Комплексна електрифікація виробничих процесів господарства "Сула" Роменського р-ну з детальною розробкою системи опалення приміщення

                                                                ВСТУП

        За будь-якої форми господарювання механізація та автоматизація відіграють важливу роль у підвищенні продуктивності праці в тваринництві і птахівництві, збільшення виробництва одиниці продукції з одиниці площі. Цьому зокрема сприяють впровадження сучасних автоматизованих поточних ліній, ефективне використання існуючих машин та обладнання.

    В основних технологічних процесах  дедалі більше застосовуються  електродвигуни, електронагрівальні, освітлювальні та опромінювальні  установки, складні автоматичні  системи  та апарати захисту і керування.

        Проте досягнутий рівень  електрифікації  та  об’єм електроспоживання  ще не відповідають вимогам  сьогодення. Зокрема, енергоозброєність  праці в агропромисловому  виробництві  у шість разів менша  ніж  у промисловості, а рівень  споживання  енергії  сільським населенням  у побуті  майже втричі  нижчий  порівняно з міським. Поки що низькою є  експлуатаційна  надійність  електрообладнання. Щорічно в господарствах  виходять з ладу  15-20 відсотків  наявних електродвигунів. Основна причина цього – низька якість поточного  та капітального  ремонтів, незадовільне технічне обслуговування. Понад 80 відсотків  усіх відмов  електрообладнання  пов’язані  з недосконалістю  захисту від  аварійних режимів, неправильною експлуатацією. Як наслідок, витрати  на технічну експлуатацію  за строк  нормативної окупності  в 4-10 разів перевищують вартість нового  електрообладнання. Для вирішення проблеми необхідно  підняти на якісно новий  рівень  базу сільської енергетики  шляхом її технічного переоснащення, прискорити розробку та виробництво нового  високоефективного електротехнічного та  теплоенергетичного  обладнання, приладів і засобів  автоматизації.    

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

           Крім  того, треба  вжити дієвих заходів  щодо виробничої  бази  енергетичної  служби в селі.           

           Автоматизація процесів сільськогосподарського  виробництва забезпечує значний економічний ефект. Зокрема, комплексна автоматизація приготування кормів на потокових лініях сприяє зменшенню затрат праці у 4—5 разів і зниженню собівартості цих кормів на 30—50 %. Особливо суттєвим є економічний ефект при автоматизації технологічних процесів у птахівництві. На багатьох сучасних птахофабриках України, де повністю автоматизовано роздачу кормів, водопостачання, видалення посліду, збирання яєць, освітлення і регулювання режимів мікроклімату, затрати праці на виробництво 1000 яєць становлять 1,5— 2,5 год, тобто у багато разів менше ніж на звичайних неавтоматизованих птахофермах.

          Дуже ефективною є автоматизація  стаціонарних електрифікованих процесів у рослинництві. Так, застосування для після комбайнової обробки зерна комплектних зерноочисно-сушильних пунктів (ЗАВ-20, ЗАВ-40, КЗС-10, КЗС-20 та ін.) з потоковими технологічними лініями і централізованим автоматичним керуванням дає можливість у 2—З рази знизити затрати праці порівняно із затратами на звичайних електрифікованих,  але не автоматизованих токах.

         Слід зазначити, що мета автоматизації  не обмежується лише зниженням  затрат праці і підвищенням  ефективності використання техніки. Вона сприяє створенню енерго- і ресурсозберігаючих технологій, а також підвищенню продуктивності тварин і птиці, урожайності сільськогосподарських культур. Велике значення має створення сприятливих, а іноді навіть комфортних умов для працівників, зайнятих в автоматизованому виробництві.  

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

     1. ВИРОБНИЧО-ГОСПОДАРСЬКА ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1. Виробнича характеристика господарства

          Відкрите  акціонерне  товариство  „ Роменський  племсервіс Сула”   знаходиться на відстані 10 км  від районного центру . Місцезнаходження  господарства:                                    42005, Україна,

                                                            Сумська обл., м. Ромни,

                                                 вул. Будьоного, 1 .

          Господарство розташоване поруч  з автотрасою Ромни - Конотоп „Роменський племсервіс Сула” – знаходиться в лісостеповій зоні України, рельєф переважно рівний.

         В господарстві провадиться система  заходів з комплексної механізації  та автоматизації виробничих  процесів, вводяться інтенсивні  технології в виробництві продукції  рослинництва та тваринництва. Результатом  цього є зниження затрат праці на виробництво одиниці продукції. Але ці заходи впроваджуються досить повільно, і тому будуть предметом моїх розрахунків.

        Предметом діяльності товариства  є: 

• організація племінної роботи  та відтворення поголів’я  сільськогосподарських тварин  в господарстві незалежно від форми  власності;
• - організація племрепродукторів по вирощуванню племінного молодняка;
• - закупка висококласних породних жеребців  та конематок   в інших   областях  України та  за її межами;
• - створення власної кормової бази;

      -комплектація  поголів’я  жеребців, відбір і розміщення  їх для інтенсивного використання  на парувальних пунктах та впровадження  штучного   запліднення конематок.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

Таблиця 1.1

Показники  рослинництва і тваринництва  господарства

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                1.2. Характеристика електрогосподарства

          ВАТ  „Племсервіс „Сула”  має задовільну електроозброєність . На сьогоднішній день в господарстві  споживається в середньому  за рік

- 21182,4 кВт/год, за місяць - 1765,2 кт/год. В господарстві  діють 2 комплексних трансформаторних  підстанцій  потужністю 230 кВт.

