Проект системы электрификации зернохранилища для сушки зерновых материалов



Светильники располагаем симметрично. Определяем количество рядов светильников.

- ширина помещения

- относительное расстояние между светильниками

Принимаем количество рядов светильников равное 3 шт

Определяем расстояние от стен до светильников:

Определяем расстояние между рядами светильников:

Определяем расстояние между светильниками в ряду:

Определяем количество светильников в ряду:

 - длина помещения

Определяем общее количество светильников для освещения помещений зерносушильного комплекса:

Таблица 4.1

Значения условной освещенности в зависимости от светильника

Номер светильника	Расстояние от точки А до поверхности освещения	Условная освещенность
	2 Ч 1,75	2 Ч 15,5
	2 Ч 3,9	2 Ч 2,9
	2 Ч 3,9	2 Ч 2,9
	2 Ч 6,3	2 Ч 1

Определяем суммарную условную освещенность

Определяем световой поток Ф, необходимый для получения нормативной освещенности 80 лк,

норма освещенности,

- коэффициент запаса,

коэффициент использования светового потока,

Выбираем лампу КЛЛ-35 мощностью

Определяем фактическую освещенность в точке А.

Разница между нормированной и фактической освещенность составляет 15,89 лк или 19%, что не выходит за пределы допустимых значений +20 … -10%. Значит лампа выбрана верно.

Дежурное освещение составляет 15% от основного. В ночное время работа агрегата контролируется 3 светильниками.

Определяем установочную мощность освещения

общее количество светильников

- установленная мощность лампы

Определяем удельную мощность освещения

Определим сечение проводов, которые будут запитывать щит освещения. Определяем рабочий ток:

Выбираем провод ВВГнг 4Ч2,5 мм2. Выбираем щит освещения ОЩВ-6. Выбираем автомат на вводе АЕ-2036Р на группах, АЕ-1061 3 штуки.

электрический оборудование хранение сортировка зерно

4.2 Расчет силовых проводок

Вид электропроводки, способ прокладки и марки проводов должны в первую очередь отвечать проекту электроснабжения или в зависимости от характера помещений и условий окружающей среды в них, в соответствии с действующими нормами и правилами. Сечение токопроводящих жил проводов и кабелей определяют расчетом, исходя из характера и величины нагрузок в соответствии с действующими правилами и нормами.

Существуют некоторые способы по выбору сечения проводов: по потере напряжения и по нагреву. Чтобы выбрать сечение проводов по нагреву необходимо определить рабочий ток на участке сети.

Для отдельных электродвигателей трехфазного переменного тока

коэффициент загрузки,

номинальная мощность электродвигателя,

номинальное напряжение электродвигателя,

КПД электродвигателя,

коэффициент мощности,

Провода и кабели должны выбираться таким образом, чтобы выполнялось условие:

допустимый табличный ток провода

номинальный ток электродвигателя

Производим расчет на допустимую потерю напряжения. В соответствии с ПУЭ потеря напряжения для электропроводок не должна превышать 2,5%, то есть должно выполняться условие

потери напряжения в проводах

допустимые потери в проводах

Определяем потери напряжения в проводах

- мощность электродвигателя нории, кВт

- длина провода, м

- постоянное значение

- площадь сечения проводов, мм

Расчетные потери напряжения не превышают допустимых норм, т.е.

Следовательно, провода выбрали правильно.

Расчет силовых проводок для прокладки других электродвигателей будем проводить аналогично данному примеру. Данные всех проводов заносим в таблицу.

Таблица 4.2

Техническая характеристика проводов

Тип электродвигателя	Рном, кВт	I р, А	l, м	?U, %	Марка проводки, мм2
Зерноочистительное отделение
АИР80В4У3	1,5	3,5	20	0,25	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР80В4У3	1,5	3,5	20	0,25	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР80В4У3	1,5	3,5	20	0,25	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР90L4У3	2,2	5	15	0,28	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР90L4У3	2,2	5	15	0,28	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	12	0,31	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	12	0,31	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100L4У3	4	8,6	10	0,34	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР112М4У3	5,5	11,5	10	0,47	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР132S4У3	7,5	15,2	10	0,65	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР160М4У3	18,5	35,7	15	0,6	ВВГнг 4 Ч 6
Зерносушильное отделение
АИР71В4У3	0,75	2,1	15	0,09	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР71В4У3	0,75	2,1	15	0,09	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР71В4У3	0,75	2,1	18	0,11	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР71В4У3	0,75	2,1	18	0,11	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР80А4У3	1,1	2,7	14	0,13	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР80А4У3	1,1	2,7	14	0,13	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР80В4У3	1,5	3,5	10	0,12	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	12	0,31	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	12	0,31	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	12	0,31	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	15	0,38	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР100S4У3	3	6,5	15	0,38	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР112М4У3	5,5	11,5	17	0,8	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР112М4У3	5,5	11,5	20	0,95	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР112М4У3	5,5	11,5	20	0,95	ВВГнг 4 Ч 2,5
АИР180М4У3	30	56,7	20	0,77	ВВГнг 4 Ч 10
АИР180М4У3	30	56,7	20	0,77	ВВГнг 4 Ч 10

