Дипломная работа на тему Электрификация птичника ГНУ CКЗЩСП Россельхозакадемии и автоматизация насосной установки

Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ

Георгиевский техникум механизации, автоматизации и управления

Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту

На тему:

Электрификация птичника ГНУ CКЗЩСП Россельхозакадемии и автоматизация насосной установки

Студент: Сятищев Е.Г

Роководитель: Гуляева Л.А

2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ХОЗЯЙСТВА

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3. ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ПТИЧНИКА

4.1 Выбор системы и видов освещения

4.2 Выбор источников света и светильников

4.3 Расчет установленной мощности ламп

4.4 Выбор марки, способа прокладки и определения сечения проводов и кабелей осветительной сети

4.5 Выбор типа осветительного щитка и расчет аппаратов защиты.

5. СИЛОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПТИЧНИКА

5.1 Определение мощности и выбор типа электродвигателей для привода машин и механизмов

5.2 Выбор системы питания электроприемников

5.3 Определение расчетной мощности на вводе птичника

5.4 Выбор аппаратов управления и защиты

5.5 Выбор марки, способа прокладки и определения сечения проводов и кабелей силовой сети

6. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПТФ

6.1 Подсчет электрических нагрузок

6.2 Выбор мощности трансформатора и типа ТП

7. АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

7.1 Обоснование автоматизации насосной установки

7.2 Технологическая характеристика объекта автоматизации

7.3 Разработка структурной и функциональной схем автоматизации

7.4 Разработка принципиальной электрической схемы

7.5 Расчет и выбор технических средств автоматизации

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

9. ОХРАНА ТРУДА

9.1 Электробезопасность работ на объекте

9.2 Противопожарные мероприятия

10. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Одним из главных направлений сельского хозяйства является конструкция и специализация производства, создание животноводческих и агропромышленных комплексов с широким внедрением индустриальных методов производства, результатов научно-технического прогресса и передового опыта.

Огромное значение для сельского хозяйства имеет электрификация и автоматизация производственных процессов. На животноводческих комплексах, птицеводческих фабриках электрифицированы и автоматизированы почти все производственные процессы: освещение, водоснабжение, водоснабжение, микроклимат, навозоудаление, приготовление и раздача коров и другие процессы.

Благодаря электрификации и автоматизации сельского хозяйства повышается эффективность производства, расчет производительность труда, а также снижается трудоемкость работ.

Большими преимуществами электрической энергии перед другими видами энергии являются простота и экономичность ее передачи на большие расстояния, легкая делимость между потребителями разной мощность, а также высокий уровень гигиенических условий.

Задачей дипломного проекта является создание благоприятных условий в птичнике для выращивания индеек. Одним из важнейших условий является освещение, которое и рассмотрено в данном дипломном проекте.

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ХОЗЯЙСТВА

Государственное научное учреждение «Северо-Кавказская зональная опытная станция по производству» Россельхозакадемии находятся в селе Обильном Георгиевского района Ставропольского края РФ. Хозяйство расположено в Северо-Западной части села Обильного на расстоянии 500 метров от жилья. Расстояние до районного центра города Георгиевска – 23км, до краевого центра-города Ставрополя – 250 км, до ближайшей железнодорожной станции – Георгиевск-25 км. Удаленность ближайшей бригады от газопровода 800 метров, от основного водопровода-100 метров.

История создания и деятельности ГНУ “СКЗОСП” Россельхоз-академии уходит корнями к 1935 году, когда Георгиевская инкубаторно-прицеводчиская станция получила в Пятигорском птицерассаднике небольшое количество индюшиных яиц и вывело 310 индюшат, а к 1940 году уже 10 колхозов имели индейководческие фермы с маточным поголовьем 3000 индеек в год, где выращивалось более 15000 индюшат. К концу 60-х годов в Георгиевском районе осталось лишь 2 хозяйства, которые продолжили заниматься разведением индеек, в том числе ГППЗ ”Обильненский”, на базе которого в 1967 году и была образована Северо-Кавказкая зональная опытная станция по птицеводству.

В настоящее время ГНУ ”СКЗОСП” имеет основанные производственные фонды общей стоимостью 61 млн. руб. Это помещения для содержания птицы с технологическим оборудованием, складские и подсобные помещения, транспортные средства, а также 2538 га пахотной земли.

ГНУ ”СКЗОСП” имеет следующие подразделения:

· бригаду по производству племенных яиц;

· бригаду по выращиванию ремонтного молодняка индеек;

· бригаду по выращиванию товарного молодняка индеек;

· инкубатория;

· кормоцех;

· автогараж;

· полевую бригаду;

· ремонтные мастерские;

· складские и подсобные помещения;

· склад ГСМ;

· автотранспорт;

· пункт санитарного убоя птицы.

