинхронный привод;
колесо насоса обладает достаточно большим приведенным моментом инерции;
режим работы электропривода – продолжительный с частыми пусками.
Выбор электродвигателя. Имея нагрузочную диаграмму насоса зная мощность развиваемую насосом Р = 94 кВт время работы tр = 837 с и продолжительность паузы tп = 157 с определяем эквивалентную мощность насосного агрегата за период:
Для привода насоса предварительно выбираем электродвигатель АИР132М2 со следующими параметрами: номинальная мощность 11 кВт; nн = 2910 обмин н = 3046 радс; S н = 003; н = 88%; cos φн = 09; K mп = 16 mm mк = 22; J = 0023 кгм2; M = 775 кг.
Определим дополнительно некоторые величины характеризующие электродвигатель:
Мн = Рн н = 11000 3046 = 36 Нм
Мп = mп Мн = 16 36 = 576 Нм
Максимальный (критический) момент:
Мк = mк Мн = 22 36 = 792 Нм
Выполним проверку выбранного электродвигателя по пуску и перегрузке. Проверка по пуску и перегрузочной способности выполняется по формулам:
Мп · (1 – ΔU)2 > Мтр
Мк · (1 – ΔU)2 > Мс.max
где DU – снижение напряжения в сети DU = 02;
Мтр – момент трогания рабочей машины Нм;
Мcmax – максимальный момент сопротивления рабочей машины Нм
где Мсн – момент сопротивления насоса Мсн = 31 Н×м.
Мтр = 03 · 31 = 93 Н·м
Мcmax = Мсн = 31 Н×м
Значения пускового Мн и критического Мк моментов двигателя определены ранее тогда:
По пуску двигатель проходит.
По перегрузочной способности двигатель проходит.
Электроснабжение фермы КРС
1 Расчет электрических нагрузок и источников питания
1.1 Подсчет электрических нагрузок
Определение мощности электроприемников производится по формуле:
где к3 – коэффициент загрузки определяется по [3];
Рн – номинальная мощность электроприемника кВт.
Поскольку максимум нагрузки длится 30 минут за расчетную мощность принимается мощность максимума нагрузки:
Ррасч = Рмакс = 13164 кВт
Коэффициент мощности определяется по [7] исходя из соотношения:
где Рт – суммарная мощность электронагревательных установок.
Рт ΣР = 076; cos φ = 096
S = 13164 096 = 137125 кВА
Реактивная мощность:
Q = 13164 × 029 = 381756 кВАр
Поскольку коэффициент мощности превышает нормируемое РУМ значение (092 095) компенсация реактивной мощности не предусматривается.
Определение суммарных электрических нагрузок по линиям 038 кВ производится начиная с наиболее удаленного от ТП участка.
В случае если значение нагрузок потребителей отличается менее чем в 4 раза – расчет производится по формуле:
где k0 – коэффициент одновременности.
В противном случае суммирование нагрузок производится путем добавок к большей слагаемой нагрузке:
где Р(дв)макс – наибольшая из дневных или вечерних активных нагрузок на вводе потребителя расчетного участка кВт;
ΔР(дв) – добавки [5].
Средневзвешенные коэффициенты мощности и реактивной мощности расчетного участка для дневного и вечернего максимумов нагрузки определяются из выражения:
где cos φ tg φ – соответственно коэффициенты мощности и реактивной мощности потребителей расчетного участка.
Результаты расчетов электрических нагрузок в сетях 038 кВ заносятся в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Нагрузки участков линий 038 кВ
1.2 Мероприятия по компенсации реактивной мощности
Повышение коэффициента мощности может быть осуществлено так называемыми естественным (без применения специальных устройств) и искусственным (применяют специальные устройства для компенсации реактивной мощности) способами.
В настоящее время созданы автоматические устройства с использованием тиристоров обеспечивающих мгновенное и плавное регулирование мощности выдаваемой конденсаторной батареей в сеть. Это дает возможность поддерживать заданный коэффициент мощности при любых изменениях нагрузки.
Произведем выбор конденсаторной установки.
На шинах 04 кВ 1004 кВ расчетная мощность компенсации определяется из выражения:
где Qmax – максимальная реактивная нагрузка на шинах 04 кВ ТП 1004 кВ кВАр.
Принимаем конденсаторную установку КС2-038-ШУЗ мощностью 40 кВАр.
Результаты расчета и выбора компенсирующих устройств сводим в табл. 3.3.
Таблица 3.3 – Выбор компенсирующих устройств в сетях 038 кВ и на ТП 1004 кВ
Реактивная мощность компенсации
Мощность конденсатора кВАр
Остаток реактивной мощности кВАр
1.3 Выбор трансформаторной подстанции
Силовой трансформатор КТП выбирается из условия:
где Sэн и Sэв – соответственно нижняя и верхняя границы экономических интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности кВА;
Sр – расчетная мощность ТП кВА.
Расчетная мощность ТП определяется по формуле:
где крн – коэффициент роста нагрузок.
Sр = 13 · 25824 = 33571 кВА
По экономическим интервалам нагрузок принимаем 2 трансформатора мощностью по 160 кВА. Проверим выбранный трансформатор по систематически допустимой перегрузке в номинальном и после аварийном режимах:
Sр ≤ Sтр.ном · кном.А
где Sтр.макс – максимальная систематическая перегрузка трансформатора кВА;
кном.А – коэффициент допустимых после аварийных перегрузок трансформаторов.
824 148 · 320 = 47360
Условия выполняются.
Таблица 3.3 – Технические характеристики КТП-160-10-04-97-У1
Мощность силового трансформатора кВА
Номинальное напряжение на стороне ВН кВ
Номинальное напряжение на стороне НН кВ
Номинальный или расчётный ток на стороне 04 кВА
Ток термической стойкости в течении 1 с:
– на стороне высокого напряжения кА
Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1-76
Уровень внешней изоляции
нормальная категория «А»
Способ выполнения нейтрали:
изолированная нейтраль
глухозаземлённая нейтраль
Габаритные размеры мм:
– высота с кабельным вводом с воздушным вводом
– ширина КТП тупикового типа проходного типа
Степень защиты по ГОСТ 14254-96
2 Выбор проводов ввода и пускозащитной аппаратуры
2.1 Выбор проводов ввода
Электрический расчет сети 038 кВ производится по методу наименьших затрат с последующей проверкой по потере напряжения.
Марки и площадь сечения проводов по наименьшим приведенным затратам выбираются по таблицам интервалов экономических нагрузок. Основой выбора является расчетная эквивалентная мощность по участкам сети:
где кд – коэффициент динамики роста нагрузок;
Sуч – полная мощность максимума нагрузки кВА.
Провод выбирается по наибольшему значению. Данные расчетов сводятся в табл. 3.4.
Таблица 3.4 – Выбор проводов по участкам линий 038 кВ
марка и сечение провода
Потеря напряжения по участкам линий определяется по формуле:
где ΔUуч – удельная потеря напряжения % кВА км;
lуч – длина участка км.
Удельная потеря напряжения зависит от сечения провода и коэффициента мощности она определяется графически по [14].
2.2 Выбор пускозащитной аппаратуры
Для защиты электрических сетей от токов КЗ и перегрузок используют автоматические выключатели. В данном проекте для защиты электроприемников используются автоматические воздушные выключатели серии ВА.
Выбор автоматических выключателей производят из следующих условий:
где Iна Iр – соответственно номинальный ток автомата и расчетный ток электроприемника А.
где Iтр – ток уставки теплового расцепителя А;
ктр – коэффициент надёжности [7].