4.3 Расчет мощности ввода

Для того чтобы запитать зерноочистительно-сушильный комплекс ЗАВ-20, необходимо рассчитать и выбрать вводное устройство и кабель. Для этого определяют полную расчетную мощность на вводе:

- расчетная активная мощность

- коэффициент мощности на вводе при максимальной нагрузке.

Расчетную мощность ввода необходимо знать для того, чтобы правильно выбрать вводное устройство и кабель. Установленная мощность освещения 0,8кВт, т.к. все машины, агрегаты работают более получаса, то мощность электродвигателей рассчитывают по формуле:

номинальная мощность электродвигателя,

коэффициент загрузки,

КПД электродвигателя.

Определяем номинальную мощность двигателя:

Определяем суммарную мощность электрооборудования комплекса ЗАВ-20:

Определим по таблице значение отношения

Принимаем значение

Определяем полную расчетную мощность:

Для того чтобы выбрать кабель и вводное устройство, необходимо определить силу тока на вводе по формуле:

Выбираем вводное устройство

Распределительные шкафы выбирают по напряжению, условиям окружающей среды, способу установки и присоединения проводов к типу и номинальным параметрам автоматов. Исходя из полученного значения, выбираем распределительный шкаф типа ПР-9332 на ток до 300А. на вводе шкафа устанавливаем автомат марки А3734Б, с Iн = 300 А. Для запитки вводного устройства выбираем кабель марки ВББШВ 4Ч95 мм с Iдоп = 320 А. Кабель проложен в земле. Для учета потребления электрической энергии в водном устройстве устанавливаем трехфазный счетчик типа СА4-И672М. Подключение счетчика осуществляется через трансформаторы тока с номинальным током первичной обмотки 300 А и вторичной обмотки 5 А.

Рассчитаем потребление электроэнергии комплексом ЗАВ-20 за сутки по формуле:

Wс суточное потребление электроэнергии, кВтч

T время работы агрегата в сутки, ч

Рассчитываем потребление электроэнергии комплексом ЗАВ-20 за 5 месяцев:

Wг годовое потребление электроэнергии, кВтч

N число дней в году.

5. Выбор электропривода машин для транспортировки зерна

5.1 Расчет электропривода выбранного оборудования

При выборе электродвигателей для привода и механизмов учитываются следующие параметры:

Напряжение электрической сети

Род тока (постоянный и переменный)

Скорость вращения (частота вращения)

Конструктивное исполнение по условию окружающей среды, система охлаждения, способ монтажа и т.д.

Рассчитываем мощность электродвигателя для привода вентилятора:

В расчетах установленную мощность электродвигателя принимают:

Q подача вентилятора 25000 м3

Р давление, создаваемое вентилятором 120 кгЧ с/м

зв КПД вентилятора (0,5 … 0,6)

Кз коэффициент мощности запаса 1,05

Проверяем двигатель на перегрузочную способность

Условие выполняется.

Pmax максимальная расчетная мощность на валу машины, равная 16,3 кВт

кратность максимального момента двигателя, равная 2,2

Выбираем электродвигатель серии АИР160М4У3: с параметрами

Проверяем электродвигатель на возможность пуска. Угловая скорость двигателя

n число оборотов двигателя в минуту.

Угловая скорость машины

Wм = рЧn /30 = 3,14 Ч 1455 / 30 = 152,3 рад/с,

где n число оборотов машины в минуту.

Номинальный момент электродвигателя

Максимальный момент сопротивления машины.

Момент сопротивления машины приведенный к валу электродвигателя



Так как Мн = 121нм > Мнn = 86,8нм

Условие выполняется пуск электродвигателя при максимальной нагрузке 18,5 кВт обеспечен.

Рассчитываем мощность электродвигателя привода загрузочной нории по формуле:

Для вертикальных транспортеров (норий) L = 0.