Местонахождение площадки относятся к 3 агроклиматическому району, климат резко-континентальный. Зимы относительно холодные со среднемесячной температурой воздуха в январе -4° -5°C. Минимальные температуры воздуха могут достигать -33°С. Появление снежного покрова происходит в начале декабря, который часто неустойчив. Максимальная глубина промерзания почвы за зиму 80 см. Лето жарко. Средняя месячная температура воздуха +46°С. Довольно часто повторяются очень жаркие дни со средней суточной температурой выше +20°С. Господствующие ветра восточные. Скоростной напор ветра составляет 45 кг/.

Рельеф: волнистая широкоувалистая равнина.

Почвы: каштановые, темно-каштановые, суглинистые.

Суглинок частично-просадочный, частично-непросадочный, серовато-желтый, лессовидный, маловлажный с включением гравия до 5%. Групп относятся ко 2 типу по просадочности. Дороги до села, районного и краевого центра асфальтированы.

Ведущими отраслями ГНУ ”СКЗОСП” Россельхозакадемии является птицеводство и возделывание зерновых культур.

Среднегодовое количеств работников составляет 402 человек

Таблица 1

Экспликация земель

Наименование земель и угодий

Площадь, га

Структура, %

Всего земель бессрочного пользования

3481

100

Всего сельскохозяйственных угодий

3268

93,9

В том числе:

Пашни

2538

72,9

Пастбища

133

3,8

Сенокосы

112

3,2

Много летние насаждения

199

5,7

Орошаемые

286

8,2

Прочие земельные угодия

213

6,1

Таблица 2

Основные экономические показатели развития отрасли растениеводства

Наименование культур

Площадь, га

Урожаемость, ц/га

Валовой сбор,ц

Себестоимость, руб.

Зерновые:

Озимая пшеница

1351

37,9

51202,9

225,7

Озимый ячмень

138

45,6

6292,8

207,3

Кукуруза на зерно

563

57,3

32259,9

253,4

Сахарная свекла

212

457,6

97011,2

147,6

Овес

260

27,5

7150,0

209,5

Многолетние травы на сено

57

113,4

6463,8

121,4

Однолетние травы на сено

55

102,6

5643,0

112,6

Таблица 3

Основные экономические показатели развития отрасли животноводства

Вид животных и птицы

Поголовье, гол

Продуктивность

Валовое производство продукции, ц.

Себестоимость, руб.

Индейки:

88300

Привес

83100

19 гр.

5763,0

5385,2

Яйцо

5200

196 шт.

1019,2 тыс.шт.

2035,7

Прибыль по хозяйству составила 114600 тыс. руб.

Уровень рентабельности составил 31,4%.

В состав машино-тракторного парка входят:

· гусеничные трактора: ДТ-75, Т-100, Т-130-7

· колесные трактора: Т-16, К-744-Р, ПТ3-60, МТЗ-80, МТЗ-82, ЮМЗ-6А-20

· комбайн: “Дон-1500 Б”-4

· грузовые автомобили: ГАЗ-52, ГАЗ-53, ЗИЛ-130, ЗИЛ-133ГЯ, КАМАЗ-21

· легковые автомобили: MAZDA, ГАЗ-31105 Волга, ВАЗ-2121 Нива, ВАЗ 21074, ВИС, УАЗ-3094, УАЗ-3909, ИЖ-2126-10.

· автобусы: ПАЗ-32054, КАВЗ-3270-3.

Количество условных ремонтов сельскохозяйственной техники 189 у.е.

Таблица 4

Проблемы электроэнергии по хозяйству

Наименование

Количество, тыс. кВт* ч

Всего получено электроэнергии

2544,8

Израходованно:

На производственные нужды

2311,7

Коунально-бытовые нужды и освещение

233,1

Расчитыватся электрообеспеченность по хозяйству [3] c.9

=

где – электрообеспеченность, хозяйства, кВт*ч/га;

Q- количество используемой электроэнергии на производственные нужды, кВт*ч;

W-площадь пашни (100 га)

=

Рассчитывается электрововооруженность по хозяйству [3] с. 209

=

Где – электровооруженность труда, кВт*ч/чел;

– среднегодовое количество работников, чел.

Электрическую службу хозяйства возглавляет главный энергетик. Ему подчиняются три старших техника электрика и четырнадцать электриков.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Птичник напольного содержания птицы предназначен для производства мяса индейки. Задание птичника одноэтажное, двух пролетное, прямоугольной формы. Выполнено из железобетонного каркаса из сборных элементов. Стены трехслойные из железобетонных панелей. Крыша двухслойная. Первый слой из минеральных полужестких утепленных плит. Второй слой кровля из волнистых асбестоцементных листов, уложенных над деревянным брусом.