где Iэмр – ток срабатывания электромагнитного расцепителя А;
кэмр – коэффициент надёжности [7];
Iмакс – максимальный ток электроприемника А.
Рассмотрим выбор ПЗА на примере гр. 1 ЩС1 – вентилятор Ц 4-70 Iр = 1932А · Iмакс = 138 А Iна ≥ 1932 А.
Iтр ≥ 125 · 1932 = 2415 А
Iэмр ≥ 15 · 138 = 207 А
Принимаем автомат ВА 51Г-25 Iн=25 А; Iтр=25 A; К Iэмр=25 А.
Расчёт и выбор ПЗА остальных групп производим аналогично. Результаты расчёта сводим в табл. 3.5.
Таблица 3.5 – Расчёт и выбор ПЗА
ЩС1 ПР 8501-1000-155
ЩС2 ПР 8501-1000-155
ЩС3 ПР 8501-1000-155
ЩС4 ПР 8501-1000-149
ЩС5 ПР 8501-1000-149
ЩВ1 ПР 8501-1000-091
2.3 Проверка проводов на согласование с ПЗА
При срабатывании любого защитного аппарата защищаемая проводка в течение некоторого времени находится под воздействием аварийных токов (короткого замыкания либо перегрузки) следовательно имеется вероятность повреждения проводки или оборудования прежде чем сработает защитный аппарат. В целях предотвращения возникновения такой ситуации производится проверка ПЗА на согласование с длительно допустимым током провода.
Сечение провода должно удовлетворять условиям для линий защищаемых автоматами:
Iэмр – ток электромагнитного расцепителя А;
Iд доп – длительно допустимый ток провода А.
Результаты проверки сводим в табл. 3.6.
Таблица 3.6 – Проверка ПЗА на согласование
3 Расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей
При выборе проводок необходимо руководствоваться следующими положениями. Внутренние проводки должны соответствовать условиям окружающей среды архитектурным особенностям помещения. При выборе проводок необходимо учитывать защищенность людей от поражения электрическим током пожаро- и взрывобезопасность надежность удобство эксплуатации и обслуживания.
Площадь сечения проводников выбирается по длительно допустимому току (по нагреву) для силовых сетей и по допустимой потере напряжения для осветительных сетей.
3.1 Определение расчётных и максимальных токов электроприёмников
Номинальный ток электроприёмника:
где Рн – номинальная мощность электроприемника кВт;
UH – номинальное напряжение сети В.
Расчётный ток для одного электроприёмника:
где К3 – коэффициент загрузки электроприёмника;
Iн – номинальный ток электроприёмника А.
Расчётный ток группы электроприёмников:
где К0 – коэффициент одновременности.
Максимальный ток одного электроприёмника:
Iмакс = Iпуск = λп · Iн
где λn – кратность пускового тока.
Максимальный ток для группы электроприёмников:
Iмакс гр = Iпуск наиб + К0 · ΣКз · Iн
Определим характерные токи для группы 1 ЩС1 – вентилятор Ц 4-70 приводной двигатель 4А130В6УЗ мощностью 11 кВт КПД 74% cos φ = 074 Kt = 5.
Принимаем коэффициент загрузки 07 [3 стр. 126].
IР = 276 · 07 = 1932 А
Iмакс = 276 · 5 = 138 А
Расчёт характерных токов остальных групп производится аналогично. Результаты расчёта характерных токов сводим в табл. 3.7.
Таблица 3.7 – К расчёту характерных токов силовой сети
Примечание: Знаком * обозначена кратность пускового тока двигателя с большим пусковым током для электроприемника с несколькими двигателями.
3.2 Расчёт и выбор проводов силовой сети
Выбор сечения проводов силовой сети производится по условию нагрева:
Произведем выбор провода для гр. 1 ЩС 1.
Проводка будет выполнена проводом АПВ в металлических трубах проложенных в полу. IР = 1932 А.
Принимаем провод АПВ 4×25 Iд.доп = 19 А
Iд доп = 19 А > 1932 А – условие выполняется.
Для остальных групп выбор сечения проводов производится аналогично. Результаты расчета сводим в табл. 3.8.
Таблица 3.8 – Выбор проводов силовой сети
Марка и сечение провода мм2
3.3 Расчёт и выбор проводов осветительной сети
Выбор проводов осветительной сети производится по длительно допустимому току и по допустимой потере напряжения [5].
Распределим осветительную нагрузку молочного блока на 3 группы каждая группа подключается к отдельной фазе питающей сети.
Группу 1 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14. Суммарная мощность составит 1706 кВт. Расчетный ток Iр = 7754 А.
Группу 2 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 15 16 17. Суммарная мощность составит 156 кВт. Расчетный ток 1Р = 709 А.
Группу 3 составляют светильники и штепсельные розетки помещений: 18. Суммарная мощность составит 192 кВт. Расчетный ток 1Р = 8727 А.
Для всех групп предварительно принимаем провод АППВ 2×25 проложенный скрыто под штукатуркой. Длительно допустимый ток 1дДОП = 20 А.
4 Проверка возможности запуска двигателя при отклонении напряжения
При пуске электродвигателя происходят падения напряжения в сети а это значит что если двигатели будут работать под нагрузкой и запустить еще мощный электродвигатель то происходит падение напряжения в сети. Следовательно если будет большое падение в электросети то работающие двигатели могут остановиться что не желательно. Поэтому допустимое падение напряжения не более 15%. На примере погружного насоса определим потери в электросети при пуске по формуле:
где R – полное сопротивление линии R = 032 Ом;
Iп – пусковой ток электродвигателя Iп = 105 А.
ΔU = 032 · 105 = 336 В
Так как 336 В составляет 1527% от напряжения электросети значит пуск двигателя не отразится на работающие двигатели.
5 Проверка защитной аппаратуры на срабатывание при однофазном и при трехфазном коротком замыкании
5.1 Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки защитной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость а также на чувствительность и селективность действия.
Расчёт тока однофазного КЗ производится для наиболее удалённого электроприёмника.
Ток однофазного КЗ определяется по формуле:
где ZT – сопротивление трансформатора току КЗ Ом;
ZЛ – сопротивление питающей сети Ом.
В нашем случае наиболее удаленным электроприемником является электроприёмник № 18 ТСН-3Б ЩС6. Расстояние от источника электрической энергии (ТП) до электроприемника: l3 – расстояние от вводного щита до ТП принимается 01 км.
Рисунок 3.1 – Эквивалентная однолинейная схема сети
Рисунок 3.2 – Схема замещения
где Zтр – сопротивление трансформатора ТП току однофазного КЗ для трансформатора ТМ10010 Zrp = 0225 Ом [3];
Zф – сопротивление фидера принимаем 0015 Ом [3];
Zва Zга – сопротивления вводного и группового автоматов соответственно принимаем 001 Ом.
Сопротивление питающей сети определяется как сумма сопротивлений отдельных участков сети:
ZЛ = Zф + Z1 + Zва + Zга + Z2 + Zгa + Z3
Сопротивление участков сети:
rф r0 – активные удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии соответственно Омкм;
xф x0 – индуктивные удельные сопротивления фазного и нулевого проводов линии соответственно Омкм.
ZЛ = 0015 + 076 + 001 + 001 + 228 + 001 + 0309 = 27 Ом
5.2 Проверка защитного аппарата ближайшего к месту КЗ на срабатывание
Проверка производится по условию:
где Iкз(1) – ток однофазного КЗ А;
Iк.мин – минимально допустимый ток срабатывания ближайшего к точке короткого замыкания защитного аппарата А.
