Підвищення надійності електропостачання ферми ВРХ

Зміст

Вступ

. Загальна частина

.1 Загально-виробнича характеристика господарства

.2 Аналіз стану електрифікації господарства

.3 Обґрунтування вибору теми дипломного проекту

. Розрахунково-технологічна частина

.1 Визначення навантаження на вводах в приміщеннях і по обєктах вцілому

.1.1 Визначення електронавантаження на вводі в телятник

.1.2 Визначення електронавантаження на вводі в родильне відділення

.1.3 Визначення електронавантаження на вводі в молокоблок.

.1.4 Визначення навантаження в конюшню

.1.5 Визначення електронавантаження на вводі в телятник

.1.6 Визначення електронавантаження на вводі в насосну станцію

.1.7 Визначення електронавантаження на вводі в кормо цех

.1.8 Визначення електронавантаження на вводі в дім тваринника

.1.9 Визначення електронавантаження на вводі в санпропускник

.1.10 Визначення загальної розрахункової потужності ферми ВРХ

.2 Розрахунок допустимих витрат напруги

.3 Розрахунок площі поперечного перерізу проводів ПЛ-10кВ

.4 Розрахунок площі поперечного перерізу проводів ПЛ-0,4кВ.

.5 Вибір кількості та потужності силових трансформаторів

.5.1 Компановка трансформаторної підстанції

.6 Розрахунок струмів короткого замикання

.6.1 Розрахунок струмів однофазного короткого замикання

.7 Вибір електричних апаратів для КТП

.7.1 Вибір розєднувача

.7.2 Вибір вимикача навантаження

.7.3 Вибір розрядників

.7.4 Вибір трансформаторів струму

.8 Розрахунок заземлення та блискавко захисту

.8.1 Захист від атмосферних перенапруг

. Конструктивна частина

.1 Обґрунтування та вибір пристрою захисту електро двигунів

.2 Характеристика пристрою захисту УВІЗ-1М

.3 Принцип роботи пристрою УВІЗ-1М

. Економічна частина

. Охорона праці

Висновки та пропозиції

Список використаної літератури

ВСТУП

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва і підвищення продуктивності праці можливі лише за умови максимальної механізації технологічних процесів на базі електрифікації і автоматизації. В Україні ведуться роботи по дальшому розвитку електрифікації сільського господарства, поліпшенню експлуатації електротехнічного й енергетичного обладнання, підвищенню надійності електроустановок і електропостачання та раціональному використанню паливно-енергетичних ресурсів. Комплексна електрифікація передбачає гармонійне поєднання прогресивних психологій, систем електрифікованих машин та раціональної організації праці і виробництва. Вона забезпечує використання електричної енергії в оптимальних розмірах, сприяє зменшенню собівартості і підвищенню якості сільськогосподарської продукції. Здійснюється перехід від автоматизації окремих виробничих процесів та операцій до повної автоматизації окремих виробничих процесів, потокових ліній, цехів і сільськогосподарських підприємств.

Електрообладнання, яке використовується в сільському господарстві, представляє значну частину основних фондів колективних сільськогоподарських підприємств. Від його безперебійної і надійної роботи в великій степені залежить виконання завдань по виробництву сільськогосподарської продукції, випуск тих чи інших виробів і матеріалів.

Електрообладнання, яке раціонально експлуатується, працює багато років без дорогих ремонтів, аварій і простоїв дезорганізуючих виробництво, забезпечує можливість збільшення випуску продукції та підвищенню продуктивності праці на підприємстві.

Подальший розвиток енергетичної бази служить надійністю дальшого розвитку різних галузей промисловості, сільського господарства і транспорту.

Для вирішення завдань по електрифікації сільського господарства потрібно створювати оптимальні умови роботи електрообладнання і засобів автоматичного керування, організації їх технічного обслуговування та планово-запобіжних ремонтів.

Тільки висока експлуатаційна надійність обладнання забезпечить безперебійність технологічних процесів, ритмічність виробництва, вихід продукції високої якості.

Високі темпи розвитку виробництва електроененргії в Україні дедалі повніше задовільнить потреби суспільства.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОСПОДАРСТВА

.1 ЗАГАЛЬНО-ВИРОБНИЧА ХАРАКТЕРИСТИКА ГОСПОДАРСТВА

Сільськогосподарський виробничий кооператив ім. Лесі Українки заснований у 1951 році. Головне управління господарства знаходиться у селі Плоска Дубенського району Рівненської області, яке розташоване у 10-кілометровій зоні на південний схід від районного центру, за 3 кілометри до найближчої залізничної станції і за 22 кілометри до обласного центру.

СВК ім. Лесі Українки розташоване в зоні малого Полісся у помірно теплій і вологій агрокліматичній зоні України і має сприятливі грунтово-кліматичні умови для вирощування сільськогосподарських культур. Клімат тут помірно-континентальний з достатньо теплим і вологим літом. Зима малосніжна, порівняно тепла, з частими відлигами. Максимальна температура в цій зоні спостерігається в липні +330С, а мінімальна - у січні -250С. Сніговий покрив зявляється в кінці листопада, сходить у кінці березня. Навесні приморозки спостерігаються до кінця квітня, іноді трапляються і на початку травня. Річна кількість опадів в середньому становить 600-700 мм.

Рельєф на території господарства неоднорідний, спостерігається як рівнинний, так і горбистий. Ґрунти господарства чорноземні. Вони мають гумусний шар до 30 см і вміст гумусу в ґрунті становить 2,2-3%.

СВК ім. Лесі Українки спеціалізується на вирощуванні ранніх та пізніх зернових культур з розвинутим тваринницьким господарством.

Структура земельних угідь

Таблиця 1.1.1.

Види земельних угідьПлоща, гаСтруктура, %123Загальна земельна площа2069100Всього с.г. угідь187180,43В.т.ч.Рілля180887,38сінокоси472,27пасовища160,77площа лісу321,55

В таблиці 1.1.1. показано структуру земельних угідь господарства за даними 2003 року.

Виробничий напрямок господарства заново-буряківничий з розвинутим молочним скотарством.

Посівні площі і урожайність с.г. культур

Таблиця 1.1.2.

Назва с.г. культурПлоща, гаУрожайність, ц/га%2002200320022003Зернові152093629,728,595,96Цукрові буряки500160113,1130,5115,38Картопля40-79,0--Овочі46157,217,6244,44Коренеплоди10040102,361,059,62Багаторічні трави500198167,4206,3123,23Однорічні трави9020231,0115,049,78Кукурудза на силос964248154,5368,0238,18

У 2003 році відмічалося зниження врожайності зернових, коренеплодів і однорічних трав. Одночасно врожайність деяких культур зросла ( цукрові буряки, овочі, багаторічні трави, кукурудза на силос).

Показники виробничо-фінансової діяльності

Таблиця 1.1.3.

ПоказникиОдиниці виміруСумаВ % 200320022003Виробництво валової продукціїТис.грн.2606119145,70В.т.ч. на 100 га с.г. угідьТис.грн.59,5663,67106,90Грошові надходженняТис.грн.195298450,40В.т.ч. рослинництвоТис.грн.109164058,66тваринництвоТис.грн.5208917,11Допоміжні підприємстваТис.грн.31524577,77Валовий продуктТис.грн.621-349-56,19Сума оплати праціТис.грн.36719853,95Прибуток на 100 га с.г. угідьТис.грн.8,148,93109,70Рівень рентабельності%3,9-52-1333,33

Аналіз виробничо-фінансової діяльності в порівнянні 2002 і 2003 років в таблиці 1.1.3.

Як бачимо в таблиці 1.1.3. відмічалось значне зниження виробництва тваринницької продукції, що призвело до значного зниження грошових надходжень від усіх сфер виробництва особливо тваринницької галузі. Відмічалось погіршення показників рентабельності ( - 1333,33 %).

Сполучення господарства з іншими сільськогосподарськими підприємствами, переробними підприємствами, постачальними організаціями здійснюється за допомогою асфальтованих автомобільних шляхів. Вирощену на вироблену продукцію реалізовують споживачам. Продукція, яка потребує додаткової переробки поступає на переробні підприємства Дубенського району та інших районів області.

