Разработка комплексной электрификации зерносушильного комплекса

5

Введение

Любое село, даже самое отдаленное, не обходятся без электроэнергии. На фермах перерабатывающих заводах в мастерских она приводит в действие многие миллионы двигателей, несет в дома свет и тепло.

Основное развитие электрификации сельского хозяйства началось в нашей стране в после военные годы, особенно после 1953 года (потребление электроэнергии составило 2.7 млрд кВт'ч), когда электроснабжение сельского хозяйства начало осуществляется главным образом от мощных энергетических систем.

Современный этап развития сельской электрификации характеризуется широким внедрением электропривода. Это видно из динамики роста числа электродвигателей, работающих в сельскохозяйственном производстве. Если в 1951 году их было всего 153 тысячи общей мощностью 766 тысяч кВт, то в 1970 году число электродвигателей в колхозах и совхозах составило 4.8 миллионов с установленной мощностью около 23.2 миллионов кВт. К 1975 году их число возросло более чем вдвое и достигло 11 миллионов с установленной мощностью порядка 50 миллионов кВт.

Большое значение имеет автоматизация производственных процессов, которая становится одним из решающих факторов роста производительности труда, увеличения количества продукции, повышения её качества, снижения себестоимости и улучшения условий труда.

Электрификация - одно из решающих направлений научно-технического прогресса.

Работы по автоматизации предприятий в заметных объемах начали проводиться со второй половины 50-х годов и получили значительное развитие в 1975--1985 гг.

Автоматические системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) представляют собой совокупность автоматических управляющих устройств и управляемого объекта, взаимодействующих друг с другом без непосредственного участия человека.

Развитие работ по автоматизации в период 1975--1985 гг. предопределялось ростом уровня механизации, увеличением единичной мощности перерабатывающих предприятий, совершенствованием организационной структуры промышленности, применением новых технических средств: вычислительной техники, специальных приборов контроля качества.

Повышение уровня автоматизации отрасли происходит в основном за счет ввода в эксплуатацию новостроящихся предприятий с комплексно-механизированным и автоматизированным оборудованием отдельными (участками) цехами, а также за счет разработки и внедрения локальной автоматизации на реконструируемых и модернизируемых предприятиях. Ввиду того, что в отраслях отсутствовал опыт в разработке АСУ ТП, было принято решение создать в 1976--1980 гг. для основных отраслей промышленности головные образцы систем на базовых предприятиях. Такой подход позволил приобрести необходимый опыт и оценить реальный экономический эффект.

На первом этапе введенные АСУ ТП были спроектированы в основном как информационно-советующие, решающие задачи централизованного контроля, расчета оперативных технико-экономических показателей, выбора оптимальных решений по управлению отдельными участками и технологическим процессом производства продуктов в целом и формирования советов оператору по управлению. Задачи управления от ЭВМ были разработаны только для тех случаев, в которых достигалось явное улучшение технико-экономических показателей.

Появление микропроцессорной техники позволило приступить к созданию АСУ ТП с распределенной структурой управления. В настоящее время в отрасли планируется создать предприятия с высоким уровнем автоматизации и механизации с широким использованием различных средств микропроцессорной техники.

Дальнейшее развитие автоматизации технологических процессов в промышленности требует ускорения создания специальных приборов и средств автоматизации.

Перспективное развитие автоматизации приобретает особое значение в период дальнейшего социально-экономического развития страны. Автоматизация технологических процессов коренным образом меняет характер труда человека, делая его более содержательным; увеличивает творческую деятельность человека с преобладанием функций анализа протекания процессов и принятия решений. Одновременно с этим упраздняются старые рабочие профессии, основанные на тяжелом монотонном физическом труде.

Развитие техники в таком направлении вызывает закономерное повышение требований к обслуживающему персоналу и инженерной службе предприятий. Для них уже недостаточно простого знания устройства технологического оборудования и умения поддерживать его в рабочем состоянии. Необходимы знания закономерностей изменения функционально-технологических свойств сырья па всех стадиях его переработки в зависимости от режимов работы машин и аппаратов, а также умение настраивать и контролировать параметры оборудования для обеспечения этих режимов.

Внедрение методов и средств автоматизации способствует резкому повышению производительности труда, увеличению количества, улучшению качества и удешевлению сельскохозяйственной продукции, а также сопровождается ощутимым технико-экономическим эффектом. В частности, автоматизация позволяет высвободить в сельском хозяйстве больше обслуживающего персонала на единицу установленной мощности с одновременным повышением экономичности, надежности и бесперебойности работы машин и агрегатов.

По статистическим данным ряда лет, около 40%, в отдельные годы до 60% свежеубранного зерна находится во влажном состоянии и требует сушки. В районах Западной Сибири период уборки зерна зачастую совпадает с наступлением дождливой осеней погоды, и свежее убранный хлеб может содержать до 25 - 30 %, а иногда и до 35% влаги.

Можно отметить, что приборное оснащение, автоматизация и роботизация позволяет до 30% повысить производительность работы зерно-сушильных комплексов, в 3 - 5 раз снижает затраты ручного труда на сортирование продукции, исключает количественные и качественные потери продукции в период хранения.

Дипломное проектирование систематизирует и углубляет теоретические знания в области электрификации и автоматизации установок зернотока. В ходе дипломного проектирования будет приобретен опыт самостоятельного решения задач сельской автоматизации, а также получении навыков использования нормативной справочной и учебной литературы.

1. Экономическо-производственная характеристика хозяйства (ООО, ЗАО, животноводческого комплекса, птицефабрики, тепличного хозяйства и т.д.) и состояние его электрификации

электроснабжение зерносушильный автоматический резерв

1.1 Общая характеристика хозяйства и перспективы его развития

Общество с ограниченной ответственностью «Гигант» создано на базе открытого акционерного общества сельскохозяйственного предприятия.

ООО «Гигант» было создано путем преобразования совхоза, в соответствие с законом РСФСР «О предприятиях и предпринимательской деятельности» ст. 14 и 15 Закона «О собственности в РСФСР». Указом президента РФ от 27.12.91. г. №86 и « О порядке приватизации и реорганизации предприятии и организации агропромышленного комитета» от 4.09.92. г. №708 ,было зарегистрировано как акционерное общество открытого типа . Постановлением главы администрации Доволенского района Новосибирской области от 30.12.92. г.№1007 и является правоприемником совхоза , который был образован в 1965 году .

.Основное направление деятельности ООО «Гигант» в настоящее время выращивание и реализация злаковых культур .

Площадь земель срочного пользования на 2009 год - 10 450 , га . Структура земельных угодий ООО «Гигант» на 2007 год указано в таблице 1.1

Таблица 1.1.

В ООО «Гигант» выращиваются такие виды зерновых, как пшеница, рожь, овёс. Валовый сбор зерновых 460840 центнеров. В ООО «Гигант» имеется в наличие машинотракторный парк. Его наличие и количество сельскохозяйственной техники приведено в таблице № 2

Таблица 1.2. Количество и наличие машинотракторного парка

В хозяйстве имеются электродвигатели в основном марки 4 А ,а также электродвигатели серии ОА и АИР от 1 до 30 кВт ,использующиеся в животноводстве и растениеводстве . Использование электродвигателей в хозяйстве представлено в таблице 1.3

Таблица 1.3 Использование электродвигателей в хозяйстве

Ремонтные мастерские имеют сварочные трансформаторы марки ТС - 300 мощностью 20 кВт.

Данные о потреблении электроэнергии приведены в таблице 1.4

Таблица 1.4. Потребление электроэнергии кВт-ч

Из приведенной таблицы видно, что за последние годы наблюдается спад потребляемой электроэнергии почти во всех отраслях. Причиной этому послужило плохое финансово-экономическое положение хозяйства, а также уменьшение основных производственных фондов. Степень автоматизации установок составляет примерно 18 % . Техническое состояние удовлетворительно.

1.2 Характеристика объекта проектирования

В ООО «Гигант» после комбайновой обработки зерно требуется от сортировать, а также просушить. Засоренность зерна семенами сорняков, недомолоченными колосками, частицами соломы, битым зерном и другими примесями достигает 15... 18 %, иногда и более, влажность 25...30%. В настоящее время в хозяйстве имеется зерносушильный комплекс КЗС-20Б. Промышленности выпускаются зерносушильные комплексы типа КЗС-10Б, КЗС-20Б, КЗС-25Б, КЗС-50Б, производительность по пшенице 10, 20,25,50

Для определения требуемой производительности зерносушильного комплекса определяю перспективный сбор зерна для каждой культуры (т).

(1.1.)

где - плановая перспективная урожайность , т/га

S- посевная площадь культуры , га Для пшеницы

I =15* 1550 =23250

Перспективный плановый сбор зерновых указан в таблице 1.5

Таблица 1.5. Перспективный плановый сбор зерновых

В паспорте зерноочистительных машин производительность указывается для пшеницы влажностью 16% и засоренностью не более 10%, а зерносушилок для пшеницы, влажность которой должна быть снижена с 20 до 14%.

У зерносушильных свыше 16 % производительность снижается примерно на 5% на каждый процент увеличения влажности.

С учетом средних данных за несколько последних лет значений влажности и засоренности обрабатываемого зерна соответствующих культур определяем требуемую паспортную производительность машин из выражения

(1.2.)

где К - коэффициент, учитывающий неравномерность поступления зерна в

течение часа и дня (для нашего района он равен 2,2.. .2,3)

п_д - число дней работы зерноочистительного агрегата (50 дней);

t_Р - продолжительность работы пункта (две смены по 12 часов);

kи - коэффициент использования рабочего времени (0,8...0,9)

к - коэффициент, учитывающий влажность и засоренность зерна культуры

к - коэффициент, учитывающий вид обрабатываемого зерна 1-й культуры

Для сушки зерна хозяйство использует сушилку типа СЗСБ-8 , которые входят в состав зерносушильных комплексов КЗС , а также имеется склады для хранения семенного зерна .

2. Выбор технологических схем и рабочих машин

Технологическая схема послеуборочной обработки зерна в ООО «Гигант» с использованием комплекса КЗС-20Б и зерносушилки СЗСБ-8 включает следующие операции. Транспортировку зерна от комбайнов до зернопункта взвешивание, выгрузку из автомобиля в сушку (при повышенной влажности), промежуточную транспортировку с машины на машину, взвешивание и отгрузку зерна в хлебоприемный пункт города Новосибирск.