Для защитного аппарата с тепловым расцепителем:
где кн – коэффициент надежности (для теплового расцепителя принимаем кн = 3);
Iу – ток уставки защитного аппарата А.
Ik мин = 3 · 40 = 12 А
Ik мин = 12 А Iкз(1) = 75214 А – условие выполняется.
5.3 Проверка защитных аппаратов на срабатывание при трехфазном коротком замыкании
Протекающие по токоведущим частям элементов электрических сетей токи вызывают термические и динамические процессы то есть нагрев элементов и механические воздействия.
Проверка коммутационных и защитно-коммутационных электрических аппаратов проводится по условиям:
– на термическую стойкость:
– на динамическую стойкость:
где Iтс t – паспортные значения тока термической стойкости и времени его действия;
Iк tп– расчетные значения тока КЗ и времени его действия которое рассчитывается по выражению tп= tсз + tо(tсз– время срабатывания защиты tо– собственное время отключения защитного аппарата);
iу – значение ударного тока КЗ.
Произведём выбор автоматического выключателя на отходящую линию в РУНН трансформаторной подстанции. Произведем выбор автоматов по Iндля U = 04 кВ по формуле:
Принимаем автомат серии ВА с номинальным током 250 А с уставкой полупроводникового расцепителя 250 А. Проверим выбранный аппарат на термическую и динамическую стойкость.
Для проверки электрического аппарата на действия токов КЗ необходимо рассчитать ток короткого замыкания в точке К1 (рис. 3.3).
Рисунок 3.3 – Схема короткого замыкания в сети напряжением 04 кВ
По расчётным кривым для нахождения токов к.з. [2] принимаем ток КЗ со стороны энергосистемыIкзВН= 35 А.
Сопротивление питающей энергосистемы приведённое к напряжению 04 кВ определяем по формуле:
гдеUс.ВН– напряжение энергосистемы со стороны ВН трансформатора;
Uн.т..ВНиUн.т..НН– соответственно номинальные напряжения обмоток НН и ВН понижающего трансформатора.
Активное и индуктивное сопротивления трансформатора берём из табл. 1 [2]:rт= 94 мОмxт= 272 мОм.
Ток КЗ в точке К1 определяем по формуле:
гдеUср.НН– среднее номинальное линейное напряжение сети НН В (для сети 04 кВ равно 400 В);
xΣиrΣ– соответственно результирующее активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ.
Проверяем на термическую стойкость по формуле:
гдеIтс = 120 кАt = 10 сIк= 74 кА tп=tсз + tо= 1 + 0005 = 1005 с значенияtсзиtоберём по табличным значениям [2].
02 · 10 кА > 742 · 1005 кА
Условие выполняется значит аппарат обладает термической стойкостью.
Для проверки на динамическую стойкость нужно рассчитать ударный ток КЗ на месте установки автомата. Ударный ток КЗ находится по выражению:
гдеkу– ударный коэффициент.
Значение kу определяется в зависимости от отношения результирующих сопротивлений. Отношение результирующих сопротивлений от шин 04 кВxΣrΣ= 298 94 = 317. С учётом этого находимkу= 136 [2]. Тогда ударный ток будет равен:
iу = 136 · · 74 = 142 кА
Паспортное значение сквозного тока КЗ для проверяемого аппарата ВА37-54iск= 50 кА. Условие iск > iувыполняется значит автоматический выключатель обладает динамической стойкостью.
5 Отыскание места повреждения в воздушных (кабельных) линиях
Приводимая в различных публикациях статистика аварийности в воздушных линиях электропередачи (ВЛ) напряжением 6 35 кВ показывает что основная часть (70 80%) повреждений сопровождается однофазным замыканием на землю (ОЗЗ). Определение места ОЗЗ представляет сложную задачу так как эти ВЛ имеют значительную протяжённость проходят в сельской местности часто в условиях бездорожья и имеют сложную древовидную структуру.
Для ускорения и облегчения поиска места ОЗЗ ПТЭ обязывает использовать предназначенные для этой цели переносные приборы.
5.1 Переносные приборы для поиска места ОЗЗ
Рисунок 3.4 – Внешний вид цифрового указателя «Вектор»
Основными достоинствами указателя «Вектор» являются:
отсутствие переключателей и настроек при измерениях;
– автоматический выбор гармоники для фазового анализа;
– автоматическая подстройка чувствительности;
– наглядное представление результата измерений – направление поиска места ОЗЗ указывается на дисплее прибора в виде плавающей стрелки. На дисплее указателя так же представляется информация о режиме работы ВЛ (линия под напряжением линия отключена в линии ОЗЗ) о мощности измеряемого сигнала и о состоянии элементов питания. Малая мощность сигнала например из-за частичного экранирования прибора снижает вероятность правильного результата. Индикатор мощности помогает выбрать для измерения место с достаточным уровнем сигнала. На рис. 3.5 представлена структурная схема указателя «Вектор».
Рисунок 3.5 – Структурная схема указателя «Вектор»
Магнитная и электрическая составляющая ЭМП принимается с помощью соответственно магнитной антенны МА выполненной в виде индуктивной катушки с разомкнутым сердечником и электрической антенны ЭА представляющей собой проводящую пластинку.
Сигналы полученные с датчиков усиливаются полосовыми усилителями ПУ с изменяемым коэффициентом усиления и поступают на вход аналогоцифрового преобразователя АЦП. Изменяемый коэффициент усиления ПУ позволяет поддерживать оптимальный уровень сигнала на входе АЦП. АЦП служит для ввода мгновенных значений сигнала в процессор для последующей обработки. Центральный процессор ЦП – однокристальная микроЭВМ выполняющая все необходимые манипуляции с сигналом: сбор хранение спектральный анализ формирование изображения на дисплее Д. В ходе работы микроЭВМ с полученными при измерении сигналами производится преобразование Фурье. В результате анализа гармоник по ряду признаков из полученных значений амплитуд и фазовых углов выбирается оптимальная частота исследуемых сигналов осуществляется фазовый анализ ее параметров по результатам которого определяется и высвечивается на дисплее направление движения к месту ОЗЗ.
Рассмотрим вкратце методику применения указателя «Вектор». Если поврежденная ВЛ неизвестна то поиск места ОЗЗ должно начинаться с питающей подстанции на шинах которой появился сигнал «земля в сети» (рис. 3.6). В этом случае последовательно под каждой ветвью ВЛ отходящей от подстанции необходимо определить направление движения. Если прибор будет указывать направление на питающую подстанцию то данная ВЛ не повреждена. Поврежденная ВЛ определяется по направлению поиска от питающей подстанции. Аналогичное определение направления последующего движения нужно производить и в местах разветвления ВЛ.
Рисунок 3.6 – Схема определения места ОЗЗ с помощью указателя «Вектор»
Двигаясь вдоль поврежденной линии в направлении места ОЗЗ нужно периодически определять направление поиска. Если при последующем измерении направление поиска указатель указывает в сторону места предыдущего измерения то место ОЗЗ расположено между двумя последними точками измерений. При обходе этого участка следует контролировать изображение на дисплее указателя. Смена направления поиска на обратное будет информировать о месте замыкания на землю. На рис. 3.7 подробнее показано как меняется направление стрелки на дисплее указателя при прохождении вдоль трассы мимо места ОЗЗ. Такая очевидность и наглядность не позволит пропустить даже визуально нераспознаваемые повреждения ВЛ.