До СВК ім. Лесі Українки входять декілька підрозділів, які розміщені в ряді сіл. Це, зокрема, такі села, як Плоска, Переросля Дитинячі, Клюки.

В селі Плоска розміщений колгоспний млин, в стадії завершення будівництво молокозаводу, тракторна бригада, зернотік, ферма ВРХ.

Тракторна бригада має свою майстерню по ремонту, наладці автотракторної техніки, кузню, зварювальний пункт. На території тракторної бригади знаходяться 30 колісних і 16 гусеничних тракторів, 28 автомобілів, 10 комбайнів. Також є різні причіпні механізми для обробітку ґрунту та збирання врожаю.

На території зернотоку розміщені зерносклад, навіси для зерна, зерноочистносушильний агрегат КЗС-20Ш, а також різні приміщення для зберігання інструменту, обладнання, запасних частин, пересувних машин та іншої техніки.

На території ферми ВРХ розташовані: два корівники, родильне відділення, молокоблок, конюшня, телятник, насосна станція, автоваги, кормоцех, дім тваринника та санпропускник.

В СВК ім. Лесі Українки працює понад 300 робітників, які задоволені працею і заробітною платою.

СВК ім. Лесі Українки є одним із передових господарств Дубенського району і займає чільні місця по середньорічних економічних показниках і врожайності.

.2 АНАЛІЗ ІСНУЮЧОГО СТАНУ ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ ГОСПОДАРСТВА

В СВК ім. Лесі Українки діє електрична служба, яка складається з: головного енергетика, який очолює цю службу, заступника техніка-електрика та підрозділів експлуатації та ремонту електрообладнання.

Основним завданням служби головного енергетика є організація і проведення технічного обслуговування електрообладнання, яке знаходиться на балансі підприємства, підтримання його у справному стані, збереження протягом тривалого періоду експлуатації, зниження матеріальних затрат експлуатації, зменшення потреби і собівартості експлуатаційних та ремонтних робіт, раціональне використання електроенергії та її економія.

В службу експлуатації входить бригада чергових електромонтерів, які закріплені за дільницями обслуговування. Чергові електромонтери виконують щозмінне обслуговування електрообладнання, усувають різні несправності та підтримують роботоздатність обладнання.

Служба ремонту складається з бригади електромонтерів-ремонтників, які проводять планові технічні обслуговування та поточні ремонти електрообладнання.

Всі ремонтні роботи проводяться, як на місці встановлення електрообладнання, так і на пункті технічного обслуговування, який розміщений в селі Копитків. При необіхдності персонал служби ремонту залучають до ліквідацій наслідків аварій в електроустановках на території господарства.

На обліку електротехнічної служби господарства налічується 326 двигунів різної потужності та інше електроустаткування.

В цілому енергетична служба господарства має таку структуру:

Рис. 1.2.1. Структурна схема служби головного енергетика СВК ім. Лесі Українки

За 2003 рік СВК ім. „Лесі Українки споживало 259603 кВт *год. електроенергії. Найбільш потужним споживачем електроенергії господарства являється ферма і тракторний парк з майстернею. Вони споживають за місяць в середньому в теплу пору року 1956 -3420 кВт*год. тракторний парк, 3100-6480 - ферма. Велику кількість електроенергії споживає в холодну пору господарство, яке йде на обігрів приміщень. Так в холодну пору року споживається в середньому на фермі - 6960-8240 кВт*год. і в тракторному парку 13200-37800 кВт.год.

Багато електроенергії споживається господарством під час жнив. За літні місяці споживалось 6-7 тис. кВт*год., а на протязі жнив в серпні місяці було 12 тис. кВт*год. електроенергії по всьому господарстві.

Споживання електроенергії за 2003 р.

Таблиця 1.2.1.

МісяцьТракторна бригадаФермаКонтора опаленняКонтора освітленняГаражкВт за місяцьСічень14280698074009427029004Лютий18120712043405937228984Березень1320040002850317420185Квітень942080801446024718991Травень47406320120131511202Червень26404400-10407090Липень30004720-12457777Серпень63606430-204912859Жовтень2192031203280259129436Листопад24560592046004510035230Гудень37800824057606513051995

.3 ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ТЕМИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

Для даної теми дипломного проекту доцільно провести:

·аналіз стану електрифікації ферми ВРХ;

·зробити розрахунок електричних навантажень на вводах в приміщеннях ферми;

·провести розрахунки допустимих втрат напруги в мережі 10 і 0,4 кВ;

·провести розрахунок і вибір проводів мережі 10 і 0,4 кВ;

·вибрати кількість і потужність силових трансформаторів для трансформаторної підстанції;

·розрахувати струми короткого замикання на шляхах трансформаторної підстанції;

·вибрати електричні апарати для КТП;

·розрахувати заземлення та блискавко захист;

·провести обґрунтування та вибір пристрою захисту;

·привести технічну характеристику пристрою;

·визначити економічну ефективність виробничих процесів на фермі ВРХ.

Ці розрахунки необхідно провести для покращення роботи служби головного енергетика господарства, а також для підвищення надійності електропостачання ферми ВРХ, покращення роботи електроустановок та зменшення витрат електроенергії.

2. РОЗРАХУНКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

.1 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДАХ В ПРИМІЩЕННЯ І ПО ОБЄКТУ В ЦІЛОМУ

Методика визначення електричних навантажень розроблена проектним інститутом Укрсільенергопроект.

Методика призначена для визначення і уточнення розрахункових електричних навантажень при розробці проектів будівель, а також при розробці проектів електропостачання тваринницьких комплексів.

Розрахунок навантажень на вводах в приміщеннях визначають за формулою:

(2.1.)

де, Рн - номінальна потужність кожного із споживачів, які приймають участь у формуванні максимального навантаження і працюючих в час очікуваного максимального навантаження більш, як 0,5 год, кВт;

Кз - середній коефіцієнт навантаження споживача по активній потужності і встановленій потужності, приймаємо по РУМ т. 2.1;

h - коефіцієнт корисної дії електроспоживача;

Рнп - номінальна потужність кожного з приладів, приймаючих участь у формуванні максимального навантаження, працюючих в час максимуму менш 0,5 год, кВт;- тривалість безперервної роботи кожного з електроприймачів з потужністю Рнп (t<0,5), год.

Повну розрахункову потужність, як і розрахункове навантаження ми визначаємо згідно [1] ст. 162; у відповідності з формулою:

(2.2.)

де, cos j - коефіцієнт потужності споживача.

Величину cos j вибираємо залежно від співвідношення між сумою встановлених потужностей електродвигунів Рудв. і сумарною потужністю усіх електроприймачів Рз, що беруть участь у максимумі навантаження.

Якщо понад 60% встановленої потужності припадає на електронагрівальні прилади, то cos j визначається залежно від співвідношення між сумою встановлених потужностей нагрівальних утсановок Рнаг. та сумарною встановленою потужністю усіх електроприймачів Рз.

Значення cos j за допомогою співвідношень Ру.дв. /Рз і Рнаг./ Рз ми знаходимо згідно [1] ст. 162.

.1.1 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В КОРІВНИК

Всі дані, необхідні для проведення розрахунків заносимо в таблицю 2.1.

Перелік і технічні характеристики електроустановок

Таблиця 2.1.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %КзГноєприбиральний транспортер ТСН-1604АМ112МВ6У3 4АМ80В4У34 1,51 182 770,5 0,5Вакуум-насос РВН40/3504А100S4У331820,7Кормороздавач ТВК-80А4АМ112М4У35,5185,50,7Клімат-47 ВО-7Д100L6П1,15680,6Теплогенератор ТГ-1А4АМ80А4У3 4А63А2У31,1 0,371 175 700,6 0,6Водонагрівач УАП-200-611,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення:

Росв. = Рпит.S = Рпит.(аb)

де, Рпит. - встановлена питома потужність освітлення, Вт/м2, його ми визначаємо згідно [9] ст. 204.; b - довжина та ширина приміщення, м.