Перегородки в здании выполнены из керамического кирпича. Полы в служебных помещениях досчатые, в санузле плитчатые, в остальных помещениях цементные. Размер птичника 66 х 18 х 3 метра. В птичнике установлены электрифицированные машины для раздачи кормов, уборки навоза и вентиляции. На территории ПТР находятся котельная для снабжения горячей водой и отопления, а также ТП 10/0,4 кВ.

3. ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Напольное содержание индейки становится преобладающим способом беспересадочного выращивания индюшат, его технологической основой. Принятая технология производства индеек рассчитана на выращивания в течении года в одном помещении не менее 2-х партий индюшат. После сдачи взрослой птицы на убой и перед приемом новой партии индюшат, предусматривается двухнедельный перерыв на проведение ветеренарно-санитарных работ по подготовке помещения. В течении года для цехов, по выращиванию индеек устанавливают месячный перерыв. После окончания санитарных работ завозят новую подстилку. В качестве подстилки применяют древесные опилки, стружку, солому, лузгу семян и дробленые шляпки подсолнечника, дробленые стержни початков кукурузы, сфагновый торф, кострульна и конопли. Индеек принимают на выращивание крупными единовозврастными партиями по 5-10 тысяч голов. На выращивания принимают здоровых индюшат не позднее 8 часов после выборки из инкубатора массой не менее 48 граммов.

Убой птицы и кратковременное хранение мяса осуществляется в убойных цехах птицефабрики. В убойном цеху птицу глушат, затем освобождают от перьев и подвергаются термической обработке, потом потрошат, избавляют от крови, моют и замораживают до -18°С.

Суточное потребление воды 28,5

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЛСВЕЩЕНИЕ ПТИЧНИКА

4.1 Выбор системы и видов освещения

Так как в птичнике необходимо обеспечить, одинаковые условия освещения по всей площади в целом принимаем систему общего равномерного освещения, которая обеспечивает одинаковые условия освещенности по всей площади помещения.

Принимается два вида освещения рабочее и дежурное. Рабочее – служит для создания нормальных условий при работе. Дежурно – для контроля в не рабочее время за состоянием птицы и безопасного движения персонала в проходах и коридорах.

4.2 Выбор источников света и светильников

Для общего освещения помещения содержания птицы, венткамеры, щитовой, санузла и подсобного помещения принимаем лампы накаливания. Они обладают следующими преимуществами: простота устройства, удобство в эксплуатации, высокий . В комнате для служебного персонала принимаем элюминисцентные лампы, так как там необходимо обеспечить большую освещенность. Учитывая, что среда в птичнике сырая химически активная, то принимаем к установке светильники типа НСП21, а в комнате для персонала типа ЛСП18.

4.3 Расчет установленной мощности ламп

Рассчитываем установленную мощность ламп в помещении для птицы методом коэффициента использования светового потока.

Определяем нормируемою освещенность из [7] табл. 3

Размещаем светильники по высоте помещения

Рис. 1. Размещение светильников по высоте помещения

Определяются расчетная высота

(3)

где – расчетная высота, м;

– высота помещения, м;

– высота свеса светильника, м;

– высота расчетной поверхности, м;

Для выбранного типа светильника находится наивыгоднейшее относительное расстояние из [9] стр.408 табл. 26.1

Определяем расстояние между светильниками.

(4)

где- – расстояние между светильниками, м;

Определяем число светильников в ряду.

(5)

где – число светильников в ряду, шт.;

– длина помещения, м;

Определяем рядов светильников.

(6)

где – число рядов, ряд;

В- ширина помещения, м;

Находим число светильников.

(7)

где N- общее число светильников, шт.;

Определяется индекс помещения.

(8)

где – индекс помещения.

Определяем расчетный световой поток.

(9)

где -расчетный световой поток, лм;

K – коэффициент запаса;

Z- коэффициент не равномерности;

n- коэффициент использования светового потока.

Из [9] табл. 25.1 С 386 выбираем лампу: БК-220-100 с техническим данными: Ин=220 В;

Световой поток не должен отличаться от расчетного более чем -10…+20%, то есть удовлетворять условию:

1235,52<1450<1647,36; – условия соблюдаются

Определяем установленную мощность ламп.

где- установленная мощность, Вт;

– мощность лампы, Вт;

Размещаем светильники на плане помещения. Результаты расчетов сносим в светотехническую ведомость.

Проводим расчеты удельной мощности электроосвещения венткамеры методом удельной мощности.

Определяем нормальную освещенность из [7] табл. 2.

Принимаем лампу: БК 220 – 100

Размещаем светильники по высоте помещения

Рис. 2 Размещение светильников по высоте помещения.

Определяем расчетную высоту по (3):

Зная, что = 20 лк, = 2,7, S = 51 и тип светильника НСП21-100 определяем из [9] табл. 26.3:

Определяется расчетная мощьность.

(11)

где- расчетная мощьность, Вт;

Руд- удельная мошьность, Вт/.

Определяется число светоточек.