2.1 Выбор технологических машин, подлежащих электрификации

Комплекс КЗС-20Б предназначен для послеуборочной обработки зерновых и крупяных культур. На рисунке 1 изображена технологическая схема зерносушильного комплекса КЗС-20 Б

После взвешивания зерно разгружают из автомашин с помощью автомобилеподъемника в завальную яму 1, из которой норией 2 его направляют по зернопроводу в приемную камеру ветрорешотных зерноочистительных машин 4.

Излишки зерна через распределительный клапан нории подают в резервный бункер 3, в котором создается технологический запас зернового вороха. Это позволяет в течении рабочей смены более равномерно загружать зерноочистительные машины. Резервный бункер используется также в качестве дополнительной емкости для приема избыточного зерна. В воздушных каналах зерноочистительных машин 4 из зернового вороха выделяются легкие примеси. Через осадочную камеру централизованной воздушной системы 5 эти примеси направляют в секцию отходов бункера. Решетная часть машины 4 делит зерновой ворох на три фракции фуражное зерно и примеси поступают в соответствующие секции среднего бункера, а очищенное зерно цепочно-скребковыми транспортерами 8 подают на дальнейшую очистку в триерные блоки 6 для выделения длинных и коротких примесей.

Выделенные на триерах примеси поступают в секцию отходов. Чистое зерно сходом с нижней пары триеров самотеком направляют в бункер очищенного зерна 7 из блока бункеров зерно и примеси выгружают в транспорт.

В зависимости от засоренности исходного зерна и его назначения применяют различные варианты обработки. Зерно после очистки на ветрорепотной машине можно направлять сразу же в бункер очищенного зерна. Триерный блок можно использовать с цилиндрами одного размера ячеек, то есть выделять или длинные или короткие примеси. Для одновременного выделения длинных и коротких примесей на триерном блоке устанавливают цилиндры двух размеров

Рисунок 2.1. Схема зерносушильного комплекса КЗС-20 Б

2.2 Выбор технологических схем

Барабанная зерносушилка СЗБС-8 производительностью 8 т/ч используется для сушки продовольственного зерна.

На рисунке 2.2 изображена технологическая схема зерносушилки СЗСБ-8.

5

Зерносушилка включает топку 1, загрузочную камеру 3, сушильный барабан 4, с подъемными лопатками 5, разгрузочную камеру 7, элеватор 9, охладительную колонку 10 со шнеком 12. Привод механизма сушильного барабана осуществляется электродвигателем мощностью 7,5 кВт через двухступенчатый редуктор и приводные ремни. Зерно в сушильный барабан должно поступать равномерным и беспрерывным потоком. Зерно в барабан подается по винтовым дорожкам, лишнее зерно пересыпается через подпорное кольцо загрузочной камеры и направляется через клапан-мигалку 13 в приемный бункер. Под воздействием теплоносителя и лопаток 5 зерно перемещается вдоль барабана и высыпается в разгрузочную камеру 7 . Из камеры 7 зерно через шлюзовой затвор 8 направляется элеватор 9 в охладительную колонку 10. В охладительной колонке зерно перемещается сверху вниз и при помощи вентилятора 11 продувается наружным воздухом и охлаждается . В верхней части колонки расположен горизонтальный шнек 12 для подачи и разравнивания зерна . Излишнее зерно при загрузке колонке попадает в зернослив 14, на конце которого закреплен клапан 15 с контактным датчиком. От контактного датчика верхнего уровня зерна включается шлюзовой затвор 16, который выпускает порцию зерна. Выпуск зерна прекращается в момент срабатывания датчика минимального уровня, установленного в верхней части охладительной колонки.

Теплоноситель готовят в топке 1 путем сжигания жидкого топлива (керосин или смесь 75 % керосина и 25% моторного топлива) и нагрева топочными газами воздуха, подаваемого в топку. Побочные газы удаляются через трубу 2, отработанный теплоноситель выбрасывается в атмосферу вентилятором 6.

3. Выбор электрического оборудования

3.1 Расчёт и выбор электропривода машин и поточных линий

Расчёт мощности электродвигателя вентилятора

(3.1)

где Q - подача вентилятора [м³/с].

p-давление создаваемое вентилятором [Па].

КПД вентилятора.

(3.2.)

где к₃ - коэффициент запаса вентилятора;

к„ - коэффициент передаточного устройства

Р_дв = = 5,5кВт.

Выбираем электродвигатель единой серии 4А100L2УЗ,мощьностью 5,5к.Вт; число оборотов 2880 мин-¹; КПД электродвигателя 87,5%; соs=0,91; кратность пускового тока I_П/I_Н⁼7,5; пусковой ток I =119,25, кратность минимального пускового момента_тi_п=1,5, кратность критического момента _к=2,2

Производим проверку данного двигателя на длительность пуска.

Значение предельной длительности пуска электродвигателя определяется предельно допустимой температурой обмотки статора или ротора двигателя. При определении предельно допустимого температуры

обмотки статора в качестве предельной принята температура срабатывания встроенной температурной защиты при кратковременных перегрузках, равная в соответствии с публикацией МЭК: для изоляционных систем класса нагревостойкости В 200°С; для изоляционных систем класса нагревостойкости F 225°С.

Длительность пуска tопределяется по формуле:

T = 1,07 FJ*( n_Ном /1000)/m (3.3.)

где F - коэффициент инерции,

^J_др - момент сопротивления,

n_Ном ~ номинальная частота вращения,

m_cр - среднее значение отношения вращающего момента двигателя к номинальному в процессе пуска.

Расчёт мощности электродвигателя загрузочной нории для КЗС-20Б

Ковшовые элеваторы используют для подъема сыпучих грузов по вертикали или с небольшим от нее отклонением.

Производительность (т/ч) ковшовых элеваторов определяют по формуле:

П = 3,6 ЕК ??ш ?г , ё (3.4.)

где ЕК - коэффициент наполнения ковшей (для зерна 0,75...0,85);

у - насыпная плотность транспортируемого материала, т/м³ (0,4.. .0,5);

ш - скорость движения ковшей, м/с (для зерна 2...4 м/с); / - вместимость одного ковша, м³; / - расстояние между ковшами, м.

Мощность электродвигателя (кВт) для ковшового элеватора определяется по формуле:

где Н - высота подъема груза, м;

г|_э - КПД элеватора (для вертикального перемещения 0,5.. .0,7); п_п - КПД передачи от двигателя к элеватору (0,8.. .0,9).

Выбранный электродвигатель подходит к данной установки по пусковой и перегрузочной способности значит двигатель выбран верно.

Таблица 3.1.

3.2 Выбор электронагревательных установок

Электрическое освещение - самый распространенный вид использования электроэнергии в сельском хозяйстве, от которого в значительной мере зависит комфортность пребывания и работа людей.

Рациональное использование света создает дополнительные резервы совершенствования и повышение эффективности производства. Трудно преувеличить воздействие света в жизни и деятельности людей. Искусственное освещение позволяет обеспечить возможность нормальной деятельности людей при отсутствии или недостаточности естественного освещения.

В КЗС-20Б необходимо освещать помещения зерноочистительного агрегата и бытовку.

В качестве источников света выбираем лампы накаливания. Лампу накаливания используют во всех средах деятельности человека, что обусловлено простотой их обслуживания, удобством в обращении и относительно низкой стоимостью, возможностью непосредственного включения их в сеть. Для данных помещений выбираем светильники НСП -11 в связи с тем, что они подходят для данного помещения по степени защиты от окружающей среды. Н - лампа накаливания, С - подвестные, П - для промышленных помещений_; 11 - номер серии.

Светильник - световой прибор перераспределяющий свет лампы внутри значительных телесных углов.

Расчет освещения в помещении для зерноочистительного агрегата, размеры помещения 9,8 х 6,6 х 8 м необходимо производить точечным методом данный метод применяют при расчетах общего неравномерного освещения при наличии крупных затемняющих предметов. Источником света выбираем НСП-11 с лампами накаливания с высотой подвеса над освещаемой поверхностью 7,5 метров. Значение коэффициента запаса в животноводческих помещениях принимаем равным 1,6 в связи с большой запыленностью; нормируемая освещенность 50 лк. Расположение светильников (Рис. 3) и расстояние до точки А (точки минимальной освещенности) по масштабному обмеру указаны в таблице 3.

Определяем по графику пространственных изолюкс освещенность е в расчетной точке А от ближайших светильников (Рис. 3) и сводим расчеты в таблицу 3.2

Таблица 3.2. Расчетная таблица

Светильники 5, 6, 11, 12, 17, 18 в расчет не принимаем, так как они на освещенность точки А практически не влияют.

Определяем световой поток Ф, необходимый для получения нормативной освещенности 50 лк,

Определяем расчетный световой поток:

Ф=Е_min*k*Sz/N*з, (3)

Е_min - норма освещенности, Е_min =50лк.

к- коэффициент запаса, к=1,2

z-коэффициент минимальной освещенности, z=1,2

з -коэффициент использования светового потока, з =0,7

(3.1.)

Выбираем по каталогу ближайшую по световому потоку лампу Г220-200 мощностью 200 Вт, световой поток которой 2018/5 лм.

Фактическая освещенность в точке А:

(3,2)

E_ф = 52,1 лк

Нормированная освещённость в точке А:

k n_i=E ф_i/E н_{i ,} (3,3)

где, где k ni -- коэффициент риведения освещенности i-го помещения; E фi -- нормируемое значение освещенности в i-ом помещении; E нi -- фактическое значение освещенности в в i-ом помещении.

k n_i =4,2%

Разница между фактической и нормированной освещенностями составляет 4,2%, что не выходит за пределы допустимых отклонений 20% и -10%.

Установленная мощность освещения:

Р_уст =Л *N = 200*18 = 3600 Вт . (3.4)

Произведем расчет освещения в помещении бытовки методом коэффициента использования светового потока размеры помещения 4x2,3x3 м. Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки применяют при расчетах общего равномерного освещения при отсутствии крупных затемняющих предметов и с учетом отраженных от стен и потолка световых потоков.

Освещение выполняем светильниками НСП-11 с лампами накаливания. Принимаем расположение светильников по вершинам квадрата. Определяем высоту подвеса светильников.

h=Н-h_c-h_p (3,5)

где Н - высота помещения, м.

h_с - высота свеса светильников 0,5 м.

h_р - высота рабочей поверхности 0 м.

h = 3-0,5-0 = 2,5м.

Определяем расстояние между светильниками л =1,2... 1,8. Определяем расстояние между рядами и светильниками в ряду.

где h=А-В=4-2,3=9,2м

L_а=л* h =(1,2... 1,8)*2.5=3...4,5м

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3,6)

где л_с и л_э - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

h - расчетная высота подвеса светильника, м;

L - расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения л_с и л_э зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице.

