• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Реконструкция электрификации птичника ООО СПК «Победа» с разработкой электроактиватора для обработки яиц

  • Добавлен: 04.11.2022
  • Размер: 7 MB
  • Закачек: 4
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Дипломный проект - Реконструкция электрификации птичника ООО СПК «Победа» с разработкой электроактиватора для обработки яиц

Состав проекта

icon
icon
icon 02 План-проект.doc
icon
icon 04 А1 ТП 110-10.cdw
icon 07 A1 Экономика.cdw
icon 03 А1 План освтительной сети.cdw
icon 01 А1 План ПТФ.cdw
icon 06 А1 Схема электроснабжения.cdw
icon 02 А1 План силовой сети.cdw
icon 05 A1 Схемы КЗ.cdw
icon 03 Титульный лист.docx
icon 06 Доклад на защиту.doc
icon 00 Лист-уведомление.docx
icon 04 ВКР.docx
icon
icon Освещение.jpg
icon КТП 10-0.4.gif
icon КЗ2.jpg
icon Сеть 110 кВ.frw
icon Исходный план.jpg
icon Схема района.jpg
icon План по участкам.jpg
icon Сеть 110 кВ.jpg
icon расчет 110 кВ.xmcd
icon Схема осветительной сети.jpg
icon КЗ3.jpg
icon Экономика.xlsx
icon Схема электроснабжения.jpg
icon Расчетная схема силовой сети.jpg
icon Упрощ. расчетная схема.jpg
icon КЗ1.jpg
icon Освещение наруж.jpg
icon 05 Приложение.doc
icon 01 Аннотация.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon 02 План-проект.doc

Негосударственное образовательное учреждение
высшего образования
Направление: Электроэнергетика и электротехника
Профиль Электроэнергетические системы и сети
Форма обучения: Заочная
студента Бердина Артура Андреевича .
Цель работы: Разработка плана реконструкции электрификации птичника
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
- Анализ и характеристика существующей системы электрификации птичника;
- Светотехнический расчет;
- Электротехнический расчет;
- Проектирование сети и выбор коммутационных аппаратов;
- Расчет токов короткого замыкания и проверка оборудования;
- Экономическое обоснование применения плана реконструкции;
- Рассмотрение вопросов безопасности и экологичности проекта.
ГЛАВА 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПТИЧНИКА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ К РЕКОНСТРУКЦИИ
1 Характеристика объекта электроснабжения
2 Характеристика птичника на 5 тыс. кур прародительского стада
3 Выбор источников света системы и вида освещения нормируемой освещенности осветительных приборов
4 Характеристика системы питания
ГЛАВА 2 РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ПТИЧНИКА И РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ЭЛЕКТРОАКТИВАТОРА
1 Выбор марки проводов и трассировка сети 04 кВ
2 Расчет и выбор технологического оборудования.
3 Расчет нагрузок низковольтной сети и выбор аппаратуры управления и защиты
4 Расчет нагрузок района подстанции 11010 кВ
5 Расчет токов короткого замыкания и проверка защитной аппаратуры на срабатывание
ГЛАВА 3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕТРОАКТИВАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И БЕЗОПАСНОСТЬ
1 Расчет капитальных вложений
2 Определение годовых эксплуатационных затрат
3 Технико-экономическая оценка эффективности проектируемого технологического решения
4 Расчет чистого дисконтированного дохода
5 Молниезащита и заземление
6 Пожарная безопасность и экологичность проекта
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ: В ходе выполнения ВКР будет разработан план реконструкции электрификации птичника.
В работе будут определены силовые и осветительные нагрузки рассчитаны токи короткого замыкания выбраны коммутационные аппараты выбрано технологическое оборудование.
В ВКР будут отражены экономические расчеты принятого решения о реконструкции. Будут произведены расчеты капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Также будет уделено внимание безопасности и экологичности проекта.

icon 04 А1 ТП 110-10.cdw

Конденсаторы связи С1 и С2 присоединяются к фазе А подходящей линии.
Короткозамыкатели QK1 и QK2 присоединяются к фазе С.
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.

icon 07 A1 Экономика.cdw

Наименование показателей
Капитальные вложения
Эксплуатационные затраты
амортизационные отчисления
отчисления на ремонт
Степень снижения годовых эксплуатационных
Годовая экономия эксплутационных затрат
Чистые денежные поступления
Срок окупаемости проектируемых капитальных
Индекс доходности проектируемых капитальных
Чистый дисконтированный доход при Е=19%
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
Расчет экономических

icon 03 А1 План освтительной сети.cdw

03 А1 План освтительной сети.cdw
Щиток осветительный типа ЩО31-32
степень защиты IP-15
АС-1031-11 на выводе
А31-14 на вводе на 10 гр.
Светильник типа ЛСП18 1
Светильник типа НСП11 1
Светильник типа НСП02 IP5.4
Лампа люминесцентная ЛБ-36
Лампа накаливания 220
Выключатель 0-1IP44-17-6220
Розетка штепсельная РШ-Ц-2-07-6220
Коробка осветительная
Муфта натяжная К805У3
Кабель АВВГ на напряжение 660 В
Крепление осветительных коробок и
светильников при тросовой проводке
Крепление выключателей и розеток к
различным основаниям при открытой проводке
Крепление щитка серии ЩО31-32
Узлы крепления тросовых проводок
Крепление кабелей скобами
Заземление несущего троса
Номер автоматического
Данные о групповых щитках с
автоматическими выключателями
План здания на отметке
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
План осветительной сети
Экспликация помещений
Ведомость установки узлов электрооборудования
Компановка осветительной сети ЩИТ А

icon 01 А1 План ПТФ.cdw

01 А1 План ПТФ.cdw
Разрядник вентельный
Сталь круглая d = 12 мм
Заземляющий проводник ЗП-2
Сталь круглая d = 8 мм
Угловая анкерная опора
Монтаж вентельных разрядников
Монтаж опоры железобетонной
Подвеска провода А-50 на опорах
Ответвление провода от опоры к зданию
Монтаж светильников наружного освещения
Устройство заземления
Электроснабжение птицекомплекса осуществляется от
Район климатических условий :
Опоры ВЛ 0.38 кВ приняты железобетонными серии
407.1-316. Расчетные пролеты в зависимости от
марки и сечения проводов приведены в таблице
Условные обозначения
производственная постройка и номер
Светильники уличного освещения РКУ-250
Наименование сооружений
Птичник на 5000 голов
Птичник на 10000 голов
Монтажная стрела провеса при
Глубина заделки опоры
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
с нанесением линиии 0.4 кВ
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
Ведомость объемов электромонтажных и строительных работ
Экспликация сооружений
Расчетные данные по ВЛ 0
Закрепление опор в грунте

icon 06 А1 Схема электроснабжения.cdw

МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора

icon 02 А1 План силовой сети.cdw

02 А1 План силовой сети.cdw
Скреперная установка
Скребковый транспортер
Ящик силовой с тремя магнитными
пускателями ПМЛ-210004
Ящик силовой с автоматическим выклю-
=2 А и двумя магнитными пуска-
телями ПМЛ 210004 И ПМЛ 110004
пускателем ПМЛ 110004
Осветительный щиток ЩО31-32
пускателем ПМЛ 210004
пускателем ПМЛ 150104
пускателеми ПМЛ 121002 с РТЛ 1008
Автоматический выключатель ВА51Г25
Труба стальная обыкновенная
водогазопроводнаяГОСТ 3262-62
План здания на отметке
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
Экспликация помещений
Принципиальная схема электрической сети

icon 05 A1 Схемы КЗ.cdw

Реконструкция электрификации
с разработкой электроактиватора
МТИ.13.03.02.1.0.15.16.
Расчетная схема сети