(12)

Принимаем 4 светоточки.

Определяется установленная мощность по (8):

Размещаем светильники на плане помещения. Результаты расчетов сносятся в светотехническую ведомость. Расчет остальных помещений выполняется аналогично и результаты расчетов снесены в светотехническую ведомость.

4.4 Выбор марки, способа прокладки и определения сечения проводов и кабелей осветительной сети

Применяются 10 групп рабочего освещения и 1 группа дежурного.

Определяется мощность наиболее удаленной группы Гр.5

(13)

где – мощность группы, Вт;

– число светильников, шт.

Определяется ток группы:

(14)

где – ток групп, А;

– фазное напряжение, В.

Выбираем сечение провода по длительно допустимому току нагрузки ( из условия нагрева)

Из [3] стр.22 табл.1.37 принимаем провод марки АВТС1 (2х4) на тросу с ; – условие выполняется.

Выбранное сечение провода проверяется на допустимую потерю напряжения. Согласно с ПУЭ допустимая потеря напряжения для внутренних электропроводок не должна превышать 2,5%.

Определяем потерю напряжения:

где – потеря напряжения, %;

– коффициент зависимости от числа проводов в линии, материала провода, напряжения сети;

– сечение провода, .

Для определения сумарного момента нагрузки составляется расчетная нагрузочная схема.

… (16)

где – мошность ламп, кВт;

– длина участков, м.

– Условие виполняются

Выбор марки и сечения провода для остальных групп производится аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу в графической части лист 1.

Для ввода в осветительный щиты применяются кабель АВВГ 1(4х10) с , в трубе.

Определяется ток на вводе в осветительный щиток.

(17)

где – ток осветительной сети, А;

– установленная мощьность осветительной сети, А;

– линейное напряжение, В;

, – Условие выполняется

Определяется потеря напряжения на вводе в осветительный щиток.

(18)

где – патеря напряжения на вводе в осветительный щиток, %;

– ток осветительной сети, А;

– длина, м;

– коэффициент учитывающий материал кабеля;

– сечение жилы кабеля, ;

– линейное напряжение, В.

Определяется потеря напряжения в питающей магистрали.

(19)

, – условия выполняются

Результаты расчетов сносятся в таблицу в графическую часть (лист 1).

4.5 Выбор типа осветительного щитка и расчет аппаратов защиты

Для распределения электроэнергии между группами светильников выбираем осветительный щиток типа ПР 30-32 на 12 групп с автоматическим выключателем на вводе А3114/7 и с групповыми автоматическими выключателями ВА-51-25 с .

Определяем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя для группы 7 из условия:

(20)

где – ток группы 7, А;

– коэффициент учитывающий установку автоматического выключателя в щитке.

Принимаем для группы 7 автоматический выключатель типа ВА-5125 с . – условие выполняется

Для остальных групп расчет производится аналогично. Результаты расчета снесены в графическую часть (лист 1).

электроосвещение электрооборудование водоснабжение ферма

5. СИЛОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПТИЧНИКА

5.1 Определение мощности и выбор типа электродвигателей для привода машин и механизмов.

Производим определение мощности и выбор типа электродвигателя для навозоуборочного транспорта.

Определяется производительность транспортера:

(21)

где – производительность, т/ч;

– площадь поперечного сечения транспортера, ;

– скорость транспортировки, м/с;

– плотность материала, т/;

– коэффициент заполнения желоба;

– коэффициент уплотнения груза;

(22)

где – внутренний диаметр трубопровода, м;

– диаметр троса, м;

Определяем мощность электродвигателя

(23)

где – расчетная мощность электродвигателя, кВт;

– суммарная длина труб, м;

– коэффициент сопротивления;

– постоянный коэффициент;

– высота подъема груза, м;

– КПД;

Выбираем электродвигатель типа: АИР112М4У3, с техническими данными:

Двигатель проверяется по условию пуска.

Вычисляем угловую частоту вращения:

(24)

где – номинальная угловая частота вращения, рад/сек;

– номинальная частота вращения, об/мин;

Определяется номинальный момент двигателя:

где – номинальный момент двигателя, ;

номинальная мощность двигателя, кВт.

Определяется приведенный статический момент

(26)

где – статический момент, ;

Определяется номинальный пусковой момент электродвигателя:

(27)

где – полный пусковой момент, ;

– коэффициент завышения;

– кратность пускового момента;

– напряжение в относительных единицах;

Должно соблюдаться условие:

Условие соблюдаются.

Расчет остальных электродвигателей производится аналогично. Результаты расчетов сносятся в таблицу.

5.2 Выбор системы питания электроприемников

Ввод в птичник выполняется на вводнораспределительный пункт, установленный в щитовой. Силовой вводно-распределительный пункт принимаем марки ПР-У322 на шесть групп с защитной отходящих линий автоматическими выключателями. На вводе устанавливаем автоматический выключатель серии ВА51Г-31.