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3,7)

где Н - высота помещения, м;

h _с - высота свеса светильника, м;

h_p - высота освещаемой рабочей поверхности от пола, м.

H=3-0,5-0 = 2,5м

Подбираем лампу накаливания ближайшую по световому потоку Г220-200, Р=200Вт, Ф=2700Лм.

Разница между фактической и нормированной освещенностями составляет 10%, что не выходит за пределы допустимых отклонений 20% и -10%.

Установленная мощность освещения: Р_уст = р., N = 200 * 1 = 2005т.

3.3 Проектирование внутренних электропроводок

Электромагнитный пускатель в цепи электродвигателей вентилятора и загрузочной нории выбираем в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по номинальному напряжению (и_ип>и_ну), номинальному току, по току нагревательного элемента теплового реле.

Выбираем электромагнитный пускатель серии ПМЛ12-010-140; величина пускателя №2; наибольшая мощность 10 Вт.

Определяем расчетный ток теплового расцепителя:

Принимаем автоматический выключатель АЕ 2036Р с номинальным током автомата I,,=25А, номинальным током расцепителя I._р=20А. Устанавливаем ток уставки расцепителя. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию

Для остальных электродвигателей установок КЗС-20Б и СЗСБ-8 расчет и выбор пускозащитной аппаратуры ведем аналогично вышеизложенным примерам.

Выбор сечения кабелей Выбор сечения проводников в сетях напряжением до 1000В, прокладываемых в помещениях тесно связан с выбором плавких вставок и установок расцепителей автоматических выключателей.

К выбору сечения проводника приступают, после того как определён номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя автомата.

Номинальный ток расцепителя автомата рассчитан выше. Выбираем кабель ПВБ, проложенный в земле сечением Зх1. Производим проверку по допустимому падению напряжения

Остальные кабели рассчитываются аналогично и их данные представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4. Силовые кабеля

3.3.1 Выбор схемы подключения электропроводок

От щита осветительного до помещения топочного отделения проводка выполняется скрыто проводом АППВ, а в самом помещении кабелем АНРГ открыто на тросу. Сечение проводов выбираю по методике изложенной в пункте 4.2 курсового проекта.

Определяю сечение провода на участке щит осветительный - топочное отделение.

I_доп ^.?I_расц. I_доп ^.?6,3А (3.13)

Так как в промышленных электроустановках, согласно ПУЭ, проводка сечением менее 2,5 мм² аллюминиевых жил не применяется выбираю провод АППВ 3 2,5 у которого I_{доп.табл.} =16А.

I_{доп.табл} ? I_доп 16А > 6,3А условие выполняется

АППВ 3 2,5 провод с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, плоский, с разделительным основанием, трёхжильный, сечение жилы 2,5 мм² .

Для прокладки на тросу в топочном отделении принимаю кабель АНРГ 3 2,5

I_{доп.табл} ? I_доп 16А>6,3А (3.14)

Расчёт и выбор электропроводок для других групп освещения выполняется аналогично.

3.3.2 Выбор вводно-распределительных устройств, коммутационной и защитной аппаратуры

Если график работы электрооборудования отсутствует, то электроприемники, действующие на максимуме на максимуме нагрузок, выявляют путем анализа технологического процесса с учетом последовательности операций и организации работ в данном объекте. При этом следует учитывать только те электро приемники, которые участвуют в формировании максимума нагрузок.

Расчетную нагрузку в этом случае определяют по формуле:

(3.15)

Где Р_н - номинальная (паспортная) мощность каждого из n электроприемников, участвующих в максимуме нагрузок в течение времени более 0,5ч, кВт, k_з - коэффициент загрузки электроприемника; - КПД электроприемника; n - число электроприемников, участвующих в максимуме с продолжительностью 0,5 часа и более; - номинальная мощность каждого из m электроприемников, участвующих в максимуме нагрузок с продолжительностью менее 0,5 ч; - длительность непрерывной работы каждого из электроприемников при t<0,5 ч; m - число электроприемников, участвующих в максимуме с продолжительностью менее 0,5 часа.

Расчетную мощность (кВ*А) определяют по формуле:

(3.16))

Где - коэффициент мощности на вводе данного потребителя при максимальной нагрузке.

Расчетный ток (А) определяют по формуле

(3.17)

Паспортизация силового и осветительного электрооборудования комплекса КЗС-20Ш показала, что установленная мощность электропотребителей составила Р_уст =213,7 кВт. В наиболее напряженный период работы зерноочистительно-сушильного комплекса наибольшая загрузка мощностей приходится на вечерний максимум.

Анализ загрузки технологического оборудования КЗС-20Ш показал, что 80% мощностей или 171 кВт участвуют в вечернем максимуме более 0,5 часа и 20% или 42,7 кВт менее 0,5 часа.

С учетом этих аналитических данных определяю активную расчетную мощность на вводе зерноочистительно-сушильного комплекса.

кВт

Полная расчетная мощность на вводе

кВА

Расчетный ток:

.

3.3.3 Выбор конструктивного выполнения внутренних сетей, определение сечения проводов и кабелей

Стационарно воздушно-решётная зерноочистительная машина ЗВС-20А применяется в комплексах для первичной очистки вороха зерновых культур с доведением зерна до продовольственных кондиций. Производительность 20 т. в час на очистке зерна. Основные рабочие органы: приёмная камер, воздушно-очистительная часть с вентилятором, два параллельно работающих решётных стана.

Мощность электродвигателя для привода решётного стана зерноочистительной машины.

(3.18)

Где k_зап = 1,2…1,5 - коэффициент запаса;

М - масса решётного стана (100…300кг)

А - оптимальное ускорение, м/с²;

N = 500- число колебаний качающегося решета в минуту;

?_п - КПД передаточного механизма. ?_п = 0,6…0,7,

если остальные рабочие органы решетного стана (щётки, шнек) имеют привод от того же электродвигателя, то расчётную мощность Р_расч увеличивают в 1,25…1,75 раза.

Провожу расчёт мощности и выбор электродвигателя

с учётом соблюдения условия Р_н ? Р_р подбираем по каталогу асинхронных электродвигателей АИР100L6 У4IP44

Технические характеристики электродвигателей серии АИР

Асинхронный, интерэлектро, с привязкой по нормам DIN для внутренних поставок, высота оси вращения-100мм, 6-число полюсов двигателя (синхронная скорость вращения 1000об.мин^-1), для умеренного климата, 4-ой категории размещения, степень защиты IP44, на лапах.

Мощность электродвигателя для привода вентилятора зерноочистительной машины

(3.19)

где Q_в - подача вентилятора, м³/ч;

Н- расчетное давление, МПа;

?_в - КПД вентилятора (принимают по каталожным данным или при их отсутствии для центробежных вентиляторов 0,4…0,6)

?_п- КПД передачи

Номинальную мощность двигателя выбирают по условию

Р_н ? Р_расч ^. k_з ,

где k_з - коэффициент запаса (принимают при Р_расч до о,5 кВт-1,5 от 0,5 до 1 кВт - 1,3, от 1 до 2 кВт - 1,2, от 2 до 5 кВт - 1,1, свыше 5 кВт 1,05.

Провожу расчёт мощности при выборе электродвигателя.

Для обеспечения требуемого качества очистки зерна вентилятор должен соответствовать следующим параметрам.

Q_в = 5 ^. 10³ м³/ч. Н = 40кг/м² = 392 ^. 10^-6 МПа

технические характеристики электродвигателей серии АИР

кВт

Р_н ? Р_расч ^. k_з = 4,62 ^. 1,05 = 4,9 кВт

С учётом соблюдения условия Р_н ? Р_р подбираем по каталогу асинхронный электродвигатель АИР112М4УЗ IP54

Технические характеристики электродвигателей серии АИР

асинхронный, интерэлектро, с привязкой по нормам DIN для внутренних поставок, высота оси вращения-112мм, М-средняя длина статора, 4-число полюсов двигателя (синхронная скорость вращения 1500об.мин^-1), для умеренного климата, 3-ой категории размещения, степень защиты IP54, на лапах.

Ковшовой элеватор для зерна. Нория НПЗ-50

Нория предназначена для вертикального перемещения зерна и отходов в технологических линиях и машинах. Двухпоточные линии отличаются от однопоточных наличием двух ковшовых лент с двумя парами барабанов в в верхней и нижней головках. Двухпоточные нории обеспечивают подачу зерна на очистку на две параллельные технологические линии. Любая нория состоит из бесконечно движущейся ленты с ковшами, заключённой в кожух. Лента натянута на барабане из которой верхний-ведущий, нижний-ведомый натяжной. Лента прорезиненая, на ней монтажными болтами крепятся ковши.

(3.20)

где Q - производительность элеватора, кг/с;

Н - высота подъёма материала;

?_н - КПД элеватора; при Q < 20т/ч и Н < 20 м принимают ?_н = 0,4…0,5, ?_н -КПД передачи.

Провожу расчёт мощности и выбор электродвигателя

кВт

С учётом соблюдения условия Р_н ? Р_р подбираю по каталогу электродвигателя асинхронный АИР112М4УЗ IP54

Технические характеристики электродвигателей серии АИР

асинхронный, интерэлектро, с привязкой по нормам DIN для внутренних поставок, высота оси вращения-112мм, М-средняя длина статора, 4-число полюсов двигателя (синхронная скорость вращения 1500об.мин^-1), для умеренного климата, 3-ой категории размещения, степень защиты IP54, на лапах.

Расчёт и выбор пускозащитной аппаратуры

Нория НПЗ-50 включается по схеме приведённой на расчётно-монтажной схеме.

Комплекс КЗС-20Ш предназначен для работы, в основном, в автоматическом режиме, он комплектуется двумя пультами управления: пультом управления зерноочистительного отделения и зерносушильного отделения. Пульты управления поставляются комплектно с оборудованием КЗС-20Ш. Пульт управления изготавливается со степенью защиты IP54 и обеспечивает защиту пускозащитной аппаратуры от проникновения пыли. В нём смонтированы магнитный пускатель для коммутации нории и автоматический выключатель с комбинированным расцепителем для защиты элетропривода нории от перегрузок и токов КЗ.

Выбираем магнитный пускатель для управления электродвигателя АИР112М4У4 IP44 нории. Помещение пыльное.

Выписываем каталожные данные электродвигателя АИР112М4У4 IP44

Принимаем к установке магнитный пускатель серии ПМЛ, т.к I_н.дв.. =11,4А выбираем пускатель второй величины I_н.п = 25А условие I_н.п ? I_расч 25 > 11,4А выполняется.