Росв. = 5,5 (76·12) = 5 кВт

2. Визначаємо розрахункове активне навантаження

на вводі в корівник згідно формули 2.1:

Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст. 162,cos?=0,83

3. Визначаємо повну розрахункову потужність:

Розрахунок другого корівника, його навантаження на вводі проводимо аналогічно.

2.1.2 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В РОДИЛЬНЕ ВІДДІЛЕННЯ

Всі дані, необхідні для проведення розрахунків заносимо в таблицю 2.2:

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.2

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1Гноєприбиральний транспортер ТСН-1604АМ112МВ6У3 4АМ80В4У34 1,51 182 770,5 0,52Вакуум-насос РВН40/3504А100S4У33,01820,73Кормороздавач ТВК-80А4АМ112М4У35,5185,50,74Клімат-45 ВО-5,6Д100В6П0,375650,65Теплогенератор ТГ-1А4АМ80А4У3 4А63А2У31,1 0,371 175 700,6 0,66Водонагрівач ВЭТ-200-611,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3.:

Росв. = Рпит.S = Рпит.(аb) = 5,5(12 · 36) = 2,4 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в родильне відділення згідно формули 2.1.:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст. 162, cos j = 0,83.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули 2.2:

.1.3 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В МОЛОКОБЛОК

Всі дані необхідні для проведення розрахунків заносимо в таблицю 2.3.

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.3.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1.Доїльна установка Молокопровід-100 Даутава4АМ71В2У31,1277,50,82.Танк-охолодник ТО-24АМ63А4У35,5187,50,73.Холодильна установка МХУ-8С4А100L2У3 4А80А2У31,5 0,551 181 70,50,7 0,64.Молочний насос ИМУ-64А71А4У3 4АМ71В2У30,25 1,11 268 77,50,6 0,75.Водонагрівач УАП-200-611,0

1. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 15(10 · 25) = 3,7 кВт

. Визначаємо розрахунково-активне навантаження на вводі в молокоблок згідно формули 2.1:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,86.

. Визначаємо повну розрахункову потужність, згідно формули 2.2.:

.1.4 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В КОНЮШНЮ

Всі дані необхідні для розрахунку заносимо в таблицю 2.4.

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.4.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1.Гноєприбиральний транспортер ТСН-2,0Б4АМ112МВ6У341820,52.Клімат-45 ВО-5,64АМ80В4У3 Д80В6П1,5 0,371 577 650,5 0,63.Водонагрівач ВЭТ-200-611,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 2,3(12 · 36) = 1 кВт

2. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в конюшню згідно формули 2.1.:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,86.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули 2.2.:

.1.5 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В ТЕЛЯТНИК

Всі дані необхідні для проведення розрахунку заносимо в таблицю 2.5.

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.5.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1Гноєприбиральний транспортер ТСН-1604АМ112МВ6У3 4АМ80В4У34 1,51 182 770,5 0,52Кормороздавач ТВК-80Б4А112М4У35,5185,50,73Клімат-47 ВО-7Д100L6П1,15680,64Теплогенератор ТГ-1А4А80А4У3 4А63А2У31,1 0,371 175 700,6 0,65Водонагрівач УАП-200-611,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 3,7(12 · 76) = 3,4 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в телятник згідно формули 2.1.:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,83.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули 2.2.:

.1.6 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В НАСОСНУ СТАНЦІЮ

Всі дані необхідні для проедення розрахунку заносимо в таблицю 2.7.

Перелік і технічні характеристики елекроустаново

Таблиця 2.7.

№ п/п Назва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, шт.ККД %Кз 1.Електронасос 1ЭИВ6-10-1409ПЭДВ8-14081880,72.Електробатареї1,721,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3.:

Росв. = Рпит.S = 7(3 · 4) = 0,08 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в насосну станцію згідно формули 2.1.:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,83.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули 2.2:

Визначаємо електричне навнатаження на вводі в електроваги.

Так, як в приміщенні автоваг немає іншого елктрообладнання, крім освітлення, то Росв. = Sр. Отже, згідно формули 2.3:

р = Росв. = Рпит.S = 12(4 · 8) = 0,4 кВА.

.1.7 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В КОРМОЦЕХ

Всі дані необхідні для проведення розрахунку заносимо в таблицю 2.8.

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.8.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1.Транспортер коренебульбоплодів ТК-5,0Б4А80В4У31,52770,72.Бункер-живильник концкормів БСК-104АМ80А4У31,11750,83.Запарник-змішувач С-12АОП2-61-4СХ131870,64.Кормоприготувальний агрегат АПК-104АМ180М4У3301910,65.Шнек вигружний ШВС-404АМ80В4У32,21800,4

1. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 7(15 · 24) = 2,5 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в кормоцех згідно формули 2.1:

. Виходячи із співвідношення Рудв/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,73.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули 2.2:

.1.8 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В ДІМ ТВАРИННИКА

Всі дані необхідні для проведення розрахунку зановимо в таблицю 2.9.

навантаження трансформатор струм напруга

Перелік і технічні характеристики елекроустановок

Таблиця 2.9.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1.Електрочайник121,02.Вентилятор4ААМ50А4У30,065530,63.Електрична плита2,511,04.Електробатареї1,761,0

. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 18(12 ·32) = 6,9 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в дім тваринника згідно формули 2.1:

. Виходячи із співвідношення Рт/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,99.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули2.2:

.1.9 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВВОДІ В САНПРОПУСКНИК

Всі дані необхідні для проведення розрахунку зановимо в таблицю 2.10.

Перелік і технічні характеристики елекроустаново

Таблиця 2.10.

№ п/пНазва обладнанняТипи двигунаПотужність, кВтКількість, штККД %Кз1.Холодильна шафа4А71А2У30,751770,72.Електрична плита2,511,03.Електричні батареї1,761,0

1. Визначаємо встановлену потужність освітлення згідно формули 2.3:

Росв. = Рпит.S = 12(12 · 28) = 4 кВт

. Визначаємо розрахункове активне навантаження на вводі в санпропускник згідно формули 2.1:

. виходячи із співвідношення Рт/Рз, яке рівне

знаходимо cos j згідно [1] ст.162 cos j = 0,99.

. Визначаємо повну розрахункову потужність згідно формули2.2:

.1.10 ВИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОЇ РОЗРАХУНКОВОЇ ПОТУЖНОСТІ ФЕРМИ ВРХ

Результати розрахункових навантажень заносимо в таблицю 2.11.

Показники розрахункових навантажень ферми ВРХ.

Таблиця 2.11.

Nп/пНазва приміщенняSр кВА1.Корівник на 100 голів31,62.Корівник на 100 голів31,63.Родильне відділення24,74.Молокоблок22,45.Конюшня12,46.Телятник26,77.Насосна станція11,88.Автоваги0,49.Кормоцех48,610.Дім тваринника22,111.Санпропускник17,6Всього:250

2.2 РОЗРАХУНОК ДОПУСТИМИХ ВТРАТ НАПРУГИ

Для визначення відхилень напруги і її втрат в мережі потрібно скласти таблицю відхилень напруги, в яку заносимо усі елементи електричної мережі. В таблиці відхилень напруги розглядаємо два режими роботи:

100% - в режимі максимального навантаження;

25% - в режимі мінімального навантаження.

Для двох режимів навантаження спочатку записуємо усі відомі відхилення напруги, а потім вибираючи певні відгалуження обмоток трансформатрів, за режимом максимального навантаження визначаємо допустимиі втрати напруги в електричних лініях. Доцільність вибраного відгалуження обмотки трансформатора перевіряють за відхиленням напруги у споживачів у режимі мінімального навантаження (порівнюючи його з допустимим). Складаємо таблицю відхилень напруги.

Відхилення і втрати напруги , % на елементах системи.

Таблиця 2.12.