Силовой распределительный пункт питает шкафы управления навозоуборочными транспортерами, кормораздатчиками, вентиляцией и освещением.

Система питания электроприемников радикально-магистральная. План птичника с размещением силового электрооборудования и расчетную схему силовой сети, изображен в графической части (см. лист 2)

5.3 Определение расчетной мощности на вводе птичника

Суммарная установочная мощность всех электроприемников в птичнике:

Находится суммарная реактивная мощность всех электроприемников:

(28)

где – суммарная реактивная мощность, кВар;

– суммарная мощность всех электродвигателей, кВт;

Определяется полная установленная мощность в птичнике на вводе:

(29)

где – полная установленная мощность на вводе, ;

– мощность светильной нагрузки, кВт;

Из [6] стр. 294, находится для птичника табличная установленная мощность. Дневной и вечерней максимум:

По этим данным находим коэффициент дневного и вечернего максимума:

(30)

где – коэффициент дневного максимума;

– дневной максимум, ;

– табличная установленная мощность, ;

(31)

где – коэффициент вечернего максимума;

– вечерний максимум, .

Определяем полную расчетную мощность на вводе в птичник:

(32)

где – расчетная мощность на вводе в птичник, ;

Определяется активная расчетная мощность на вводе:

где – активная расчетная мощность на вводе, кВт;

5.4 Выбор аппаратов управления и защиты

Производим выбор автоматического выключателя для двигателя типа:

АИР112М4У3

Так как автоматический выключатель установлен в шкафу, условия выбора:

где – коэффициент загрузки;

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с техническими данными:

условия соблюдаются

Проверяем выбранный автоматический выключатель на ложные срабатывания.

Определяем расчетный так срабатывания электромагнитного расцепителя:

где – расчетный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;

– кратность пускового тока;

Определяем каталожный ток срабатывания расцепителя, А;

Условие соблюдаются

Ложных срабатываний не будет.

Производим выбор машинного пускателя:

Принимаем машинный пускатель серии ПМЛ 221002 с техническими данными:

Остальные аппараты выбираются аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу графической части (см. Лист 2).

5.5 Выбор марки, способа прокладки и определения сечения проводов и кабелей силовой сети

Среда в венткамере нормальная, следовательно для силовой проводки принимаем провод АВП в стальной трубе.

Определяем сечение ответвления к электрооборудованию. Для первого ответвления первое условие:

где – рабочий ток электродвигателя, А;

По [3] прил.1 выбираем сечение 2,5

Второе условие:

(36)

где – коэффициент запаса;

– рабочий ток автоматического выключателя, А;

По [3] прил.1 этому току соответствует сечение 4. Но согласно ПУЭ сечение проводов выбранное по второму условию можно убрать на ступень ниже. Поэтому принимаем сечение провода равным 2,5.

Определяем сечение провода на вводе к ЩУ.

Определяем расчетный ток магистрали:

(37)

где – расчетный ток магистрали, А;

– сумма токов электродвигателе, А;

Первое условие:

Принимаем сечение 10.

Второе условие:

Из [3] прил.1 принимаем окончательно сечение 10. Принимаем на ввод в ЩУ провод

АВП 4 (1х10) в трубах.

Определяем сечение кабеля на вводе в птичник.

Определяем ток на вводе в птичник:

(38)

где – ток на вводе, А;

Принимаем кабель АВВГ (3х10 и 1х4) с техническими данными .

Проверяем кабель по условию:

Условие соблюдается.

Сечение и марка проводов и кабелей остальной сети выбираются аналогично. Результаты расчетов снесены в лист 2 графической части.

6. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПТФ

6.1 Подсчет электрических нагрузок

Объектом электроснабжения является птичник на 10000 голов со всеми производственными постройками. Для расчета необходимо знать нагрузки электроприемников. Нагрузки в дневной и вечерней максимум определяем из [6] табл. 13.1

Таблица 7

Подсчет электрических нагрузок

Наименование

1. Птичник на 10000 голов

81,72

44

44

2. Кормоцех

85

50

17

3. Гараж

16

10

3

4. Административное здание

10

3

7

5. Наружное освещение

2,72

2,72

Всего

87,3

63,132

При подсчете электрических нагрузок определяем дневной и вечерний максимум нагрузок потребления. Расчетную мощность подстанции определяем путем суммирования мощности наибольшего потребителя и добавок от мощностей всех остальных потребителей:

где – нагрузка на ТП. кВт;

– нагрузка наибольшего потребителя по мощности. кВт;

– добавка от нагрузки -го потребителя, кВт, [6] стр. 147

Так как наибольший дневной максимум, то за расчетную нагрузку принимаем дневной максимум:

6.2 Выбор мощности трансформатора и типа ТП

Определяем расчетную нагрузку ТП.