Номинальное напряжение токов магнитного пускателя U_нп = 380В, номинальное напряжение установки U_н.у = 380В, следовательно условие U_нп? U_н.у 380=380В выполняется.

Анализ технологического процесса работы установки показывает, что защита от перегрузок и реверс не нужны, принимаем магнитный пускатель не реверсивный без теплового реле.

Помещение, в котором работает установка, пыльное. По технологии работы и обслуживания установки магнитный пускатель должен быть установлен в пульте управления по этому выбираем пускатель со степенью защиты IP00.

Анализ схемы автоматизации установки показал, что она сконструирована на напряжении 200В и пускатель должен иметь во вспомогательной цепи один замкнутый и один разомкнутый контакты, поэтому выбираем пускатель с катушкой на 220В и требуемым количественным контактом вспомогательной цепи.

Вид климатического исполнения-У (умеренный климат), категория размещения 3 (для работы в закрытых помещения без искусственного микроклимата).

Принимаем к монтажу магнитный пускатель ПМЛ - 2100 У3

Выбираем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем для защиты электропривода нории от перегрузок и токов КЗ.

Коэффициент загрузки k_з = 0,95, максимальный ток КЗ I_к.макс = 2,5 кА

Рабочий ток электродвигателя

I_p = I_H^.k_з = 11,4 ^. 0,95 = 10,83А (3.21)

Максимальный ток

I_макс = I_П= I_H^.k_i =11,4 ^.7 = 79,8А (3.22)

По (т 5.3 Л2) выбираем автоматичесикй выключатель АЕ - 2046 I_н.а =25А

U _н.а = 660В

660>380В, 25>11,4А. условие 1 и 2 выполняются.

Ток теплового расцепителя автомата

I_н.т.р? k_н.т.р I_р = 1,3 ^. 10,83 = 14,1А, принимаем автоматический выключатель с номинальным током теплового расцепителя I_н.т.р = 16А. Пределы регулирования теплового расцепителя данного автомата (0,8…1) I_н.т.р. Регулируем тепловой расцепитель на 13А. I _т.р = 13А > 10,83А. Условие 3 выполняется.

Ток электромагнитного расцепителя.

I_н.э.р? k_н.э.р I_макс = 1,25 ^. 79,8 = 99,8А. (3.23)

автоматические выключатели АЕ-2046 выпускаются с уставкой тока мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя 14 I_н.т.р проверяем на возможность ложных срабатываний при пуске электродвигателя.

I_н.э.р = 14 I_н.т.р = 14 16 =224А 224 > 99,8А. Условие 4 выполняется.

Проверяем автоматический выключатель по предельному току, отключаемому выключателем при

U_н = 380В I_{пред.откл..} = 12кА (т5.3 Л2) (3.24)

12 > 2,5 кА. Условие 5 выполняется

Принимаем к установке выключатель АЕ-2046

Выбор и расчёт остальной пускозащитной аппаратуры провожу аналогично, данные приведены на расчётно-монтажной схеме.

Расчёт и выбор электропроводок

Провода и кабели должны быть выбраны таким образом чтобы температура провода при длительном протекании рабочего тока нагрузки не была больше предельно допустимой.

Выбор проводов по допустимому нагреву проводится в следующей последовательности:

- проводится выбор защиты от перегрузок и токов КЗ;

- по принятому значению номинального тока плавкой вставки, тока уставки теплового реле магнитного пускателя, теплового или электромагнитного расцепителя автоматического выключателя находят допустимый ток проводника I_доп по условию согласования с защитой.

Согласно ПУЭ значение I_доп определяют по следующим условиям:

для проводников всех марок при защите их тепловыми реле магнитных пускателей или тепловыми расцепителями автоматических выключателей,

I_доп?I_ср.т..;

Где I_ср.т - ток срабатывания теплового расцепителя или теплового реле.

По значениям I_доп в таблицах, допустимых значений токов для принятой марки провода и способа прокладки выбирают соответствующую площадь сечения проводника по условию

I_доп?I_доп.т..;

Где I_доп.т..; - допустимый табличный ток

Если I_доп не совпадает с табличным, то можно принимать ближайшую меньшую площадь сечения проводника, если выполняется условие. Выбранный проводник проверяют по рабочему току нагрузки

k I_доп.т ? I_p..;

Где k - поправочный коэффициент, учитывающий несовпадение действительных условий с принятыми при составлении таблиц. Принимаем k=1

Если условие k I_доп.т ? I_p..не соблюдено, то выбирают ближайшую большую площадь поперечного сечения.

Провожу выбор и расчет электропроводки на участке электродвигатель - пульт управления. На данном участке осуществлена защита от перегрузок тепловым расцепителем автоматического выключателя АЕ-2046 с номинальным током теплового расцепителя I_н.т.р. =16А

Электропроводка проектируется кабелем АНРГ, так как он рекомендуется для пожароопасных помещений. Способ прокладки открыто на тросу, а подводка к двигателю этим же кабелем в стальной трубе.

Расчет сечения провожу по условию

I_доп?I_ср.т..;

Где I_ср.т..- ток срабатывания теплового расцепителя или теплового реле.

I_доп ?16А по т12.1 Л2 определяю ближайшее допустимое табличное значение тока для скрытой прокладки кабеля I_{доп. т} =27А>16А условие выполняется.

Выполняю электропроводку кабелем АНРГ 4. открыто на тросу =22 м. Кабель с алюминевой жилой, в резиновой маслостойкой оболочке не распространяющей горение, небронированный, 4-х жильный, сечением токороподящих жил и нулевого провода S=4 мм² , проложенный открыто на тросу, длина участка 22 м. расчет и выбор остальных электропроводок проводится аналогично.

Выбор распределительных устройств

Для приема и распределения электрической энергии в силовых цепях трехфазного тока напряжением до 660 В и для защиты их от токов короткого замыкания и перегрузок применяются распределительные пункты РП, щиты распределительные РЩ, щиты силовые ЩС, сборки промышленные уплотненные СПУ и другие модификации распределительных устройств. Распределительные устройства комплектуются отключающим устройством на вводе (рубильником или автоматическим выключателем) и защитой каждой группы отходящих потребителей предохранителями или автоматическими выключателями. Они выпускаются на 4, 5, 6, 7, 8 групп отходящих потребителей. Распределительные устройства и щиты выбирают по напряжению, условиям окружающей среды, способу установки и присоединения проводов, числу, типу, и номинальным параметрам автоматов или групп предохранителей.

С учетом всего выше перечисленного принимаю к монтажу в качестве распределительного устройства СПУ-62-4Ш. сборка промышленная уплотненная на 4 группы отодящих потребителей, рубильником на вводе типа Р17-373, номинальным током рубильника Iн=450А, степенью защиты IP24, для умеренного климата, 3-ей категории размещения, защита отходящих линий от токов короткого замыкания осуществляется предохранителем ПН-2, однодверочная, комплектуется внутренним замком, имеет боковую рукоятку привода рубильника.

4. Разработка специальной части дипломного проекта

4.1 Задачи спецвопроса

Основной задачей дипломного проектирования является разработка системы аварийного включения резерва.

Высокую степень надежности электроснабжения потребителей обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к исчезновению напряжения на выводах электроприемников. Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций. Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения значений токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению перетокам мощности и т. п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным, так как ранее установленное оборудована и релейная защита не позволяют осуществить параллельную работу источников питания. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.

В первой схеме один источник, включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй--резервным . Во второй схеме все источники нормально включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей.

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток можно устранить быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используются специальные устройства, получившие название устройств автоматического включения резерва (АВР).

Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рисунке 4.1.

Питание подстанции А осуществляется по рабочей линии W1 от подстанции Б. Вторая линия, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 линии W2 нормально отключен). При отключении линии W1 автоматически от устройства АВР включается выключатель Q3 и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия W1 всегда должна быть рабочей, а линия W2--всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов. При отключении рабочего трансформатора автоматически от схемы АВР включаются выключатель Q5 и один из выключателей -- Q8 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) --резервного трансформатора ТЗ.

Трансформаторы Т1 и Т2 включены на разные системы шин. Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от схемы АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственных потребителей.

Подстанции В и Г нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия W3 находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии W2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель Q5, в результате чего питание с подстанции Г переводится на подстанцию В по. линии W3. При отключении линии W1 подстанция В и вместе с ней линия W3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Опыт эксплуатации показывает, что АВР является очень эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность АВР составляет 90-- 95 %. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.

Требования к схемам АВР.

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения,

6. Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустановившееся КЗ должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое число электродвигателей, ускорение защиты осуществляется до 0,5 с. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

В случае аварийного отключения рабочего трансформатора Т1 вспомогательные контакты отключившихся выключателей SQ11.1 (SQI2.I} через контакт реле однократности включения KQ.C11. 1 (KQ.C12. 1) замыкают цепи включения выключателей Q1A и Q1B, а также обмоток промежуточных реле КСС1 (SQ1L2) или КСС2 (SQ11.8), включающих выключатели Q21 или Q3] резервных трансформаторов Т2 или ТЗ соответственно. Для выбора направления действия схемы АВР в схеме рис. 8. 6, г предусмотрены специальные промежуточные реле (KLA2, KLB2, KLA3, KLB3), контролирующие, от какого резервного трансформатора питаются вводы резервного питания к секции 6 кВ соответствующего блока (в рассматриваемом случае блока G1).

4.2 Выбор специального оборудования и средств автоматизации

Автоматическое включение резервного питания и оборудования (АВР)

Устройства АВР должны предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящем к обесточению электроустановок потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при их применении возможно упрощение релейной защиты, снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.

Устройства АВР могут устанавливаться на трансформаторах, линиях, секционных и шиносоединительных выключателях, электродвигателях и т. п.

Устройство АВР, как правило, должно обеспечивать возможность его действия при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента, вызванном любой причиной, в том числе КЗ на этих шинах (последнее - при отсутствии АПВ шин, см. также 3.3.42).

Устройство АВР при отключении выключателя рабочего источника питания должно включать, как правило, без дополнительной выдержки времени, выключатель резервного источника питания (см. также 3.3.41). При этом должна быть обеспечена однократность действия устройства.

Для обеспечения действия АВР при обесточении питаемого элемента в связи с исчезновением напряжения со стороны питания рабочего источника, а также при отключении выключателя с приемной стороны (например, для случаев, когда релейная защита рабочего элемента действует только на отключение выключателей со стороны питания) в схеме АВР в дополнение должен предусматриваться пусковой орган напряжения. Указанный пусковой орган при исчезновении напряжения на питаемом элементе и при наличии напряжения со стороны питания резервного источника должен действовать с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего источника питания с приемной стороны. Пусковой орган напряжения АВР не должен предусматриваться, если рабочий и резервный элементы имеют один источник питания.