icon 03 Титульный лист.docx

Негосударственное образовательное учреждение
высшего образования

icon 06 Доклад на защиту.doc

Сельскохозяйственный производственный кооператив «Победа» расположен в в юго-западной части Новоалександровского района Ставропольского края.
Площадь всех земель хозяйства составляет 5 тыс. 200 га площадь птицекомплекса составляет 20 га.
Анализ состояния системы электрификации птичника показал что практически все технологическое оборудование не соответствует современным требованиям и нуждается в реконструкции. Кроме того на ПТФ планируется добавление еще 4 птичников на 5 тыс. голов.
План существующей ПТФ представлен на листе 1 графической части.
В связи с изменением места расположения и мощности технологического оборудования был произведен расчет силовых сетей выбраны сечения марки кабелей а так же способы их прокладки согласно действующим нормативным документам. План птичника с размещением технологического оборудования и нанесением внутренних силовых сетей представлен на листе 2 графической части.
Система освещения также нуждалась в реконструкции поэтому в выпускной квалификационной работе был произведен расчет системы освещения выбраны современные типы светильников и источников света обеспечивающие нормируемую освещенность. На листе 3 графической части представлен план помещения птичника с нанесением осветительной сети
В работе был произведен подробный анализ зоны электроснабжения ПС 11010 кВ питающей данное предприятие. Функциональная схема подстанции представлена на листе 5. Были рассчитаны действующие нагрузки и сделан вывод о том что реконструкция подстанции не потребуется.
Для данного оборудования были приняты коммутационные и защитные аппараты. Чтобы произвести проверку этих аппаратов по условиям срабатывания был произведен расчет токов короткого замыкания. Схемы расчетные и упрощенные расчета токов коротких замыканий представлены на листе 5 графической части.
Во второй части работы также был рассмотрен план зоны действия подстанции 11010 кВ. План-схема района электроснабжения напряжением 10 кВ представлен на листе 6 графической части. Также в работе рассмотрены варианты построения сети 110 кВ найдены точки потокоразделов и составлен баланс мощностей
В проекте рассмотрены так же вопросы техники безопасности при работе персонала расчет молниезащиты и заземляющих устройств и экологичность проекта. Проведено технико-экономическое обоснование эффективности использования предложенного решения. Результаты экономических расчетов приведены на 7 листе графической части. Срок окупаемости проекта реконструкции составляет около 08 года.

icon 00 Лист-уведомление.docx

В данной ВКР рассчитаны действующие силовые и осветительные нагрузки Выполнена планировка сетей 04 и 10 кВ выбрано оборудование для защиты подстанций.
Данная ВКР выполнена самостоятельно.

