Размещено на http://www.allbest.ru/

ФБГОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А Тимирязева

Кафедра электрификации и автоматизации

Курсовая работа

"Комплексная электрификация козоводческой фермы на 100 голов"

Выполнила: студентка 401 гр.

Зооинженерного факультета

Ручкина О.

Москва 2011



Содержание

1. Выбор трансформаторной подстанции

2. Внешнее электроснабжение предприятия

3. Водоснабжение

4. Электрический нагрев воды

5. Вентиляция

6. Электрическое освещение производственных помещений

7. Инфракрасные облучатели

8. Аэроионизаторы воздуха

9. Электробезопасность на предприятии

10. Выбор электрической проводки

11. График электрических нагрузок

Заключение

Список литературы



1. Выбор трансформаторной подстанции

Трансформаторная подстанция - это электрическая установка предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии потребителям. На сельскохозяйственных трансформаторных подстанциях высокое напряжение питающих линий электропередачи понижается до более низкого напряжения, при котором электроэнергия распределяется потребителям.

В зависимости от расположения сети понизительные подстанции подразделяют на сетевые (распределительные) для потребителей и районные сельскохозяйственные. Подстанции потребителей выполняют на напряжения 6…10/0,4 кВ, 20…35/0,4 кВ, а районные - на напряжения 110…35/6…10 кВ.

В настоящее время выпускают следующие виды трансформаторных подстанций: пристроенная, непосредственно примыкающая к основному производственному помещению; встроенная закрытая, вписанная в контур основного здания; внутрицеховая, расположенная внутри производственного здания; комплектная и др.

Трансформаторные подстанции могут быть оборудованы кабельными или воздушными вводами и иметь один или два трансформатора. Распространение в сельской местности получили столбовые трансформаторные подстанции типа ПТС-25/12/0,4-Х 1Х 2-0,96У 1. расшифровывают обозначения следующим образом: П - подстанция, Т - трансформаторная, С - столбовая, 25 - мощность столбового трансформатора, кВ·А; 0,4 - номинальное низшее напряжение, кВ; Х 1 - исполнение подстанции по типу силового трансформатора; Х 2 - исполнение подстанции по способу соединения с потребителем (самонесущими проводами); 96 - год разработки подстанции, У 1 - климатическое исполнение и категория размещения. Срок службы подстанции не менее 5 лет. электричество трансформатор проводка вентиляция

Столбовые трансформаторные подстанции состоят (см. рисунок 5) из силового трансформатора, устройства высшего напряжения (УВН) и распределительного устройства низшего напряжения (РУНН), поставляемых комплектно. Их монтируют на одностоечной железобетонной опоре на месте эксплуатации.

Рисунок 1. Подстанция трансформаторная столбовая ПТС-25/12/0,4-Х 1Х 2-0,96У 1

1 - шкаф РУНН; 2 - траверса с ограничителями перенапряжений; предохранитель-разъединитель 10кВ; 4 - защитное ограждение; 5 - траверса с вводными изоляторами; 6 - траверса; 7 - силовой трансформатор; 8 - кожух; 9 - стойка.



На этих подстанциях применяют сухие или масляные силовые трансформаторы.

УВН состоит из вводных (приёмных) изоляторов, предохранителей-разъединителей типа ПРВТ-10 и ограничителей перенапряжений.

В качестве вводных изоляторов применены стеклопластиковые изоляторы натяжного типа с полимерной изоляцией. Для защиты подстанций от грозовых и коммутационных перенапряжений используют ограничители перенапряжений с полимерной изоляцией.

Предохранитель-разъединитель выхлопного типа ПРВТ-10 выполняет функции предохранителя и разъединителя. В режиме разъединителя им управляют с земли с помощью оперативной штанги. Он обеспечивает видимую сигнализацию срабатывания при токах перегрузки и короткого замыкания, а также включённого и выключенного положений.

РУНН состоит из металлического шкафа, в котором установлены трёхполюсный автоматический выключатель, ограничитель перенапряжений 0,4 кВ и счётчик электрической энергии.

ПРВТ-10 соединён с воздушной линией 10 кВ и силовым трансформатором неизолированными алюминиевыми проводами, а сторона низшего напряжения силового трансформатора с РУНН - изолированными.

Мощность трансформатора определяют по следующей формуле:

,

где Pmax - пик нагрузок (максимальное значение потребляемой электроэнергии - 69,4 кВт);

cosц - коэффициент мощности на вводах данного потребителя при максимальной нагрузке (0,75).