Для трансформаторов и линий малой протяженности с целью ускорения действия АВР целесообразно выполнять релейную защиту с действием на отключение не только выключателя со стороны питания, но и выключателя с приемной стороны. С этой же целью в наиболее ответственных случаях (например, на собственных нуждах электростанций) при отключении по каким-либо причинам выключателя только со стороны питания должно быть обеспечено немедленное отключение выключателя с приемной стороны по цепи блокировки.

Минимальный элемент напряжения пускового органа АВР, реагирующий на исчезновение напряжения рабочего источника, должен быть отстроен от режима самозапуска электродвигателей и от снижения напряжения при удаленных КЗ. Напряжение срабатывания элемента контроля напряжения на шинах резервного источника пускового органа АВР должно выбираться по возможности, исходя из условия самозапуска электродвигателей. Время действия пускового органа АВР должно быть больше времени отключения внешних КЗ, при которых снижение напряжения вызывает срабатывание элемента минимального напряжения пускового органа, и, как правило, больше времени действия АПВ со стороны питания.

Минимальный элемент напряжения пускового органа АВР, как правило, должен быть выполнен так, чтобы исключалась его ложная работа при перегорании одного из предохранителей трансформатора напряжения со стороны обмотки высшего или низшего напряжения; при защите обмотки низшего напряжения автоматическим выключателем при его отключении действие пускового органа должно блокироваться. Допускается не учитывать данное требование при выполнении устройств АВР в распределительных сетях 6-10 кВ, если для этого требуется специальная установка трансформатора напряжения.

Если при использовании пуска АВР по напряжению время его действия может оказаться недопустимо большим (например, при наличии в составе нагрузки значительной доли синхронных электродвигателей), рекомендуется применять в дополнение к пусковому органу напряжения пусковые органы других типов (например, реагирующие на исчезновение тока, снижение частоты, изменение направления мощности и т. п.).

В случае применения пускового органа частоты последний при снижении частоты со стороны рабочего источника питания до заданного значения и при нормальной частоте со стороны резервного питания должен действовать с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего источника питания.

При технологической необходимости может выполняться пуск устройства автоматического включения резервного оборудования от различных специальных датчиков (давления, уровня и т. п.).

Схема устройства АВР источников питания собственных нужд электростанций после включения резервного источника питания взамен одного из отключающихся рабочих источников должна сохранять возможность действия при отключении других рабочих источников питания.

При выполнении устройств АВР следует проверять условия перегрузки резервного источника питания и самозапуска электродвигателей и, если имеет место чрезмерная перегрузка или не обеспечивается самозапуск, выполнять разгрузку при действии АВР (например, отключение неответственных, а в некоторых случаях и части ответственных электродвигателей; для последних рекомендуется применение АПВ).

При выполнении АВР должна учитываться недопустимость его действия на включение потребителей, отключенных устройствами АЧР. С этой целью должны применяться специальные мероприятия (например, блокировка по частоте); в отдельных случаях при специальном обосновании невозможности выполнения указанных мероприятий допускается не предусматривать АВР.

При действии устройства АВР, когда возможно включение выключателя на КЗ, как правило, должно предусматриваться ускорение действия защиты этого выключателя (см. также 3.3.4). При этом должны быть приняты меры для предотвращения отключений резервного питания по цепи ускорения защиты за счет бросков тока включения.

С этой целью на выключателях источников резервного питания собственных нужд электростанций ускорение защиты должно предусматриваться только в случае, если ее выдержка времени превышает 1-1,2 с; при этом в цепь ускорения должна быть введена выдержка времени около 0,5 с. Для прочих электроустановок значения выдержек времени принимаются, исходя из конкретных условий.

В случаях, если в результате действия АВР возможно несинхронное включение синхронных компенсаторов или синхронных электродвигателей и если оно для них недопустимо, а также для исключения подпитки от этих машин места повреждения следует при исчезновении питания автоматически отключать синхронные машины или переводить их в асинхронный режим отключением АГП с последующим автоматическим включением или ресинхронизацией после восстановления напряжения в результате успешного АВР.

Для предотвращения включения резервного источника от АВР до отключения синхронных машин допускается применять замедление АВР. Если последнее недопустимо для остальной нагрузки, допускается при специальном обосновании отключать от пускового органа АВР линию, связывающую шины рабочего питания с нагрузкой, содержащей синхронные электродвигатели.

Для подстанций с синхронными компенсаторами или синхронными электродвигателями должны применяться меры, предотвращающие неправильную работу АЧР при действии АВР.

С целью предотвращения включения резервного источника питания на КЗ при неявном резерве, предотвращения его перегрузки, облегчения самозапуска, а также восстановления наиболее простыми средствами нормальной схемы электроустановки после аварийного отключения и действия устройства автоматики рекомендуется применять сочетание устройств АВР и АПВ. Устройства АВР должны действовать при внутренних повреждениях рабочего источника, АПВ - при прочих повреждениях.

После успешного действия устройств АПВ или АВР должно, как правило, обеспечиваться возможно более полное автоматическое восстановление схемы доаварийного режима (например, для подстанций с упрощенными схемами электрических соединений со стороны высшего напряжения - отключение включенного при действии АВР секционного выключателя на стороне низшего напряжения после успешного АПВ питающей линии).

4.3 Классификация на электрооборудование и материалы

В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях служат реле минимального напряжения, подключённые к защищаемым участкам через трансформаторы напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле даёт сигнал в схему АВР. Однако, условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворён еще ряд условий:

На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо. Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключён намеренно. На соседнем участке, от которого предполагается получать питание после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет смысла.

После проверки выполнения всех этих условий логическая часть АВР даёт сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причём, межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился.

В низковольтных сетях одновременно в качестве измерительного и пускового органа могут служить магнитные пускатели или модуль АВР-3/3. А также специально разработанный для управления схемами АВР микропроцессорный контроллер АВР серии AVR v5.21

5. Подсчёт электрических нагрузок, выбор источника питания и расчёт сетей 0,4 кВ

5.1 Подсчёт электрических нагрузок

Провожу выбор пускозащитной аппаратуры для осветительной сети топочного отделения.

Выбираю линейные однополюсные выключатели для защиты от коротких замыканий линий осветительной сети. Освещение данного отделения комплекса спроектировано 8 светильниками НСП-21-200 . Установленная мощность освещения Р_уст =800 Вт=0,8кВт. В помещении 2 линии освещения по 4 светильника в каждой.

Установленная мощность освещения каждого ряда светильников Р_уст =400Вт=0,4кВт

Каждая линия светильников и электропроводка к ним защищены от коротких замыканий автоматическим выключателем АЕ1031, установленном в осветительном щитке. Коэффициент мощности осветительной сети , так как освещение выполнено люминесцентными лампами низкого давления.

Рабочий ток осветительной линии

(5.1)

Принимаю к установке автоматический выключатель АЕ1031 с номинальным током автомата I_н.а. =10А, током расцепителя I_р. =2,0А, род сцепителя электромагнитный, кратность тока отсечки I_отс.. =12 I_н

Другие линейные автоматические выключатели выбираются аналогично.

5.2 Выбор источника питания

От щита осветительного до помещения диспетчера проводка выполняется кабелем АНРГ открыто по тросу. Определяю сечение провода на участке щит осветительный - диспетчерская

I_доп?I_.расц. I_доп?10А (5.2)

Так как в промышленных электроустановках, согласно ПУЭ, проводка сечение менее 2,5 мм² алюминиевых жил не применяется выбираю для прокладки на тросу в топочном отделении кабель АНРГЗ2,5

I_{доп табл}?I_доп 24А>10A (5.3)

Расчет и выбор осветительных щитков.

В осветительных установках применяют в основном групповые распределительные щитки с автоматическими выключателями. В помещениях с нормальными условиями среды рекомендуют применять щитки типа ОЩВ с линейными автоматами АЕ1000 и вводным автоматом А3114/7 на 6 и 12 групп. Для установки в нишах применяют щитки УОЩВ (аппараты такие же как у ЩОВ), ЩО31, ЩО32 и ЩО33 с линейными автоматами АЕ-1031-11 и А3114 на вводе. Осветительные щитки выбирают по напряжению, условиям окружающей среды, способу установки и присоединения проводов, числу, типу и номинальным параметрам автоматов.

Для установки в комплексе КЗС-20Ш принимаю к монтажу 8 групповой осветительный щиток ЩО33 с линейными автоматами АЕ1031-11 и А3114 на вводе. Щиток монтируется в помещении кабины диспетчера.

5.3 Выбор площадей сечений проводов наружных электрических сетей и проверка защитных аппаратов на срабатывание при коротком замыкании

Питание осветительной сети осуществляется от трансформаторов. При напряжении силовых приёмников 380В питание установок осуществляется, как правило, от трансформаторов 380/220В, общих для силовой и осветительной нагрузки. Более того, осветительные щиты запитываются через силовой распределительный щит (пункт). На каждый осветительный щит в силовом распределительном пункте предусматривается отдельная группа.

Таблица 5.1. Мощность нагрузки и длины участков.

Сечение жил проводов можно рассчитать по потере напряжения и на минимум проводникового материала.

Расчёт сечения проводов по потере напряжения производят по формуле:

(5.4)

С - коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы, числа проводов в группе ;

M_i - электрический момент i-го участка, приёмника (светильника), кВт*м;

?U - располагаемая потеря напряжения, %.

Электрический момент определяют как произведение мощности i-го светильника на расстояние от щита (или точки разветвления) до этого светильника

Расчёт сечения проводов производится из условия, что суммарная потеря напряжения, начиная от ввода до самой дальней лампы, не должно превышать 4% [5]. Для этого произвольно выбирают потери на отдельных участках и рассчитывают электрические моменты и сечения этих участков.

Расчёт участка С - О

Общая мощность люминесцентных ламп (включая потери ПРА) P_LL=6,588 кВт

Общая мощность ламп накаливания Р_LN=3,14 кВт

Суммарная мощность (включая розетки) Р_О=11,228 кВт

Расчёт группы II

Рассчитаем для примера наиболее протяжённый участок в этой группе.

Общая мощность люминесцентных ламп (включая потери ПРА) в точке ВP_BLL=0,636 кВт

Общая мощность ламп накаливания в точке ВР_BLN=3,14 кВт

Суммарная мощность (включая розетки) в точке ВР_B=5,276 кВт

Суммарная мощность в точке CР_С=4,445 кВт

Суммарная мощность в точке DР_D=3,687 кВт

Суммарная мощность в точке GР_G=0,976 кВт

Суммарная мощность в точке dР_d=0,536 кВт

Суммарная мощность в точке eР_e=0,44 кВт

Суммарная мощность в точке fР_f=0,2 кВт

Рассчитаем участок С-O-B-C-D-G-d-e-f-g по потере напряжения.