(40)

где – расчетная нагрузка, ;

– дневной максимум, кВт;

– коэффициент мощности;

Выбор мощности трансформатора производим по экономическим интервалам нагрузки с учетом допустимых систематических перегрузок, то есть должно соблюдаться условие:

где и – верхняя и нижняя граница интервалов для трансформаторов, .

Для ПТФ находим экономический интервал [12] стр. 137,

что соответствует трансформатору мощностью .

условие соблюдается.

Таблица 8

Технические данные трансформатора

Тип трансформатора

Схема и группа соединений

Номинальная мощность, кВ*А

Номинальное напряжение, кВ

Напря-жение к.з., %

Ток х.х., А

Потери мощности

ВН

НН

Холостого хода УР*А, кВт

Холостого хода УР*В, кВт

Короткого замыкания, кВт

Сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 0,4 кВ, Ом.

ТМ

Y/Y-0

160

10

0,4

4,5

2,6

0,33

0,36

1,97

0,072

Выбираем трансформаторную подстанцию проходного типа КТП1/100 с одним трансформатором.

7. ВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

7.1 Обоснование автоматизации насосной установки

Водоснабжение в современном птицеводстве имеет важное значение. На птице-товарной ферме ежедневно расходуется большое количество воды на поение птицы, уход за ней, дезинфекцию, приготовление кормов, а так же мойку поильных аппаратов. Рост и развитие молодняка индейки, продуктивность и качество мяса зависят от своевременного поения. При интенсивном птицеводстве с круглогодовым выращиванием молодняка и равномерном выпуском продукции даже не большие перерывы в водоснабжении влечет за собой большие убытки, установлено, что прекращение бесперебойного водоснабжения и поения птицы снижает привес птицы на 20-25% и яйценосность на 35-40%.

В современных птичниках полностью перешли на автоматизированные насосные установки. Автоматизация водоснабжения птицеферм позволяет значительно повысить надежность водоснабжения, снизить затраты человеческого труда, связанные с водоснабжением. Снизить себестоимость 1 воды, увеличивать производительность птицы, а так же снизить заболеваемость птицы.

7.2 Технологическая характеристика объекта автоматизации

На ПТФ предусмотрено централизованное водоснабжение. В качестве насосного агрегата предусмотрена двухагрегатная башенная насосная установка.

Водонапорная башня позволяет создавать требуемый напор и необходимый запас воды, при этом насосный агрегат работает с выбранными номинальной подачей и контроля и следовательно с наибольшим КПД и , при значительном сокращении продолжительности работы в течении суток по сравнению с работой насосного агрегата непосредственно на водоразборную сеть, когда требуется регулировать подачу насоса в зависимости от водоразбора потребителей.

Водоснабжение выполняется по схеме:

водоисточник – насосный агрегат – напорный трубопровод – водонапорная башня – водоразборная сеть – потребители.

При включенном насосе вода поступает к потребителям и в водонапорную башню. В водонапорной резервуар идет часть подачи воды, представляющая собой разность меду подачей насоса и расходом потребителей. При наполнении водой резервуара, насосный агрегат отключается, и потребитель обеспечивается водой из регулируемого объема резервуара. При снижении уровня, насосный агрегат включается, а в случае выхода из строя первого агрегата, в качестве резерва предусмотрен второй.

7.3 Разработка структурной и функциональной схем автоматизации

При разработке функциональной схемы автоматизации учитываются следующие требования:

– контроль за уровнем воды в водонапорной башне;

– автоматическое включение резервного агрегата в случае выхода из строя основного.

Для контроля за уровнем воды в водонапорной башне предусматривается установка электронных датчиков верхнего и нижнего уровня. Когда уровень воды находится ниже датчика нижнего уровня, реле включает машинный пускатель, непосредственно управляющий насосным агрегатом. Когда вода достигает верхнего уровня в резервуаре, насосный агрегат отключается и остается в таком состоянии, пока уровень воды не станет ниже датчика нижнего уровня. Насосный агрегат включается в работу и подает воду до заполнения резервуара. Затем цикл работы установки повторяется. Время цикла зависит от скорости водоразбора и вместимости резервуара, он отключается, а вместо него включается резервный насосный агрегат, который так же работает в автоматическом режиме. Функциональная схема приведена на графической схеме (лист 3).

7.4 Разработка принципиальной электрической схемы

При разработке принципиальной электрической схемы учитываются следующие требования:

– защита установки от аварийных режимов работы;

– управление электродвигателем насосного агрегата релейно-контактное;

– обеспечение ручного и автоматического режимов работы;

– автоматическое управление в функции уровня воды в водонапорной башне;

– наличие световой и звуковой сигнализации;

– обогрев датчиков уровня в зимний период.