Елементи мережіНавантаження, %100%25%Шина 10 кВ Vм+50ЛЕП 10 кВ, ?Vм-7,5-1,8Трансформатор 10/0,4 кВпостійна надбавка, Vп+5+5Змінна надбавка, Vзм+2,5+2,5втрати, ?Vт-4-1ЛЕП 0,4 кВ, ?V0,46Відхилення напруги у споживачів-5+6

В таблицю заносимо відомі величини:

• надбавка на шинах 10 кВ Vм100 = +5%, Vм25 = 0%;
• втрати напруги в трансформаторі, в режимі максимального навантаження ?U т100 = -4%, а в режимі мінімального навантаження ?U 25т25 = -1%, згідно [10] ст. 87;
• постійну надбавку на трансформаторі Vп = +5%;
• відхилення напруги у споживача має бути не більше -7,5%, приймаємо Uсп100 = -5%, при мінімальному навантаженні напруга не повинна відхилятись більш +7,5%, приймаємо Uсп25 = +6%;
• змінну надбаву Vзм вибираємо так, щоб при режимі мінімального навантаження напруга не піднімалася вище +6%. Приймаємо Vзм = +2,5%.

Розрахунки:

Сумарна допустима втрата напруги при 100% навантаженні буже рівна (в лініях 10 і 0,4 кВ)

?U допå100 = Vш100 + Vп + Vзм +?Uт - ?Uсп = 5% + 5% + 2,5% + (-4%) - (-5%) = 13,5% (2.4.)

У відповідності з НТПС-73 допустима втрата напруги в лініях 10 кВ складає 60-65% сумарних допустимих втрат ?U допå100, тоді ?U 10100 = 60%, ?U допå100 = 0,6 х 13,5% = 7,5%.

?U 0,4100 = ?U допå100 - ?U 10100 = 13,5 - 7,5 = 6%.

При такій надбавці рахуємо чи коливання напруги у споживачів буде не більше +6%сп25 = 0 - 1,8 + 5 + 2,5 - 1 = 4,7% < 6%. (2.5.)

Така втрата напруги нас задовільняє. Коли змінювати змінну надбавку, то на споживачі буде ріст напруги.

.3 РОЗРАХУНОК ПЛОЩІ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ ПРОВОДІВ ПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ НАПРУГОЮ - 10 кВ

Розрахунок січення проводів ПЛ напругою 10 кВ проводимо, згідно [3] ст. 267, по економічній густині струму, у відповідності з формулою:

(2.6.)

де, Fек - економічна площа січення проводів, мм2;

Імах - максимальний струм ділянки, А;

Іек - економічна густина струму, А, мм2.

Максимальний струм ділянки визначаємо по формулі:

(2.7.)

де, Sт - потужність силового трансформатора, кВА;н - номінальна напруга лінії, кВ;

Визначаємо січення провода ПЛ напругою 10 кВ:

Економічну густину струму вибираємо по [3] ст. 268, Іек = 1,3 при тривалості використання максимального навантаження до 3000 год/рік.

Згідно [3] ст. 255 вибираємо провід для ПЛ напругою 10 кВ АЖ-16 з площею поперечного перерізу 15,9 мм2.

Основні параметри провода АЖ-16 приводимо в таблиці 2.13.

Основні параметри провода АЖ-16.

Таблиця 2.13.

Марка і номінальна площа січення провода, мм2Число і ліаметр жил, ммДіаметр провода, ммПлоща поперечного перерізу провода, мм2Маса 1 км провода, кгЕлектричний опір 1 км провода при 20 оС, ОмРозривне зусилля провода, кНАЖ-167 х 1,75,115,944,02,074,40

.4 РОЗРАХУНОК ПЛОЩІ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ ПРОВОДІВ ПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ НАПРУГОЮ 0,4 кВ

Для вибору перерізу проводів лінії 0,4 кВ складаємо розрахункову схему у відповідності з вибраними трасами ліній.

На розрахунковій схемі наносимо споживачі з вказуванням їх потужності, номера лінії, номера розрахункових ділянок, довжини розрахункових ділянок.

Розрахункову схему ліній 0,4 кВ ферми ВРХ приводимо на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1.

Розрахунок потужності на ділянках ліній визначаємо шляхом додавання розрахункових активних навантажень на вводах споживачів.

Якщо навантаження, які ми сумуємо, не відрізняються одне від одного більше ніж в 4 рази, то максимальну розрахункову потужність на ділянках ліній ми визначаємо з врахуванням коефіцієнтів одночасності, згідно [3] ст. 146 у відповідності з формулою:

Р рå = kоå Ро (2.8.)

Де, Р р - розрахункове активне навантаження на вводі до споживача;о - коефіцієнт одночасності, згідно [3] ст. 145 приймаємо kо = 0,8. Якщо ж навантаження, які ми сумуємо відрізняються одне від одного, більше ніж в 4 рази, то максимальну розрахункову потужність на ділянках ліній ми визначаємо згідно [3] ст. 147 у відповідності з таблицею 15.7. Повна розрахункова потужність на ділянках ліній 0,4 кВ визначається по формулі:

(2.9.)

Еквівалентну потужність визначаємо згідно [1] ст. 169 у відповідності з формулою: (2.10.)

де, Кд - коефіцієнт динаміки зростання.

Марку і площі поперечного перерізу проводів вибираємо згідно [13] ст. 79.

Дані навантаження розрахунків та площі поперечного перерізу проводів приводимо в таблицю 2.14.

Розрахункові дані для ПЛ напругою 0,4кВ.

Таблиця 2.14.

Розрахунковий учасникРр, кВтcos ?Sp, кВтАКдSекв, кВА1, мМарка і січення проводаЛ12-326,20,7531,60,722183хА-25+А-251-236,40,7548,50,734183хА-50+А-500-157,40,7576,50,753,5473хА-50+А-50Л24-59,840,7526,70,78,26563хА-25+А-250-428,80,7538,50,726,953хА-50+А-50Л38-921,90,7522,10,715,5403хА-25+А-257-826,10,7534,80,724,3363хА-25+А-250-742,50,7556,60,739,63хА-50+А-50Л411-1217,40,7517,60,712,3383хА-16+А-1610-1117,70,7523,60,716,5233хА-25+А-250-1142,60,7556,70,739,7253хА-50+А-50

.5 ВИБІР КІЛЬКОСТІ ТА ПОТУЖНОСТІ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

Потужність і вибір трансформаторів понижуючих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ вибираємо по розрахунковій потужності Sр на типах нижчої напруги з врахуванням перевантажувальної здатності трансформаторів і вимог по забезпеченню необхідного ступеня надійності електропостачання споживачів.

Номінальну потужність Sном споживчої однотрансформаторної підстанції вибирають за розрахунковою потужністю Sр з врахуванням економічних інтервалів навантаження та допустимих систематичних перевантажень трансформатора, виходячи з умови:

ен. < Sр.< Sев. (2.11.)

Де, Sен. і Sев. - відповідно верхня і нижня межі інтервалу навантаження для трансформатора;р - розрахункова потужність на шинах нижчої напруги трансформатора, її беремо із таблиці 2.11., Sр = 250 кВА.

Згідно [3] вибираємо трансформатор потужністю 250 кВА з інтервалами навантажень Sен = 240 кВА; Sев. = 375 кВА.

< 250 < 375

На фермі ВРХ встановлена прохідна трансформаторна підстанція типу КТПП-В-250 потужністю 250 кВА з повітряними вводами.

Технічні дані силового трансформатора, який встановлений в КТПП згідно [3] ст. 159 заносимо в таблицю 2.15.

Технічні дані силового трансформатора.

Таблиця 2.15.

Тип трансформатораНомінальна потужність кВАСпіввідношення напругСума і група з'єднань обмотокВтрати, ВтНапруга короткого замиканняСтрум холостого ходуОпір Zk трансформатора приведений до напруги, 0,4 кВ, ОмВНННХолостого ходуКороткого замиканняПрямої послідовностіПри однофазному к.зРівень АРівень БТМ250100,4Y/Y-074082042004,5%-0,0290.312

.5.1 КОМПАНОВКА ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

Промисловість випускає прохідні КТП (КТПП) і тупікові (КТПТ) трансформаторні підстанції 10/0,4 кВ потужністю 250-630 кВА. Вони виконуються, як повітряними, так і з кабельними вводами, відповідно КТПП-В-630 і КТПТ-К-630.