           Живлення  здійснюється  ПЛ 35 кВ  протяжністю 7 км . Загальна  довжина   ПЛ електропередач  - 0,4 кВ складає 7 км.

      В господарстві налічується  38 електродвигунів,загальною потужністю - 191,9 кВА. Також  в господарстві установлене  інше електрообладнання, водонагрівачі, електронасоси, опромінювані, електрокалорифери, тощо

      При достатній  електроозброєності  господарства  питанню автоматизації  виробничих процесів у тваринництві  приділена недостатня увага, через відсутність різних автоматизованих  пристроїв  у господарстві.  При цьому господарство несе  збитки по  електроенергії   і  ВАТ несе додаткові  фінансові  витрати.  Тому при подальшій  роботі   над  дипломним проектом   питанню автоматизації  буде приділена  особлива увага.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                  2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

                    2.1. Вибір технологічного обладнання  ферми.

           З метою підвищення продуктивності, покращення умов праці електрифікуємо і автоматизуємо  слідуючі процеси: освітлення, приготування кормів, годівля, доїння,  прибирання гною,  підтримання мікроклімату, поїння тварин, опалення приміщення.

           Для видалення гною на молочно – товарній фермі  застосовуємо  в роботу  скребкові транспортери типу ТСН-160А.  Транспортер складається  з двох частин – окремих транспортерів:

- горизонтального, який  своїми скребками   видаляє  гній  безпосередньо з місць  дефекації тварин;

- похилого , який  видаляє із свинарника  на  зовні. З похилого транспортера  гній скидається  на причеп і вивозиться  до гноєсховища.

           Роздача кормів буде здійснюватись пересувним кормороздатчиком тракторного типу КТУ – 10А.

          Підігрів води для харчових  та технологічних потреб здійснюватимемо  водагрівником ВЕП – 600.

          Напування тварин відбуватиметься за допомогою автопоїлок

ПА-1А.

         Для створення оптимального мікроклімату  застосуємо калорифери типу СФОЦ - 40.

          Для проведення первинної переробки  молока вибираємо таке обладнання:

• Доїльна установка – МД  - Ф - 1
• Охолодник – ТОМ – 1
• Очисник – ОМ- 1

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                      2.2. Розрахунок освітлення

           Електричне освітлення – найважливіший  фактор, впливаючий на продуктивність тварин.

           Вірно сконструйована електроосвітлювальна  установка повинна задовольняти  потреби та діючі правила і  норми, бути найбільш ефективною  для даних умов експлуатації. Освітлювальні установки повинні  створювати світловий клімат  приміщень, при якому забезпечуються безпечні умови праці і складаються необхідні умови для росту продуктивності тварин.

         Основним документом, встановлюючим  норми освітленості є – СниП11-4-79. На його основі розроблені  галузеві норми освітлення.

         Враховуючи світлотехнічні характеристики і економічність електроосвітлювальних установок, подаються слідуючі рекомендації при виборі джерела світла:

• Люмінесцентні лампи слід приймати для освітлення суспільних приміщень, адміністративних, доїльних залів, тваринницьких приміщень.
• Лампи розжарювання необхідно застосовувати для освітлення окремих допоміжних приміщень.
• Місце  та спосіб установки світильників повинні забезпечувати нормативні рівні освітлювальності  при найменших затратах, найменшу протяжність і зручність монтажу групових мереж індустріальним методом, зручність і безпечність експлуатації  освітлювальної установки.

        Для освітлення приймаємо світильники  з люмінесцентними лампами ЛСП  18 – 2 * 36

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

А –  довжина приміщення

В –  Ширина приміщення

  Мал. 2.2.1. План стійлового приміщення

         Знаходимо площу приміщення перемножуючи  довжину та ширину приміщення:

  А- 72 м; В- 20м.

                                         S=А*В м²                                     [Л5] ст..8 (2.2.1)

                                                            S=20*72= 1440 м²

        Розрахунок проводимо методом  коефіцієнта використовуваного  світлового потоку.

        Норма освітленості при освітлюванні  корівника люмінесцентними лампами  складає :

                                 Е = 75 лк на рівні полу.

        Згідно ПУЕ мінімальна висота  підвісу світильників:

                               H_мін = 2,5 м

Приймаємо Н = 2,7 м.

       Визначаємо відстань між світильниками:

                              L = h*λ;  м                                                  [Л5] ст..12 (2.2.2)

Де λ – найвигідніша відстань між світильниками, яка залежить від кривої

            сили світла світильника, м;

    h - висота підвісу світильників, м.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                            λс  >  λ > λе                                          [Л5] ст..13  (2.2.3)

де  λс, λе – відповідно світлотехнічна та економічно найвигідніша відносні відстані між світильниками.         