Зададимся потерями напряжения (распределим 4%) на участках:

ДU_CO=0,2%, ДU_OB=0,1%, ДU_BC=0,2%, ДU_CD=1,5%, ДU_DG=1,6%, ДU_Gd=0,1%, ДU_de=0,1%, ДU_ef=0,1%, ДU_fg=0,1%,

В качестве проводящего материала выбираем алюминий, т.к нагрузка осветительной сети невелика. На расчётной схеме указаны штрихами количество проводов участка.

Для удобства расчёта обозначим коэфф. С следующим образом:

С1 - трёхфазная с нулём, С1=44

С2 - двухфазная с нулём, С2=19,5

С3 - однофазная, С3=7,4

Расчет сечения участков сети:

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

принимаем 2,5мм²

Сечение жил алюминиевых проводов должно быть не менее 2,5мм²

Проверяем выбранные сечения по потери напряжения

Суммарные потери напряжения:

Рассчитаем токи участков защищаемых плавкими предохранителями или автоматическими выключателями по формуле:

(5.5)

Р_i - расчётная нагрузка (включая потери ПРА), кВт; U_Ф - фазное напряжение сети, кВ (U_Ф=220В); cosц - коэффициент мощности нагрузки, для ламп накаливания cosц_LN=1, для люминесцентных cosц_LL=0,95; m - количество фаз сети.

(5.6)

Так как на участке С-О в качестве потребителей находятся как лампы накаливания, так и люминесцентные лампы то необходимо рассчитать средневзвешенный cosц.

Принимаем провод АППВ сечением 2х2,5мм² с допустимым током Iд=24А > 17,608А условие выполняется. На участке O-A в качестве потребителей только люминесцентные лампы, поэтому вычисление средневзвешенного cosц не требуется.

Принимаем кабель АВВГ сечением 1х2,5мм² с допустимым током Iд=17А > 14,239А условие выполняется.

На участке О-В в качестве потребителей находятся как лампы накаливания, так и люминесцентные лампы то необходимо рассчитать средневзвешенный cosц.

Принимаем провод АППВ сечением 2х2,5мм² с допустимым током Iд=24А > 8,062А условие выполняется.

Таблица 5.2. Выбор сечения проводов.

Все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания. Так же требуется защита от перегрузок. Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяются вводные щиты. Щит выбирается в зависимости от окружающей среды, назначения и количества групп. Аппараты защиты устанавливаются на линиях, отходящих от щита управления. Для защиты отходящих линий устанавливаем автоматические выключатели.

Сначала выбираем силовой щит. Принимаем щит СП-62, с защитой групп предохранителями. Определяем ток плавкой вставки предохранителя:

I_ВK*I_{Р (5.7)}

где K - коэффициент, учитывающий пусковые токи (для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания мощностью до 300 Вт, K=1, для других ламп K=1,2 [1]); I_Р - расчетный ток группы, А.

K*I_P=1*17,61=17,61 A

Принимаем к установке предохранитель ПР-2-60 с током плавкой вставки I_ПВ=20 А, проверяем сечение проводов из условия защиты сети от перегрузки и короткого замыкания:

I_Д1,25*I_ПВ1,25*20=25А ? 24А

Так как сечение провода не проходит по условию защиты, то меняем сечение провода (участок СО) АППВ на 4мм² с допустимым током 32А.

Ток вставки комбинированного и теплового расцепителей для защиты осветительных групп определяем по формуле:

I_К=I_Т=К?*I_{Р (5.8)}

Для автомата на вводе: I_К=I_Т=1*17,61=17,61 А

Для автомата первой группы: I_К1=I_Т1=1*14,24=14,24 А

Для автомата второй группы: I_К2=I_Т2=1*8,1=8,1 А

Для приема, распределения электроэнергии и защиты отходящих линий выбираем вводно-распределительное устройство: щит СУ 9442-16, степень защиты IP20 . Автоматический выключатель на вводе в щит типа: АЕ 2036 с комбинированным расцепителем, ток номинальный выключателя 25 А. , принимаем ток расцепителя равным 25 А.

Проверяем сечение проводов на соответствие расчетному току вставки защитного аппарата:

I_Д1,25*I_К

где I_К - ток комбинированного расцепителя автомата, А.

1,25*25=31,25 ? 32 А

Условие защиты от перегрузки и КЗ выполняется, следовательно провод выбран верно.

Проверяем сечение проводов в группе II.

1,25*I_К=1,25*10=12,5 А

Так как в группе имеются розетки, то защищаем ее и от перегрузок, должно выполняться условие:

I_Д0,66*I_К24>6,6

Условие соблюдается, следовательно автомат выбран верно.

Выбор автоматических выключателей для защиты остальных групп производим аналогично и результаты расчетов заносим в таблицу.

Таблица 5.3 Аппараты защиты.

Таблица 5.4 Сечения проводов из условий защиты

6. Монтаж, наладка и эксплуатация электрического оборудования

6.1 Организация монтажа и наладки электрического оборудования

Под наладкой электрооборудования понимают процесс восстановления первоначальных или настройка необходимых характеристик электрических машин, аппаратов и схем автоматического регулирования.

Существует три вида наладки электрооборудования:

1. Проводится перед контрольным испытанием и сдачей станка на заводе - изготовителе.

2. Контрольная наладка - производится перед сдачей станка в постоянную эксплуатацию

3. Вторичная наладка - после планового ремонта или после какого- либо нарушения нормальной работы в процессе эксплуатации.

Работу по наладке электрооборудования должны выполнять не менее чем два лица, старший из которых -- производитель работ -- должен иметь квалификационную группу не ниже третьей, а второй -- член бригады -- не ниже второй. Наладочные работы производят по устному или письменному распоряжению ответственного руководителя работ (начальника электролаборатории, механика, мастера эксплуатации или старшего электромонтера), который проверяет наличие у производителя удостоверения на право допуска к работам на электрооборудовании, дает задание на наладку и обеспечивает его технической документацией (принципиальной электрической схемой и спецификацией к ней).

Непосредственно перед допуском бригады к работе допускающий (дежурный электромонтер или ответственный руководитель работ) проверяет: а) наличие у членов бригады удостоверений на право работы; б) знание производителем работ «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и электрической схемы настраиваемого оборудования; в) обеспечение безопасного производства работ на рабочем месте.

Перед началом работы производитель работ подготавливает рабочее место: выключатель пульта управления станком устанавливает в положение «Отключено» и вывешивает плакат «Не включать -- работают люди»; осматривает техническое состояние пульта, шкафа с электрооборудованием: подготавливает защитные средства коврики, диэлектрические перчатки, монтерский инструмент); подготавливает электроизмерительные и другие приборы, необходимые при наладке.

После проведения подготовительных работ производитель разрешает бригаде приступить к работе. Во время наладки электрооборудования бригаде разрешается выполнять следующие работы: а) проверку правильности выполнения монтажа; б) включение и отключение оборудования; в) манипуляции органами управления (кнопками, переключателями, командоаппаратами) на станке и щите управления; г) выявление дефектов оборудования путем его осмотра; д) замену дефектных мест монтажа вторичной коммутации и силовой схемы; е) замену дефектного оборудования; ж) измерение параметров схемы переносными измерительными приборами; з) испытание электрооборудования станка повышенным напряжением; и) измерение сопротивления изоляции катушек аппаратов и обмоток электрических машин мегомметром; к) испытание электрооборудования станка при холостом ходе и под нагрузкой.

Проверку дефектов монтажной схемы разрешается проводить только на полностью отключенном оборудовании. Осмотр электрооборудования с целью выявления его дефектов можно производить без снятия напряжения производителем работ через открытую дверь в присутствии второго лица из состава бригады. Замену вышедших из строя аппаратов проводят при полном снятии напряжения, при этом на ручке вводного автомата или рубильника должен быть вывешен плакат «Не включать -- работают люди».

При подаче напряжения на отдельные участки схемы по временным перемычкам должны быть обеспечены условия безопасной работы для остальных членов бригады, занятых на наладке аппаратуры, установленной на станке или в другом шкафу. При подаче напряжения на всю схему необходимо поставить ограждения в местах, доступных для проникновения посторонних лиц и вывесить плакат «Стой! Опасно для жизни!».

При замене предохранителей, измерениях переносными приборами и мегомметром необходимо пользоваться защитными средствами. Перед использованием в работе защитных средств необходимо убедиться в том, что срок пользования ими не истек (для диэлектрических перчаток он составляет 6 месяцев, для диэлектрических ковриков 2 года, для монтерского инструмента с изолированными ручками 1 год). Одновременно необходимо убедиться в механической целостности диэлектрических перчаток. При обнаружении прорывов и других механических повреждений пользоваться защитными средствами запрещается.

С точки зрения возможного травматизма, наиболее ответственными и опасными являются испытания работы вхолостую и под нагрузкой, так как в процессе ремонта или наладки могут быть не выявлены и не устранены некоторые дефекты оборудования, влияющие на безопасность работы на станке.Поэтому проверку работы вхолостую и под нагрузкой необходимо проводить с большой осторожностью.

Первоначальное опробование электооборудования под нагрузкой нужно производить на самых низких оборотах и при самых легких режимах с постепенным увеличением загрузки станка. При испытании под нагрузкой следует строго руководствоваться правилами техники безопасности, относящимися к выполняемой на нем работе и вытекающими из его конструктивных особенностей.

Техническую эксплуатацию электрооборудования нужно производить в строгом соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

6.2 Определение годового потребления электроэнергии на производственные нужды и организация учёта электроэнергии

Номинальное напряжение первичной цепи, трехфазное переменного тока, частоты (501) Гц

Uн₁=380/660 1140/660В, (при выпуске с завода 660)

Номинальное напряжение вторичной цепи - Uн₂=127В;

Коэффициент полезного действия -=0,92.

Расчет осветительных нагрузок выполняем методом удельных мощностей.

По справочным материалам в зависимости от разряда зрительных работ, контраста объекта и фона, характеристики фона, типа источника света и принятой системы освещения определяется норма освещенности Е_н.

Определяем установленную мощность источника света в соответствии с методом удельных мощностей по формуле:

где: Р_уд. - удельная мощность осветительных установок (Вт/м²),

F - площадь освещенного помещения (м²).

где: Sp - полная расчетная нагрузка (кВА).