Підстанція одержує живлення по одній із ліній напругою 10 кВ при замиканні контактів вимикачів навантаження QW1 і QW2. Лінії напругою 10 кВ звязані з незалежними джерелами живлення, що дозволяє безперервно постачати споживачів електроенергією. Напруга підводиться через розєднувач QS1 і запобіжники FU1 до силового трансформатора Т. Зі сторони нижчої напруги встановлені розєднувач QS2 і два комплекти трансформаторів струму ТА1 і ТА2. В перший (повнофазний) комплект входить лічильник активної енергії РІ, в другий комплект трансформаторів струму, зєднаних в неповну зірку-теплове реле КК, для захисту силового трансформатора від перевантаження.

З шин напругою 0,4/0,23 кВ живлення подається на лінії напругою 0,38/0,22 кВ через автоматичні вимикачі QF1… QF5. Нульовий провід виведений від шин через реле струму КА, яке служить для відключення лінії при однофазних к.з. Котушки незалежних розчіплювачів розраховані на напругу 0,38 кВ. Одна фаза подається на котушку при включенні автоматичного вимикача, а друга - при спрацюванні струмового реле в випадку однофазного короткого замикання, або проміжного реле КL в разі перегрузки силового трансформатора.

.6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

Струми короткого замикання необхідно визначати для перевірки електрообладнання на термічну стійкість, а також для розрахунку релейного захисту. В мережах вище 1000 В розрахунок зручніше виконувати в відносних одиницях, де за базисну потужність приймаємо Sб = 100 МВА. Трансформаторна підстанція живиться від потужної енергосистеми, тому можна приймати Sс = ¥, а отже Х с = 0.

Розрахунок струмів трифазного короткого замикання для КТПП.

1.Складаємо розрахункову схему і схему заміщення:

=250 кВА=4,5%

ВРк.з.=3,7 кВт

2.Активний опір лінії 10 кВ визначаємо згідно [10] ст. 220 у відповідності з формулою:

(2.11.)

о - питомий активний провода, Ом/км, згідно [3] ст. 255 чо = 2,07 Ом/км;- довжина лінії, км;б - базисна потужність;ср1 - середня номінальна напруга ступені к.з., кВ.

3.Індивідуальний опір лінії 10 кВ визначаємо згідно [10] ст. 220 у відповідності з формулою:

(2.12)

де, Хо - питомий індуктивний опір провода, Ом/км, згідно [10] ст. 96 Хо=0,4Ом/км.

. Результуючий опір лінії ПЛ-10кВ:

(2.13.)

. Опір понижуючого трансформатора:

а) повний опір трансформатора:

(2.14.)

б) активний опір трансформатора:

(2.15.)

в) індуктивний опір трансформатора:

(2.16)

. Результуючий опір доточки К2:

Хрез. = Хл + Хтр = 1,31 + 17,6 = 18,9 Ом (2.17.)рез. = rл + rтр = 6,8 + 5,92 = 12,72 Ом (2.18.)

(2.19.)

. Визначаємо базисні струми:

(2.20)

. Визначаємо трифазні струми короткого замикання

(2.21.)

(2.22.)

Проводимо розрахунок двохфазного короткого замикання.

Визначаємо струм двохфазного короткого замикання:

Ік1(2) = 0,87 Ік1(3) = 0,87 х 0,8 = 0,7 кА (2.23)

Ік2(2) = 0,87 Ік2(3) = 0,87 х 6,3 = 5,5 кА

Визначаємо ударний струм короткого замикання:

(2.4.)

де, Ку - ударний коефіцієнт, згідно [3] ст. 182

приймаємо Ку1=1,2 для ПЛ-10кВ

Ку2=1 для ПЛ-0,4 кВ

.6.1 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

Визначаємо струм однофазного короткого замикання в лінії 0,4 кВ. Розрахунок ведемо методом іменованих одиниць.

н=250кВ?АТ=0,312 Ом

Для трансформатора потужністю 250 кВА визначаємо третю частину повного опору 0,4 кВ, згідно [3] ст. 159.

. Визначаємо індуктивний опір провода:

Хп = Хопl; (2.25)

де, Хоп - питомий індуктивний опір провода, згідно [8] ст. 129 Хоп = 0,6 Ом/км.

Хп = 0,6 ? 0,114 = 0,07 Ом.

. Визначаємо активний опір провода: активний опір фазного провода:

(2.26.)

де, ? - активна питома провідність [10] ст. 94

?=32,106 Ом/м .переріз провода , мм2 .

Активний опір нульового провода.

.

Загальний активний опір проводів.

= ( Rоф + Ron ) · l

= (0,625 + 0,625 ) ?114 =142.5 Ом.

. Повний опір жили фаза-нуль .

(2.28.)

. Визначаємо струм однофазного короткого замикання згідно [1] ст.. 182 у відповідності з формулою:

.7 ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ ДЛЯ КТПП

Для забазпечення надійності в роботі електричних апаратів потрібно правильно вибрати його по максимальному робочому струмі:

перевірити на електротермічну і динамічну дію струмів короткого замикання.

Електричні апарати вибирають по умовах:

1. Номінальній напрузі:

н.а.³Uн.вст. (2.29.)

1. Номінальному струмі:

Ін.а ?Іроб.max (2.30.)

1. Для вимикачів по можливій потужності відключення:

?Sк.з. (2.31.)

1. Вибрані електричні апарати перевіряють на електродинамічну дію струмів короткого замикання:

іа?іуд (2.32.)

1. Умови для перевірки на термічну дію струмів короткого замикання:

І?2t?Iт2t (2.33.)

Ів=(2...3)In (2.34.)

Усі умови вибору ми беремо згідно [3]ст.191.

.7.1 ВИБІР РОЗЄДНУВАЧА

Розєднувач призначений для включення і відключення електричних кіл без навантаження і для створення видимого розриву в колі.

Розєднувачами називають комутаційні апарати, які використовують для вмикання і вимикання кіл без струму і для створення видимого розриву їх в повітрі.

За умовами техніки безпеки при ремонті обладнання розподільних пристроїв в струмопровідних частинах електроустановки з усіх боків, звідки може бути подана напруга, повинен бути видимй розрив. Ця вимога здійснюється розєднувачем.

Розєднувачами відокремлюють окремі ділянки електроустановок напругою понад 1000 В ( шин або апаратів) після вимикання навантаження вимикачем.

Розєднувачі послідовно зєднані з високовольтними вимикачами, знімають з них напругу, що є обовязковим при огляді, ревізії і ремонти вимикачів. У малопотужних електромережах розєднувачі застосовують разом із запобіжниками, які забезпечують захист установки від коротких замикань.

Вибираємо розєднувач для зовнішнього встановлення типу РЛНД-10/200, згідно [3] ст. 203.

Розрахункові дані і дані взяті з довідників заносимо в таблицю 2.16.

Технічні дані розєднувача.

Таблиця 2.16.

Розрахункові даніДовідникові даніUп = 10 кВUп = 10 кВІр = 14,45 А200 Аіу = 1,4 кАіа = 20 кАІ¥2t = 0,070 кАІt2t = 250 кА

.7.2 ВИБІР ВИМИКАЧА НАВАНТАЖЕННЯ

Вимикач навантаження призначений для включення і відключення електричних кіл під навантаженням.

Вимикач навантаження вибирається по напрузі і струму, а також перевіряється на електродинамічну і термічну стійкість.

Вибираємо вимикач навантаження типу ВНП-17У3 з приводом ПРА-17, згідно [3] ст. 205.

Розрахункові і довідникові дані заносимо в таблицю 2.17.

Технічні дані вимикача навантаження.

Таблиця 2.17.