Для проектируемой фермы данный показатель составит:

S_тр = 107,4кВт / 0,75 = 143,2 кВт.

Сообразно полученному значению Sтр выбираем трансформатор - трансформатор серии ТМ мощностью 160 кВт.

2. Внешнее электроснабжение предприятия

Рисунок 2. Схема внешнего электроснабжения фермы. Р 1…5 - фидеры; Р1 - силовой фидер (водяной насос, Р = 2,2 кВт, I U = 380 В); Р2 и Р4 - осветительная нагрузка (248 ламп светодиодных по 3 Вт, U = 220 В); Р3 и Р5 - силовые фидеры (нагрев воды Р = 90 кВт, U = 380 В; вентиляционная установка 7 вентиляторов, Р = 15,4 кВт, U = 380 В).



3. Водоснабжение

Потребности в воде для нужд животноводства в десятки раз превышают потребности населения.

Для животных установлены нормы потребления воды в сутки на одну голову. На одну голову коров требуется 80 л воды.

Для обеспечения животноводческих ферм водой разработана система водоснабжения, представляющая собой комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления. Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.

В сельскохозяйственном производстве получили распространение башенные и безбашенные автоматические водокачки, использующие воды различных источников.

Безбашенные водокачки не требуют сооружения дорогостоящих водонапорных башен, поэтому стоимость подачи воды ими в 1,5…2 раза меньше, чем башенными. На нашем предприятии используется безбашенная водоподъемная установка, состоящая из погруженного насоса, пневматического котла, регулятора запаса воздуха, реле давления, предохранительного клапана, шкафа с пусковой и управляющей аппаратурой.

Для автоматического управления водокачкой используют реле давления SP, реагирующее на изменение давления воздуха внутри котла. Для пуска водокачки в работу включают автоматический выключатель QF. При отсутствии воды в котле контакты реле давления SP замкнуты и ток проходит через катушку магнитного пускателя КМ, который управляет работой электродвигателя М, вращающего водяной насос. В результате работы насоса вода нагнетается внутрь котла и воздух в нем сжимается. Когда давление внутри котла достигает заданного максимального значения, гибкая мембрана реле давления выгибается, контакты SP размыкаются, магнитный пускатель выключается, останавливая электродвигатель и насос. Под давлением сжатого воздуха вода из котла поступает в водопроводную сеть. Когда давление воздуха в котле сравняется с заданным минимальным значением, снова срабатывает реле давления и выключается магнитный пускатель и насос.

Если по каким-либо причинам реле давления не отключит насос, когда давление превысит допустимое значение, срабатывает специальный предохранительный клапан, который сливает воду.

3.1 Выбор насоса

Водокачки комплектуют погружными центробежными электронасосными агрегатами. Особенность погружных электронасосов состоит в том, что приводной электродвигатель непосредственно соединен с рабочим колесом насоса. Обмотку статора электродвигателя выполняют со специальной изоляцией, допускающей работу электродвигателя в воде.

На одну козу требуется 10 л воды, на одного человека - 25 л воды в сутки. На ферме имеется 100 голов коз, 33 козлёнка, 2 козла-производителя и 4 козла-пробника, и следующий состав рабочего персонала:

скотники - 1 человек

зоотехник - 1 человек

главный зоотехник - 1 человек

ветеринар - 1 человек

бригадир - 1 человек

электрики - 1 человека

механики - 2человека

трактористы - 2 человека.



Рассчитаем, сколько воды расходуется на предприятии в сутки.

Qcc =?mi•qi,

где Qcc - среднесуточный расход воды на ферме

mi - количество потребителей

qi - расход воды одним потребителем, л/сутки

Qcc = 10*106+25*10+33*5=1,475 мі /cут.

Найдем максимальный суточный расход воды на ферме (Qmc)

Qmc =Qcc •Ki,

где Ki - коэффициент неравномерности суточного потребления воды (1,3)

Qmc =1,25•1,3= 1,92 мі /сут.

Рассчитываем максимальный часовой расход воды (Qmч):

Qmч=Qmс•Kч/24,

где Kч - коэффициент =2…2,5(автопоение); = 4(без автопоения).

На предприятии используются автопоилки ПА-1А для поения животных водой на ферме с боксовым содержанием. Одна автопоилка рассчитана на пять коз. Вода подается в чашу только во время питья животного, когда оно нажимает мордой на педаль, расположенную в чаше, в результате чего клапан открывается. Как только животное напьется и отпустит педаль, клапан под действием пружины закрывается, и поступление воды в чашу прекращается.