Установленную мощность электродвигателя принимают

Выбираем электродвигатель серии АИР132S4У3: с параметрами

Q подача нории, 40 тонн

зп КПД передачи 0,95 … 0,98

h высота подъема груза 18 м

зт КПД транспортера 0,5 … 0,7

Проверяем электродвигатель на перегрузочную способность

Условие выполняется.

Проверяем электродвигатель на возможность пуска.

Угловая скорость электродвигателя:

Угловая скорость машины:

Номинальный момент электродвигателя:

Максимальный момент сопротивления машины:

Момент сопротивления машины приведенный к валу электродвигателя

Так как

Условие выполняется, пуск двигателя при максимальной нагрузке 7,5 кВт обеспечен.

Рассчитываем мощность электродвигателя привода ленточного транспортера отходов по формуле:

Для горизонтальных транспортеров h = 0.

L длина горизонтального перемещения

f коэффициент сопротивления движению

Установленную мощность электродвигателя принимают

Выбираем электродвигатель серии АИР80В4У3 с параметрами:

Проверяем двигатель на перегрузочную способность

Условие выполняется.

Проверяем электродвигатель на возможность пуска.

Угловая скорость электродвигателя:

Угловая скорость машины:

Номинальный момент электродвигателя:

Максимальный момент сопротивления машины:

Момент сопротивления машины приведенный к валу электродвигателя

Так как

Условие выполняется пуск двигателя при максимальной нагрузке 1,5 кВт обеспечен.

Аналогично производим выбор электродвигателей и данные сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Технические данные электродвигателей комплекса ЗАВ-20

№ п/п	Наименование	Тип эл.-двигателя	Рн, кВт	n, мин-1	I, А	КПД%	cos ц	Кi	Лпус	Лмах	Лmin	Кз
1	Транспортер отходов	АИР80В4У3	1,5	1395	3,52	78	0,83	5	2,2	2,2	1,6	0,6
2	Передаточный транспортер 2	АИР80В4У3	1,5	1395	3,52	78	0,83	5	2,2	2,2	1,6	0,6
3	Триерный блок 2	АИР90L4У3	2,2	1400	5	81	0,83	6	2,1	2,2	1,6	0,8
4	Машина первичной очистки2	АИР100S4У3	3	1410	6,7	82	0,83	7	2,0	2,2	1,6	0,8
5	Решетный стан	АИР100L4У3	4	1410	8,5	85	0,83	7	2,0	2,2	1,6	0,8
6	Автомобиле-подъемник	АИР112М4У3	5,5	1430	11,4	85,5	0,86	7	2,0	2,2	1,6	0,7
7	Загрузочная нория	АИР132S4У3	2,5	1440	15,1	87,5	0,86	7,5	2,0	2,2	1,6	0,6
8	Центральная воздушная система	АИР160М4У3	18,5	1455	34,9	90,5	0,89	7	1,9	2,9	1,8	0,8
9	Разгрузочное устройство охладительной колонки 2	АИР71В4У3	0,75	1360	2,14	73	0,73	5	2,2	2,2	1,6	0,7
10	Разгрузочное устройство сушилки-2	АИР71В4У3	0,75	1360	2,14	73	0,73	5	2,2	2,2	1,6	0,7
11	Транспортирующее устройство шахт 2	АИР80А4У3	1,1	1395	2,75	75	0,83	5	2,2	2,2	1,6	0,8
12	Вентилятор топливного насоса	АИР80В4У3	1,5	1395	3,52	78	0,83	5	2,2	2,2	1,6	0,7
13	Нория подача	АИР100S4У3	3	1410	6,7	82	0,83	7	2	2,2	1,6	0,6
14	Нория сухого зерна-2	АИР100S4У3	3	1410	6,7	82	0,83	7	2	2,2	1,6	0,6
15	Нория сырого зерна-2	АИР100S4У3	3	1410	6,7	82	0,83	7	2	2,2	1,6	0,6
16	Вентилятор топки	АИР112М4У3	5,5	1430	11,4	85,5	0,86	7	2	2,2	1,6	0,8
17	Вентилятор охлади тельной колонки-2	АИР112М4У3	5,5	1430	11,4	85,5	0,86	7	2	2,2	1,6	0,8
18	Вентилятор шахты-2	АИР180М4У3	30	1470	56,9	92	0,87	7	1,7	2,7	1,5	0,8

5.2 Выбор пускозащитной аппаратуры

Электромагнитные пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по:

номинальному напряжению Uн.п. ? Uн.у,

номинальному току Iн.п. ? Iрасч

Для электродвигателей мощностью 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3; 4 кВт выбираем по условиям электромагнитных пускателей типа ПМЛ-122 с наибольшей мощностью управляемого двигателя 4 кВт, при U = 380 В с тепловым реле типа РТЛ-1. Для электродвигателей мощностью 5,5; 7,5 кВт выбираем пускатели типа ПМЛ-222 с наибольшей мощностью управляемого электродвигателя 10 кВт при U=380 В с тепловым реле типа РТЛ-2.