Розрахункові даніДовідникові даніUп = 10 кВUп = 10 кВІн = 18,49 АІн = 40 Аіуд (3) = 1,4 кАівідкл. = 12 кАІ¥2t = 0,46 х 1,5 кАс2Іt2 = 5,52 х 10 кА с2

.7.3 ВИБІР РОЗРЯДНИКІВ

Розрядники призначені для захисту ізоляції електроустановок від перенапруг. Промисловість випускає вентильні і трубчасті розрядники змінного струму і вентильні розрядники постійного струму.

Для захисту трансформаторної підстанції від атмосферних перенапруг вибираємо розрядники типу РВО-10 на високій стороні і РВН-0,5 на низькій стороні, згідно [3] ст. 202.

Довідникові дані заносимо в таблицю 2.18.

Технічні дані розрядника.

Таблиця 2.18.

Розрахункові даніДовідникові даніUп10 кВUпроб.26 кВUдоп.12,7 кВ

.7.4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ СТРУМУ

Для включення лічильника активної енергії на стороні 0,4 кВ встановлені три трифазних трансформатори струму ТК-20У3.

Вибір трансформатора струму проводимо по таблиці 18.10 [3] ст. 123.

Розрахункові дані і дані взяті із довідникової літератури заносимо в таблицю 2.19.

Технічні дані трансформаторів струму.

Таблиця 2.19.

Довідникові даніРозрахункові формулиОдиниці виміруРозрахункові даніUн = 0,66Uн ? UткВ0,4Ін.і. = 400Ін.і. ? ІрА361,3Sн.ч. = 75Sн.ч ? Sр.ВА26,75

Лічильник типу СА4У-U672 м має вторинне навантаження 24 ВА.

Трансформатор струму до 1 кВ по струму короткого замикання не перевіряється.

2.8 РОЗРАХУНОК ЗАЗЕМЛЕННЯ ТА БЛИСКАВКОЗАХИСТУ КТП

Допустимий опір заземляючого пристрою рівний 10 Ом. Грунт суглинок, опір грунту становить rгр = 200 Ом/м. Коефіцієнт сезонної зміни провідності грунту, для вертикальних заземляючих пристроїв Кс = 1,3, для горизонтальних заземляючих пристроїв Кс = 2,5.

Приймаємо довжину стержня lст. = 5м, діаметр d = 12 мм. Заземляючий контур в виді прямокутного чотирикутника виконують шляхом закладення в грунті зєднаних між собою стальною полоскою 40 х 4 мм. Глубинне закладання стержнів - 0,8 м, полоси - 0,9м. Струм замикання на землю на стороні 10 кВ, Із = 8А.

Визначаємо опір вертикального стержня з круглої сталі згідно [3] ст. 315 у відповідності з формулою:

Опір повторного заземлювача Rп.з. не має бути більше 30 Ом/м, при r = 100 Ом м і нижче. При r більше 100 Ом на м допускається приймати:

Для повторного заземлення приймаємо один стержень довжиною 5м і діаметром 12мм, опір якого 31,18 Ом, що є менше Rп.з.

Загальний опір для всіх шести повторних заземлювачів:

п.з. = Rп.з/п = Rп.з/п = 31,18/6 = 5,2 Ом.

де, Rп.з - опір одного повторного заземлювача.

Знаходимо розрахунковий опір заземлення нейтралі трансформатора разом з повторними заземлювачами:

(2.36.)

Згідно [3] ст. 321 опір заземлюючого пристрою при зєднанні з ним електрообладнання напругою до і вище 1000В не має бути більше 10 Ом і 125/Із, якщо останній менше 10 Ом.

rшт = 125/8 = 15,6 Ом.

Приймаємо для розрахунку найменший з них rшт = 10 Ом.

Знаходимо теоретичне число стержнів:

т = Rв/rшт = 31,18/10 » 3,12 (2.37.)

Приймаємо чотири стержні і розташовуємо їх в грунті на відстані 5 м один від одного. Довжина полоси звязку lr = 5 х 4 = 20 м.

Знаходимо опір полоси звязку:

При n=4; a/l=5/5=1 ?В=0,69; ?n=0,45

Тоді діюче число стержнів:

Приймаємо для монтажу ng=np=4 стержні проводимо перевірочний розрахунок.

Дійсний опір штучного заземлення

Опір заземлюю чого пристрою з врахуванням повторних заземлювачів нульового проводу.

Якщо розрахунок виконувати без врахування полоси звязку, то число стержнів:

д=nT/?B=4/0,69=5,8

Приймаэмо nд=6 стержнів

.8.1 ЗАХИСТ ВІД АТМОСФЕРНИХ ПЕРЕНАПРУГ

Перенапруга в межах, спричинення розрядом блискавки при прямому ударі в лінію, а також при близькому від лінії розряду, називається атмосферною перенапругою.Якщо немає надійного захисту, то розряди блискавки можуть призвести до смертельних уражень людей, пошкодження апаратури, пожеж. Ураження людей буває при занесені високих потенціалів у приміщені повітряних лініях. Воно може статися на відстані 1…1,5м. від проводки. Ураження можливе при дотикані до споруд або обладнення, на яких зявляється високий потенціал. Тому під час грози не слід дотикатись до вимикачів, розеток, патронів тощо. Не слід стояти під час грози під деревом, оскіль при дотикані до дерева, по якому проходить електричний розряд, можна потрапити під напругу, що становить близько 10% повного потенціалу дерева в момент розряду. Під час грозових розрядів небезпечно перебувати на відкритому високому місці, поряд з електричними,телефоними лініями. Слід ховатися в невеликих лощинах, на схилах пагорбах, біля великих каменів. Якщо схованки немає то треба присісти до землі і перечикати.

Перенапруга в електроустановках може також викликати пошкодження ізоляції і призвести до пошкодження апаратів й аварій. При прамому ударі блискавки в опору електропередачі стум блискавки, що проходить по волокнах дерева, спричинняє миттєве випаровування вологи в дереві. Вибухоподібне випаровування вологи розчіплює деревину. При ударі блискавки в металеві частини, може виплавитись метал на глубину кількох міліметрів, а при попадані блискавки в камяні та цегляні будівлі внаслідок дії електростатичяних сил споруди можуть зруйнуватися.

У нашій країні найбільше гроз припадає на червень, липень, серпень. За грозовою інтенсивністю розрізняють сильногрозові райони (понад 30-ть грозових днів на рік), грозові райони ( менше 10…30-ть грозових днів на рік) і слабо грозові райони (менше 10-ти днів на рік). У грозових і сильногрозових районах потрібно обовязково захищати будівлі від грози, осбливо ті, що розміщуються на підвищеннях і в місцях, де на поверхню виходять глинесті або водоносні шари, що мають високу провідність. У місцях з грунтами поганої провідності (піщаними, або скилястими) ураження блискавкою бувають рідко навіть на підвищеннях.

Для захисту будівель і електричних установок від прямих ударів блискавки використовують блискавковідводи, які являють собою добре заземленні провідники, розміщені вище від елемента, який захищається.

Грозозахист буде ефективним при умові, що всі розміми споруди вписуються в захисну зону, яка визначається за кривими, наведеними у Керівник вказівка по захисту від перенапруги електроустановок змінного струму 3…220кВ.

Лінії електропередачі напругою понад 110кВ, а також відходи до районних підстанцій захищають від прямих ударів блискавки заземленими тросами.

3. КОНСТРУКТИВНА ЧАСТИНА

.1 ОБГРУНТУВАННЯ ТА ВИБІР ПРИСТРОЮ ЗАХИСТУ

Усі електроустановки потрібно захищати від коротких замикань і перевантажень по струму. Різниця між цими аварійними режимами полягає в тому, що коротке замикання - це такий режим, при якому струм навантаження перевищує номінальний струм електроустановки в декілька разів. Режим перенавантаження характеризується перевищенням струму над його номінальним значенням в 1,5…1,8 раз.

В електроустановках до 1000 В захист від короткого замикання здійснюють запобіжниками, а також електромагнітними розчіплювачами максимального струму, вбудованими в автоматичні вимикачі.