                       λ = 1,4 – 1,8                                          [Л5] ст..13  (табл.. 3.2)

                              L = 2,7*(1,4…1,8)=3,78…4,86 м

Приймаємо L = 4,8 м.

          Визначаємо кількість світильників  в ряду

                                   Na =А / L; шт                                    [Л5] ст..14 (2.2.4)

Де А – довжина  приміщення , м

Na = 72/4,8  = 15 шт

         Приймаємо Na = 15 світильників в ряду

Визначаємо  кількість рядів в приміщенні:

                               Nв = В /  L; шт                                      [Л5] ст..14 (2.2.5)

Де В – ширина приміщення, м

                               Nв = 20/ 4,8 = 4,1  шт

         Приймаємо Nв = 4  рядів в стійловому приміщенні.

Визначаємо загальну кількість світильників:

                              N = Nа * Nв; шт                                    [Л5] ст..14 (2.2.6)

                              N =15*4 = 60 світильників

            Визначаємо індекс приміщення:

                                  І = АВ / Н_р(А+В)                                [Л5] ст..135 (2.2.7)

                                  І = 72*20 / 2,7(72+20) = 5,8

           Визначаємо Ф

                           ; Лм                                     [Л5] ст..8 (2.2.8)

Де Фс - розрахунковий освітлювальний потік, Лм;

     S- площа приміщення, м²;

     N - кількість світильників, шт.;

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

      η- коефіцієнт використання світлового  потоку;             

     Z- коефіцієнт нерівномірності освітлення (для світильників з люмінесцентними лампами Z=1,2).

      Е- нормова освітленість корівника, Лк;

      Е= 75 Лк;

      К- коефіцієнт запасу, (К=1,3);

           Приймаємо для світильника ЛСП  18 – 2 * 36 лампи АБ36 з світловим  потоком Фп – 3050 Лм;

         Визначаємо фактичну освітленість:

                                   Еф = Е * (2 * Фл/Фс), Лк;                   [Л5] ст..15 (2.2.9)

                                    75*(2*3050/5298)=86,4 Лк;

         Відхилення від нормованої освітленості:

                                   ΔЕ = ((Еф-Е)/Е)*100%                        [Л5] ст..8 (2.2.10)

                                   ((86,4 – 75)/75)*100 = 15 %

                                    -10% < 15% < 20%

Відхилення  освітленості відповідає допустимому.

         Приймаємо 60 світильників, чотири ряди по 15 штук  ряду.

        Розраховуємо відстань між ними:

                                   Lа =А / Na ; м                                     [Л5] ст..13(2.2.11)

Lа = 72/15 = 4,8 м

Відстань  від світильників до стіни:

                          Lс = 0,5 * Lа = 0,5*4,8 = 2,4 м                 [Л5] ст..15 (2.2.12)

          Розрахунок електропостачання в  допоміжних приміщеннях виконаємо  методом питомої потужності, який  використовують при наближеному  розрахунку  освітлювальних установок.

          Як приклад приводимо розрахунок  освітлення тамбура, площа якого:  

                                          S = 12,5 м²

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

         Норма освітленості Е = 20 Лк.

          Коефіцієнт відбивання стелі  р_п = 30 %, стін р_с = 10%,

   підлоги р_р = 10%.

          Для освітлення приймаємо світильники  ППД – 100. Висоту підвісу світильників приймаємо     h = 2,7 м. Коефіцієнт запасу К_з = 1,15. Коефіцієнт нерівномірності освітлення Z=1,5. По таблицям питомої потужності визначаємо табличне значення питомої потужності.

                                 Р΄пит = 9,3 Вм /м²

Так, як табличне значення дане при р΄_п = 50%; р΄_і = 30%; к_з = 1,3; Z=1,5, виконуємо розрахунок питомої потужності.

            Р΄ уд = Руд*К1*К2*К4 = 9,3*0,88*1,1*1,3 = 11,7 Вт / м²

Де  К1 – коефіцієнт приведення коефіцієнта  запасу до табличного:

                                К1 = К3/К΄3 = 1,15/1,3 = 0,88;              [Л5] ст..17 (2.2.13)

     К2  – коефіцієнт приведення коефіцієнтів  відбивання поверхні приміщення  до табличного :           К2 = 1,1.

      К4 -  коефіцієнт приведення коефіцієнта  нерівномірності освітлення до  табличного:

                              К4 = Z /Z΄ = 1,5 / 1,15 = 1,3;                   [Л5] ст..17 (2.2.14)

          Визначаємо розрахункову потужність  лампи:

                            Рл = Руд* S = 11,7 * 12,5 = 146,3 Вт     [Л5] ст..8 (2.2.15)

          Приймаємо один світильник ППО  – 200 з лампами накалювання  Г220 – 230 -150 потужністю 150 Вт. Аналогічно проводим розрахунок для всіх приміщень.                    

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                            2.3. Розрахунок освітлювальної проводки

       Розташувавши світильники на  плані приміщення виконуємо розрахунок  освітлювальної проводки.

        Живильні і групові щити потрібно розміщувати в місцях з’єднання живильних і групових мереж, по можливості в центрі електричного навантаження і в місцях, доступних для обслуговування.