icon 04 ВКР.docx

Негосударственное образовательное учреждение
высшего образования
Факультет Техники и современных технологий Кафедра Энергетики
Направление: Электроэнергетика и электротехника
Профиль Электроснабжение
Форма обучения: Заочная
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Студента Бердин А.А. .
Ф.И.О. полностью подпись
Научный руководитель к.т.н. Мурачев А.С. .
ученая степень звание Ф.И.О. подпись
Зав.кафедрой к.т.н Антаненкова И.С. .
Глава 1 Характеристика птичника и постановка задач к реконструкции5
1 Характеристика объекта электроснабжения5
2 Характеристика птичника на 5 тыс. кур прародительского стада8
3 Выбор источников света системы и вида освещения нормируемой освещенности осветительных приборов 9
4 Характеристика системы питания18
Глава 2 Реконструкция электрификации птичника22
1 Выбор марки проводов и трассировка сети 04 кВ22
2 Расчет и выбор технологического оборудования.30
3 Расчет нагрузок района подстанции 11010 кВ40
4 Расчет токов короткого замыкания и проверка защитной аппаратуры на срабатывание59
Проверка защитной аппаратуры на срабатывание70
Глава 3 Технико-экономическое обоснование применения электроактиваторной установки и безопасность71
1 Расчет капитальных вложений71
2 Определение годовых эксплуатационных затрат75
3 Технико-экономическая оценка эффективности проектируемого технологического решения80
4 Расчет чистого дисконтированного дохода81
5 Молниезащита и заземление85
6 Пожарная безопасность и экологичность проекта88
Список использованной литературы92
Практическая значимость работы состоит в разработке плана электроснабжения и разработке электроактиватора обработки яиц.
Объектом исследования является здание птичника.
Предметом исследования являются линии электроснабжения напряжением 038 кВ 10 кВ 110 кВ а также оборудование нескольких примыкающих подстанций.
Цель исследования – разработка проекта реконструкции электрической сети данного предприятия.
Таким образом для достижения цели были поставлены следующие задачи исследования:
)Анализ существующей системы электрификации птичника;
)Светотехнический расчет помещения;
)Электротехнический расчет помещения;
)Проектирование сети а также выбор коммутационных аппаратов;
)Расчет токов короткого замыкания и проверка оборудования по условиям срабатывания;
)Экономическое обоснование применения плана реконструкции;
)Рассмотрение вопросов безопасности и экологичности проекта.
Результатом данной работы должен явиться разработанный план реконструкции электрической сети птичника проверка ее по условиям срабатывания защитных аппаратов.
Глава 1 Характеристика птичника и постановка задач к реконструкции
1 Характеристика объекта электроснабжения
Сельскохозяйственный производственный кооператив «Победа» расположен в юго-западной части Новоалександровского района Ставропольского края. Хозяйство находится на расстоянии 20 км от города Новоалександровск. Площадь всех земель хозяйства составляет 5 тыс. 200 га площадь птицекомплекса составляет 20 га. Рядом проходит федеральная дорога «Краснодар - Ставрополь».
СПК «Победа» относится к третьему району климатических условий по гололеду и к третьему по ветру. По климатическим условиям хозяйство находится в зоне с неустойчивым умеренно континентальным климатом.
Максимальное количество осадков выпадает в теплое время года. Преобладающие ветра - восточные. Средняя температура воздуха зимой минус 7 8 . Минимальная температура зимой достигает минус 25. Максимальная температура воздуха летом достигает плюс 34 38 .
Водозабор в хозяйстве осуществляется из колодца глубина залегания воды 10 метров. Вода закачивается в башню Рожновского с помощью насосной установки 2К9. Поение птицы осуществляется технической водой. Поение производится круглосуточно с помощью автопоилок. Добавки в воду осуществляется в зависимости от ветеринарных требований.
Направление хозяйственной деятельности – растениеводство и птицеводство. Растениеводство в хозяйстве идет на реализацию а также служит для обеспечения кормами птицы. Поэтому важное значение имеет развитие кормопроизводства. Наименование возделываемых культур: зерновые подсолнечник и свекловодство.
Структура посевных площадей представлена в таблице 1.1 .
Структура посевных площадей
Наименование культуры
Направление птицеводства – яичное. Поголовье птицы представлено в таблице 1.2 .
Поголовье птицы на конец года
Питание трансформаторных подстанций 1004 кВ осуществляется по ВЛ-10 кВ от подстанции 11010. На территории птицекомплекса находится подстанция ЗТП – 128 два силовых трансформатора мощностью 400 кВА. питающихся от ВЛ-10кВ №3007.
Электроснабжение в хозяйстве осуществляется воздушными линиями электропередач напряжением 04 кВ. Крупными потребителями в хозяйстве являются: кормоцех мастерские и производственные корпуса.
Для аварийного обеспечения электроэнергией в хозяйстве есть дизельная электростанция.
СПК «Победа» является хозяйством с удовлетворительным уровнем механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.
Парк тракторов и автомобилей отведенных для отделения птицеводства составляет семь единиц техники: два кормораздатчика на базе ЗИЛ – 130 две бортовых машины на базе ГАЗ – 53 три трактора МТЗ – 80 при необходимости в других видах техники её берут из основного парка машин хозяйства что обеспечивает весь объём работ. В хозяйстве имеется сеть дорог с твёрдым покрытием что позволяет оперативно производить доставку и вывоз сельскохозяйственных грузов.
На данный момент производственные площади СПК
“Победа” состоят из 4 птичников на 10 тыс. голов а также из вспомогательных помещений (мастерских автогаража кормоцеха и хранилища). Проект ВКР подразумевает добавление четырех птичников на 5 тыс. кур прародительского стада. План всего комплекса до реконструкции представлен на рисунке 1.1.
Рис. 1.1 – Исходный план комплекса
птичника на 5000 голов планируется добавить в северной части комплекса.
Исходные данные по нагрузке на существующих производственных площадях заранее известна. Согласно схеме на рис. 1.1 необходимо сложить мощности всех птичников и других входящих в СПК зданий-потребителей электроэнергии.
где – суммарная мощность потребляемая одним птичников на 10000 голов кВА;
– номинальный ток расцепителя А;
– ток срабатывания отсечки А;
– коэффициент надежности;
– коэффициент одновременности загрузки энергетических объектов предприятия.
Таким образом полная мощность предприятия с учетом нагрузки на освещение до реконструкции равна
2 Характеристика птичника на 5 тыс. кур прародительского стада
Птичник предназначен для содержания 5000 кур прародительского стада. Здание птичника состоит из помещения для птицы разделенного на секции и подсобных помещений. Птица содержится на подстилке. Кормление птицы осуществляется сухими комбикормами которые из бункера БСК подаются в кормораздатчик РТШ и по трубам тросошайбовым транспортёром доставляются в бункерные кормушки. Поение птицы производится из чашечных поилок.
Стены - керамзитобетонные панели. Перегородки – кирпичные. Утеплитель – минерализированные плиты. Полы – бетонные из керамической плитки. Окна и двери – деревянные. Отделка наружная – панели с заводской отделкой. Отделка внутренняя – известковая окраска облицовка керамической плиткой.
Характеристика помещений птичника приведена в таблице 1.3.
Характеристика помещений
Наименование помещений
Категория по услов. окружающ. среды
Коэффициент отражения%
3 Выбор источников света системы и вида освещения нормируемой освещенности осветительных приборов
СНиП рекомендует применять для освещения сельскохозяйственных зданий газоразрядные лампы т.к. они имеют высокую световую отдачу и большой срок службы. С учетом этих рекомендаций в помещении для птицы приняты люминесцентные лампы для остальных помещений лампы накаливания.
Для всех помещений корпуса выбрана система общего равномерного освещения вид освещения - рабочее.
Нормы освещенности для всех помещений корпуса выбраны по отраслевым нормам для с.х. предприятий зданий и сооружений разработанным на основе СНиП 11-4-79 и приведены в таблице 1.4.
Рабочая поверхность hp м.
Плоскость в которой нормируется освещенность
Для освещения помещения для птицы принимаются светильники ЛСП 18 рассчитанные на одну лампу мощностью 36 Вт степень защиты светильников 5'4 тип кривой силы света Д. Для остальных помещений принимаются светильники НСП 02 мощность ламп 60 и 100 Вт степень защиты светильников IP 54 тип кривой силы света М.
Необходимо рассчитать расположение светильников на плане.
Расчетная высота установки светильников Нрм определяется по формуле
Hp= H0 – h c- hp (1.2)
где Н0 - высота помещения м;
hc - высота свеса светильников м;
h - высота размещения над полом рабочей поверхности м.
Расстояние между рядами светильников L'B м (а для светильников с лампами накаливания и в ряду L'Aм) определяется по формуле
Расстояние от стен до ближайшего ряда светильников l`В м а также до ближайшего светильника в ряду 1`В м принимается при наличии рабочих поверхностей у стен 1'ВA=03 L'BA при отсутствии l`ВА = 05 L' BA
Число рядов светильников NB
Для светильников с лампами накаливания NА
Полученные значения NА и NB округляются до целого числа.
Уточняются расстояния между рядами светильников и между светильниками в ряду
где а = 04 при 1АВ=03 LAB и а=0 при 1ЛВ=05 LAB.
Для светильников с лампами накаливания определяется общее число светильников в помещении N по формуле
На примере помещения для птицы Нр = 27 - 03 - 0 = 24 м.
м. Принимаем NB = 5 шт.
Результаты расчета остальных помещений сведены в таблицу 1.5.
План расположения светильников с нанесением линий освещения представлен на рисунке 1.2.
Размещение светильников на плане помещения
Наименование помещения
Рис. 1.2 – Светотехнический план помещения (птичник на 5тыс. голов)
Производится расчет количества светильников с люминесцентными лампами и мощности ламп накаливания.