Захист від перевантажень поділяють на два типи:

а) захист прямої дії, реагуючий на перевищення струму;

б) захист побічної дії, реагуючий на перевищення температури.

До першого типу захисту можна віднести: захист шиповими реле з біметалічними елементами, тепловими розчіплювачами, вбудованими в автоматичні вимикачі, і струмовий фазочутливий захист типу ФУЗ.

До захисту побічної дії відносяться пристрої вбудованого температурного захисту типу УВТЗ, котрі реагують не на значення струму, а на температуру обмоток двигунів, незалежно від причини, яка спричинила нагрів.

В цьому їх принципова відмінність і головна перевага.

В якості датчиків температури використовують напівпровідникові елементи-позистори, які відбудовують в лобові частини статорних обмоток електродвигунів, по цій причині захист називається вбудованим.

В сільському господарстві пристрої вбудованого температурного захисту типу УВТЗ застосовуються для захисту електродвигунів, які працюють в тяжких умовах експлуатації. Це зокрема такі, як електродвигуни приводу гноєприбиральних транспортерів, машин для приготування кормів і ін.

Нині промисловість ряд модефікацій пнристроїв вмонтованого температурного захисту - УВТЗ - 1, УВТЗ - 1М, УВТЗ - 4А, АЗП.

Як показує практика, вмонтований температурний захист ефективно вимикає електродвигуни при тривалих перевантаженнях, підвищеній температурі навколишнього середовища, порушеннях в системі охолодження. Невеликі габарити дозволяє встановлювати їх практично будь-який магнітний пускач відчизняного виробництва замість застосовуваних теплових реле. Порівняно великих гарантійний строк служби і відносно мала вартість сприяє широкому використанню цих пристроїв у сьльському господарстві.

З усіх пристроїв захисту, які використовуються в сільськогосподарському виробництві я вибрала пристрій вбудованого температурного захисту УВТЗ-1. Він має високу експлуатаційну надійність, простий в експлуатації, великий діапазон регулювання опору спрацювання, високу швидкість спрацювання.

.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИСТРОЮ ЗАХИСТУ УВТЗ-1М

Температурний захист складається з температурних датчіків і пристрою керування. Найбільше практичне використання датчиках вмонтовоного температурного захисту електродвигунів знаходять позистори з позисторним темпе6ратурним коефіцієнтом опором. Характерна властивість позистора - висока чутливість у вузькому інтервалі температур. Габаритні розміри позисторів достатньо малі, їх зручно встановлювати в статорні обмотки трифазних електродвигунів будь-якою потужності. Температура спрацювання позисторів, при якій вимикає різкий стрибок опору, звуть кваліфікаційною, томущо вона узгоджена з допустимою температурою ізоляції відповідного класу.

Частину електродвигунів випускають із вмонтованими позисторами, у цьому випадку позначення двигунів серії 4А додана літера Б, наприклад, електродвигун 4А132МАБУ3.

Пристрій вбудованого температурного захисту УВТЗ-1 призначений для запобігання перегріву і виходу з ладу, головним чином, статорних обмоток трифазних асинхронних двигунів.

Технічна характеристика пристрою УВТЗ-1М Таблиця 3.1.

№ п/пНайменуванняПоказники1. 2. 3. 4. 5. 6.Температура навколишнього повітря. Відносна вологість, при температурі навколишнього середовища +20 оС. Вібрація місць кріплення пристрою захисту на частоті 25 Гц. Робоче положення - кріплення до вертикальної площини. Опір спрацювання Пристрій захисту повинен спрацювати при обриві кола позисторів.від -40 оС до +40 оС 95 ± 3% не більше 0,3мм від 1700 Ом до 3000 Ом.7. 8. 9. 10. 11.Пристрій захисту повинен спрацювати при короткому замиканні в колі позисторів. Коефіцієнт повернення пристрою захисту Кв. Довготривалий допустимий струм контактів пристрою. Розривна потужність контактів. Напруга живлення 220 В з частотою. Потужність споживача пристроєм зхисту при номінальній напрузі. не менше 0,9 не менше 2 А не менше 300 В?А 50±1Гц не більше 18 В?А

Будова пристрою захисту УВТЗ-1М

Пристрій має пласмасовий корпус, вузол живлення, підсилювач і вихідне реле.

Вузол живлення складається з діодного моста VD1…VD4, обмежмежуючих резисторів R1, R2 і R5 та стабілітронів VD5 і VD8. Підсилювач виконаний на транзисторах VT1…VT4 і тиристорів VS.

Чутливим органом захисту (датчиком) є три послідовно зєднаних позистори СТ14-1А або СТ14-1Б, які вмонтовуються лобові частини обмоток електродвигуна (один на фазу) і приєднується до клем 5 і 6 пристроїв.

3.3ПРИНЦИП РОБОТИ ПРИСТРОЮ УВТЗ-1М

Пристрій вмонтованого температурного захисту УВТЗ-1М працює слідуючим чином.

При вмиканні двигуна в електромережу на клеми 1 і 4 вузла живлення подається напруга. Якщо при цьому температура обмоток двигуна нища від гранично допустимого значення, то опір позисторів малий і напруга на транзисторі VT4 буде більшою від напруги спрацювання підсилюючого каскаду VT3, VT4. В цьому випадку транзистор VT4 відключається, а транзистор VT1 і тиристор VS будуть закриті. Котушка вихідного реле KV не одержуватиме живлення і його розмикаючі контакт, ввімкнений послідовно з котушкою електромагнітного пускача буде замкнений. Пускач ввімкне двигун в електромережу.

Коли з будь - яких причин температура обмоток електродвигуна перевищить граничну допустиме значення, опір позисторів різко зросте і зменшиться сигнал, що подається на транзистор VT4. При цьому транзистор VT4 закривається а транзистор VT1 відкривається. На керуючий електрод тиристора VS буде подана позитивна напруга відкриється. Котушка вихідного реле KV одержить живлення, реле спрацює і своїм розмикаючим контактом розімкне котушки електромагнітного пускача. Пускач вимкне двигун з електромережі.

Аналогічно пристрій спрацьовує при появі несправності в колі датчиків - позисторів.

Схема включення електродвигуна з підключеним пристроєм захисту УВТЗ-1 приводимо на рис. 3.1.

4. ВИЗНАЧЕННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ НА ФЕРМІ ВРХ

Економічну ефективність виробничих процесів визначаємо порівнянням показників ферм повністю або частково автоматизованих станом на 1.01.2000р. Визначаємо економічну ефективність виробничих процесів в корівнику на 100 голів, згідно [14]ст. Необхідні для розрахунків дані заносимо в таблицю 4.1.

Таблиця 4.1.

№ п/пПоказникДо автоматизаціїПри автоматизації11Надій молока на одну голову за рік.2500250022Кількість обслуговуючого персоналу, чол.12733Річний фонд часу одного робітника, днів.28728744Тривалість робочого дня, год.8855Експлуатаційні витрати по фермі за рік (грн.).97983466Капіталовкладення на електрифікацію виробничих процесів, грн.456756

. Витрачаємо затрати праці на 1ц молока, год:

до автоматизації

де, N - кількість обслуговуючого персоналу;

Д - річний фонд часу одного робітника, днів;- тривалість робочого дня, год;

Вм - кількість виробленої продукції до автоматизації, ц.

При автоматизації:

. Зниження затрат праці при електрифікації виробничих процесів, %:

(4.2.)

. Розмір економії затрат праці, год:

(4.3.)

. Вивільнення робочої сили, чол:

(4.4.)

. Експлуатаційні витрати на 1ц молока, грн:

(4.5.)

. Зниження експлуатаційних витрат, %:

(4.6.)

. Розмір річної економії експлуатаційних затрат, грн:

(4.7.)

. Строк окупності капіталовкладень, рік:

(4.8.)

5. ОХОРОНА ПРАЦІ

ЗАХОДИ З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ТА МІРОПРИЄМСТВА З ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК В ТВАРИННИЦТВІ

Кількість приміщень тваринницьких ферм і комплексів (корівники, телятники, свинарники, конюшні та ін.) за ступенем ураження електричним струмом належать до особливо небезпечних. В них забороняється працювати на струмоведучих частинах, що знаходяться під напругою, навіть замінювати лампи.