            При розподілі освітлювальної  проводки на групи необхідно  враховувати слідуюче:

• навантаження на кожну фазу повинно бути приблизно однаковим;
• згідно з ПУЄ(1986 р) кількість ламп розжарювання групової лінії освітлення двопровідної однофазної мережі не повинно перевищувати 20 на фазу (в тому числі і штепсельні розетки), а при люмінесцентних лампах – не більше 50, при чотирипроводній мережі – 60 шт з лампами розжарювання і 150 шт  з люмінесцентними;
• номінальний струм розчіплювала групового автоматичного вимикача не повинен перевищувати 25 А
• на чергове освітлення виділяється приблизно 10% від загальної кількості світильників;
• чергове освітлення виділяється в окрему групу. До групи 

     чергового освітлення під΄єднують і світильники освітлення  

     входів у приміщення 

         Як приклад привожу розрахунок  групової лінії 1.  Визначаємо  розрахунковий струм лінії:

                             І_р = К*Рн*10³/ υ_н*соsφ , А                        [Л5] ст..36 (2.3.1)

Де   υ_н – номінальна напруга лінії, В;

        Рн – встановлена потужність  світильника, кВт;               

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

К –  коефіцієнт враховуючий пускові  струми

  Соsφ = 1 – для ламп розжарювання,

  Соsφ = 0,9 – для люмінесцентних ламп. 

                      І_р = 1,25*0,936*10³/ 220*0,9 = 5,9 А

За  умовою  І_д>І_р,

Де  І_д – довготривалий допустимий струм навантаження провода.

Вибираємо кабель АВРГ(2*2,5) І_д = 21А.

           Перевіряємо вибраний кабель по втраті напруги

                                    Δυ =ΣРL/CS,                                     [Л5] ст..36 (2.3.2)

Де  Δυ – втрата напруги в лінії, %;

      ΣРL -  сумарний момент навантажень, кВт*м;

        Р – навантаження, кВт;

        L - довжина лінії від освітлювального щита до точки прикладення

              Навантаження, м;

        С – коефіцієнт дл однофазної  мережі з алюмінієвими проводами, 

       С=7,4; для трифазної мережі з  алюмінієвими проводами С=4,4;

      S – площа перерізу провідників, мм².

     ΣРL = 0,072*8,2+0,072*13+0,072*17,8+0,072*22,6+0,072*27,4+ +0,072*32,2+0,072*37+0,072*41,8+0,072*46,6+0,072*51,4+0,072*56,2+0,072**61+0,072*65,8=34,64 кВт*м     

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

           Втрата напруги в лінії складає:

                                         Δυ =ΣРL/CS=34,64 / 7,4*2,5 =1,87%

   Втрата напруги менше допустимої

                                       Δυ = 1,87 < υ_доп = 2%

          Аналогічно вибираємо провідники для інших групових ліній. Результати заносимо в таблицю. Для живлення освітлювальної проводки вибираємо розподільчий щит ПР11-3010. Пункт має ввідний автоматичний вимикач АЕ 2056 і 12 лінійних автоматичних вимикачів АЕ2044. Ступінь захисту ІР 54. З 12 лінійних вимикачів буде задіяно 5 а інші будуть в резерві.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                       2.4 Вибір електродвигунів.

             Сільськогосподарські машини і агрегати здебільшого поставляються заводами - виготівниками комплектно з електродвигунами, тому перевіряється правильність вибору двигуна за потужністю та відповідність його характеристик конкретним умовам роботи на об’єкті.

             Електродвигун, потрібний для  приводу робочої машини, вибирають  за такими основними ознаками: родом струму; величиною напруги;  режимом роботи; електричною модифікацією; конструктивним виконанням та  способом монтажу; кліматичним  виконанням; категорією розміщення; ступенем захисту персоналу від доторкання до струмоведучих або рухомих частин, що знаходяться в середині його корпусу, та від потрапляння всередину корпусу твердих сторонніх тіл і води; частотою обертання; потужністю.

            За родом струму електродвигуни вибирають залежно від джерела електропостачання та вимог машин і механізмів до характеристик електродвигунів.

            За величиною напруги двигуни  вибирають так, щоб їх номінальна  напруга відповідала напрузі,  на яку вони будуть вмикатись.

            Трифазні двигуни змінного струму  вмикають тільки на лінійну  напругу електромережі. При цьому,  якщо лінійна напруга мережі  дорівнює напрузі двигуна, то  обмотки статора з’єднують в  «зірку», а якщо лінійна напруга  мережі дорівнює фазній напрузі двигуна, то обмотки статора з’єднують в «трикутник».

           За режимом роботи (тривалий, короткочасний,  повторно – короткочасний) двигуни  вибирають відповідно до режимів  роботи машин.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                                                                                   Таблиця 2.4.1

          Технічна характеристика скребкового  транспортера ТСН – 160

                                                                                                     Таблиця 2.4.2

             Технічна характеристика двигунів АИР 100L4  та АИР 90 L4

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                       2.5. Розрахунок і вибір пускозахисної апаратури .