Qmч= 1,92•2,5/24= 0,2 мі /ч

Исходя из максимального часового расхода воды, выбираем насос по подаче воды. Из погружных центробежных электронасосов наиболее оптимально подходит 1,5К-6 со средней подачей воды 6 мі /ч и мощностью 1,7 кВт. Подбираем электродвигатель АО 2-51-2 мощностью 10 кВт.

Производительность насоса должна быть не меньше указанного максимального часового расхода воды Qнас ? Qmч, т.е. подходит центробежно-вихревой насос 1,5К-6, его производительность составляет 6…14 мі/ч, давление, развиваемое насосом 0,14…0,20 МПа, мощность электродвигателя 1,7 кВт, КПД 44…53%, высота всасывания 6,0…6,6 м, масса 30 кг полный напор 11,2…16м, частота вращения 2900 об/мин.

На проектируемой ферме используется автоматическая башенная водокачка (электрическая схема на рисунке 3). Основные части водокачки - электродвигатель М, приводящий в действие водяной насос, автоматический выключатель QF, магнитный пускатель КМ, реле уровня KV, включённое через выпрямительный мост VD1…VD4, электронный датчик уровней с электродами SL1 и SL2 (верхнего и нижнего уровней).

Перед пуском водокачки в работу при помощи переключателя SA её ставят на ручное управление (положение Руч.) или автоматическое (положение Авт.). Затем включают автоматический выключатель QF. Если в баке водокачки отсутствует вода (при положении Авт. переключателя SA), то цепь электрического тока проходит через соединённые размыкающие контакты реле уровня KV:1 и катушку магнитного пускателя КМ, который срабатывает и замыкает свои главные контакты КМ в цепи трёхфазного электродвигателя М, вращающего водяной насос. Вода начинает поступать в напорный бак водокачки. Уровень воды в баке постепенно достигает датчика нижнего уровня SL2, вода заполняет пространство между его электродами и продолжает подниматься. При заполнении водой бака до датчика верхнего уровня SL1 образуется электрическая цепь TV - VD1…VD4 - KV - SL1 - TV (TV - трансформатор напряжения; VD1…VD4 - выпрямительный мост; KV - катушка реле; SL1 - датчик нижнего уровня). Реле уровня срабатывает и разрывает своими размыкающими контактами KV:1 цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, что в свою очередь вызывает остановку электродвигателя М и водяного насоса. Срабатывание реле KV вызывает также соединение замыкающих контактов KV:2, и в результате этого образуется цепь TV - VD1…VD4 - KV - KV:2 - SL2 - TV, по которой проходит ток до тех пор, пока уровень воды в баке не опустится ниже датчика нижнего уровня SL2. При этом через катушку реле уровня перестаёт протекать ток, якорь реле отпадает и снова собирается цепь C - QF - FU1 - SA - KV:1 - KM - N, выключается магнитный пускатель, электродвигатель и насос снова подают воду в бак. Всё повторяется в прежней последовательности.

При отключении насоса отключается зелёная сигнальная лампа HL1, при его работе - HL2. Для предотвращения отказов в работе водокачки вследствие обмерзания электродов датчика в зимнее время в схеме предусмотрен нагревательный элемент ЕК, включаемый выключателем S2.

Рисунок 3. Принципиальная электрическая схема автоматической башенной водокачки.



4. Электрический нагрев воды

Электрический нагрев воды применяют на животноводческих фермах с целью обеспечения животных питьевой водой, температура которой отвечает всем зоогигиеническим и ветеринарным нормам. Для мелкого рогатого скота данный показатель должен быть не ниже 10 єС. Нагрев воды для производственных нужд производится до 40 - 45 єС.

Электрический нагрев воды осуществляют емкостного водонагревателя. Они имеют значительную ёмкость, хорошо теплоизолированы. Выбор водонагревателя производится согласно следующим расчётам. Количество тепла, необходимое для нагрева воды определяется по формуле:

Q=CJ(t_K - t_H),

где С - теплоёмкость воды (4,2 кДж(кг·єС));

J - масса воды, кг (произведение поголовья и расхода горячей воды в сутки на одну козу, т.е. J = 106 гол · 10 л/сут+33*5 = 1225 кг);

tк, tн - конечная и начальная температура воды, соответственно;

Для проектируемого объекта Q составит:

Q = 4,2 кДж(кг·єС) · 1225 кг · (45 - 10) = 180075 кДж.

Время нагрева воды должно быть не более 24 часов. Оно определяется по формуле:

,

где Р - суммарная мощность водонагревателей;

з - коэффициент полезного действия водонагревателей (0,98).