У таких приміщеннях потрібно використовувати електроприймачі у трифазному виконанні. Допускається застосування однофазних електроприймачів потужність не більше 1,3 кВт, які вмикаються на лінійну наругу, і не більше 0,6 кВт, що вмикаються на фазну напругу. Освітлювальне навантаження на фермах повинно розподілятися рівномірно по трьох фазах. При цьому для вимикання і вмикання загального освітлення використовують трифазні вимикачі або рубильники. У разі наявності кількох однофазних груп чергового освітлення приміщень, їх необіхдно приєднувати до різних фаз.

У тваринницьких приміщеннях електродвигуни, пускові прилади і захисні апарати встановлюють поза приміщеннями, в яких утримуються тварини, а кнопки керування - біля робочих місць.

Кнопки і світильники вибирають такої конструкції, щоб вони були придатні для вогких приміщень, з хімічно активним середовищем. Електродвигуни також повинні бути спеціального виконання, стійкі проти вологи, морозу агресивного средовища.

Всі електродвигуни повинні бути захищені від к.з. автоматичним вимикачем або запобіжниками. Якщо електродвигуни можуть перевантажуватись за умовами технологічного процесу, вони повинні мати захист від перевантажень.

На електродвигунах і приводних механізмах фарбою вказують, нанесенням стрілок, напрямок обертання ротора двигунів і механізмів. На пускових пристроях повинні бути надписи Пуск, Стоп або Вперед, Назад.

Вводи повітряних ліній у тваринницькі приміщення захищають від грозових перенапруг. Для цього заземляють гаки і штирі на деревяних опорах, а на залізобетонних опорах, крім того й арматуру. Заземляючі пристрої призначені для блискавкозахисту не повинні розміщуватись біля входів у приміщення, у місцях де часто можуть знаходитись люди або тварини.

Зєднання і відгалуження проводів слід виконувати пресуванням, зварюванням або припаюванням. Місця зєднання проводів ізолюють подвійним шаром ізоляції, так щоб її початок і кінець перекривали ізоляцію проводу, не менш, як на 10мм в кожен бік. Опір ізоляції проводів повинен не менше 0,5 мОм на дільниці між сусідніми запобіжниками, між будь-яким проводом і землею. Чи між двома проводами.

Для забезпечення електробезпеки тварин у тваринницьких приміщеннях потрібно використовувати пристрої для вирівнювання електричних потенціалів або ізолюючі вставки.

Ланцюги для прив`язування тварин, автонапувалки та інші пристрої, яких торкаються тварини, рекомендується виготовляти із ізолюючого матеріалу (пластмаса, нейлон, тексоліт тощо).

Електрифіковані доїльні установки. Все електрообладнання доїльної установки розміщують в окремому приміщенні і огороджують. Корпуси електро двигуна та інших електроустановок обов`язково заземлюють. Кінці заземлюючого проводу потрібно приєднати зварюванням до заземлювачів, а до корпусів обладнання - гвинтами. Місця з`єднань повинні бути захищені і обслужені.

Електрифіковані кормоцехи. При влаштуванні електроустановок у кормоцехах необхідно застосовувати фарфорові гермитизовані світильники з скляними ковпаками, відбивачами і сіткою. Металеві корпуси запарників, вимикачів, труби в яких прокладена електропроводка і водопровідні, приєднані до запарників, надійно заземлювати (занулювати).

Електроустановки для опромінювання. На фермах і комплексах застосовують ультрафіолетове і інфрачервоне опромінення для лікування тварин і вирощування молодняка в холодний період року. Металеві частини опромінювачів (корпус, трос тощо) повинні бути заземлені (з`єднані з заземленим нульовим проводом). У разі відсутності зануленого контакту треба використовувати апарати захисного вимикання.

Електричні водонагрівники. Електричні водонагрівники (ВЕТ, УАП, УНС, ЕПВ) встановлюють на фундаменті з цегли або бетону висотою 20-25см в добре освітленому місці підсобного приміщення. Для запобігання надлишковому тиску у водонагрівнику не дозволяється встановлювати вентель на патрубку гарячої води. Проводки до водонагрівників прокладають у трубах. Корпус водонагрівника, кожух станцій керування і трубу, в якій прокладені проводи, занулюють.

Електричні огорожі. При встановлені на пасовищах елетричних огорож ЕК-1М потрібно стежити, щоб проводи не торкалися гілок дерев, кущів трави. Забороняється виконувати ТО і усувати несправності в електроогорожі під напругою. В місцях небезпечних для людей, і в першу чергу біля джерел живлення, вивішують попереджувальні плакати Небезпечно! Висока напруга або Електрична огорожа.

Підлога з електричним обігріванням. Конструктивне виконання електрообігрівної підлоги залежить від виду і віку тварин чи птиці, конфігурації та розмірів приміщення, використаних матеріалів та напруги живлення. Проводи для живлення нагрівних елементів прокладають у металевих трубах або схованим способом, використовувати шинні канали не рекомендується.

Нагрівні елементи електрообігрівної підлоги повинні мати захист від коротких замикань.

ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ

При роботі над дипломним проектом на тему: Електропостачання ферми ВРХ СВК ім. Лесі Українки Дубенського району, Рівненської області з розробкою захисту електродвигунів від аварійних режимів.

Для аналізу електрифікації ферми ВРХ, ми проводили визначення електричних навантажень на вводах в приміщення по всій фермі, проводили розрахунок допустимих втрат напруги для лінії 10 і 0,4кВ, зробили розрахунок площі поперечного перерізу проводів повітряної лінії 10 і 0,4кВт, провнли вибір кількості та необхідної потужності силових трансформаторів, розрахували струми короткого замикання на шинах трансформаторної підстанції, зробили вибір електричних апаратів для КТП, а також розрахував заземлення і блискавкозахист КТП.

В спеціальному питанні дипломного проекту проводили обгрунтування та вибір пристрою вмонтованого теплового УВТЗ-1М, навели технічну характеристику пристрою, описали його будову і принцип роботи.

В економічній частині провела розрахунки економічної ефективності виробничих процесів.

При новій технології кількість працівників зменшилась з 12 до 7, експлуатаційні витрати по фермі за рік зменшились з 979 до 834 грн. Капіталовкладення на електрифікацію виробничих процесів збільшились з 456 до 756грн.

В заключній частині ми розглянули заходи по техніці безпеки та технічній експлуатації електроустановок в тваринництві, які застосовуються в господарстві.

ЛІТЕРАТУРА

1. Гончар В.Ф. Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агркгатів і установок: Курсове і дипломне проектування - К.: Вища школа, 1985.
2. Довідник сільського електрика / За ред. В.С. Олійника. - К.: Урожай 1989р.
3. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М.: Агропромиздат., 1990.
4. Кудрявцев Н.Ф. Электрооборудование и автоматизация сельськохозяйственных агрегатов и установок. - М.: Агоропромиздат., 1988.
5. Подобайло В.Г., Зініч В.Г., Байгер М.А. Застосування електроенергії в сільському господарстві. - К.: Урожай, 1989.
6. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - М.: Энергоатомиздат, 1986
7. Правила устройства электроустановок. - М.: Электроатомиздат, 1987.
8. Практикум по электроснабжению сельського хозяйства / Под ред. И.А. Будзко. - М.: Колос, 1982.
9. Применение электрической энергии в сельськохозяйственном производстве: Справочник / Под ред. П.М. Листова. - М.: Колос, 1974.
10. Притака І.П. Електропостачання сільського господарства . - К.: Вища школа, 1983.
11. Сырых А.А. Эксплуатация сельських электроустановок. - М.: Агропромиздат, 1986.
12. Харкуша К.С. Яницкий С.В., Ляш Э.В. Практикум по электроснабжению сельського хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1992.
13. Ципльонков М.С., Сокіл А.М. Організація і планування електрифікації сільськогосподарського виробництва. - К.: Вища школа, 1980.