Рисунок 3.7 – Изменение показаний указателя «Вектор» у места замыкания
При использовании переносного указателя «Вектор» не требуется проходить по всей трассе ВЛ. Определить направление к месту ОЗЗ можно в любом месте поврежденной ВЛ. Для сокращения времени поиска определение направления к месту ОЗЗ на первом этапе целесообразно проводить в точках удобных для подъезда автомобиля ремонтно-технического обслуживания. Из зарубежных переносных приборов для поиска места ОЗЗ можно отметить украинские приборы серии ПОМЗ (ООО «Молния-Харьков»). Приборы токовые. Отличаются матричным светодиодным индикатором (рис. 3.8) на котором в логарифмическом масштабе отражаются амплитуды 1; 2; 3; 7; 9; 11 и 13 гармоник тока а также первой гармоники напряженности электрического поля.
Рисунок 3.8 – Внешний вид прибора «ПОМЗ»
5.2 Устройство мониторинга параметров ЛЭП
Устройство мониторинга параметров воздушной линии электропередачи (УМЛ). Энергоэффективные автономные датчики обнаружения места повреждения воздушных линии электропередач с напряжением 61035 кВ.
Рисунок 3.9 – Устройство мониторинга ЛЭП
Назначение. Автоматизированное дистанционное определение мест повреждений на ВЛ включая устойчивые (КЗ) и неустойчивые однофазные дуговые замыкания (ОЗЗ) – (ОДЗ) на ВЛ 61035 кВ.
– устройство мониторинга воздушной линии электропередачи (УМЛ) представляет собой модуль однофазного исполнения;
– рекомендуется применять группами из трех модулей с установкой на каждую фазу;
– УМЛ размещается в узлах разветвлений (отпаек) ЛЭП для определения пути прохождения токов КЗ;
– при обнаружении аварийной ситуации устройства активируются на протяжении всего пути протекания аварийного тока от питающего центра до места аварии;
– устройства установленные в местах где не протекал аварийный ток остаются в режиме ожидания.
Возможности расширения функционала:
– отображение участка повреждения и параметров аварийного режима (ток фаза время) на картографической подложке;
– дистанционный контроль сообщений самодиагностики устройств
– дистанционный контроль параметров среды;
– автоматизированный сбор данных с распределенной сети устройств мониторинга;
– определение междуфазных и однофазных повреждений;
– распознавание устойчивых и неустойчивых замыканий.
– малобюджетная и более результативная для разветвленной сети ЛЭП альтернатива централизованным устройствам ОМП;
– наглядное представление поврежденного участка на карте местности с информацией о типе повреждения и поврежденной фазе;
– автоматизированный анализ статистических данных по авариям формирование отчетов.
Конструктивное исполнение:
– корпус устройства имеет обтекаемую форму из стойкой к ультрафиолетовому излучению пластмассы;
– УМЛ является полностью автономным устройством (не требует подключения внешних цепей);
– продление времени автономной работы устройства за счет использования солнечной энергии;
– 6 светодиодов индикации работающих в режиме попеременного мигания с интенсивностью 1 импульс в 5 секунд: два красных два зеленых и два желтых.
Индикатор замыкания УМЛ выполнен в пластиковом корпусе. Верхняя часть сделана в виде крюка с подпружиненным зажимом нижняя – в виде прозрачной крышки. Внутри располагаются основные модули.
Таблица 3.9 – Технические характеристики
Рабочая температура °С
Максимальная относительная влажность %
Высота над уровнем моря м
Максимальное контролируемое напряжение кВ
Максимальный контролируемый ток А
Минимальный контролируемый ток А
Минимальный бросок тока Ас
Максимально допустимый ток кА
Массогабаритные характеристики
Габаритные размеры (Ш×В×Г мм)
5.3 Индикаторы обнаружения мест повреждения линий электропередачи LineTroll 110 EEr
Наилучшим решением повышения надежности электроснабжения и снижения времени аварийного отключения сетиявляется использование оборудования контроля сети способное обнаруживать повреждениявозникающие в сетии передавать информацию о них эксплуатирующим организациям. Не менее важным аспектом является то что индикатор позволяет избежать лишних операций с многократным включениемотключением сети при традиционных методах поиска повреждений что снижает износ коммутационного оборудования.
Индикатор LineTroll 110e устанавливается на провод обнаруживая ОЗЗ и ФКЗ в воздушных распределительных линиях. Питание от сменных литий-ионных батарей длительного срока службы. Обеспечивает 360 –градусную видимость индикации временных и постоянных отказов.
LineTroll 110er – это версия индикатора LineTroll 110E со встроенным коротковолновым радио.
Рисунок 3.10 – Индикатор LineTroll 110er
Преимущества индикатора LineTroll 110er:
– может обнаруживать и по отдельности показывать устойчивые и неустойчивые замыкания;
– один сверхяркий красный светодиод указывает на устойчивые повреждения один зеленый светодиод указывает на неустойчивые повреждения и один оранжевый светодиод сигнализирует о низком уровне заряда батареи;
– программируемые рабочие параметры;
– высокая видимость – более 40 лм;
– применяется на ВЛ 6 69 кВ;
– возможность применения на многоцепных линиях;
– напряжение или ток как стартовые критерии программируется;
– двойная индикация: устойчивые и неустойчивые замыкания;
– устойчив к тяжелым погодным условиям;
– мониторинг емкости батареи.
Основные условия для индикации:
A. Линия находится под напряжением (на линии присутствует ток или напряжение) в течение не менее 5 секунд.
B. Линейный ток мгновенно увеличивается на определяемое пользователем значение (ступенчатый уровень срабатывания) или превышает определяемое пользователем пороговое значение (если эта опция разрешена).
C. Линия обесточивается. Напряжение или ток отсутствуют (при повторной подаче напряжения на линию выполняется необязательная функция автоматического сброса). Пользователь может запрограммировать критерии режима эксплуатации согласно своим требованиям микропереключателями которые находятся внутри индикатора.
5.4 Геоинформационная система определения места повреждения воздушных линий 3 35 кВ
Рисунок 3.11 – Составляющие системы ОМП
Данная система позволяет определять места повреждения воздушных линий 3 35 кВ по показаниям датчиков «ГИС ОМП».
Короткие замыкания и место их возникновения (участок ВЛ) определяются с помощью установленных на провода ВЛ однофазных индикаторов повреждения воздушных линий (ИПВЛ) и трансмиттера (приемопередатчика) установленного на опоре.
ИПВЛ содержит датчики тока и напряжения.
Алгоритм детектирования междуфазных КЗ следующий устройство реагирует на наброс тока более 120 А с последующим спадом тона и напряжения до 0. По спаду тока до нуля контролируется работа выключателя (коммутационного аппарата). Таким образом ИПВЛ отстроен от ложных срабатываний при внешних КЗ при набросах тока нагрузки.
Контроль напряжения позволяет отстроиться от срабатываний при БИТ 033 детектируются за счет кратковременного увеличения тока (от 20 до 50 А) в поврежденной фазе которое создается с помощью УШЗ.
При своем срабатывании ИПВЛ активирует модуль светодиодной индикации и осуществляет передачу информации в трансмиттер по радиоканалу на частоте 24 ГГц.
Радиус действия канала передачи данных «ИПВЛ-трансмиттер» составляет 25 30 м.
Трансмиттер осуществляет ретрансляцию получений от ИПВЛ данных в ПТК «ГИС ОМП» по GSM каналу.