           Вибрати апарат – це означає  відібрати з великої кількості  однотипних апаратів найбільш  досконалий, дешевший апарат, технічні дані якого відповідають умовам вибору, вимогам техніки безпеки і протипожежним правилам.

            Для забезпечення безперервної роботи установки необхідно забезпечити надійний захист від струмів короткого замикання, перенавантажень, та неповнофазних    режимів роботи системи.

         Всі апарати захисту вибирають  та розраховують виходячи із  значення номінального струму  установки або із комплексних  струмів споживачів, які входять  до її складу. При виборі пускозахисної  апаратури обов’язково враховують необхідну чутливість та ефективність захисту, умови навколишнього середовища в якому буде працювати установка.

         Апаратура захисту та керування  повинна забезпечувати належну  комутацію (вмикання і вимикання), а також захист силової сторони установки, струмопровідних жил, дротів, кабелів від перенавантаження та короткого замикання.

         Номінальний струм двигунів визначається  за формулою

                                                               [Л2] ст.30 (2.5.1)

Де

   Р- потужність

   Uл- лінійна напруга

   Сos_ф- коєфіцієнт використання потужності 

         Струм першого двигуна (горизонтальний  транспортер) І₁=11,4 А.

         Струм другого двигуна (похилий   транспортер)  І₁=3,52 А.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

           Вибираємо автоматичний вимикач  за слідкуючої умови, щоб номінальна  напруга вимикача U_ном.а дорівнювала або перевищувала номінальну напругу мережі U_н.мер.

                                     U_ном.а ≥ U_н.мер                                          [Л2] ст.30 (2.5.2)

                             660В ≥ 380В

           Номінальний  струм головного  кола вимикача І_ном.а та номінальний струм його теплових розчіплювачів І_ном.т і електромагнітних І_ном.ел. розчіплювачів мають дорівнювати або трохи перевищувати номінальний струм установки І_{н.устан} , тобто повинно виконуватись

                              І_ном.а  ≥  І_{н.устан}                                                 [Л2] ст.31 (2.5.3)

                             І_ном.т =  І_ном.ел ≥  І_н.уст                                        [Л2] ст.31 (2.5.4)

                              І_ном.а  =63А ≥ І_н.уст=11,4А;       І_ном.ел =16А

         Приймаємо автоматичний вимикач  АЕ 2040 , так як

                            І_ном.а  =63А;  І_ном.ел =16А               

         Вибір електромагнітних пускачів  здійснюємо за такими умовами:

                            U_н.пуск ≥ U_н.мер                                               [Л2] ст.31 (2.5.5)

                             660В ≥ 380В

                             І_н.пуск ≥ І_н.уст                                                               [Л2] ст.31 (2.5.6)                                                 

                                              16А ≥ 11,4А

Де

     U_н.мер  - номінальна напруга мережі;

     U_н.пуск  -  номінальна пускова напруга;

      І_н.пуск   - номінальний пусковий струм;

      І_н.уст  -  номінальний струм установки.

Приймаємо пускач ПМА 311. Величина пускача залежить від номінального струму , без реле , не реверсивний. Виконання за ступенем захисту ІР 40, без кнопок.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

        Теплове реле вибираємо за такими умовами, щоб струм не спрацювання був не менше від номінального струму двигуна. Таким чином приймаємо реле типу ТРН, яке використовують у схемах керування електроприводами при напрузі до 660В, та частоті струму 50…60 Гц. Допускають роботу при температурі навколишнього середовища 40…60⁰ С. Група умов експлуатації  Н7. Для двигуна робочий струм становить І_роб =11,4А .

             Для першого двигуна приймаємо теплове реле ТРН 25, з номінальним струмом І_р=25А , діапазон регулювання номінального струму при тривалому режимі роботи  14А.

             Для двигуна з робочим струмом       І_р=3,52А     вибираємо теплове реле ТРН з номінальним струмом 25А.

Максимальний  струм тривалого режиму 4А.                

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                 2.6. Вибір силової проводки

          Відповідно до нормативних документів для сільськогосподарських установок рекомендується використовувати певні марки проводів і кабелів і способи їх прокладання.

          Вид електропроводки , марку та спосіб прокладання провода або кабеля вибирають залежно від призначення , цінності та архітектурних особливостей будівлі, умов навколишнього середовища, характеристики та режиму роботи електроприймачів, вимог техніки безпеки та протипожежних правил , тощо. 

        У сільськогосподарських приміщеннях  для живлення електроустановок  здебільшого використовують проводи  і кабелі   з алюмінієвими  жилами з перерізом 2,5 мм ² і вище. При цьому, як правило треба застосовувати такі види проводок , які не потребують стальних труб. Електропроводку в стальних трубах застосовують лише тоді, коли за умови навколишнього середовища або місця прокладання інша проводка недопустима або недоцільна.

         Струмопровідний силовий кабель по вихідним та значенню робочого струму Ір вибираємо за таблицею. Площу поперечного перерізу струмоведучих жил або проводу кабеля в кожному випадку треба вибирати так , щоб тривало допустимий для нього за нагріванням струм навантаження І_доп був не меншим максимально тривалого робочого струму електричного кола І_{мак.роб} .