Помещение для птицы:
Индекс помещения i о.е. определяется по формуле
По индексу помещения и коэффициентам отражения потолка стен и рабочей поверхности в соответствии с рекомендациями 9 определяется коэффициент использования светового потока для светильников типа ЛСП18: =064
Определяется количество светильников в ряду NA:
где Z – коэффициент минимальной освещенности; для люминесцентных ламп Z = 11 для ламп накаливания – 115
КЗ – коэффициент запаса;
nc – число ламп в светильнике;
Фл – световой поток одной лампы лк;
– коэффициент использования светового потока.
Принимается NA =15 шт.
Суммарное число светильников в помещении
Расчетная единичная мощность источника Рр Вт определяется по формуле
где Руд – расчетное значение удельной мощности Втм;
S – площадь помещения м2;
nс – число ламп в светильнике.
По расчетной мощности лампы Рр с учетом шкалы мощностей выпускаемых промышленностью источников света выбираются подходящие лампы так чтобы
Значение удельной мощности Руд определяется по формуле
где P'уд – табличное значение удельной мощности Втм2;
k1 – коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению k1=k3 k3табл;
k2 – коэффициент приведения коэффициентов отражения к расчетному значению если Рп; Рс; Рр совпадают с табличными значениями то k2 = 1 если принятые коэффициенты выше табличных то k2 = 09;
k4 – коэффициент приведения напряжения питания источников к табличному значению.
Принимается лампа Б-220-150 РЛ = 150 Вт.
Подсобное помещение:
Принимается лампа Б-220-100 Рл=100 Вт.
Для электрощитовой светотехнический расчет выполняется точечным методом.
На рисунке 1.3 изображен план электрощитовой с нанесением светильников и контрольной точки.
Рис. 1.3 – Светотехнический расчет электрощитовой
Нр =27- 05- 15=07 м.
Проекция расстояния от светильников до контрольной точки.
Горизонтальная условная освещенность определенна по кривым пространственных изолюкс ег=20 лк.
Так как для электрощитовой нормируется вертикальная освещенность то условия освещенности перечитываются по формуле
Требуемый световой поток источника света Фр лм. определяется по формуле
Стандартная лампа выбирается чтобы выполнялось условие
Принимается лампа Б-220-100 Фл = 1350 лм.
Для помещений площадью менее 10 м2 принимается один светильник
мощность лампы выбирается по таблице.
Результаты расчета освещения всех помещений представлены в светотехнической ведомости (приложение А).
Птичники на 5 тыс. голов должны входить в комплекс зданий всего предприятия после реконструкции. Схема внешнего (уличного) освещения предприятия после реконструкции приведена на рисунке 1.4.
Рис. 1.4 – Схема уличного освещения
4 Характеристика системы питания
Так как номинальное напряжение большинства источников света составляет 220 В и наиболее распространена система питания 220-380 В с глухозаземленной нейтралью то наиболее целесообразно использовать именно эту систему питания.
Трансформаторы и генераторы применяемые для этих электроустановок имеют три фазных силовых вывода и один нейтральный (нулевой). Напряжение между фазными выводами называют линейным а между любым фазным и нулевым выводом – фазным. Линейное напряжение определяет номинальное напряжение всей электроустановки. Оно может принимать стандартные значения 220 В 380 В и 660 В. В примере СПК “Победа” линейное напряжение - 380 В.
Фазное напряжение меньше линейного в √3 раз что соответствует 220 В.
Таким образом сеть 380 В с заземленной нейтралью пригодна для питания трехфазных потребителей на напряжение 380 В и однофазных на напряжение 220 В. Однофазные нагрузки подключаются между фазными и нулевыми проводниками и равномерно распределяются по фазам.
Подстанция на которой установлен силовой трансформатор имеет контур заземления: определенным образом соединенные между собой стальные или медные детали заглубленные в грунт. Геометрические размеры контура заземления рассчитывают так чтобы они эффективно способствовали растеканию по земле тока однофазного замыкания. Способность заземляющего устройства проводить этот ток количественно оценивается его сопротивлением растеканию. Допустимые значения этого параметра регламентированы ПУЭ. Для трансформаторных подстанций сопротивление контура заземления не должно превышать 4 Ом при номинальном напряжении 380 В.
Выводы от контура заземления на подстанции присоединяются к нулевой шине – металлической полосе распределительного устройства к которой подключается и проводник от нулевого вывода трансформатора. К этой же шине подключаются соответствующие жилы отходящих кабелей. Фазные жилы подключаются к выводам коммутационных аппаратов: рубильников автоматических выключателей контактным площадкам держателей предохранителей.
Кабельные линии отходящие от подстанции выполняются четырехжильными кабелями. В электроустановках построенных ранее встречаются трехжильные кабели с алюминиевой оболочкой которая используется в качестве нулевого проводника.
Электроустановки потребителя для ввода питающего напряжения имеют вводное распределительное устройство (ВРУ). Оно также содержит нулевую шину как и подстанция. К ней подключаются нулевые жилы питающих и отходящих кабельных линий. ВРУ имеет контур повторного заземления который тоже подключается к нулевой шине.
На рисунке 1.5. приведена принципиальная схема такой системы питания. Здесь - сопротивление заземления нейтрали.
Рис. 1.5 – Короткое замыкание при системе питания с изолированной нейтралью
На территории транформаторной подстанции питающей СПК имеются 2 трансформатора по 400 кВА с секционированием шины НН. От ТП отходят 2 фидера. Однолинейная схема подстанции представлена на рисунке 1.6.
Рис. 1.6 – Однолинейная схема КТП 1004 кВ
Глава 2 Реконструкция электрификации птичника
1 Выбор марки проводов и трассировка сети 04 кВ
После выполнения размещения светильников на плане и трассирования сети в пункте 1.3 составляем расчетную схему (рисунки 2.1 2.2). На рисунках обозначается соответствующая группа элементов.
Рис. 2.1 – План осветительной сети предприятия
Рис. 2.2 – Расчётная схема осветительной сети
Полученная расчетная схема упрощается (рисунок 2.3).
Рис. 2.3 – Упрощенная расчётная схема
По упрощенной расчетной схеме производится расчет моментов по участкам сети:
Рассчитываются моменты по формуле
где М – момент нагрузки кВтм;
Р – мощность нагрузки на участке кВт;
l – длина участка м.
Определяется предварительное значение сечения на участке распределительной сети по следующему соотношению
где MO-A – момент нагрузки на участке распределительной сети кВтм;
m – моменты нагрузки участков последующих за питающими;
α – коэффициент приведения моментов. Для трехфазной сети α =185 для однофазной – 144;
С – коэффициент зависящий от системы питания уровня напряжения и материала жил. Для случая когда система питания 3ф жила алюминиевая С = 44. Для однофазной сети – 74;
Uдоп – допустимая потеря напряжения в осветительной сети – 25%.
Принимаем ближайшее стандартное значение сечение мм2.
Определяем действительную потерю напряжения на участке О-А:
Последующие участки рассчитываем аналогично с учётом оставшихся допустимых потерь напряжения
Сечение провода по участкам сети определяется с учётом величины остаточных потерь напряжения
С учетом механической прочности принимаем мм2.
Все последующие расчёты согласно рис. 2.3 сведем в таблицу 2.3.
План птичника с нанесением линий и распределительных щитов представлен на рисунке 1.1.
Моменты и допустимые отклонения напряжения по участкам сети для щита А
Выбранные провода и кабели проверяются по длительному допустимому току по следующим соотношениям
где – расчётный ток на участке А;
– ток защитного аппарата А;
– коэффициент защитного аппарата.
Расчётный ток определяется по следующим соотношениям
Для участка распределительной сети
Для участка групповой сети
где - коэффициент мощности.
Для участков с люминесцентными лампами ; для участков с лампами накаливания .
Ток защитного аппарата принимается по условию
Здесь коэффициент К=1 для участков л.л. и К=14 для участков с л.н.
Весь расчёт и проверку по длительному допустимому току целесообразно свести в таблицу 2.2.
Проверка выбранного сечения проводов и кабелей по длительно допустимому току
Так как исходная сеть – трехфазная а потребители – однофазные необходимо распределить нагрузку по фазам. Распределение производится таким образом чтобы нагрузка распределилась по фазам наиболее равномерно.
Нагрузка по фазам равна сумме нагрузок соответствующих групп согласно таблице 2.2:
Фаза А: 1 2 3 гр. ( Р =1944 Вт).
Фаза В: 4 5 6 8 гр. ( Р =1956 Вт).
Фаза С: 7 9 10 гр. ( Р =2000 Вт).
Наибольшая разница нагрузок между фазами составляет
2 Расчет нагрузок низковольтной сети и выбор аппаратуры управления и защиты
Расчет осветительных нагрузок
Активная мощность Pmax кВт. потребляемая осветительной установкой равна
где kс – коэффициент спроса;
Руст – суммарная установленная мощность светильников.
Рmax== 09 (3240 + 700 + 300 + 200 + 60 + 100 + 300) 10-3 = = 441 кВт
Полная мощность светильников с люминесцентными лампами Sлл кВА.
где – коэффициент мощности для светильников с люминесцентными лампами.
Реактивная мощность светильников с люминесцентными лампами Qлл кВАp.
Полная мощность Smax кВА осветительной установки на вводе
Коэффициент мощности на вводе
Годовое потребление электроэнергии Агод кВтч.
Агод = РmaxТгод (2.17)
где Тгод – число часов использования установки в году ч.
Тгод=tсутn= ч (2.18)
где tсут – продолжительность работы установки в сутки ч;
n – число дней работы.
Агод=4415840=257544 кВтч.
Расчет силовых нагрузок
Активная максимальная мощность Рmах кВт потребляемая электродвигателем из сети рассчитывается по формуле
где Рн – номинальная мощность электродвигателя кВт;
k3 – коэффициент загрузки электродвигателя о.е;
– КПД электродвигателя приданной загрузке.
Полная мощность Smax кВА потребляемая электродвигателем из сети равна