Таблица 3.10 – Основные технические характеристики системы ОМП
Диапазон рабочих температур
тупиковая радиальная
Минимальный нагрузочный ток
Минимальный наброс тока при КЗОЗЗ
Максимально допустимый ток
мигающих светодиодов
0 м днем 500 м ночью
Частота радиосигнала
Расстояние радиопередачи
АКБ ресурс без подзарядки
Безопасность жизнедеятельности
1 Анализ состояния охраны труда на ферме КРС
На данной территории климатический сезонный коэффициент составляет 1. Удельное электрическое сопротивление грунта составляет 80 Ом·м. Скоростной напор ветра составляет 45 Нм2 27 мс. Район по гололеду – V. Толщина стенки гололеда составляет 30 мм. Среднегодовая продолжительность гроз составляет 30 40 часов.
Целью охраны труда является создание здоровых и безопасных условий для работы в сельскохозяйственном производстве.
Создание благоприятных условий труда обеспечивает высокую производительность труда но главное сохраняет здоровье работающим и предотвращает производственный травматизм.
Анализ потенциальных опасностей возникающих вследствие воздействия опасных и вредных производственных факторов и меры предупреждающие их опасное воздействие приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1 – Потенциальные опасности и меры их предупреждения
Технологические операции оборудование инструмент
Требования безопасности
Требования производственной санитарии
Лица осуществляющие контроль над соблюдением ТБ
Попадание руками во вращающиеся части
Привод кормораздатчика
Инструктаж по ТБ. Застёгнутая и заправленная одежда
Защитные кожуха контраст движущихся частей
Компрессоры вакуумные насосы вентиляторы транспортёры
Инструктаж по ТБ. Ограничение доступа людей
Ремонт и ТО технологического оборудования
Поражение электрическим током попадание руками во вращающиеся части
Любое технологическое оборудование
Инструктаж по ТБ соответствующая квалификация
Возможность полного отключения установок
2 Безопасность фермы КРС
2.1 Требования безопасности при силосовании кормов
К работе по трамбованию силосной массы в траншеях буртах и курганах допускаются трактористы 1 и 2 классов.
Работы по закладке силоса разрешается производить только в светлое время суток.
Место закладки силоса не должно располагаться в непосредственной близости от колодцев и водоемов с питьевой водой и под линией электропередач.
На расстоянии от 1 м от края траншеи со стороны разгрузки транспортных средств должен быть установлен надежный предохранительный брус.
Неиспользованные траншеи должны быть ограждены а не подлежащие дальнейшему использованию – засыпаны.
Для трамбования массы разрешается использовать только гусеничные тракторы общего назначения. Двери кабины трактора должны быть открыты и закреплены в таком положении.
Разрешается на кургане бурте или в траншее работа только одного трактора.
При башенном способе закладки силоса недопустимо пребывание людей в башнях при перерывах в подаче массы более чем на 2 часа.
Возобновление работ после длительных перерывов разрешается только после проветривания башни.
Число вспомогательных рабочих по обслуживанию трактора на закладке силоса не должно превышать двух человек.
– нахождение людей в кузове машины или тракторной тележке при заполнении их измельченной массой а также при транспортировании силосной массы к месту силосования;
– затаскивание трактором транспортных средств на курган бурт или в траншею;
– диаметральное движение трактора через вершину кургана при наличии на нем людей а также движение поперек склона;
– крутые повороты трактора при движении на силосной массе;
– оставлять трактор без тракториста на бурте или кургане;
– располагаться для отдыха на силосной массе в зоне движения транспортных средств.
2.2 Требования безопасности при измельчении и дроблении кормов
При обслуживании дробилок измельчителей наибольшую опасность представляют подающие механизмы измельчающие и дробильные барабаны.
Перед пуском этих машин необходимо проверить состояние режущего и дробильного агрегата. Барабаны должны быть статически и динамически отбалансированы а ножи и молотки надежно закреплены. Статическую и динамическую балансировку необходимо проводить на балансировочных станках.
Перед загрузкой машины кормами необходимо включить подающий транспортер на обратный ход с целью удаления случайно попавших туда посторонних предметов.
Корм на подающий транспортер должен укладываться ровным слоем. Необходимо следить чтобы вместе с кормами в машину не попали посторонние предметы.
Рабочий при загрузке машины кормами должен находиться сбоку от нее.
При забивании подающего транспортера необходимо переключить его на обратный ход.
При осмотре и регулировке ножей режущего барабана дробилки КДУ-2 необходимо под прессующий транспортер во избежание его падения подложить деревянный брусок.
Перед осмотром и регулировкой режущих органов машины необходимо принять меры к надежному их закреплению с тем чтобы исключить самопроизвольное их вращение.
Заточку ножей необходимо производить согласно руководству по устройству и эксплуатации машины и только в защитных очках.
– во время работы машины проталкивать руками или какими-либо предметами перерабатываемый корм под прессующий транспортер или а горловину приемного бункера;
– стоять против выбрасывающего окна даже при работе измельчителя или дробилки вхолостую;
– просовывать руки или посторонние предметы через люк циклона КДУ-2 в нижнюю горловину во избежание захвата их лопастями шлюзового затвора;
– находиться в зоне поднятого трубопровода с барабаном фуражира НФ-25;
– измельчать влажные корма на КДУ-2 без отражательного козырька над выбросной горловиной дробилки;
– открывать крышки дробилок и измельчающих барабанов до полной остановки машины;
– работать на дробилках не оборудованных аспирационной системой.
2.3 Требования безопасности при дозировании смешивании и запаривании кормов
При образовании сводов в бункерах-накопителях необходимо отключить привод дозатора а где он отсутствует - перекрыть задвижкой выгрузное окно и ликвидировать свод с помощью специально изготовленных приспособлений.
При обеспечении равномерной подачи зеленых и грубых кормов из бункеров-накопителей следует находиться на вспомогательных рабочих площадках имеющих ограждение высотой не менее 1 м.
Для предотвращения ожогов работы по запариванию грубых кормов погрузка и транспортировка их должны выполнятся в спецодежде (халат фартук с нагрудником рукавицы и т.д.).
Перед подачей кормов в запарник-смеситель следует закрывать доступ пара в него.
Подключение оборудования к паропроводам по временной схеме резиновыми шлангами должно проводиться с помощью металлических стяжек.
На люке смесителя для визуального наблюдения за уровнем его заполнения должна быть установлена решетка и плотно закрывающаяся крышка.
При запаривании корма снимать крышку загрузного и выгрузного люков можно после закрытия парового вентиля слива конденсата и снижения давления в запарнике-смесителе до атмосферного.
Конденсат собирающийся на дне чанов запарников и емкостей необходимо удалять через специально установленные сливные краны.
Для предотвращения ожогов людей паром и водой выбрасываемыми из выкидной трубы запарника ее открытая часть должна быть ограждена и отведена в безопасное место.
– устранять неравномерность выдачи зеленых и грубых кормов находясь на подающем транспортере бункера-накопителя;
– наклоняться над загрузочным люком при открытии крышки после запаривания кормов.
2.4 Требования безопасности при работе на агрегатах для сушки и гранулирования кормов
К обслуживанию оборудования допускаются лица прошедшие специальную подготовку и проинструктированные в соответствии с требованиями безопасности изложенными в руководстве по эксплуатации и в настоящей инструкции.
Эксплуатация агрегата допускается только в исправном состоянии. Особо тщательно необходимо контролировать исправность камеры сгорания электрооборудования и контрольно-измерительных устройств.
Затаривание готовой муки необходимо производить в респираторах очках и рукавицах.
Соблюдать температурный режим установки. Температура в сушильной камере не должна превышать величины установленной инструкцией завода-изготовителя.