Если выбрать водонагреватель US 2002 Uni (вместимостью до 2000 л) в модификации с двумя фланцевыми отверстиями, мощностью Р=90 кВт, то время нагрева воды составит 2,04 часа.

Ёмкостный водонагреватель US 2002 Uni состоит из резервуара со сферическими днищами вместимостью 2000 л и кожуха, выполненных из листовой стали. Водонагреватель снабжён высокоэффективной экологически чистой съемной теплоизоляцией толщиной 50. Нагревательное устройство состоит из трубчатых элементов, закреплённых на фланце. Фланец вставляют в большой штуцер, вваренный в резервуар, и крепят к нему клёпками. Каждый нагревательный элемент рассчитан на напряжение U=220 В, поэтому в случае если напряжение в рабочей сети 380 В, нагреватели соединяют "звездой", а при напряжении в 220 В - в "треугольник". Водонагреватель снабжён дилатометрическим датчиком температуры воды, который участвует в автоматической работе нагревателя. В резервуар на одном уровне вварены патрубки для подачи холодной воды и для забора горячей. Возможна подача воды в одну или несколько водоразборных точек.

Корпус водонагревателя обязательно устанавливают на фундамент высотой 20 - 25 см из кирпича или бетона и обязательно заземляют (зануляют).

Включение водонагревателя в сеть осуществляется с помощью автоматического выключателя.

Рисунок 5. Схема включения в сеть электроводонагревателя US 2002 Uni

Дальнейшая работа водонагревателя происходит автоматически. При достижении заданной температуры дилатометрический датчик температуры SK размыкает свои контакты, находящиеся в цепи катушки промежуточного реле К. Оно отключается и размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, который управляет работой нагревательных элементов ЕК. При снижении температуры ниже заданной контакты датчика SK снова замыкаются - срабатывает реле К, замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, вызывая включение под напряжение нагревательных элементов ЕК. Чтобы не допустить перегорания ТЭНов, ни в коем случае нельзя включать нагреватель без воды. Для этого ставят датчик уровня воды - на уровне ТЭНов. Контакты датчика включают последовательно в цепь катушки промежуточного реле К. При использовании датчика уровня воды схема управления без воды включена быть не может.

5. Вентиляция

Естественной вентиляции воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности температуры и давления наружного и внутреннего воздуха. В случае механического побуждения воздухообмена используются различные типы вентиляторов: центробежные или осевые.

Расчёт вентиляции начинают с расчёта воздухообмена по трём основным показателям: углекислому газу, влажности и теплу.

Воздухообмен (Lво) в одном животноводческом помещении (в м 3/ч) по содержанию углекислого газа, влаги зависит от вида животного и направления продуктивности. Для данного случая воздухообмен по СО 2 909,0 м 3/ч, по Н 2О 232,0 м 3/ч, по Q (теплу) 272,2 м 3/ч.



Воздухообмен по углекислому газу определяется по формуле

,

где Lуг - воздухообмен по углекислому газу;

b - количество углекислого газа, выделяемого одним животным (козочка живой массой 100 кг);

m - количество животных в одном помещениях;

b2 - нормативное (предельное) содержание углекислого газа в козлятнике (2,5 дмі/мі);

b1- содержание углекислого газа в атмосферном воздухе (0,4 дмі/мі).

Для проектируемого объекта:

Lуг=(114 дмі/ч · 139 гол)/(2,5дмі/мі - 0,4дмі/мі) = 7545,7мі/ч

Воздухообмен по влаге определяется по формуле

,

где g- количество водяного пара, выделяемого одним животным (135г/ч);

m - количество животных в одном помещении (139);

W - количество влаги, выделяемой с пола, стен, кормушек и т.д. (15 % от количества водяных паров, выделяемых всеми животными в помещении);

с - плотность воздуха, подаваемого в помещение (при t=+25°С равна 1,185кг/мі);

g1 - абсолютная влажность воздуха в помещении, при которой относительная влажность и температура воздуха должны поддерживаться в норме (2,1г/кг при норме R=80%, t=+10°С);

g2 - абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха (при t=+25°С абсолютная влажность е = 0,80 · 20,0г/кг = 16,0г/кг).