где – коэффициент мощности электродвигателя при данном коэффициенте загрузки.
Реактивная мощность Qmax кВАр потребляемая электродвигателем из сети равна
Номинальный ток двигателя IH А определяется по соотношению
где н cosн – соответственно КПД и коэффициент мощности двигателя при номинальной нагрузке.
Пусковой ток двигателя рассчитывается по соотношению
где kn – кратность пускового тока.
Рабочий ток электродвигателя Ip A
Агод=РmaxТгод (2.25)
где tсут – продолжительность работы установки в сутки ч.
Результаты расчета силовых нагрузок сведены в приложение.
Расчет тепловых нагрузок
Ток потребляемый водонагревателем IB А равен
где Рн – номинальная мощность водонагревателя кВт.
Агод=РmaxТгод (2.28)
Тгод=tсут n=24 210=5040 ч. (2.29)
Агод=12 5040=60480 кВтч.
Расчет специальных нагрузок
Мощность потребляемая облучателями Р кВт.
Р = Руф n 1 2 (2.30)
Руф – мощность ультрафиолетовой лампы кВт.
Р = 00315612= 562 кВт.
Полная мощность ламп S кВА.
где – коэффициент мощности ультрафиолетовых ламп.
Реактивная мощность ламп Q кВАр.
Годовой расход электроэнергии
Тгод=tсут n=337 210=7077 ч (2.34)
Агод=562 7077 =397444 кВтч.
Расчет электрических нагрузок на вводе
Максимальная нагрузка на вводе определяется по формулам
tj – время работы потребителя мин.
В данном корпусе возможны три варианта одновременной работы потребителей электроэнергии:
) Освещение вентиляторы кормораздатчики водонагреватель.
) Светильники вентиляторы транспортеры для удаления помета водонагреватель.
) Освещение вентиляция облучательные установки водонагреватель.
Pmax3=441+954+12+054+562= 3211 кВт
Qmax3=2+72+057+348= 1325 кВАр
Плавкие предохранители выбираем по следующим условиям
где Uн.прUн – соответственно номинальное напряжение предохранителя и сети В;
Iн.пр – номинальный ток предохранителя А;
Iв – ток вставки предохранителя А;
Iпуск – пусковой ток двигателя А;
– коэффициент зависящий от условия пуска.
Часть потребителей защищается автоматическими выключателями. Автоматические выключатели выбираются исходя из следующих условий
UнаUн IнаIрасч Iн.расIрасч IcokнIмакс
где UнаUн – соответственно номинальное напряжение автоматического выключателя и сети В;
Iна – номинальный ток автоматического выключателя А;
Iн.рас – номинальный ток расцепителя А;
Ico – ток срабатывания отсечки А;
kн – коэффициент надежности;
Iмакс – максимальный ток в линии питающей потребителями А.
Управление потребителями осуществляется магнитными пускателями. Магнитные пускатели выбираются по следующим условиям
Для пускателей с тепловыми реле должно удовлетворяться еще одно условие
где Iнтр – номинальный ток теплового расцепителя теплового реле А.
Расчетная схема показана на рисунке 2.4.
План силовой сети представлен на рисунке 2.5.
Выбор аппаратуры управления и защиты сведен в приложение.
Таким образом полная мощность птичника составляет Smax3=3474 кВА.
Согласно схеме на рис. 1.3 чтобы получить полную потребляемую мощность предприятия необходимо сложить мощности всех птичников и других входящих в СПК зданий-потребителей электроэнергии.
где – суммарная мощность потребляемая одним птичников на 5000 голов кВА;
– суммарная мощность потребляемая одним птичников на 10000 голов кВА;
Мощности остальных (нерассчитанных) потребителей СПК “Победа” заранее известны. Таким образом полная мощность предприятия равна
Рис. 2.4 – Расчетная схема силовой сети
Рис. 2.5 – Схема расположения силовых линий и распределительных щитов
Сечение проводов и кабелей внутренних силовых сетей напряжением до 1000 В выбирают:
– по допустимому нагреванию расчетным током
– по условиям защиты сечения провода или кабеля аппаратом защиты
где Iд – длительно допустимый ток на проводник или кабель А;
Ip – расчетный ток нагрузки А;
I3 – ток защитного аппарата А;
k1 – поправочный коэффициент на число кабелей лежащих рядом в земле в трубах или без труб;
kt – поправочный коэффициент на фактическую температуру среды;
k3 – коэффициент защиты.
При прокладке проводов во взрывоопасных помещениях
Во всех остальных случаях
Поправочный коэффициент на фактическую температуру среды определяется по формуле
где tд – температура жил проводов и кабелей при длительной нагрузке tд = 65 °С.
Диаметры труб используемых для прокладки в них проводов зависят от сложности затяжки проводов в трубы количества проводов и их диаметра.
При трех или более кабелях или проводах внутренний диаметр трубы DB мм определяется по формуле
где d1d2 dn – диаметры проводов или кабелей прокладываемых в одной трубе.
К – коэффициент сложности затяжки проводов в трубы.
Выбор сечений кабелей сведен в таблицу приложения.
Принимаем для выполнения проводки в трубах трубы стальные водогазопроводные ГОСТ 3262-77.
Сечение провода линии 04 кВ выбирается по интервалам экономических нагрузок с учетом рекомендаций (РУМ 10-72) для Smax = 3474 кВА рекомендуемые провода ЗА50+А50 мм2.
Выбранный провод проверяется по потере напряжения. Потеря напряжения определяется по соотношению
где Sмакс – максимальная нагрузка на вводе помещения кВА;
3 Расчет нагрузок района подстанции 11010 кВ
Расчёт нагрузок ТП 10 кВ производится в зависимости от исходных данных.
Кроме проектируемой в зоне действия ПС 11010 кВ находится еще 6 подстанций с заранее известной нагрузкой. Нагрузки подстанций указаны в таблице 2.3.
Сеть 10 кВ представляет собой магистраль с отходящими линиями питающими 7 трансформаторных подстанций 1004 кВ с разными потребителями – производственными смешанными и коммунально-бытовыми.
От подстанции отходит 2 линии 10 кВ одна из которых используется для питания рассматриваемого района электроснабжения.
Общая протяженность электрической сети 10 кВ рассматриваемой зоны при учете рассмотрения магистрального исполнения ЛЭП составляет 149 км. Суммарная установленная мощность трансформаторов 1004 кВ меняется в зависимости от времени суток.
Подробную схему электроснабжения рассматриваемого района можно рассмотреть на рисунке 2.6.Принципиальная схема электроснабжения изображена на рисунке 2.7.
Рис. 2.6 – Схема питания района рассматриваемой подстанции
Рис. 2.7 – Принципиальная схема рассматриваемого района электроснабжения
Рассчитаем нагрузку ТП 1.
При наличие данных только об установленной мощности ТП1 расчётная полная нагрузка (дневная и вечерняя) может быть определена как:
где установленная мощность трансформатора;
коэффициент загрузки трансформатора ;
коэффициенты участия для производственных потребителей дневной и вечерний соответственно (таблица 2.1 РУМ)
- коэффициент перспективы роста нагрузок равный 14 (таблица 2.4 РУМ).
Аналогичным образом определяются дневные и вечерние нагрузки остальных потребителей в сети 10 кВ.
Таким образом были определены нагрузки на трансформаторных подстанциях напряжением 1004 кВ находящихся на магистрали сети 10 кВ.
Результаты расчётов нагрузок подстанций сети 10 кВ
Коэффициент мощности
Производится расчёт нагрузки по участкам сети 10 кВ.
Расчёт производится с использованием надбавок. Надбавки выбираются для сети 10 кВ. Результаты расчётов сведем в таблицу 2.10.
Средневзвешенный коэффициент мощности для участков сети 10 кВ:
где нагрузка участка кВА;
коэффициент мощности потребителя.
Схема для определения расчетных нагрузок сети 10 кВ изображена на рисунке 2.8
Рис. 2.8 – Схема для определения нагрузок по участкам сети 10 кВ
Результаты расчётов нагрузок по участкам сети 10 кВ
Нагрузка участка кВА
Производится расчет участка 3-2:
Аналогичным образом рассчитываются остальные участки.
Сечения и марка проводников сети 10 кВ выбираются в соответствии с длительно допустимыми максимальными токами и сводятся в таблицу 2.5. В качестве проводников принимается самонесущий изолированный проводник (СИП).
Проверка производится по допустимой потере напряжения.
Для расчетного максимума отходящей линии по формуле определяются потери:
где: Sр – расчетная мощность участка кВА;
l – длина участка км
r0 – удельное активное сопротивление участка провода;
Uн – номинальное напряжение сети кВ.
Рассчитаем потерю напряжения для ТП6 Л1 участка 3-2:
Предварительный выбор
СИП-50 – провод марки СИП-2 сечением 3x50+1x70 мм2.
Принципиальная схема ТП 11010 кВ “Новоалександровская” приведена на рисунке 2.9.
Рис. 2.9 – Двухтрансформаторная ТП 11010 кВ “Новоалександровская” с двумя системами шин 10 кВ и двумя отходящими линиями
Для сети 110 кВ необходимо осуществить рассмотрение вариантов построения реконструируемой сети.
Сеть 110 кВ включает в себя ГРЭС обозначаемую на схемах как источник питания (ИП) а также 5 трансформаторных подстанций различного напряжения. ПС 11010 кВ “Новоалександровская” обозначается на схемах номером 3.
В первом варианте рассматривается радиальная схема электрической сети с выходящими из центра питания к приёмным подстанциям № 1-5 воздушными ЛЭП напряжением 220 кВ. При этом к ТП № 1-5 предусматриваются двухцепные ЛЭП на железобетонных опорах со сталеалюминевыми проводами. Схема полученной электрической сети показана на рисунке 2.10
Рис. 2.10 – Схема радиальной электрической сети по варианту 1
В начале каждой ЛЭП предусматривается по одному воздушному выключателю всего получается десять выключателей на напряжение 110 кВ.
Нагрузки в узлах питания в комплексном виде
Тогда нагрузка на пст «Р-4»
Расчет нагрузок в остальных узлах питания выполнен аналогично а результаты сведены в таблицу 2.6.
Результаты расчета нагрузок в узлах питания
Наименование подстанции
Сечение проводов на линиях электропередачи
коэффициент учета изменения тока по годам эксплуатации для ЛЭП ;
nц – число параллельных цепей проектируемой линии;
jэк – экономическая плотность тока Амм2.
Ток на пятый год эксплуатации определяется
Расчётная токовая нагрузка линии определяется
Iр=I(5) αi αт (2.54)
где I(5) - ток пятого года эксплуатации А;
αi - коэффициент учитывающий изменения нагрузки по годам
коэффициент учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии.
Тогда ток на участке сети «ГРЭС - Р-4»