При загорании просушенного материала в барабане сушилки необходимо перекрыть подачу топлива остановить вентилятор дутья и увеличить подачу зеленой массы.
Муку полученную перед загоранием (не менее 50 кг) и после загорания (не менее 200 кг) необходимо хранить в течении 30 40 часов в специально отведенном для этих целей месте предусмотрев меры пожарной безопасности.
Работы в камере сгорания или сушильном барабане должны проводиться бригадой в составе 3 человек с разрешения лица назначенного администрацией ответственным за безопасную работу агрегата.
Перед спуском в камеру сгорания или сушильный барабан необходимо провести принудительное вентилирование с помощью вентилятора дутья в течение 15 20 минут (подача топлива при этом должна быть перекрыта).
Спуск в камеру разрешается только с надетым страховочным поясом и привязанной к нему веревкой проверенной и испытанной на разрыв усилием 200 кг.
Ежедневно в конце смены оборудование и помещение следует очищать удаляя рассыпанный продукт пролитые масла и топливо. Скопления пыли на оборудовании площадках и строительных конструкциях не допускается.
– во время работы агрегата открывать смотровые люки крышки дробилки кожух пресса и производить какие-либо работы по прочистке каналов ремонту;
– оставлять оборудование без присмотра.
2.5 Требования безопасности при раздаче кормов
При въезде в животноводческое помещение и выезде из него необходимо убедиться что вблизи нет людей или сигналом предупредить их о начале движения.
Устранение замеченных неисправностей на кормораздатчике производить только при заглушенном двигателе трактора и со снятым телескопическим валом.
На пути движения прицепных кормораздатчиков в проходе не должны находиться люди животные и посторонние предметы.I
При движении агрегата на поворотах под углом свыше 15° следует выключать вал отбора мощности трактора.
При разъединении и соединении тяговых цепей различных транспортеров следует применять специальное приспособление (конструкции ВНИИМЖ).
Служебные мостки используемые для технического обслуживания кормораздаточной платформы должны быть ограждены перилами высотой не менее 1 м.
Следить за положением тяговых цепей и тросов стационарных кормораздатчиков. Проверить натяжение можно оттяжкой вверх ветви транспортера с средней его части. Эта ветвь должна оттягиваться рукой примерно на 50 мм.
При работе на мобильных кормораздатчиках запрещается:
– перегружать кормораздатчики кормами свыше установленной заводом-изготовителем нормы;
– поворот трактора относительно продольной оси раздатчика на угол больше 45°;
– перевозить людей в кузове раздатчика и на прицепном устройстве.
При работе на стационарных кормораздающих машинах запрещается:
– работа с ослабленной тяговой цепью и тросом;
– эксплуатация с погнутыми скребками.
2.6 Требования безопасности при погрузочно-разгрузочных и транспортных работах
Перед началом погрузки или разгрузки необходимо:
– осмотреть груз ознакомиться с его характеристикой видом материала весом габаритными размерами упаковкой и т.д.;
– выбрать способ погрузки (разгрузки) механизмы и специальные чалочные приспособления облегающие проведение работ;
– подготовить рабочее место (освободить от лишних предметов мусора и т.д.).
При погрузке (разгрузке) пылящих грузов обязательно пользоваться защитными очками и респираторами.
При ручной погрузке соломы (сена) в транспортные средства разборку стогов необходимо производить так чтобы не происходило образование нависающих сводов.
При погрузке измельченной соломы с помощью пневмотранспортера не допускается нахождение людей вблизи рабочих органов установки.
При перевозке соломы (сена) целыми стогами нахождение людей на стогах не допускается.
Перевозка соломы (сена) на тракторных прицепах должна проводиться при прочном увязывании груза.
Для обеспечения устойчивости грейферного погрузчика перед началом работ опустить опорные лапы и раздвинуть колеса на широкую колею.
При работе навозопогрузчика (ковшового или погрузчика-смесителя) не подходить к нему со стороны вил (ковшей) и фрез-барабанов не стоять на штабеле удобрений под транспортером и поднятым ковшом (вилами).
Во избежание опрокидывания при погрузке навоза с эстакад не выдвигать нож бульдозера за край эстакады.
Скорость движения машины на подъездных путях и проездах не должна превышать 10 кмч а в производственном помещении – 2 кмч.
При эксплуатации и ремонте транспортного агрегата (машины) категорически запрещается:
– производить ремонтные работы и вести техническое обслуживание прицепа при поднятом кузове без установки его на предохранительную стойку;
– находиться под кузовом при его подъеме и опускании;
– пользоваться гидросистемой при наличии течи в соединениях;
– производить подъем нагруженного кузова с закрытым бортом;
– эксплуатировать прицеп с отключенной или неотрегулированной тормозной системой;
– перевозить людей в кузове прицепов.
2.7 Требования безопасности при обслуживании нагревательных электороустановок
Перед включением нагревательных электороустановок необходимо:
– осмотреть установку на наличие механических повреждений повреждений изоляции наличие обрывов проводов;
– убедится что в вентилятор не попали посторонние предметы;
– убедится что нагревательные элементы не засорены и на них нет воспламеняющейся пыли;
При работе нагревательных установок необходимо следить за обеспечением доступа воздуха к ним и свободному выходу нагретого воздуха.
Установка должна быть надежно закреплена и к ней не должно быть доступа для животных. Необходимо исключить попадание посторонних предметов корма и т.п. внутрь нагревательных установок.
Так как работа калорифера предусматривается в непрерывном режиме то надо периодически (каждый день) осматривать установку на наличие повреждений и нормального функционирования. Средства сигнализации о неисправностях надо всегда поддерживать в исправном состоянии.
При эксплуатации и ремонте калориферной установки категорически запрещается:
– производить ремонтные работы и вести техническое обслуживание прицепа при подключённой сети;
– при включённом сетевом напряжении помещать руки и посторонние предметы в вентилятор;
– пользоваться установкой без защитных кожухов;
– прикасаться и давать возможность контакта любых предметов с нагревательными элементами;
– эксплуатировать установку с неисправностями.
3 Расчет заземления ТП
На данной ферме опасным фактором является возможность поражения электрическим током от действующих электроустановок. Так же существует опасность поражения персонала и повреждения электрооборудования кормоцеха вследствие разрядов молнии. Для исключения вероятности поражения следует обеспечить кормоцех фермы молниезащитой. Для обслуживающего персонала необходимо разработать инструкцию по технике безопасности при работе с оборудованием фермы.
На трансформаторной подстанции для общего заземляющего устройства с учетом всех повторных заземлений при количестве отходящих линий ВЛ не менее 2-х допустимая величина сопротивления составляет для напряжения 380220 В: Rдоп = 4 Ом.
Так как удельное сопротивление ρ = 200 Ом·м > 100 Ом·м то допустимое сопротивление заземления может быть увеличено в ρ 100 раз т.е.:
Rдоп = 4 · 200 100 = 8 Ом
Удельное электрическое сопротивление грунта: ρ = 200 Ом·м.
Климатический сезонный коэффициент: Кс = 16.
ρ = 16 · 200 = 320 Ом·м
Определим сопротивление растеканию электрическому току одиночного заземлителя. Для стержня на глубине h = 06 м длиной 5 м диаметром d = 16·10-3 м:
где ρ – приведенное удельное сопротивление грунта Ом·м;
d – диаметр стержня м;
t – глубина центра стержня м.
Определим необходимое количество вертикальных заземлителей:
где nТ – теоретическое количество стержней.
nт = 594 8 = 7425 шт.