                                           І_доп  ≥І _{макс.роб}                                [Л2] ст.38 (2.6.1)

Вибираємо кабель марки АПВ, який призначений для прокладки в приміщеннях, тунелях, каналах, при відсутності механічних навантажень і наявності агресивного середовища( кислот, лугів). Такий кабель приймаємо для обох транспортерів.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Вибраний переріз провода перевіряємо за умовою співвідношення апарату захисту:

                            І_доп > К_з*І_з                                                  [Л2] ст.38 (2.6.2)

Де Кз – коефіцієнт, враховуючий вид захисту, - при  захисті автоматичним вимикачем  з комбінованим розчіплювачем Кз = 1.

       Із – номінальний струм розчіплювача  захисного апарату.

          Згідно з ПУЕ переріз провода  за умовою відповідності апарату  захисту можна вибрати на ступінь  нижче.

         В якості прикладу проведу  вибір перерізу проводі для підключення електродвигунів гноєвидаляючого транспортеру.

         Розгалуження до електродвигунів  виконаємо проводом АПВ (1*2,5) в  трубах.

         Допустимий струм: І_доп = 19 А

       І_доп= 19 > І_н = 11,4 А – для двигуна горизонтального транспортера

       І_доп= 19 > І_н = 3,52 А – для двигуна похилого  транспортера          

      І_доп= 19 > І_н = 11,4 А – для двигуна вентилятора

         Магістраль виконаємо кабелем  АВРГ (3*6+1*4)

                             І_доп= 29,4 > І_р = 26,5 А

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

            2.7. Складання графіка навантаження роботи  електрообладнання ферми.

           Характеристику навантаження  можна показати графічно. Якщо на осі абсцис  відкласти години доби, а на осі ординат – відповідні їм навантаження,  то дістанемо криву, яка називається графіком  навантаження . Відрізняють крім добових , тижневі, сезонні  й річні графіки навантаження . За видом навантаження  бувають графіки  активного і реактивного навантаження . На осі  ординат можна відкласти  навантаження  як в одиницях  потужності, так  і в  одиницях струму.

      Зміну навантаження  за часом зображають  суцільною плавною кривою або ламаною, що складається з  окремих прямих ліній.

      Користуючись графіками навантаження , можна проаналізувати роботу  електростанції ,  підстанції чи  окремого споживача, визначити   ступінь завантаження  агрегатів  і можливість  найраціональнішого розподілу навантаження  між окремими агрегатами .

      Для побудови  добових графіків  навантаження  енергосистеми   знімають показники два рази  на рік  у характерні дні  ,  звичайно в  третіх декадах   червня і  грудня, для активного і реактивного навантаження.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

      Рис 2.7.1. Графік навантаження корівника

                      1-Гноєвидалення., 2- Робота вакуумного  насосу.,

                       3-Вентиляція.,  4- Робоче освітлення., 5- Водонагрівання.,

                       6- Чергове освітлення.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

8. Розрахунок вводу.

           Ввід в корівник виконаємо проводом АПВ в стальній тонкостінній трубі.  Довжина вводу 7,5м.

           Виходячи з графіка навантаження одержуєм:

• вечірній максимум Рв = 39,5 кВт
• денний максимум 32 кВт

            Навантаження молочного блоку  приймаємо за РУМ 81. Номер шифра  133.

            Сумарна потужність на вводі  складає:

                         Р΄в =  Рв+Рв = 39,5+15 = 54,5 кВт             [Л8] ст.78 (2.8.1)

                         Р΄д =  Рд+Рд = 32+15 = 47 кВт                  [Л8] ст.78 (2.8.2)

Коефіцієнт  потужності на вводі cos μв =0,85

Розрахунок  ведемо на більше навантаження.

Повна розрахункова потужність на вводі :

                                 Sp = Р΄в/ cos μв; кВт                         [Л8] ст.78 (2.8.3)

                                Sp = 54,5/0,85=64 кВт

По  розрахунковому струмові приймаємо  переріз проводу вводу 50мм².

                                І_доп= 120 > І_р = 97,3 А

          Перевіримо вибраний переріз  проводу за допустимою втратою  напруги.  Втрата напруги на  вводі:

                              Δυ = Макс * L / С*S ; %                            [Л8] ст.79 (2.8.4)

   Де  L – довжина вводу,м.;

         С –коефіцієнт для трифазної мережі напругою 220/380В, з використанням алюмінієвого проводу С = 44;

         S- Переріз проводу, мм².

                               Δυ = 54,5*7,5/44*50=0,19%

Розрахункова  втрата напруги менша за допустиму

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                       3. РОЗРАХУНКОВО - КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА

1. Технологічні основи опалення

           3.1.1  Процес опалення. Техніко – економічне обґрунтування.

        У сільськогосподарському виробництві використовують дуже багато теплової енергії. В структурі енергобалансу вона становить більш як 65%, а у тваринництві потреба в тепловій енергії становить 80... ...90% всього енергоспоживання.