- удельная мощность силовой нагрузки на 1 м² площади (Вт/м ²).

_мех.ц.= 250 (Вт/м ²).

F = = 1534,928 (м²)

Далее определяем Р_уст.

Р_уст. = 4,9·1534,928 = 7,52 (кВт);

Далее определяем Р_{р.осв.мех.ц}.; Q_{р.осв.мех.ц.:}

где: К_с - коэффициент сырья, К_ПРА - коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре

Р_{р.ав.мех.ц.} = 0,9·1,1·7,52= 7,44 (Вт)

где: tg соответствует:

- для ЛЛ - (0,92ч0,98)

- для ДРЛ - (0,5ч0,68)

Q _{осв.мех.ц.} = 7,44·0,60 = 4,464 (квар.)

Далее рассчитываем годовой график нагрузки.

Таб.6.1

По данному суточному графику нагрузки (таб.6.1) строим годовой график нагрузок, который представлен на рис.2. и 3

7. Безопасность и экологичность проекта

Безопасность жизнедеятельности - это состояние деятельности, при которой с определенной вероятностью исключаются потенциальные опасности, влияющие на здоровье человека. Безопасность следует принимать как комплексную систему, мер по защите человека и среды его обитания от опасностей формируемых конкретной деятельностью. Чем сложнее вид деятельности, тем более компактна система защиты.

Для обеспечения безопасности конкретной деятельностью должны быть решены три задачи.

1. Произвести полный детальный анализ опасностей формируемых в изучаемой деятельности.

2. Разработать эффективные меры защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей. Под эффективными подразумевается такие меры по защите, которые при минимуме материальных затрат эффект максимальный.

3. Разработать эффективные меры защиты от остаточного риска данной деятельности. Они необходимы, так как обеспечение абсолютную безопасность деятельности не возможно предпринять.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека (рабочий, обслуживающий персонал) на производственных предприятиях занимается «охрана труда».

Охрана труда - это свод законодательных актов и правил, соответствующих им гигиенических, организационных, технических, и социально-экономических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда (ГОСТ 12.0.002-80).

Охрана труда и здоровье трудящихся на производстве, когда особое внимание уделяется человеческому фактору, становится наиважнейшей задачей. При решении задач необходимо четко представлять сущность процессов и отыскать способы (наиболее подходящие к каждому конкретному случаю) устраняющие влияние на организм вредных и опасных факторов и исключающие по возможности травматизм и профессиональные заболевания.

Охрана труда неразрывно связана с науками: физиология, профессиональная патология, психология, экономика и организация производства, промышленная токсикология, комплексная механизация и автоматизация технологических процессов и производства.

При улучшении и оздоровлении условий работы труда важными моментами, является комплексная механизация и автоматизация технологических процессов, применение новых средств вычислительной техники и информационных технологий в научных исследованиях и на производстве. Осуществление мероприятий по снижению производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, а также улучшение условий работы труда ведут к профессиональной активности трудящихся, росту производительности труда и сокращение потерь при производстве. Так как охрана труда наиболее полно осуществляется на базе новой технологии и научной организации труда, то при разработке и проектировании объекта используются новейшие разработки.

Организация работы по охране труда

Управление охраной труда в организации осуществляет ее руководитель. Для организации работы по охране труда руководитель организации создает службу охраны труда. Служба охраны труда организации (далее - Служба) подчиняется непосредственно руководителю организации или по его поручению одному из его заместителей. Службу рекомендуется организовывать в форме самостоятельного структурного подразделения организации, состоящего из штата специалистов по охране труда во главе с руководителем (начальником) Службы. Служба осуществляет свою деятельность во взаимодействии с другими подразделениями организации, комитетом (комиссией) по охране труда, уполномоченными (доверенными) лицами по охране труда профессиональных союзов или иных уполномоченных работниками представительных органов, службой охраны труда вышестоящей организации (при ее наличии), а также с федеральными органами исполнительной власти и органом исполнительной власти соответствующего субъекта Российской Федерации в области охраны труда, органами государственного надзора и контроля за соблюдением требований охраны труда и органами общественного контроля. Работники Службы в своей деятельности руководствуются законами и иными нормативными правовыми актами об охране труда Российской Федерации и соответствующего субъекта Российской Федерации, соглашениями (генеральным, региональным, отраслевым), коллективным договором, соглашением по охране труда, другими локальными нормативными правовыми актами организации.

Охрана окружающей среды

По санитарной классификации предприятий, сооружений и иных объектов СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 элеватор относится к предприятиям IV класса с санитарно-защитной зоной 100.

При работе зернохранилища выбросами загрязняющих веществ является пыль зерновая, выделяющаяся при работе транспортного оборудования.

Для уменьшения выбросов зерновой пыли проектом предусмотрена аспирация всех мест пылеобразования.

В целях предотвращения аварийных выбросов пыли предусмотрена система автоматического контроля сигнализации о работе всех машин и механизмов и блокирующие устройства, обеспечивающие отклонения технологического оборудования в случае остановки аспирационного оборудования.

Залповые выбросы пыли технологией производства исключаются.

Отходами производства является пыль зерновая, получаемая при очистке аспирационного воздуха на циклонах, а также отработанные ртутьсодержащие лампы.

Выполненные расчёты выбросов загрязняющих веществ «Исходных данных» показывают, что выброс зерновой пыли после очистки составит 0,0139т/год.

Аспирационные отходы, улавливаемые пылеотделителями, относятся к классу опасности IV. По мере необходимости отгружаются из бункера отходов в автотранспорт для вывоза на полигон ТБО.

Люминесцентные (ртутьсодержащие) лампы должны периодически вывозить в ближайший центр демеркуризации.

Противопожарная безопасность

Сооружения зернохранилища размещены с соблюдением противопожарных разрывов согласно СНиП 11-89-80(1994). Ко всем зданиям и сооружениям комплекса обеспечен подъезд пожарных машин.

В проекте и строительстве учтены требования действующих по состоянию на 01.08.08 г. норм и правил, по организации и ведению технологического процесса, техники безопасности, производственной санитарии и взрывопожаробезопасности для хлебоприемных предприятий и элеваторов. Все оборудование имеет сертификаты соответствия и разрешение Госгортехнадзора РФ на его применение в соответствии с «правилами промышленной безопасности для взрывопожарных производственных объектов по хранению и использованию растительного сырья» ПБ 14-586-03.

Сведения о климатических и инженерно-геологических условиях площадки

Климатические и природные условия района:

- местоположение площадки согласно СНиП 23-01-99 относится к I В климатическому району;

- средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки согласно СНиП 23-01-99- минус 39?С;

- расчетный вес снегового покрова по СНиП 2.01.07-85* для III района- 38 кгс/м²;

- максимальная глубина промерзания грунта-1,95м;

- сейсмичность района строительства согласно СНиП II-7-81* - 6 баллов.

Магнитная защита

Согласно требований правил промышленной безопасности ПБ14-586-03 на существующем приеме зерна с автотранспорта установлена магнитная защита. Перед экструдерами магнитная защита устанавливается силами заказчика.

Взрывопожаробезопасность

Согласно ПБ 14-586-03 «Правила промышленной безопасности для взрывопожароопасных производственных объектов по хранению и использованию растительного сырья» здания и сооружения комплекса зернохранилища по взрывопожарной и пожарной опасности относятся:

к категории «Б»:

- галерея конвейерная наземная.

к категории «В»:

- емкости для хранения зернового сырья;

В процессе эксплуатации элеватора в оборудовании возможно образование зерновой пыли со следующими характеристиками:

- взвешенная зерновая пыль

- нижний концентрационный предел воспламенения

- температура воспламенения

Взрывопожаробезопасность работы на нории согласно «Инструкции по проектированию, установке и эксплуатации взрыворазрядителей на потенциально опасном оборудовании производств и объектов по хранению и переработке зерна» РД-14-292-99, раздел 3;

- установкой реле контроля скорости (РКС), датчиков подпора, устройств контроля сбегания ленты на нориях согласно «Правил промышленной безопасности для взрывопожароопасных производственных объектов хранения, переработки и использования растительного сырья» ПБ 14-586-03 п. 5.2.11;

- установкой датчиков подпора и устройств контроля обрыва цепи на цепных конвейерах, согласно п. 5.2.15, 5.2.16 ПБ 14-586-03;

- установкой датчиков верхнего и нижнего уровней в силосах и бункерах п. 5.3.4. ПБ 14-586-03;

- установкой реле контроля скорости на ленточных конвейерах;

- полной герметизации всего оборудования, воздуховодов аспирации и активной вентиляции согласно п. 5.4.10 ПБ 17-586-03;

- аспирацией мест пылевыделения;

- отводом статистического электричества путем заземления всех машин и механизмов, трубопроводов, металлоконструкций и установкой шунтирующих перемычек в местах разрыва цепи (мягкие вставки на воздуховодах) п.5.7.4. ПБ 14-586-03;

- установкой пламяотсекающих устройств в виде быстродействующих задвижек с головок норий в емкости п. 5.2.9. ПБ 14-586-03;

- установкой магнитной защиты перед нориями на приеме зерна из автотранспорта, железнодорожного транспорта;

- дистанционным пуском и остановкой электродвигателей оборудования;

- аварийной остановкой всех электродвигателей с любого поста управления;

- автоблокировкой электродвигателей машин или групп машин с таким расчетом, чтобы последовательность пуска и остановки их, а также аварийная остановка одной из машин этой группы исключали возможность завалов и подпоров;

- блокировкой электродвигателей аспирационных установок и аспирирующих машин, обеспечивающих запуск оборудования после запуска аспирационных установок, остановкой оборудования при аварийной остановке аспирационных установок, при прекращении поступления продукта и подачей сигналов о работе приводов на пост управления при остановке работы аспирационных установок.

Молниезащита

Молниезащита - это комплекс защитных мероприятий от воздействия молнии : прямых ударов, заноса высоких потенциалов. От прямых ударов молнии защищают молниеотводы одиночные, двойные или многократные, а также тросовые и сетчатые. При устройстве последних на крышу накладывают металлическую сваренную из прутьев сетку. Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливают на все зернохранилища. Молниеотводы состоят из молниеприёмника, токопровода и заземления. В сельскохозяйственном производстве распространены стержневые молниеотводы.

7.1 Расчёт заземления

Все электрические установки до 1000 В обязательно заземляют и зануляют. Расчёт заземления сводится к определению сопротивления одного заземлителя, и если его сопротивление превышает допустимое 10 Ом, то определяют необходимое количество заземлителей. Весь контур заземления выполнен из полосовой стали сваркой. Сами заземлители выполняют круглой стали диаметром D = 0,03 - 0.06 м или из равнобокой угловой стали с шириной полки B, тогда в формулах расчёта сопротивления заземления необходимо подставить d= 0.95 В.