Для электродвигателя мощностью 18,5 кВт выбираем пускатель типа ПМЛ-322 с наибольшей мощностью управляемого электродвигателя 22 кВт при U=380 В с тепловым реле типа РТЛ-3.

Для электродвигателей мощностью 30 кВт выбираем пускатели типа ПМЛ-422 с наибольшей мощностью управляемого электродвигателя 30 кВт при U = 380 В с тепловым реле типа РТЛ-4. (табл. 7).

Таблица 5.2

Электромагнитные пускатели

Мощность двигателя	Тип пускателя	Тип теплового реле
Зерноочистительное отделение
1,5 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
2,2 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
3,3 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
4,0 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
5,5 кВт	ПМЛ-222	РТЛ-2
7,5 кВт	ПМЛ-222	РТЛ-2
18,5 кВт	ПМЛ-322	РТЛ-3
Зерносушильное отделение
0,75 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
1,1 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
1,5 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
3 кВт	ПМЛ-122	РТЛ-1
5,5 кВт	ПМЛ-222	РТЛ-2
30 кВт	ПМЛ-422	РТЛ-4

Воздушные автоматические выключатели в основном предназначены для защиты электроустановок напряжением до 1000 В от коротких замыканий и перегрузок.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

I а; Iн.у. номинальные токи автомата и электроустановки

Uн.а; Uн.у номинальные напряжения автомата и электроустановки

Iн.р номинальный ток теплового расцепителя автомата

Кн.т коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах от 1,1 до 1,3.

Iр. мах максимальный рабочий ток линии

Iн.э ток отсечки электромагнитного расцепителя

Кн.э коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя (для АЕ-2000Кн.э = 1,25).

Iпред.отк предельный отключаемый ток автоматом.

Iк.мах максимальный ток короткого замыкания в месте установки автомата.

Определяем номинальные токи всех электродвигателей по формуле:

Рассчитываем автомат для автомобилеподъемника, Рдв = 5,5 кВт. Определяем Iр. мах для двигателя автомобилеподъемника.

Iн номинальный ток электродвигателя;

Кз коэффициент разгрузки.

Определяем расчетный ток теплового расцепителя:

Выбираем автомат ВА 47-63, с

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию

Определяем пусковой ток электродвигателя:

Ki кратность пускового тока.

Определяем

Принимаем

Ложных срабатываний не будет, так как 192 А > 100,6 А

Расчет воздушных автоматических выключателей для защиты других электродвигателей производим аналогично примеру. Данные всех воздушных автоматических выключателей заносим в таблицу (табл.8).

Таблица 8

Технические характеристики автоматических выключателей

Мощность электродвигателей	Тип автомата	Iн, А	I н.р, А	I н.э, А
Зерноочистительное отделение
Р = 1,5 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н .р
Р = 1,5 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н э. р
Р = 1,5 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н .р
Р = 2,2 кВт	ВА 47-63	25	6	12 I н .р
Р = 2,2 кВт	ВА 47-63	25	6	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 4 кВт	ВА 47-63	25	10	12 I н .р
Р = 5,5 кВт	ВА 47-63	25	16	12 I н .р
Р = 7,5 кВт	ВА 47-63	25	20	12 I н .р
Р = 18,5 кВт	ВА 47-63	63	40	12 I н .р
Зерносушильное отделение
Р = 0,75 кВт	ВА 47-63	25	2	12 I н .р
Р = 0,75 кВт	ВА 47-63	25	2	12 I н .р
Р = 0,75 кВт	ВА 47-63	25	2	12 I н .р
Р = 0,75 кВт	ВА 47-63	25	2	12 I н .р
Р = 1,1 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н .р
Р = 1,1 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н .р
Р = 1,5 кВт	ВА 47-63	25	5	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 3 кВт	ВА 47-63	25	8	12 I н .р
Р = 5,5 кВт	ВА 47-63	25	16	12 I н .р
Р = 5,5 кВт	ВА 47-63	25	16	12 I н .р
Р = 5,5 кВт	ВА 47-63	25	16	12 I н .р
Р = 30 кВт	ВА 47-63	63	63	12 I н .р