Следовательно расчетная токовая нагрузка линии равна
Iр=640410512=8069 А.
Предварительно вычисленное сечение провода
Принимается в соответствии с ПУЭ и с учетом перспективы роста нагрузок для двухцепной ЛЭП 110 кВ провод АС-35039 с удельными параметрами
(r0=00975 Омкм x0=04 Омкм).
Потеря напряжения на ЛЭП в процентах
активная мощность передаваемая по линии или участку цепи МВт;
реактивная мощность передаваемая по линии или участку цепи МВАр;
Потеря напряжения при двухцепной параллельной работе ЛЭП на участке «ГРЭС – Р-4»
Выбор сечений для других ЛЭП и расчет потерь напряжения проведен аналогично а результаты сведены в таблицу 2.7.
Необходимо принять во внимание что линии двухцепные поэтому расстояние увеличивается вдвое.
Результаты выбора сечения проводов на ЛЭП по первому варианту
Марка сечения провода
Для экономии провода на складе а также для возвожности быстрого ремонта на участках ЛЭП на участке до пункта 2 также принимается провод АС-35039.
Нелинейность трассы определена по следующему выражению:
где коэффициент нелинейности км;
Тогда для «ГРЭС – Р-4»
Нелинейность трассы для остальных участков выполнена аналогично а результаты сведены в таблицу 2.8.
Итоговые показатели проектируемой системы по варианту 1
Длина ЛЭП 110 кВ №1 АС-35039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №2 АС-35039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №3 АС-35039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №4 АС-35039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №5 АС-35039 км
Количество выключателей 110 кВ
С учетом нелинейности трассы км
В воздушных линиях потери активной мощности обуславливаются явлением короны и несовершенством изоляции проводов. Явление короны заключается в том что при определенной напряженности электрического поля вокруг проводов возникает ионизация воздуха связанная с потерями активной мощности. Напряжение при котором возникают потери на корону называется критическим напряжением короны.
Критическое междуфазное напряжение короны
где критическое междуфазное напряжение короны кВ;
коэффициент учитывающий состояние поверхности провода ;
коэффициент учитывающий погодные условия ;
коэффициент относительной плотности воздуха ;
расстояние между осями проводов см.
Тогда критическое междуфазное напряжение короны
Потери на корону в трех фазах
где потери на корону в трех фазах кВткм.
Следовательно потери на корону возникают когда критическое напряжение короны меньше напряжения линии .
Для других участков сети расчет произведен аналогично а результаты сведены в таблицу 2.9.
Расчет потерь на корону
ГРЭС – Новоалександровская
Во втором варианте рассмотрена смешанная радиально – замкнутая электрическая цепь схема которой приведена на рисунке 2.11.
Рис. 2.11 – Схема смешанной радиально – замкнутой электрической цепи по варианту 2
Для определения нагрузок на участках 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-0 разрезаем сеть по источнику питания и наносим на полученную цепь исходные данные к расчету.
Полученная схема приведена на рисунке 2.12.
Рис. 2.12 – Схема сети с двусторонним питанием после преобразования по варианту 2
Нагрузка головного участка в предположении того что сечения на участках одинаковые:
где полная мощность МВА;
Тогда после подстановки соответствующих значений
Нагрузка на участке 1-2 по закону Кирхгофа определена как
Расчет нагрузок на остальных участках выполнен аналогично
Отмечаем что истинное направление мощности на участках сети 3-4 4-5 5-0 имеет истинное направление от центра питания 0 к узлу 5 и от узла 5 к узлу 4 от узла 4 к узлу 3. Точка потокораздела реактивной мощности находится в узле 4.
Ток и минимальное сечение провода на участке сети 0-1:
Принимается для участка 0-1 провод АС-55027 с учетом перспективы роста нагрузок с удельными параметрами
Потеря напряжения на участке 0-1
Выбор сечений проводов и расчет потери напряжения на остальных участках сети выполнен по аналогии с вариантом 1 данные сведены в таблицу 2.10.
Результаты выбора сечений проводов по варианту 2 в нормальном режиме работы
до точки потокораздела%
Критическое междуфазное напряжение короны на участке 0-1
Так как данная линия двухцепная то
Для других участков сети расчет произведен аналогично а результаты сведены в таблицу 2.11.
Расчет потерь на корону в варианте 2
ГРЭС – Новоалександроаская
Новоалекскандровская – Р-40
Показатели проектируемой системы по второму варианту приведены в таблице 2.12.
Показатели проектируемой системы по варианту 2
Длина ЛЭП 110 кВ №1 АС-55027 км
Длина ЛЭП 110 кВ №2 АС-30039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №3 АС-30039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №4 АС-30039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №5 АС-30039 км
Длина ЛЭП 110 кВ №5 АС-55027 км
Количество выключателей 220 кВ
С учетом нелинейности
4 Расчет токов короткого замыкания и проверка защитной аппаратуры на срабатывание
Электроснабжение электроустановок птицефермы осуществляется от энергосистемы через понижающие трансформаторы поэтому начальное значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания от системы Iпо(1) в кА рассчитывается по формуле
где r1Σ и х1Σ – соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ мОм;
r0Σ и х0Σ – соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ мОм.
Эти сопротивления равны:
– прямой последовательности
где rТ и хТ – активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности понижающего трансформатора мОм;
rТА и хТА – активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности первичных обмоток трансформаторов тока мОм;
хС – индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора приведенное к ступени низшего напряжения мОм;
rР и хР – активное и индуктивное сопротивление реакторов мОм;
rКВ и хКВ – активное и индуктивное сопротивление токовых катушек автоматических выключателей мОм;
rШ и хШ – активное и индуктивное сопротивление шинопроводов. мОм;
rК – суммарное активное и индуктивное сопротивление различных контактов и контактных соединений мОм;
r1КЛ и х1КЛ – активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности кабельных линий мОм;
rВЛ и хВЛ – активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности воздушных линий мОм;
rД – активное сопротивление дуги в месте КЗ мОм.
– нулевой последовательности:
где r0Т и х0Т – активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности понижающего трансформатора мОм;
rОШ и хОШ – активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности шинопроводов мОм;
r0КБ и х0КБ – активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабельных линий мОм;
r0ВЛ и х0ВЛ – активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности воздушных линий (r0ВЛ=r1ВЛ х0ВЛ=3х1ВЛ) (ГОСТ 28249-93) мОм.
Учет сопротивления дуги в месте КЗ является рекомендательным. Допускается также пренебречь изменением сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие нагрева при КЗ.
При отсутствии данных об энергосистеме индуктивное сопротивление системы рассчитывают по формуле
где Iоткл. ном – номинальный ток отключения выключателя установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора А;
Uср.НН – среднее номинальное напряжение сети подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора В;
Uср. ВН – среднее номинальное напряжение сети к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора В.
Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов rТ и хТ мОм приведенные к ступени низшего напряжения сети рассчитываются по формулам
где РК ном – потери короткого замыкания в трансформаторе кВт;
SТном – номинальная мощность трансформатора (принят трансформатор мощностью 250 кВА) кВА;
Uнн ном – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора кВ;
Uк – потери короткого замыкания трансформатора %.
Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов обмотки которых соединены по схеме треугольник-звезда с нулем при расчете КЗ в сети низшего напряжения принимают равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности принимаются в соответствии с указаниями изготовителей.
Активное и индуктивное сопротивление шинопровода будет равно
rШ=01505=0075 мОм; хШ= 01705=00085 мОм.
Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности фазы шинопровода ориентировочно принимают
где rнп – активное сопротивление нулевого провода мОм.
Активное сопротивление прямой последовательности одной фазы ВЛ мОм рассчитывают по формуле
где с9 – коэффициент учитывающий увеличение сопротивления с повышением температуры;
кс – коэффициент учитывающий увеличения сопротивления многопроволочных жил проводов и кабелей в следствии крутки;
кпз – коэффициент поверхностного эффекта при переменном токе;
Р9 – удельное сопротивление провода при &=20°С;
S – сечение проводника мм2;
Активное сопротивление обратной последовательности одной фазы ВЛ мОм рассчитывают по формуле
Индуктивное сопротивление прямой последовательности одной фазы круглого сечения xвл мОм рассчитывают по формуле
где а – расстояние между проводниками м.
Rп – радиус проводника м.
Индуктивное сопротивление обратной последовательности одной фазы круглого сечения xвл мОм рассчитывают по формуле
Активное и индуктивное сопротивления кабелей прямой (обратной) и нулевой последовательности рассчитывают по формуле
Активное и индуктивное сопротивления катушки автоматического выключателя принимают по ГОСТ 28249-93. Сопротивления контактов принимают: rk=01 мОм – для контактных соединений кабелей.
Расчетные схемы токов короткого замыкания приведены на рисунках 2.13 2.15
Рис. 2.13 – Расчетная схема токов короткого замыкания
Рис. 2.14 – Упрощенная расчетная схема токов короткого замыкания
Рис. 2.15 – Упрощенная расчетная схема токов короткого замыкания
Расчет токов однофазного КЗ сведены в таблицы 2.13 2.14 .
Параметры схемы замещения прямой последовательности