            На тваринницьких фермах теплову  енергію використовують для

підігрівання  води, приготування кормів, пастеризації молока, стерилізації молочного посуду, обігрівання тваринницьких приміщень, обробки продукції тваринництва, а також для зоогігієнічних потреб. У птахівництві теплову енергію використовують для інкубації яєць, обігрівання курчат, для підігрівання води, створення необхідного мікроклімату в приміщеннях, переробки птахівницької продукції   тощо.

          У тваринництві  як джерело тепла використовували  в основному невеликі вогневі установки, в яких спалювали тверде і рідке паливо. Основним недоліком їх є велика металоемкість, низький коефіцієнт корисної дії, висока  собівартість теплової енергії, підвищена пожежо-небезпека,    велике   забруднення   навколишнього   середовища.   Для обслуговування цих установок потрібні значні затрати праці.     

Вогневі установки   погано   піддаються   автоматизації,   потребують   великих затрат на розподіл теплової енергії по виробничих об'єктах. Газифікація і централізоване постачання тваринницьких ферм теплою водою  потребують великих капіталовкладень.

          Зазначені   недоліки  вогневих  установок для  одержання теплової

енергії — основна причина широкого застосування в теплових процесах тваринництва і птахівництва електричної енергії.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Електротеплові установки  не мають тих істотних недоліків, що спостерігаються у   вогневих.

         Тепер близько 20% всієї споживаної сільським господарством електроенергії використовують для одержання тепла. Застосування електронагрівання для одержання теплової енергії у сільському господарстві вивільнило значну кількість людей, зайнятих раніше на обслуговуванні   малопродуктивних   паливних   установок.

         Електрообігрівання значною мірою доповнює роботу вогневих установок. Проте в ряді  процесів, таких як    інкубація яєць, обігрівання молодняка, місцеве обігрівання тварин і птиці та інших, перехід на електронагрівання є єдиним раціональним рішенням.

        Досвід Радянського Союзу, нашої України та  ряду зарубіжних країн показує, що використання електроенергії в теплових процесах сільського господарства з кожним роком зростатиме внаслідок об'єктивних законів і   розвитку науково-технічного прогресу.

Важливим завданням  є розробка нових технологічних  процесів, де електротеплові процеси  вели б до значного росту продуктивності

 праці,  підвищення  якості і збільшення виробництва  сільськогосподарської продукції.

               Електрокалорифери призначені для повітряного опалення приміщень. Перевага їх заключається в тому , що в одному агрегаті поєднуються опалювальний пристрій і приточна вентиляція. Приток підігрітого повітря забезпечує оптимальні параметри повітряного середовища по температурі, вологості та газовій складовій в відповідності до вимог санітарно – гігієнічних норм. Затрати на одиницю часу при калориферному опаленні на 50-70% менше, чим при електрокотельному опаленні.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

           Вибір електрокалорифера по потужності, продуктивності по повітрю, потрібному напору вентилятора. Ці параметри визначаються при розрахункові опалення і вентиляції, та аеродинамічного опору воздуховодів.

           Основні умови нормальної роботи  калориферів складаються з того, щоб температура на поверхні  ребер не виходила за допустимі  межі.

           Для підтримання в приміщеннях  з підвищеним вологовиділенням  нормованої відносної вологості електрокалориферні системи повинні мати регульовану повітрепродуктивність, що забезпечується зміною частоти обертів електродвигунів вентиляторів.

           В нашому випадку ми будемо  автоматизувати установку по  температурі нагрівання повітря.           

         Електрокалорифер призначений для подачі і підігріву повітря в системах мікроклімату в тваринницьких приміщеннях.

      Електрокалориферна установка складається з рами, вентилятора, нагрівних елементів, мякої підставки, перехідного патрубка, та станції керування і виносних температурних датчиків типу ДТКБ-53Т. Температура вихідного повітря складає не більше 50ºС. Підігрів повітря відбувається поребреними трубчатими нагрівниками, розбитими на окремі трифазні групи (секції), з’єднані в ‘’зірку’’.  Трубчасті нагрівні елементи калорифера розділені на 3 однакові секції, що дозволяє вмикати 33,3 і 66,6 або 100 % потужності.

            Продуктивність по повітрю регулюють шиберною заслінкою, розташованою на вихідному патрубкі вентилятора. Для зменшення вібрації вентилятор з’єднаний з калорифером за допомогою м’якої вставки та поставлений на віброізолятори.

           Установка розрахована на живлення  від мережі трифазного змінного  струму частотою 50 Гц, напругою 380/220В.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

      Максимально допустима температура на поверхні нагрівників 180ºС.

        При безпосередньому випускі  нагрітого повітря без застосування  розподільчих воздуховодів установки  можуть обладнуваться осьовими вентиляторами. Установки постійно готові до застосування, не розмерзаються, не потребують постійного нагляду, достатньо надійні, легко автоматизуються.              

       Станція керування - шафа з урахуванням можливості встановлення у тваринницьких і птахівничих приміщеннях. У схемі передбачено ручне і автоматичне керування калорифера.

            Електрокалорифери СФОЦ - призначені для роботи в системах підігріву повітря  і вентилювання сільськогосподарських приміщень.