6. Автоматизация установки сортировки зерна

Современные технические средства позволяют существенно усовершенствовать контроль параметров очистки и сортировки зерна, а также обеспечить качественное управление этими технологическими процессами. Например, потери зерна можно контролировать с помощью индикатора, выполненного в виде пьезоэлектрического элемента и наклеенного на текстолитовую мембрану. При ударе зерна в мембрану пьезоэлемент вырабатывает быстрозатухающий электрический сигнал. Его амплитуда и длительность зависят от силы удара, что позволяет ему не реагировать на удары легких фракций (половы, соломы). Индикатор имеет выходы на стрелочный прибор и светозвуковую сигнализацию. Его преобразователи устанавливают в местах выхода крупных и легких отходов.

Установлено, что существующая система автоматического контроля и дистанционного управления машинами не полностью удовлетворяет требованиям послеуборочной обработки зерна на агрегатах и комплексах и имеет существенные резервы. Оптимизация систем автоматического управления всеми технологическими процессами позволяет на 20...25% повысить производительность машин, в 4-5 раз снизить простои машин, в 2-3 раза уменьшить затраты труда и обеспечить заданное количество обработанного зерна.

Цель оптимизации автоматического управления зерноочистительной машиной состоит в получении максимальной производительности при заданном значении чистоты отработанного зерна.

В настоящее время наиболее сложным и практически нерешенным в техническом отношении является вопрос реализации датчиков чистоты сортировки, а также датчиков содержания зерна в каналах аспирации и в крупных примесях, в связи с чем настройка режимов работы ветрорешетпых зерноочистительных машин производится вручную и качество их работы в основном зависит от квалификации оператора, обслуживающего комплекс послеуборочной обработки зерна.

Рис. 3. Функциональная схема регулирования загрузки и чистоты продукта зерноочистительной машины

Загрузка воздушно-решетной машины вторичной очистки может быть стабилизирована работой системы автоматического регулирования (САР), воздействующей на шиберное устройство промежуточного бункера зерна.

Загрузку машины измеряют расходомером зерна РЗ (рис. 3), лоток которого перемещает плунжер дифференциального трансформаторного измерительного преобразователя ДР.

ПБ - промежуточный бункер; ШУ - шиберное устройство; РЗ - расходомер зерна; РП - регулирующий прибор; ИМ - исполнительный механизм; ДР - датчик расходомера; ПО - пробоотборник; РУ - весоизмерительное устройство; СП - сепаратор; ПУ- программное устройство; ШД - шаговый двигатель; ЗД - задатчик

Принцип действия системы регулирования чистоты зерна. Обрабатываемое зерно поступает в зерноочистительную машину ЗОМ из промежуточного бункера ПБ через шибер ШУ и расходомер регулятора загрузки РЗ. Регулятор стабилизирует загрузку машины на уровне, установленном задатчиком ЗД. Периодически, через заданные промежутки времени, программным устройством включается анализатор чистоты зерна. Его пробоотборник ПО отбирает из потока зерна на выходе из машины пробу и помещает ее в весоизмерительное устройство ВУ. По достижении заданной массы пробы в работу включается сепаратор СП. Чистое зерно взвешивается ВУ, и результат сравнивается с заданным значением, соответствующим кондиционному зерну. Если масса пробы ниже (выше) заданной, то загрузка машины уменьшается (увеличивается) за счет соответствующей коррекции задания регулятору загрузки. Описанный алгоритм коррекции периодически повторяется по команде программного устройства ПУ.

7. Расчет заземления и молниезащиты

7.1 Расчет заземления

Корпус электродвигателя или трансформатора, арматура электросветильника или трубы электропроводки нормально находится под напряжением относительно земли благодаря изоляции от токоведущих частей. Однако в случае повреждения изоляции любая из этих частей может оказаться под напряжением, нередко равным фазному. Электродвигатель с пробитой на корпус изоляцией обычно соединен с машиной, которую он приводит в движение, например, установлен на станке. Рабочий, взявшийся за рукоятку управления станком, может попасть под напряжение.

В соответствии с ГОСТом 12.1.030-81 для защиты от поражения током при повреждении изоляции необходимо применять защитное заземление. Защитным заземлением называется заземление частей электрической установки с целью обеспечения электробезопасности. Принцип заземления состоит в том, что заземляемые металлические части соединяют с заземлением, т.е. с металлическим предметом, находящимся в непосредственном соприкосновении с землей или группой таких предметов.