Параметры схемы замещения нулевой последовательности
5 Проверка защитной аппаратуры на срабатывание
Данные для расчета проверки срабатывания защитных аппаратов сводятся в таблицу 2.15.
Сводные данные расчета токов однофазного короткого замыкания времени срабатывания защитных аппаратов
Обозначение защитного аппарата
Так как время срабатывания отдельных защитных аппаратов превышает 002 сек. то перед распределительным шкафом устанавливаем УЗО - ВАД2-63-4-100.
Глава 3 Технико-экономическое обоснование проекта и безопасность
В данной работе производится технико-экономическое обоснование двух вариантов обработки яиц.
В исходном варианте для обработки яиц используется дезинфекционная камера и обработка осуществляется при использовании формальдегида. В проектируемом варианте предлагается проводить обработку яиц активированной водой для приготовления которой предлагается использовать активаторную установку. Это позволит значительно сократить себестоимость обработки яиц и обеспечить его безопасность для человека.
1 Расчет капитальных вложений
Расчет капитальных вложений проведем только на оборудование и активаторную установку которые используются для обработки яиц.
Цены приняты на март 2017 года по данным 22.
В исходном варианте стоимость оборудования определяется по формуле
где Ц - цена оборудования или машины руб.;
К - коэффициент корректировки учитывающий торговые наложения транспортные расходы и расходы на монтаж. Если машине требуется монтаж то
В исходном варианте для дезинфекции яиц используется дез. камера площадью 3 м2 стоимостью 6000 руб.м2. а также вытяжной вентилятор стоимостью 1250 рублей.
Капиталовложения проектируемого варианта включают в себя стоимость активаторной установки. Они определяются по формуле
где цена оборудования руб.;
затраты на монтаж и наладку руб.;
накладные расходы руб.;
плановые накопления руб.
Для определения капитальных вложений определяем необходимое количество оборудования.
Годовой объем работы равен
где число дней работы в году дней;
норма расхода воды на обработку яиц в сутки т.
Число часов работы одной машины в сутки
где часовая производительность тчас.
Потребное количество оборудования определяется по формуле
где количество часов работы в одну смену час.
Расчет стоимости оборудования которое входит в электроактиватор проведем в табличной форме (таблица 3.1).
Расчет стоимости оборудования спецконструкции
Цена за 1 ед. изм. руб.
Общая стоимость руб.
Труба полиэтиленовая:
Пенопласт 1000х1000х40мм
Текстолит 750 х 1350 х 25мм
Уплотнитель: 20мм толщ.
Основание поплавка газоотвода
Токовое реле РТ-4020
Затраты на монтаж и наладку составляют 25% от цены оборудования
Накладные расходы составляют 10% от стоимости оборудования
Плановые накопления определяются по формуле
Тогда стоимость электроактиватора проектируемого варианта составит
2 Определение годовых эксплуатационных затрат
Эксплуатационные затраты включают все расходы по применению технического решения и определяются в исходном и проектируемом варианте по формуле
где заработная плата обслуживающего персонала с начислениями руб.;
амортизационные начисления руб.;
отчисления на техническое обслуживание и ремонт руб.;
затраты на хим. реактивы для приготовления дезинфицирующего раствора и воду руб.;
годовые затраты на потребленную электроэнергию руб.;
прочие прямые затраты руб.
Заработная плата обслуживающего персонала рассчитыватся по формуле
где тарифная заработная плата руб.;
размер премии из фонда заработной платы руб.;
дополнительная заработная плата руб.;
отчисление на все виды страхований руб.
где годовая трудоемкость обслуживания электрооборудования чел. . ч.;
тарифная ставка электромонтера 5 разряда за 1 час работы (по ЕТС) руб.
Годовая трудоемкость работы в исходном варианте определяется по формуле
где Тдн – число дней работы в году 365 дней;
t – продолжительность работы в день 1 ч.;
Z – количество обслуживающего персонала (одна птичница) чел.
Годовая трудоемкость технического обслуживания рассматриваемого оборудования определяется по формуле
где объем работ по соответствующему варианту у.е.э.;
численное значение одной у.е.э. чел.. ч.;
Заработную плату рассчитываем только для электромонтера занимающимся обслуживанием электрооборудованием производственных рабочих во внимание не берем.
Объем работ для электромонтера определяется табличным способом (таблица 3.2).
Объем работ для электромонтера
Норма условных единиц
Общее количество усл.ед.
Электроактиваторная установка
Условными единицами учтены нагревательные провода выравнивание потенциалов аппаратура управления контроля и защиты.
В исходном варианте обработку яиц проводят партиями по 500 штук в течение 30 минут. Следовательно в течение одних суток проводят 10 обработок по 30 минут – итого 5 часов.
З = Зтарαпαдопαотч (3.13)
где тарифная оплата труда руб.;
αп – коэффициент учитывающий премии по фонду оплаты труда принимается в размере 12 14;
αдоп – коэффициент учитывающий размеры дополнительной оплаты труда принимается в размере 112 116;
коэффициент учитывающий отчисления на все виды страхования принимается 120. (пенсионный фонд – 158%; социальное страхование – 22%; медицинское страхование –20% = итого 20%).
Амортизационные отчисления определяеются по формуле
где балансовая стоимость (капиталовложения) оборудования руб.;
норма амортизационных отчислений по оборудованию %.
Отчисления на ремонт и техническое обслуживание определяют укрупнено по выражению
где норматив годовых отчислений на ремонт и техническое обслуживание (по усредненным данным бух. отчетности за последние 3 года) %; .
Затраты на хим. реактивы и воду для приготовления дезинфицирующего раствора определяются по формуле
где стоимость хим. реактивов и воды руб.кг.;
расход хим. реактивов на один день и воды кг. м3;
число дней в году когда производят дезинфекцию.
В исходном варианте применяются хим. реактивы: 40% формальдегид (формалин) которой необходимо в количестве 30мл для приготовления раствора на 1 м2 20 мл воды и 20 мг марганцовокислого калия.
Тогда годовой расход хим. препаратов и воды в год составит:
мл 3 м2 10 обработок в день 365 = 328500 мл = 3285 л = 35478 кг 40% формальдегида (формалина);
мг 3 м2 10 обработок в день 365 = 219000 мг = 219 гр = 0219 кг марганцовокислого калия;
3 м2 10 обработок в день 365 = 219000 мл = 2190 л = 0219 м3.
В проектируемом варианте используется электроактивированная вода которой необходимо в сутки 250 литров.
Следовательно годовой расход воды составит
0 365 = 91250 литров = 912 м3.
Затраты на потребленную электроэнергию определяются по формуле
где мощность потребителя кВт;
потребное количество оборудования шт;
число часов работы в день ч.;
число дней работы в году дней;
стоимость 1 кВт. ч электроэнергии руб.;
Суммарная мощность потребителей электроэнергии дана с учетом коэффициента загрузки. Тогда затраты на потребленную электроэнергию по вариантам составят:
В исходном варианте после каждой обработке в течение 10 минут работает вытяжной вентилятор а с учетом 10 кратной обработки – 16 часа в сутки.
Прочие затраты определяют укрупнено по выражению
3 Технико–экономическая оценка эффективности проектируемого технического решения
Экономическая эффективность применения активаторной установки для обработки яиц выражается годовой экономией эксплуатационных затрат.
Годовая экономия эксплуатационных затрат определяется по формуле
Степень снижения эксплуатационных затрат определим по формуле
Определим чистые денежные поступления с учетом 24% налога на прибыль которые определяются по формуле:
где αн – налоговая ставка на прибыль.
4 Расчет чистого дисконтированного дохода
В последние годы эффективность внедрения стали оценивать такими современными показателями как:
- чистый дисконтированный доход (ЧДД);
- индекс доходности (ИД);
- внутренняя норма доходности (ВНД);
- срок окупаемости (Ток).
Это позволяет сопоставить инвестиционные проекты и оценивать доход который получают хозяйства в течение ряда лет. Ценность этих показателей заключается в том что они аналогичны общепринятым в развитых странах.
Сельскохозяйственные предприятия в настоящее время работают в условиях рыночной экономики и инфляции. Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период приведенные к начальному шагу (году кварталу месяцу) или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами.
Чистый дисконтированный доход можно рассчитать используя коэффициент суммы дисконтирования
гденорма дисконта капитала с поправкой на инфляцию; является реальной процентной ставкой которая учитывает инфляцию.
где ставка процента банка
Следовательно реальная процентная ставка соответствует 625 %.
Чистый дисконтированный доход будет равен
где годовая экономия затрат без учета капиталовложений руб.
где эксплуатационные затраты без учета капиталовложений (т.е. амортизации) руб.
34730 – 1141957 – = 2023039 руб.
Cash Flow*(1+Ep)^(-t)
Коэффициент (индекс) доходности проектируемых капиталовложений определяется по формуле
где – коэффициент доходности капиталовложений;
– размер дополнительных капиталовложений руб.
Срок окупаемости проектируемых капитальных вложений определяется по формуле
Рис. 3.1 – Графическое определение срока окупаемости проекта (дополнительных капиталовложений)
Результаты расчета технико-экономического обоснования представлены в таблице 3.4.
Сводная таблица показателей экономической эффективности проектной разработки
Наименование показателей
Капитальные вложения руб.
Эксплуатационные затраты руб.
амортизационные отчисления руб.
отчисления на ремонт руб.
химические реактивы руб.
Степень снижения годовых эксплуатационных затрат %
Годовая экономия эксплуатационных затрат руб.
Чистые денежные поступления руб.
Срок окупаемости проектируемых капитальных вложений лет
Индекс доходности проектируемых капиталовложений
Чистый дисконтированный доход
при Е=19% r =120 % руб.
5 Молниезащита и заземление