Для проектируемого объекта:

W = 0,15 · 135г/ч · 139гол = 2814г/ч = 2,814кг/ч

L = (0,135кг/ч · 139гол + 152,1кг/ч) / ((0,016кг/кг - 0,0021кг/кг)· ·1,185кг/мі)=1310,2мі/ч

Воздухообмен по теплу определяется по формуле

,

где q - количество тепла, выделяемого одним животным (744кДж);

m - количество животных в одном помещении (139);

в - коэффициент, учитывающий тепло, выделяемое электрическими устройствами (1,3);

c - удельная теплоёмкость воздуха (1кДж/кг•°С);

tвн - температура в помещении (+10°С - норма для козлятника);

t сн - температура воздуха, подаваемого в помещение (+25°С);

с - плотность воздуха, подаваемого в помещение (1,185кг/мі).

Для проектируемого объекта:

Lт = (744кДж · 139 · 1,3) / (1кДж/кг•°С · (25 - 10) · 1,185кг/мі) = 7571,9мі/ч

Кратность воздухообмена рассчитывается по формуле

,

где Lmax - максимальный часовой воздухообмен;

Vпомещ - объём помещений (V=S*h, h=10м).

Для проектируемого объекта:

Lmax= Lт=7571,9мі/ч

Vпомещ=139гол · 1,7мІ/гол · 10м = 2363мі

К = 7571,9мі/ч / 2363мі = 3,2

кратность воздухообмена К = 3, использовать принудительную вентиляцию нет необходимости, но можно использовать в жаркое время года.

Подача вентиляторов Qвент должна быть в 2 - 3 раза больше максимального часового воздухообмена, т.е. Qвент=2Lт=15143,8мі/ч. Производительность центробежного вентилятора Ц 4-70-5 равна 8,3 тыс. мі/ч, следовательно для обеспечения воздухообмена на проектируемом объекте необходимо 15143,8 / 2363 = 7 вентиляторов. Номинальная мощность одного Р=1,75кВт, мощность всей вентиляционной установки - Рву=7…1,75кВт=12,2кВт. Каждый вентилятор обеспечивается электродвигателем АОЛ-22-2 номинальной мощностью 2,2 кВт, их суммарная мощность составит Рсумм=7…2,2кВт = 15,4кВт.

Рисунок 6. Принципиальная схема автоматического регулирования температуры воздуха в помещении с помощью вентиляторов (SK - ртутный контактный термометр; KV - электромагнитное реле, имеющее замыкающие контакты; М - электродвигатель, вращающий вентилятор).



6. Электрическое освещение производственных помещений

Среди многообразных условий содержания сельскохозяйственных животных большое значение имеет свет - один из важных факторов внешней среды. Эффект воздействия света на продуктивность животных зависит от силы, продолжительности, периодичности освещения.

На проектируемой ферме используются газоразрядные лампы. Газоразрядные лампы делят на следующие типы: газосветные лампы (излучение газа или паров металла), электродосветные (излучение раскаляющихся в процессе разряда электродов), люминесцентные (источник излучения - люминофор).

Наибольшее распространение получили лампы, в которых использован разряд в парах ртути. В зависимости от давления, развиваемого в процессе работы внутри лампы, их можно условно разделить на следующие типы: лампы низкого давления, в которых разряд происходит при давлении до 0,001 МПа; лампы высокого давления, в которых давление достигает в рабочем режиме 0,001…1 МПа. Лампы сверхвысокого давления, внутри которых разряд происходит при давлении более 1 МПа.

Светодиодные лампы по форме повторяют обычные галогенные лампы, но источником света в них служат капсульные светодиоды с углом рассеивания света 60° или 120°. Лампы с углом рассеивания 60° предназначены для акцентного освещения и чаще используются в качестве подсветки предметов интерьера. Лампы с углом рассеивания 120° предназначены для общего освещения помещений. Разные углы рассеивания света не являются конкурирующими параметрами. Лампы с различными углами рассеивания одинаково эффективно справляются каждый со своей задачей. На ферме применяются светодиодные лампы мощностью 3 Вт, яркость: 180 лм, что соответствует современным стандартам освещения.

Существуют определенные нормы освещенности.

Для расчета электрического освещения воспользуемся методом удельной мощности.

Метод удельной мощности - самый простой метод расчёта электрического освещения. Удельная мощность осветительной установки представляет собой частное от деления общей установленной мощности светильников на площадь освещаемого помещения.

где: Р_УД - удельная мощность для данного помещения Вт/м;

S - площадь животноводческого помещения m2;

РСВ - мощность одного источника света кВт.

n= 2,6*240/3 = 208шт.*1пом. = 208шт. + 40шт. других пр.помещ. =

= 248шт.

Рис. 7. Типовая схема питания выполняется по бестрансформаторному принципу и содержит ограничительный конденсатор и диодный мост.