Принципиальная электрическая схема насосной установки птице – товарной фермы работает следующим образом: включается автоматические выключатели QF1 и QF2 и подается напряжение в цепь управления и в главную цепь. Переключателем SA4 задают режим работы резервному агрегату: в положении 1 он подключается на параллельную работу с основным агрегатом, в положении 2 он находится в автоматическом разрезе, в положении 3 – на самостоятельном ручном управлении. Переключатель SA1 задает режим работы основному агрегату: в положении 1 он находится на ручном управлении, в положении 2 он отключен, а в положении 3 – он находится в автоматическом режиме.

Рассмотрим режим автоматического резерва. Переключатель SA4 ставится в положении 2, а SA1 – в положение 3. После подачи напряжения в цепь управления при замкнутых контактов реле уровня KL2.1, магнитный пускатель основного агрегата KM1 своими замыкающими контактами KM1.1 включает основной агрегат и реле времени KT. Если после разбега основного агрегата в напорном трубопроводе устанавливается требуемое давление, то реле давления размыкает свои контакты SP и отключает реле времени KT. Основной агрегат продолжает работу, отключаясь и включаясь от датчиков уровня по описанному ранее примеру.

Если по какой-либо причине после основной агрегат не создает требуемого давления, контакты для давления SP остаются замкнутыми и реле времени с выдержкой времени большей, чем продолжительность разбега насосного агрегата, срабатывает и своими контактами KT включает лампу HL1 и реле KL1? Которое в свою очередь размыкает контакты KL1.1 в цепи катушки магнитного пускателя KM1 в цепи катушки магнитного пускателя KM2 резервного агрегата и в своей цепи самоблокировки. Основной агрегат отключается и включается резервный. При появлении достаточного напора контакты реле давления SP размыкаются, и работает резервный агрегат. При необходимости основной агрегат может быть совсем отсоединен, если переключатель SA1 переключен в положение 2. В этом случае резервный может работать в качестве основного (при установке SA4 в положение 1) с полной автоматизацией режимов пуска остановки и автоматическом отключении при исчезновении требуемого давления в напорном трубопроводе.

Принципиальная электрическая схема приведена на графической части (лист 3).

7.5 Расчет и выбор технических средств автоматизации

Производим выбор автоматического выключателя QF1

Так как автомат установлен в шкафу условия выбора:

Принимаем автоматический выключатель ВА51Г-25

С техническими данными:

условия выполняются.

Производим выбор машинного пускателя из условий:

Принимаем магнитный пускатель типа ПМЛ-121002 с техническими данными;

условия выполняются.

Производим выбор промежуточного реле из [1] стр.70. Принимаем реле постоянного тока РЭС47 с техническими данными: род тока – постоянный, ; тип контактов 2П.

Производим выбор переключателя из [1] стр. 21. Принимаем стальную арматуру типа ПС-53 с лампой типа КМ-3, R=2200 Ом; Uн = 24 В.

Производим выбор диодов. Принимаем диоды типа Д226Д.

Производим выбор промежуточного реле из [1] стр. 70. Принимаем реле типа МКУ-48 с техническими данными: род тока переменный – 50 Гц, напряжение – 220В.

7.6 Расчет надежности автоматической системы.

Надежность определяется как свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени задания установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортировки. Надежность каждого элемента определяется по формуле:

(41)

где – интенсивность отказов, ед/ч;

– время работы автоматизированной системы, 1000 ч.

Показатели интенсивности отказов некоторых элементов из [13] стр.295.

Таблица 9

Интенсивность отказов элементов схемы

Перечень элементов

Кол-во

, 1/ч.

Автоматический выключатель

2

0,1

0,2

Магнитный пускатель

2

10

20

Промежуточное реле

2

0,5

1,0

Реле времени

1

10,1

10,1

Датчики уровня

2

3,7

7,4

Переключатель

2

0,5

1

Сигнальная лампа

2

32

64

Звуковая аппаратура

1

10,1

10,1

Диоды выпрямительные

4

0,13

0,52

Нагревательный элемент

1

7,67

7,67

Реле давления

1

5

5

Резистор

1

5

5

Тумблер однополюсный

5

0,2

1

ИТОГО

132,99

Система надежна

Для обеспечения надежности работы автоматической системы необходимо строго соблюдать график ППРЭ с/х.

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В условиях интенсивного ведения сельского хозяйства увеличивается роль электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства. Применение электрифицированных машин и оборудования приводят не только к сокращению эксплуатационных затрат, но и к качественным и количественным изменениям производства сельскохозяйственной продукции. В условиях концентрации птицеводства важным становится обеспечение бесперебойного поения птицы, так как продуктивность на 20 – 35% зависит от своевременного поения птицы. Поэтому создание оптимальных условий для бесперебойного водоснабжения во многом зависит от автоматизации. Экономическая эффективность применения автоматизированной двухагрегатной насосной установки определяются путем сравнения двух вариантов: исходного и проектируемого.