Принимаем nт = 7Действительное количество стержней:
где ki – коэффициент взаимного экранирования.
Для а l = 2 при количестве n = 8 : ki = 071 при размещении электродов по контуру.
nд = 7 071 = 986 шт.
Принимаем nд = 10Тогда сопротивление очага электродов R0 равно:
R0 = 594 10 = 594 Ом
Определим длину соединительной полосы для электродов размещенных по контуру:
где а – расстояние между электродами принимаем а = 10 м;
n – действительное количество электродов шт.
Ln = 10 · 10 = 100 м
Рассчитаем сопротивление одиночной соединительной полосы по формуле:
где b – ширина полосы принимаем b = 004 м.
Рисунок 4.1 – Одиночная соединительная полоса
Определим сопротивление заземляющего устройства по формуле:
где Kz – коэффициент взаимного влияния вертикальных электродов и соединительной полосы.
Для N = 2 при числе стержней n = 10 при размещении электродов по контуру принимаем Кz = 04.
Условие Rзy ≤ Rдоп ≤ 8 Ом выполняется значит заземляющее устройство рассчитано верно.
Расход материалов для сооружения заземлителя составит: число стержней – 10длина стержня – 5 м. диаметр стержней – 16 мм. Длина всех стержней:
Длина соединительной полосы – 100 м стержень от трансформаторной подстанции к полосе – 1 м.
4 Расчет молниезащиты кормоцеха
Кормоцех относится ко II категории устройств молниезащиты зона Б.
Здания и сооружения отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории защищаются от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через подземные металлические коммуникации.
Расчет молниеотвода при степени надежности защиты – 95% производится по формуле:
где h – высота молниеотвода м;
rх – радиус защитной зоны на высоте h
hx – высота наиболее удаленной точки на здании hx = 9 м.
где а – ширина здания м;
Так как длина здания в 2 раза больше ширины то необходимо установить два молниеотвода. Тогда при расчете rх длина здания уменьшается в 2 раза то есть b = 12 м.
Определяем радиус защитной зоны на уровне земли:
где r0 – радиус защитной зоны на уровне земли м.
Определяем высоту защитной зоны на уровне земли:
где ho – высота защитной зоны с радиусом r0 м.
Уточняем радиус по формуле:
Как видно из рисунка данные молниеотводы полностью обеспечивают защиту здания от поражения молнией. Сопротивление заземлителей определяют расчетным путем или непосредственно на месте.
Сопротивление растекания тока одного стержневого заземлителя определяют по формуле:
где ρ – удельное сопротивление грунта ρ = 100 Ом·м – для суглинистых почв;
d – диаметр заземлителя d = 006 м;
h0 – глубина заземления h0 = 08 м.
Рисунок 4.2 – Зоны защиты молниеотводов
Определяем необходимое количество заземлителей:
где n – число заземлителей шт.
Принимаем 9 заземлителей.
Рассчитываем сопротивление растеканию тока стержнями очага заземления:
Рассчитываем длину сопротивления полосы:
где а – расстояние между стержнями а = 3 м;
n – число заземлителей шт.
Ln = 105 · 3 · 9 = 2835 м
Проведем корректировку сопротивления растеканию тока полосы заземления с учетом коэффициентов сезонности и использования полосы:
где н – коэффициент использования полосы н = 07.
Рассчитываем результирующее сопротивление искусственного заземлителя:
где Rобщ. – результирующее сопротивление искусственного заземлителя Ом.
Что соответствует Rдon =10 Ом.
5 Система противопожарной безопасности
На территории и в помещениях фермы комплекса необходимо создать специальные противопожарные посты пожарные щиты которых должны быть оснащены соответствующем инвентарем (огнетушителями топорами ведрами баграми и т.д.) и иметь свободный доступ к ним. У пожарных резервуаров с водой должны быть установлены мотопомпы и насосы.
Средства пожаротушения необходимо содержать в исправном состоянии и постоянной готовности к действию.
Все работающие на ферме комплексе должны быть обучены обращению со средствами пожаротушения и умению эвакуации животных при пожаре.
Для предупреждения пожара по окончании работы необходимо убедиться в том что питание силовых и осветительных сетей отключено (за исключением дежурного освещения).
В теплое время года необходимо периодически проверять состояние стогов скирд чтобы предотвратить возможность их самовозгорания.
Для курения на ферме комплексе отводятся специальные места.
– на территории фермы комплекса использовать открытый огонь разводить костры;
– использовать территорию между животноводческими помещениями под складирование материалов сена соломы;
– отогревать замерзшие трубы центрального отопления канализации водопровода и т.п. открытым огнем;
– проводить сварочные работы в помещениях где находятся животные;
– оставлять в бункерах агрегатов в помещении готовую травяную муку и сухую массу;
– хранить бензин керосин спирт масла и другие легковоспламеняющиеся материалы в производственных и служебных помещениях.
Расчет экономической эффективности внедрения проектного решения
Автоматизация процессов сельскохозяйственного производства влияет на повышение производительности труда и сокращения затрат на производство продукции. В соответствии с «Методическими рекомендациями по определению экономической эффективности капитальных вложений в сельское хозяйство» при проектировании находят абсолютную и сравнительную экономическую эффективность капитальных вложений. Сравнительная экономическая эффективность подсчитывается по формуле:
где С1С2 – текущие затраты не автоматизированного и автоматизированного варианта руб.
К1 К2– соответствующие капитальные вложения руб.
1 Капитальные затраты
Первоначальные вложения на приобретение калориферов СФОЦ-1505Т будут одинаковыми для обоих вариантов. Оптовая цена 1 калорифера равна 48500 руб. Затраты на автоматизацию калорифера содержатся в табл. 5.1.
Таблица 5.1 – затраты на автоматизацию калорифера
Универсальный переключатель
Количество калориферов на ферму КРС составляет 8 штук. Тогда капитальные вложения не автоматизированного варианта составят:
К01 = 48500 · 8 = 388000 руб.
Капитальные вложения автоматизированного варианта будут равны:
К02 = (48500 + 7900) · 8 = 451200 руб.
С учетом затрат на монтаж и доставку (12%) капитальные затраты составят соответственно:
К1 = 388000 · 112 = 434560 руб.
К2 = 451200 · 112 = 505344 руб.
Текущие затраты определяются по формуле:
С = Са+ Сто+ Сэ+ Спр+ Сот + Ссоц
где Са– амортизационные отчисления руб.;
Сто– затраты на ТО и ремонт руб.;
Сэ– стоимость электроэнергии руб.;
Спр– прочие расходы руб.;
Сот– оплата труда руб.;
Ссоц – социальные отчисления руб.
где С1 – основная оплата труда руб.:
где tс– время работы оборудования в сутки tс= 3 ч;
Дг– число работы дней в году Дг= 165 дн.;
чс– часовая ставка чс= 110 руб.;
no– количество обслуживающего персонала no= 1 чел.;
С1= 3 · 165 · 110 = 54450 руб.
С2– дополнительная оплата труда:
С2= 04 · 54450 = 21780 руб.;
С3– отпускные отчисления:
С3= 009 · (54450 + 21780) = 6861 руб.;
Сот= 54450 + 21780+ 6861 = 83091 руб.;
Ссоц – социальные отчисления руб. (30%):
Ссоц = 03 · 83091 = 24927 руб.
Рассчитываем амортизационные отчисления:
где Аа – коэффициент амортизационных отчислений А = 142 %.
Тогда амортизационные отчисления для не автоматизированного варианта:
Са1= 0142 · 434560 = 617975 руб.