Заземляющее устройство РП принято общим для напряжения 10 и 04 кВ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть R3≤4 Ом в любое время года. Заземляющее устройство выполнено углубленными заземлителями из полосовой стали укладываемой в траншею глубиной 07 м по периметру распределительного пункта и вертикальными электродами. Заземляющий контур связан с магистральным заземлением в двух местах. Магистрали заземления выполнены из полосовой стали. В качестве ответвлений от магистралей используются нулевые жилы кабелей и специально прокладываемые стальные полосы.
Расчет искусственного заземления ТП 100.4 кВ с трансформатором 1004 кВ произведем следующим образом. Устанавливается необходимое сопротивление R3 ≤ 4 Ом. Определяем расчетные удельные сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов которые учитывают высыхание почвы летом и промерзание ее зимой. Удельное сопротивление грунта ρ составляет 70 Ом·м.
где ρ – удельное электрическое сопротивление грунта Омм;
К – повышающий коэффициент для вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Коэффициенты вертикального и горизонтального заземлителей равны соответственно Кв = 15; Кг = 30.
Определяется сопротивление растекания одного вертикального электрода. Возьмем стержень диаметром 12 мм длина стержня 3 м. Сопротивление растекания вертикального заземлителя определяется по формуле
d – диаметр прутка м;
t – расстояние от поверхности земли до середины электрода м.
Рис. 3.2 – Расстояние от поверхности земли до середины электрода
Определяется примерное число вертикальных заземлителей при принятом коэффициенте использования Ки.в. = 07:
Вертикальные электроды располагаются по контуру ТП. Определяется сопротивление растекания горизонтальных электродов из стали сечением 40х4 мм приваренных к верхним концам вертикальных электродов. Периметр контура – 50 м:
где Ки.г. – коэффициент использования соединительной полосы в контуре Ки.г. = 064;
b – ширина полосы м;
t – глубина заложения м.
Уточненное сопротивление вертикальных электродов:
Уточненное число вертикальных электродов:
Проверка сопротивления заземления:
6 Пожарная безопасность и экологичность проекта
Пожары на животноводческих комплексах возникают из-за нарушения правил эксплуатации: электрооборудования пользования открытым огнем бытовых приборов дымоходов.
Во всех производственных местах на открытом воздухе рекомендуется устанавливать средства для тушения пожаров: химические огнетушители ящики с песком багры топоры противопожарный водопровод и другие.
Следует помнить что при использовании воды для тушения пожаров в электроустановках необходимо принять специальные меры защиты от поражения электрическим током через струю воды.
При пожаре трансформатор отключают с обеих сторон после чего приступают к тушению огня любыми средствами.
Для тушения загоревшегося кабеля расположенного в туннелях каналах и других помещениях используют воздушно-механическую пену распыленную пену: для тушения кабелей проводов и аппаратов на панелях щитов управления используют углекислотные или бромэтиловые огнетушители.
Прежде чем приступить к тушению загоревшихся щитов управления силовых шкафов необходимо снять напряжение.
Для тушения пожара под напряжением в хозяйстве имеются углекислотные огнетушители типа ОУ-2 ОУ-5. Также имеются углекислотно- бромэтиловые огнетушители ОУБЗ-3.
При возникновении пожара вызвать пожарную команду сообщить руководителю работ и принять меры к ликвидации загорания с помощью имеющихся первичных средств пожаротушения (огнетушитель песок вода и т.д.). При возникновении пожара в самой электроустановке или вблизи нее в первую очередь отключить ее от сети. Если это невозможно попытаться перерезать провода (последовательно по одному) инструментом с изолированными ручками и сообщить в пожарную охрану ответственному за электрохозяйство или руководителю работ.
Функционирование наземных и водных экологических систем нарушается. Изменяются процессы синтеза и распада органического вещества. В загрязненных питательными веществами закрытых водоемах (озерах водохранилищах и т. д.) развиваются процессы эвтрофирования. Вода «зацветает». Газовый состав ее нарушается. Загрязнение наземных и водных экосистем отходами животноводческих комплексов - одна из острейших экологических проблем.
Животноводческие комплексы не оборудованные эффективными средствами очистки загрязненного воздуха способствуют резкому повышению содержания в воздухе помещений и вокруг них аммиака сероводорода и многих других токсичных веществ.
Для охраны природы от загрязнений отходами животноводческих комплексов разрабатывают методы эффективной утилизации навоза устранения вредных газов и неприятных запахов. В навозную жижу добавляют сульфат аммония который нейтрализует сероводород и другие дурно пахнущие вещества производные азота. Стой же целью используют смесь состоящую из сульфата железа бисульфата кальция и гидрокалийного метансульфата. Совершенствуются методы использования навоза в качестве удобрений сельскохозяйственных культур кормовых трав фруктовых деревьев лесных насаждений. Разрабатываются технологии переработки навоза в продукты кормления животных.
Для преодоления негативных воздействий сельского хозяйства на окружающую среду принимаются меры по реализации Государственной комплексной программы повышения плодородия почв России плана мероприятий по охране окружающей среды от загрязнения отходами животноводческих комплексов и птицефабрик.
)Произведен анализ существующей системы электрификации птичника который помог принять решение о реконструкции;
)Произведен светотехнический расчет помещения;
)Произведен электротехнический расчет помещения;
)Спроектирована сеть и выбраны основные коммутационные аппараты;
)Произведен расчет токов короткого замыкания выбранное оборудование проверено по условиям срабатывания;
)Произведено экономическое обоснование плана реконструкции;
)В последней главе рассмотрены вопросы организационных и технических мероприятий по безопасности персонала молниезащита и заземления а также и экологичность проекта реконструкции.
Таким образом все поставленные цели при разработке ВКР выполнены.
Список использованных источников
Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник А.Э. Кравчик В.И. Афронин. - М.: Энергоатомиздат 1982. - 504 с.
Беляев А.В. Выбор аппаратуры защиты и кабелей в сетях 04 кВ А.В.Беляев. - Л.: Энергоатомиздат 1988. - 176 с.
Бодин А.П. Справочник сельского электромонтера А.П. Бодин Ф.И. Московкин В.Н. Харечко. - М.: Россельиздат 1986. - 334 с.
Болотнов П.М. Механизация птицеводства П.М. Болотнов В.М.Лукьянов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат 1988. - 215 с.
Будзко И.А. Электроснабжение сельского хозяйства И.А. Будзко Н.М. Зуль. - М.: Агропромиздат 1990. - 496 с.
Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве А.А. Захаров. - М.: Агропромиздат 1986. - 287 с.
Коротков Е.Н. Оборудование «Климат» для животноводческих комплексов и ферм Е.Н. Коротков. - М.: Высшая школа 1981. - 166 с.
Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве. Справочник. Под ред. акад. ВАСХНИЛ Листова П.П. - М.: Колос 1974. - 623 с.
Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Кноринга Г.М. - Л.: Энергия 1976. - 383 с.
Справочник по проектированию электросетей в сельской местности. Под ред. Каткова П.А. и Франгуляна В.И. - М.: Энергия 1980. - 352 с.
Хорольский В.Я. «Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. – Ставрополь 1996. – 320 с. 58 ил. – ( Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).
Леонов Б.И. Электрохимическая активация воды и водных растворов. Прошлое настоящие будущее Б.И. Леонов Электрохимическая активация в медицине сельском хозяйстве промышленности. Первый международный симпозиум: Тез. докл. и краткие сообщения. – М.: 1997. – с.3 – 15.
Алексеев Ф.Ф. Асриян М.А. Бельченко Н.Б. « Промышленное птицеводство»; сост.: Фисин В.И. Тардатьян Г.А. – М.: Агропомиздат 1991. – 544 с.
Охрана труда: Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: ИНФРА - М 2004 - 263 с.
Сельскохозяйственная экология Н.А. Уразаев А.А. Вакулин А.В. Никулин и др. – М.: Колос 2000. – 304 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).
ГОСТ 12.1.004-76 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление зануление.
ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ. Организация обучения безопасности труда.
ГОСТ 12.1.019-89 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
Гайворонский Н.М. Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда» в дипломных проектах для специальности 311400. Зерноград. 2000. - 10 стр.
Укрупненные нормативы трудоемкости технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования с.х. предприятий (система условных единиц). Москва 1987.

icon 05 Приложение.doc

Светотехническая ведомость
Габариты (длинах ширинах высота)
Категория по условиям окружающей среды.
Коэффициенты отражения
Норма освещенности лк..
Поверхность на которой нормируется освещенность.
Лампа (тип мощность Вт)
Сводные данные расчета силовых нагрузок
Каталожные данные электродвигателя
Вентилятор теплогенератора
Кормораздатчик РТШ-1У
Сводные данные выбора аппаратуры управления и защиты
Водонагреватель САЗС-400
Сводные данные выбора сечений кабелей
Обозначение защитного
Кол-во жил и сечение

icon 01 Аннотация.docx

В основной части пояснительной записки проанализированы имеющиеся данные для проектирования рассчитаны силовые и осветительные нагрузки выбраны коммутационные аппараты рассчитаны тока корокого замыкания спроектирована сеть 04 кВ рассмотрена сеть 10 кВ.
Выполнен технико-экономический расчет предлагаемого проекта и рассмотрены вопросы безопасности молниезащиты заземления и экологичности проекта реконструкции.

Рекомендуемые чертежи

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 8 часов 11 минут
up Наверх