Исходные данные:

· Исходный вариант.

1. Среднегодовое поголовье птицы – 88300;

2. Среднесуточный привес – 19 гр;

3. Себестоимость производства 1ц. мяса птицы – 4389,2 руб

Из них затраты на корма, на 1 ц. Мяса птицы

· Проектируемый вариант.

1. Среднегодовое поголовье птицы увеличивается на 1%;

2. Его продуктивность на 20%;

3. Дополнительные капиталовложения в автоматизацию водоснабжения;

4. Дополнительные эксплуатационные затраты;

5. Потребность в кормах снижается на 0%;

6. Средняя цена реализации 1ц мяса птицы

9. ОХРАНА ТРУДА

9.1 Электробезопасность работ на объекте

Птицеводческое помещение по степени электробезопастности относится к особо опасным и занимает одно из первых мест по электротравматизму, так же в помещении сырая химически активная среда. Поэтому все работы проводимые в птичнике нужно выполнять при снятом напряжении и использовать основные и дополнительные средства защиты. Не токоведущие части электрооборудования, которые могут попасть под напряжения при повреждении изоляции, должны быть надежно заземлены в соответствии с ПУЭ. К работе с электроустановками допускается электротехнический персонал имеющий группу по технике безопасности не ниже 3.

Отвечает в хозяйстве за технику безопасности главный электрик.

9.2 Противопожарные мероприятия

В сельском хозяйстве при проектировании построек, птицеводческие помещения проектируются отдельно от жилых и общественных зданий с соблюдением противопожарных размеров.

Здание птичника относится ко 2 степени огнеопасности, поэтому при постройке помещения планируется наличие противопожарных щитов с материалами для тушения пожара. Щиты должны находится в свободно доступных местах. При тушении электроустановок находящихся под напряжением необходимо пользоваться песком, а также углекислотными огнетушителями типа 04-08 или 04-5.

10. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Охрана окружающей среды – это разработка и осуществление мероприятий по охране природе, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Эти мероприятия должны быть научно обоснованными и могут проводиться на разных условиях: международных, общественных и добровольных. В настоящее время во многих странах уделяется большое внимание строительству различных птицеводческих комплексов, которые используют большое количество ламп, которые работают не вечно и выходят из строя. Необходимо использовать специальные контейнеры для сбора отработанных ламп, которые можно направить на дальнейшую переплавку или утилизацию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте произведены расчеты электроосвещения и силового электрооборудования ГНУ “СКЗОСЛ” Россельхозакадемии. Согласно ПУЭ выбраны осветительные и силовые проводки. В разделе “Электроснабжение ПТФ” произведены подсчет электрических нагрузок и выбор ТП. Разработана автоматизация технического процесса водоснабжения ПТФ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования – М.: Энергоиздат, 1991.

2. Бородин А.П., Москвин Ф.Н. Электрооборудование для сельского хозяйства – М.: Колос 1981.

3. Бузко И.А. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства – М.: Колос 1974.

4. Герасимович Л.С. Электрооборудование и автоматизация сельского хозяйства – М.: Колос 1980.

5. Дремецкий М.С. Справочник проектировщика жилых и гражданских зданий – Л.М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1959.

6. Каганов И.П. Курсовое и дипломное проектирование – М.: Агропромиздат, 1990.

7. Кноринг Г.М. Справочная книга для проектирования электроосвещения – М.: Энергия, 1976.

8. Колесник А.П., Шаманский В.Г. Курсовое и дипломное проэктирование – М.: Колос, 1977.

9. Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок – М.: Агропромиздат, 1985.

10. Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве – М.: Колос, 1979.

11. Любкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и автоматизация производственных процессов – М.: Колос, 1976.

12. Мартыненко И.И., Тищенко Л.М. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации – М.: Колос, 1978.

13. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих комплексов – П.: Агропромиздат, 1985.

14. Цыпленков М.С. Организация и планирование электрификации сельского хозяйства – М.: Колос, 1978.

15. Яницкий С.В. Применение электрификации и основы автоматизации производственных процессов – М.: Колос, 1987.

16. ПУЭ – М.: Энергоатомиздат, 1987.

17. Методическая разработка по расчету экономической эффективности применения водоснабжения и животноводстве.

Поделиться статьёй
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp
Поделиться в vk
Поделиться в facebook
Поделиться в twitter
Михаил Потапов
Михаил Потапов
Я окончил горный университет, факультет переработки минерального сырья. О специальности работаю 12 лет, сам преподаю в университете. За это время написал 8 научных статей. В свободное время подрабатываю репетитором и являюсь автором в компании «Диплом777» уже более 7 лет. Нравятся условия сотрудничества и огромное количество заказов.

Ещё статьи

Нет времени делать работу? Закажите!
Вид работы
Тема
Email

Отправляя форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и обработкой ваших персональных данных.