Амортизационные отчисления для автоматизированного варианта:
Са2= 0142 · 505344 = 717588 руб.
Рассчитываем затраты на ТО и ремонт:
где Ар – коэффициент амортизационных отчислений Ар = 55%.
Тогда затраты на ТО и ремонт для не автоматизированного варианта:
Сто1= 0055 · 434560 = 239008 руб.
Затраты на ТО и ремонт для автоматизированного варианта:
Сто2= 0055 · 505344 = 277939 руб.
Рассчитываем стоимость электроэнергии:
где Nэ – мощность калорифера кВт;
Цэ – стоимость 1 кВт·ч Цэ = 27 руб.кВт·ч.
Сэ= 3· 165· 12 · 8· 27 = 128304 руб.
Прочие расходы рассчитываются по формуле:
Спр= 001 · (Са+ Сто+ Сэ)
Прочие затраты для не автоматизированного варианта:
Спр1= 001 · (617975+ 239008+ 128304) = 2140 руб.
Прочие затраты для автоматизированного варианта:
Спр2= 001 · (717588+ 277939+ 128304) = 22786 руб.
Тогда текущие затраты для не автоматизированного варианта составят:
С1 = 617975+ 239008+ 128304 + 2140+ 83091 + 24927 = 3241603 руб.
Текущие затраты для автоматизированного варианта составят:
С2 = 717588+ 277939+ 128304 + 22786 = 2301353 руб.
Сводим все затраты по вариантам в табл. 5.2.
Таблица 5.2 – Калькуляция текущих затрат
Не автоматизированный вариант
Автоматизированный вариант
Отчисления на социальные нужды
Отчисления на амортизацию
Затраты на электроэнергию
3 Экономическая эффективность
Рассчитываем экономическую эффективность по формуле (5.1):
Экономия текущих затрат составит:
Э = 3241603 – 2301533 = 94025 руб.
4 Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат
Определяем по следующей формуле:
Таблица 5.3 – Технико-экономические показатели автоматизации калориферов
Количество калориферов СФОЦ-1505Т шт.
Капитальные затраты руб.
Заработная плата руб.
Отчисления на социальные нужды руб.
Затраты на ТО и ТР руб.
Отчисления на амортизацию руб.
Затраты на электроэнергию руб.
Общая сумма текущих затрат руб
Экономия текущих затрат руб.
Срок окупаемости затрат лет
Вывод: проведенные расчеты показали что срок окупаемости дополнительных капитальных вложений составит 075 года или 9 месяцев что экономически выгодно для хозяйства
Проведен расчет и выбор электрифицированного оборудования: расчет и выбор проводов пускозащитной аппаратуры проведена проверка пускозащитной аппаратуры на согласование с проводами подсчет электрических нагрузок выбор мощности и расчет сетей выбор трансформаторной подстанции расчет освещения расчет и выбор электропроводок внутренних силовых и осветительных сетей.
В разделе - детальная разработка проекта - была рассмотрена актуальность автоматизации поддержания микроклимата (температурного режима) на молочно-товарной ферме разработана принципиальная электрическая схема автоматической системы поддержания температуры управляющей электрокалорифером.
В проекте выполнен анализ условий труда предложены меры повышения безопасности.
В экономическом разделе выполнен расчет технико-экономических показателей применения автоматизированного управления электрокалориферами. Экономия текущих затрат составляет 94025 руб. дополнительные капитальные вложения в размере 70784 руб. окупаются в течение 075 года.
Анищенко В.В. Методические указания по проектированию сельских населённых мест [Текст] В.В. Анищенко. – Краснодар: КСХИ 1989. – 83 с.
Будзко И.А. Зуль С.М. Электроснабжение сельского хозяйства [Текст] И.А. Будзко С.М. Зуль. – М.: Агропромиздат 1990. – 444 с.
Будзко И.А. Лещинская Т.Б. Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства [Текст] И.А. Будзко Т.Б. Лещинская В.И. Сукманов. – М.: Колос 2000. – 536 с. ил.
Галкин А.Ф. Основы проектирования животноводческих ферм [Текст] А.Ф. Галкин. – М. Колос. 1975. – 398 с.
Живописцев Е.Н. Косицын О.А. Электротехнология и электроосвещение [Текст] Е.Н. Живописцев О.А. Косицын. – М.: Агропромиздат 1990. – 269 с.
Зайцев А.Т. Механизация производственных процессов в сельском хозяйстве [Текст] А.Т. Зайцев. – М.: Колос 1979. – 416 с. ил.
Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. – 2е изд. доп. и перараб. [Текст] Г.М. Кнорринг. – СПб.: Энергоатомиздат 1992. – 341 с.
Коба В.Г. Брагинец Н.В. Муредсидзе Д.Н. Механизация и технология производства продукции животноводства [Текст] В.Г. Коба Н.В. Брагинец Д.Н. Муредсидзе. – М.: Колос 1999. – 640 с. ил.
Коганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. – 2е издание доп. и перераб. [Текст] И.Л. Коганов. – М.: Агропромиздат 1990. – 89 с.
Коломиец А.П. Автоматизация отделения инородных примесей от потока кормов Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве [Текст] А.П. Коломиец. – М. 1995. – С. 121-122.
Кудрявцев И.Ф. Автоматизация производственных процессов на фермах [Текст] И.Ф. Кудрявцев. – М.: «Колос» 1976. – 288 с. ил.
Луковников А.В. Шкрабак B.C. Охрана труда. Учебник для вузов. – 6-е изд. перераб. и доп. [Текст] А.В. Луковников B.C. Шкрабак. – М.: Агропромиздат 1999. – 319 с. ил.
Мартыненко И.И. Тищенко Л.П. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации [Текст] И.И. Мартыненко Л.П. Тищенко. – М.: Колос 1978. – 83 с.
Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. – 2-е изд. перераб. и доп. [Текст] С.В. Мельников. – Л.: Агропромиздат 1985. – 640 с.
Мусин А.М. Оптимизация режимов работы автоматизированной системы: «кормораздатчик-микроклимат-животное» Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве [Текст] А.М. Мусин. – М. Наука 1995. – С. 97-98.
Нагорский И.С. Валюшкевич Г.Г. Писарчук В.А. Автоматизация кормораздатчика влажных кормов для свиноферм Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве [Текст] И.С. Нагорский Г.Г. Валюшкевич В.А. Писарчук. – М. Наука 1995. – С. 98-99.
Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. Справочник [Текст] Под ред. П.Н. Листова. – М. Колос. 1974. – 621 с.
Синюков М.И. Шакиров Ф.К. Василенко М.П. Организация производства на сельскохозяйственных предприятиях. – 4-е изд. перераб. и доп. [Текст] М.И. Синюков Ф.К. Шакиров М.П. Василенко - М.: Агропромиздат 1989. – 512 с.
Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства. Учебное пособие [Текст] Под ред. П.Н. Семенова. – М.: Информагротех 1999. – 536 с.
Шаров А.В. Коломиец А.П. Автоматика [Текст] А.В. Шаров А.П. Коломиец. – М.: Колос 1999. – 264 с. ил.
Шеповалов В.Д. Пневматические цифровые устройства Автоматизация произв. процессов в сельском хозяйстве [Текст] В.Д. Шеповалов. – М. Наука 1995. – С. 103-104.
Шкрабак В.С. Охрана труда [Текст] В.С. Шкрабак. – М.: Агропромиздат 1990. – 247 с. ил.
Юндин М.А. Королев А.М. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства [Текст] М.А. Юндин А.М. Королев. – Зеленоград: АЧГАА 1999. – 110 с.