Конденсатор 0.2мк - балластный, его емкость выбрана такой, чтобы ток через светодиоды не превышал 25 мА. Основное назначение конденсатора 10мк -сглаживать пульсации напряжения, выпрямленного мостом VD1-VD4. Резистор 1к ограничивает ток через линейку светодиодов. Готовую лампу можно вставлять в стандартный патрон любого осветительного прибора.

7. Инфракрасные облучатели

ИК излучение используют во многих технологических процессах сельскохозяйственного производства для обогрева молодняка животных и птиц, сушки сельскохозяйственных продуктов.

Для обогрева козлят наиболее целесообразно применять облучательные установки ИКУФ и "Луч". При групповом содержании оборудуют обогреваемую площадку из расчета один облучатель на 4кв.м. Режим облучения козлят - прерывистый с выключением на 30 мин через 1…1,5 ч.

Впервые 2-3 дня жизни, когдя козлята много лежат, высота подвеса облучателей 0,5-0,6 м, потом её увеличивают до 1,2 м.

По установленной структуре стада (30% коз всегда в глубоком запуске), на 100 голов коз всегда приходится 33-35 козлят. Площадь на 1 козлёнка 0,5 м.

0,5 кв.м*35гол/4 кв.м=5 облучателей

Рис. 8 Схема управления установкой ИКУФ-1



Пульт управления установки типа ИКУФ состоит из трансформатора,220 /127В автоматических выключателей QF, магнитных пускателей КМ 1 и КМ 2 и реле КТ типа 2РВМ. На лицевой панели пульта расположены переключатель рода работ, кнопки включения и отключения ламп SB1.. SB4, сигнальные лампы HL1, HL2

8. Аэроионизаторы воздуха

Под воздействием различных физических факторов в атмосфере постоянно происходит естественная ионизация воздуха. В зависимости от подвижности атмосферные ионы можно условно разделить на легкие и тяжелые.

Легкий ион - ионизированная молекула, окруженная группой нейтральных молекул водяного пара. Тяжелый ион - аэрозольная частица (пылинка, капелька влаги, микробное тело и т.п.), несущая электрический заряд.

В закрытых производственных помещениях, в том числе животноводческих и птицеводческих, ионный состав воздуха может быть существенно искажен по сравнению с ионным составом наружного воздуха. Живые организмы выдыхают большое количество тяжелых ионов, поэтому концентрация их внутри помещений бывает, значительна выше, чем снаружи.

Аэроионизаторы на данной откормочной ферме не применяются, т.к. животноводческие помещения спроектированы по современным технологиям и имеют шторные стены, что подразумевает под собой хорошую вентиляцию.



9. Электробезопасность на предприятии

При обслуживании электрических установок в сельском хозяйстве необходимо соблюдать действующие правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

При использовании электрических установок в сельскохозяйственном производстве возможны случаи поражения электрическим током обслуживающего персонала и животных.

Безопасность эксплуатации электрических установок достигают тем, что исключают возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Одна из основных мер защиты людей от поражения электрическим током - тщательная изоляция или обеспечение недоступности токоведущих частей электроустановок. Качество изоляции определяется ее сопротивлением. Для каждого электрического устройства или изделия установлены нормы сопротивления.

Располагая токоведущие части электроустановки на недоступной высоте, исключают возможность прикосновения к ним человека.

При повреждении изоляции электродвигателя, вращающего водяной насос, возникает опасность поражения электрическим током людей и животных. Для предупреждения этой опасности, водяные насосы на сельскохозяйственных объектах присоединяют к трубопроводам через изоляционные вставки, длина которых должна быть не менее 100 см.

Одно из условий безопасности - соответствие значения напряжения электроустановки виду помещения. Помещения с повышенной опасностью характеризуется наличием сырости, токопроводящих полов, высокой температурой и влажностью, а также возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования и заземленным металлическим конструкциям. Особо опасные помещения характеризуются наличием большой сырости (относительная влажность близка к 100 %) или химически активной среды, разрушающе действующей на электрическую изоляцию, а также одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Радикальное средство защиты от случайного появления напряжения на металлических частях электрооборудования (корпуса машин и аппаратуры, оболочки кабелей, стальные трубы и др.), не находящихся под напряжением, - устройство защитного заземления и зануления.

В сельских трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 380/220 В применяют защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением, например при повреждении изоляции.

Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции любой фазы электроприемника возникает однофазное короткое замыкание. В результате этого происходит автоматическое отключение поврежденного электроприемника или участка сети защитной аппаратуры (предохранителем, автоматическим выключателем). До момента отключения напряжения на зануленной металлической части электроприемника снижается в сравнении с фазным напряжением благодаря связи с заземленной нейтралью.