Схема вертикального заземлителя представлена в приложении.

Сопротивление такого заземлителя определяют по формуле:

R = 0.366 * (C*p)/l *Lg 2l2/(b*h), Ом,

Где p - расчётные значения удельного сопротивления 50 (Ом *м), С - коэффициент, который принимается для горизонтального луча С = 1,85,

D = 0,03 м - диаметр заземлителя из круглой стали, B=2d, L - длина горизонтального l = 10 м, вертикального заземлителя, l = 4м, h = t - глубина заделки горизонтального заземлителя = 0,8 м.

R = 0.366 * (1,85*50)/10 *Lg 2*(10*10)/(0,06*0,8) = 11,7

Сопротивление вертикального одиночного стержня определяется по формуле:

Rв = 0,366*(p/l)*(lg(2l/d)*0.5lg(4t+3l)/(4t+l), Ом.

Rв = 0,366*(50/4)*(lg(2*4/0,03)*0.5lg(4*0,8+3*4)/(40,8+l)=23,8.

Количество стержней вертикального заземления Nв или лучей горизонтального N2 определяется по формуле:

Nв= (Rв * Jс) / (Rд * Jэ),

Где Rд - требуемое безопасное сопротивление (не более 4 или 10 Ом) - 6 Ом,

Jс - коэффициент сезонности, Jс = 1,8,

Jэ - коэффициент экранирования, Jэ = 0,7.

Nв= (11,7 * 1,8) / (6 * 0,7) = 5 стержней.

Результирующее сопротивление одного вертикального заземлителя с учётом экранирования определяется:

Rрез.в. = (R/(n * Jв), Ом,

Rрез.в. = (23,8/(5* 0,75)= 6,36

Горизонтального :

R = (Rг/Jг), Ом,

Общее результирующее сопротивление искусственного заземления с учётом сопротивления горизонтальной шины соединяющей вертикальные электроды:

R = (6.36 * 23.5)/(6.36+23.5) = 5 Ом.

Таким образом, заземление выполнено так, что верхние концы пяти забитых вертикальных стержней находятся на глубине 0,8 м, общее сопротивление составляет 5 Ом. Для каждого группового щитка устанавливается такое заземление.

На линиях освещения установлены автоматические выключатели с устройством защитного отключения. Ток расщепителя равен 30 мА.

8.Экономическое обоснование проекта

Сметы затрат на замену базового оборудования комплекса

Расчет стоимости покупных комплектующих изделий

Таблица 8.1 - Расчет необходимых комплектующих и покупных изделий.

Заработная плата электрика осуществляемого работу в комплексе равна 10000 тыс.руб.

Затраты на потребляемую электроэнергию:

, где (8.1.)

- мощность ЭП, P=4,5кВт, [2.1.]

- стоимость электроэнергии. =1,6 руб/кВт,

- коэффициент загрузки ЭП по мощности, =0,6,

, ,

t- работа оборудования в год,

t=3864 час - оборудование работает 168 часов в неделю 23 недели в год.

руб.

Затраты на ремонт и обслуживание:

, (8.2.)

- материальные затраты на ремонт

- суммарная трудоемкость

Пример материальные затраты на ремонт С_мат=700 руб.

Сюда входят:

стоимость смазки С_см = 500 руб.;

стоимость кабельной продукции С_каб = 100 руб.;

стоимость гаек, винтов, клеммников С_об = 100 руб.;

заработная плата обслуживающего электрика 120000 руб.

Подставив численные значения, получим эксплуатационные затраты

руб.

Расчет стоимости эксплуатации.

Приведенные затраты в сфере эксплуатации могут быть рассчитаны по формуле:

, (8.3.)

где С_эксп- годовые эксплуатационные затраты станции;

К-капиталовложения, связанные с изготовлением;

.

При дроссельном регулировании происходит быстрый износ насосов так как они всегда работают на полную мощность.

Составление сметы затрат на модернизацию зерносушильного комплекса

Составление сметы затрат

Для определения предпроизводственных затрат составляется смета затрат по

статьям калькуляции.

1) Затраты по статье «материалы и комплектующие изделия» включают:

стоимость основных материалов, комплектующих изделий, полуфабрикатов с учетом транспортно-заготовительных расходов.

Затраты на покупные и комплектующие изделия рассчитываются по формуле:

(8.4.)

- цена покупных и комплектующих изделий, рубшт;

n - количество приобретаемых покупных и комплектующих изделий, шт.;

Расчет необходимых комплектующих и покупных изделий сведен в таблицу 8.2.

Расчет стоимости покупных комплектующих изделий

2) Затраты по статье «заработная плата»

осуществляется в зависимости от времени работы участников выполнения и ставок их оплаты.

Расчет заработной платы осуществляется по формуле:

(8.5.)

где -среднечасовая тарифная ставка персонала, зависящая от разрядов и занимаемых должностей, руб/час.;

-трудоемкость выполнения работы, нормо-час;

Т-количество видов работ.

Трудоемкость работ определяется в соответствии с их характером и объемом.

Расчет заработной платы персонала сведен в таблицу 8.3

Расчет зарплаты персонала

Таблица 8.3 - Расчет заработной платы персонала

Таким образом,

3) Дополнительная заработная плата берется в пределах 12% от основной заработной платы:

.

1) Затраты по статье «Единый социальный налог» определяются в процентном отношении от заработной платы и дополнительной заработной платы и принимаются равными 26%. Таким образом, они составят:

.

2) Затраты на «Производственные расходы» принимаются в процентах от заработной платы около 10%:

Проделанные расчеты сведем в таблицу 8.4:

Таблица 8.4 - Смета затрат

Капиталовложения, связанные с изготовлением нового оборудования будут включать:

Ц=342782 руб;

Затраты, связанные с монтажом оборудования и пуско-наладочными работами;

С_монт= , (8.6.)

Где t -трудоемкость монтажных и пуско-наладочных работ t =160 (ч); [5.5.]

С_тр1 - тарифная ставка инженера - монтажника С_тр1=68 (руб/ч);

С_тр2 - тарифная ставка электрика С_тр2 = 45 (руб/час)

n - количество людей проводящих работы. Монтаж производят два специалиста: инженер-монтажник и электрик.

С_монт= , (8.7.)

С_монт=

К= Ц +С_монт =342782 +18080=360862 (руб).

Расчет эксплуатационных затрат проектируемого электропривода.

, где (8.8.)

- затраты на электроэнергию,

- затраты на ремонт и обслуживание,

- затраты на амортизацию.

Затраты на электроэнергию:

, где (8.9.)

- мощность ЭП, P=4,5кВт, [2.1.]

- стоимость электроэнергии. =1,6 руб/кВт,

- коэффициент загрузки ЭП по мощности, =0,6,

, ,

t- работа оборудования в год,

t=1932 час - оборудование работает 168 часов в неделю 23 недели в год.

руб.

Затраты на амортизацию электропривода:

, где (8.10.)

- первоначальная стоимость новой технической системы;

- норма амортизационных отчислений, % в год; - нормативный срок службы новой (модернизируемой) технической системы;

, где (8.11.)

нормативный срок полезного использования технической системы

[1].

Тогда,

%

В итоге,

.

Затраты на ремонт и обслуживание:

, (8.12.)

- материальные затраты на ремонт

- суммарная трудоемкость

Пример материальные затраты на ремонт С_мат=700 руб.

Сюда входят:

стоимость смазки С_см = 500 руб.;

стоимость кабельной продукции С_каб = 50 руб.;

стоимость гаек, винтов, клеммников С_об = 150 руб.

Подставив численные значения, получим эксплуатационные затраты

руб.

руб.

Определение экономической эффективности

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

, где (8.13.)

, (8.14.)

- приведенные затраты до и после модернизации;

- эксплуатационные затраты до и после модернизации;

- коэффициент экономической эффективности капитальных вложений.

В нашем случае

Срок окупаемости определяется по формуле:

(8.15.)

г =3 мес.

Таким образом, проведенные расчеты показывают экономическую целесообразность модернизации, так как срок окупаемости составит 3 месяца, что экономически выгодно.

9. Выводы и предложения

В результате дипломного проектирования была произведена комплексная электрификация зерносушильного комплекса с разработкой автоматического включения резерва в условиях ООО 'Гигант' Доволенского района.

В ходе комплексной электрификации нами был произведен расчет и выбор технологического оборудования, светильников, осветительной и стеновой электропроводки, пусковой и защитной аппаратуры. Также нами был произведен расчет и выбор электрооборудования для автоматического включения резерва. Для АВР были разработаны принципиальные электрические схемы.

В проекте были рассмотрены вопросы надежности электроснабжения. Также были рассмотрены вопросы технической эксплуатации электрооборудования и составлены графики ТО и ТР, и рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности на объекте.

При выборе оборудования учтена его производительность, надежность при эксплуатации, практика использования на аналогичных предприятиях учтена взаимосвязь по производительности с существующим оборудованием.

Примененное оборудование обеспечивают заданную производительность линии. Электрификация зернохранилища позволит сэкономить издержки, связанные с хранением и перемещением продукции, кроме этого снизит травматизм на рабочих местах, увеличит производительность труда.

В проекте были рассмотрены также и экономические вопросы. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составил 3 месяца, что для данного предприятия экономически выгодно.

Список используемой литературы

1. Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. Москва В.О. Агропромиздат. 1988год.

2. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. Москва В.О. Агропромиздат 1990 г.

3. Листов П.Н. Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве. Справочник. Минск. Ураджай. 1986 год.

4. Елистратов П.С. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий. Справочник. Минск. Ураджай. 1986 год.

5. Москаленко В.В, Справочник электромонтера. Москва. ACADEMIA. 2003 год.

6. Елкин В.Д. Елкина Т.В. Электрические аппараты. Минск. Дизайн-ПРО. 2003 год.

7. Кузнецов Б.В., Сацукевич М.Ф. Асинхронные электродвигатели и аппараты управления. Минск. Беларусь 1982 год.

8. Герсимович Л.С. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. Москва Колос 1980 год

9. Правила устройства электроустановок. Москва Энергопромиздат. 1986 год.

10. Правила технической экстплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Москва. Энергопромиздат. 1986 год

11. Б.С. Окнин. Машины для послеуборочной обработки зерна. Москва. В.О. Агропромиздат.1987.

12. Романчук Л.Б., Сашко К.В. Механизатору зерноочистительно-сушильного комплекса. Минск. Ураджай, 1990