При обрыве нулевого провода все электроприемники за точкой обрыва оказываются без защиты. Чтобы устранить этот недостаток, повторно заземляют нулевые провода воздушных линий передачи. Повторные заземления устраивают по концам как магистральных, так и ответвительных линий при их длине не более 200 м, а также на вводах в здания, внутри которых применяется зануление. Расстояние от электроприемников, расположенных вне здания и подлежащих занулению, до ближайшего повторного заземления или до заземления нейтрали должно быть не более 100 м.

На животноводческих фермах применяют выравнивание потенциалов между электропроводящим полом или землей, с одной стороны, и доступными для прикосновения металлическими нетоковедущими частями электроустановок и технологического оборудования, а также металлическими трубопроводами - с другой. Принцип электрозащитного действия выравнивания потенциалов заключается в уменьшении до допустимых пределов разности потенциалов, приходящейся на тело человека или животного, стоящих на полу и касающихся металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением.

Устройство для выравнивания электрических потенциалов в животноводческих помещениях выполняют в виде частой металлической сетки, закладываемой в бетонную подготовку пола помещения и электрически соединенной с металлическими нетоковедущими частями технологического оборудования, доступного для прикосновения животным.

Если на этих металлических частях появляется электрический потенциал, то такой же потенциал оказывается на металлической сетке. Деревянный настил пола, на котором стоят животные, всегда влажный, и его удельное сопротивление незначительно. Поэтому потенциал пола в зоне размещения животных близок к потенциалу сетки, а возможное напряжение прикосновения (разность потенциалов, приходящаяся на тело животных) оказывается безопасным.

10. Выбор электрической проводки

Электрическая проводка - это совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и другими вспомогательными деталями.

Кабельная продукция - основной материал для устройства электрических проводок. К кабельной продукции относят кабели, провода и шнуры.

Кабель - это одна или несколько изолированных токопроводящих жил, заключённых в герметичную оболочку.

Провод - одна или несколько изолированных токопроводящих жил, которые могут иметь защитные покровы.

Шнур - две или несколько изолированных гибких или особо гибких токопроводящих жил, скрученных или уложенных параллельно и заключённых в лёгкие защитные оболочки.

Токоведущие жилы кабельной продукции, используемой в электропроводках, изготавливают из меди или алюминия. В марке кабельной продукции наличие алюминиевой жилы обозначают буквой А, отсутствие А в марке означает наличие медной жилы.

Установочные изолированные провода и шнуры служат для распределения электрической энергии в силовых и осветительных установках при неподвижной прокладке их внутри помещений. Изолированные провода применяют также при прокладке на открытом воздухе, при устройстве вводов в здания и при прокладке по наружным стенам здания на изоляторах.

Кабели предназначены для передачи электрической энергии при различных условиях прокладки (в земле, под водой, на открытом воздухе и внутри помещений).

По способу защиты от механических повреждений кабели подразделяют на защищённые и незащищённые. Защищённым считается кабель, имеющий поверх электрической изоляции металлическую или иную оболочку; незащищённым - кабель, изоляция которого не предохранена специальными оболочками от механических повреждений.

Различают следующие виды электрических проводок. Открытая электропроводка - проложенная по поверхности стен, потолков, по фермам и другим элементам зданий и сооружений непосредственно по поверхности. На струнах, тросах, роликах, изоляторах, в трубах, коробах, гибких металлических рукавах, свободной подвеской и т.д.

Внутренние электропроводки - проложенные внутри зданий и сооружений; бывают стационарные, передвижные и переносные.

Наружные электропроводки, проложенные по наружным стенам зданий и сооружений, под навесами и на опорах протяжённостью не более 4 пролётов по 25 метров каждый, вне улиц и дорог, также могут быть стационарными, передвижными и переносными.

Тросовая проводка - это такая проводка, в которой в качестве несущего элемента используют трос диаметром 1,95 - 6,5 мм или оцинкованную и холоднокатную проволоку диаметром от 5 до 8 мм.

Скрытая электропроводка - проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений, в заштукатуренных бороздах, под штукатуркой, замоноличенная в строительные конструкции при их изготовлении.

Ввод от воздушной линии электропередачи - это электропроводка, соединяющая ответвление от линии электропередачи с внутренней электропроводкой.

Для электропроводок на изоляторах, клицах, роликах и тросах используют провода марок АПР, АПВ, АПРВ, АППВ. Эти проводки следует располагать в помещениях без повышенной опасности на высоте не менее 2 м, а в помещениях с повышенной опасностью - не менее 2,5 м от уровня пола.

Спуски незащищённых проводов к выключателям, розеткам и другим аппаратам в производственных помещениях должны быть защищены до высоты 1,5 м от уровня пола. В бытовых, жилых и общественных помещениях спуски допускается не защищать.

Для осветительных сетей применяют тросовые провода марок АВТУ, АВТ, АРТ, АВТВ, АСВ, СИП с несущим тросом в их конструкции. Например, в проводе типа СИП вокруг нулевой несущей жилы скручены изолированные фазные токопроводящие. Нулевая жила представляет собой алюминиевый уплотнённый провод, упроченный стальной проволокой. Все жилы имеют изоляцию из светостабилизированного полиэтилена.

Для открытой и скрытой прокладки применяют кабели марок АВВГ, АВРГ, АНРГ и др.

Допустимый ток проводки для осветительной сети по следующей формуле:

,

где Р_прис - присоединённая мощность

(Р_прис= N_ламп·Р_лампы=248·3Вт=744Вт);

U_сети - напряжение сети (220В).

Таким образом, найдём допустимый ток проводки для проектируемой фермы:

I = 744Вт / 220В = 3,4А

Выбираем открыто пролагаемые медные провода с площадью поперечного сечения S = 0,5 ммІ.

Для осветительной сети предохранитель выбирают исходя из условия Iвст ? Iном, где Iвст - номинальный ток плавкой вставки; Iном - номинальный ток осветительной установки.

Значение номинального тока нагрузки осветительной установки известно и составляет 3,4 А. Согласно этому значению выбираем неразборный предохранитель с наполнителем типа НПН 15 с номинальным током плавкой вставки 10 А. Число плавких вставок 1.

Допустимый ток проводки для электродвигателя водяного насоса находится по формуле:

,

где Iном - номинальный ток электродвигателя (4,5А);

Kзагрузки - коэффициент загрузки (1,0);

з - коэффициент полезного действия двигателя (0,83).

Для проектируемой фермы ток проводки составит:

I = (4,5А · 1,0) / 0,83 = 5,4А.

Выбираем открыто пролагаемые медные провода с площадью поперечного сечения S = 0,5 ммІ.

Автоматический выключатель для электродвигателя водяного насоса выбираем исходя из суммы нагрузок, так как электродвигатель на данном участке один, то суммарное I = 5,4 A. Выбираем автоматический выключатель АК-50.

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для ручного включения и отключения электроприёмников, а также автоматического их отключения в случае возникновения коротких замыканий и перегрузок.

В конструкции автоматических выключателей применяются электромагнитные и тепловые расцепители. Электромагнитные расцепители срабатывают мгновенно, а тепловые - с выдержкой времени, зависящей от значения протекающего тока нагрузки.

Электромагнитный расцепитель, служит для защиты электроприёмников от токов короткого замыкания. Он состоит из катушки с небольшим количеством витков медной изолированной проволоки. Эту катушку включают последовательно с электроприёмником М. вблизи катушки расположен стальной сердечник 7, связанный с механизмом отключения (защёлкой) 2, которая закреплена в шарнире 3.

Тепловой расцепитель служит для защиты электроприёмников от прегрузок. Он состоит из биметаллической пластинки 9, на которую намотан ленточный нагревательный элемент 8 из провода с высоким удельным сопротивлением (нихром). Нагревательный элемент изолирован от биметаллической пластинки листовым асбестом или слюдой.



Рисунок 9. Схема устройства автоматического выключателя.



Заключение

Электричество имеет значительные преимущества перед другими энергоносителями, т.к. его использование на производстве экологично, несомненно, более удобно в удалённых местностях; электродвигатели, как правило, имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем двигатели внутреннего сгорания. Также немаловажно то, что получение электроэнергии часто основано на использовании возобновляемых ресурсов, что в долгосрочной перспективе должно привести к её удешевлению.

На себестоимость продукции существенное влияние оказывают затраты электроэнергии. Как показывают расчёты, на проектируемой ферме её затраты оптимальны, что, безусловно, положительно отразится на прибыли и сроках окупаемости.



Список литературы

1. Баутин В.М., Бердышев В.Е., Буклагин Д.С. и др. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. - М.: Колос, 2000

2. Воробьёв В.А. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Электрификация сельскохозяйственного производства". - М.: Издательство МСХА, 1990

3. Воробьёв В.А. Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства - М.: Колос, 2005

Размещено на Allbest.ru