           Умовне позначення розшифровується так:

С Ф О Ц  -   Х / 0,5   И1

1 2  3  4       5    6      7

1 – нагрів  опором, 2 –електрокалорифер, 3 – робоче  середовище – окислювальна атмосфера, 4 – відцентровий  вентилятор, 5 –  закруглена встановлена потужність, кВт, 6 – температура нагріву повітря, ⁰С*10^-2, 7 – номер виконання.

            Щоб автоматизувати процес перетворення  електричної енергії в теплову,  та контролю температурного режиму  установки, я проектую використання  в якості температурного датчика  біметалевий термодатчик ДТКБ-53Т. В ньому можна змінювати уставку від 0 до +30 градусів.

           Для захисту електрокалорифера  від підвищення температури нагрівних  елементів понад 190 ⁰С проектую дилатометричний датчик типу ТР-200 (контакти SK1).

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                                                                                   Таблиця 3.1.1

               Технічна характеристика електрокалорифера  СФОЦ-40  

            Температуру повітря в приміщенні контролюють біметалевим термодатчиком типу ДТКБ-53Т. В ньому можна змінювати уставку від 0 до +30 °С. Для роботи електрокалорифера в автоматичному режимі перемикач SA1 встановлюють в положення 3, а SА2 — в положення 1 (рис. 5.1). При вмиканні рубильника SA напруга подається на кола керування   і сигналізації.   Засвічується   сигнальна лампа HL1. Магнітний пускач КМ1 вмикається і своїми замикаючими контактами KM.1.1 готує кола котушок магнітних пускачів КМ2, КМЗ і КМ4 до роботи.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

   Рис 3.1.1 Функціональна схема електрокалориферної установки

                       1-рама, 2- перехідний патрубок, 3-електрокалорифер,

                       4-м’яка вставка,   5- вентилятор.             

Після включення автоматичного вимикача QF починає працювати електродвигун вентилятора, а через замикаючі контакти QF1 напруга подається на кола котушок КМ2, КМЗ і КМ4. Магнітний пускач КМ4 спрацьовує і вмикає під напругу секцію електронагрівників E3.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Якщо температура повітря в приміщенні, що обігрівається, нижча заданого значення, то контакти термореле SK2 та SКЗ будуть замкнені і це забезпечить спрацювання магнітних пускачів КМ2 і КМЗ, які ввімкнуть в електромережу відповідно електронагрівники E1 і E2.

З підвищенням  температури повітря в приміщенні до значення уставки термореле SK2, його контакти розмикаються і магнітний пускач КМ2 вимикає секцію електронагрівників E1 з мережі. Електрокалориферна установка далі буде працювати на 2/3 номінальної потужності. При подальшому підвищенні температури розмикаються контакти SK3, знеструмлюється магнітний пускач КМЗ і вимикається секція електронагрівників Е2. Тепер електрокалориферна установка буде ввімкнута в електромережу лише на 1/3 номінальної потужності.

При пониженні температури повітря  в приміщенні нижче заданої величини автоматично вмикаються секції електронагрівників у зворотній послідовності. Секція нагрівників E3 може бути вимкнутою лише вручну при вимиканні рубильника SA і автоматичного вимикача QF.  

           Захист електрокалорифера від підвищення температури нагрівних елементів понад 190 °С здійснюється дилатометричним датчиком температури типу ТР-200 (контакти SK1). Блок-контакти QF1 не дозволяють вмикати електронагрівні елементи  при непрацюючому електровентиляторі М.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

Рис. 3.1.2  Принципова електрична схема керування роботою електрокалорифера типу СФОЦ.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

2. Вибір обладнання та систем керування. 

           В силовій схемі електрокалорифера знаходяться :

  один двигун і три блоки  нагрівальних елементів. 

          Спочатку вибираємо двигун М  .  Двигун приводить в дію  вентилятор, який проганяє повітря через калорифер. Таким двигуном буде двигун типу АИР 90 L4 БСУ2 потужністю 2,2 кВт, частотою обертання валу n_н=1400 об/хв, з номінальним струмом І_н= 5А, з коефіцієнтом корисної дії η_н=81,0%, з номінальним коефіцієнтом використання потужності cosφ_н=0,83.

         Нагрівним елементом буде трубчатий  нагрівний елемент типу ТЕН  з потужністю однієї секції 15 кВт, номінальна робоча напруга  380В.

         Щоб розрахувати та вибрати  пускозахисну апаратуру необхідно  знайти робочий струм двигуна, нагрівних елементів, установки в цілому.

         Струм двигуна вибираємо з  таблиці І_н.д= 5А.

         Струм секції визначаємо за  формулою

                                                                           [Л7] ст.41 (3.2.1)

Номінальний струм секції         І_н.с= 23,2 А.

Загальний струм установки буде дорівнювать  сумі  струмів всіх елементів, які  входять до установки 

                   І_н.з=  І_н.с*3+ І_н.д                                                 [Л2] ст.32 (3.2.2)

                   І_н.з =  23,2 * 3 + 5 = 74,6 А

            В схемі керування є два  автоматичні вимикачі.

Один, який призначений для захисту  електродвигуна, вибираємо так, щоб  його виконання за родом струму, кількістю полюсів, видом розчіплювачів, захищеностю від впливу навколишнього середовища    та іншими даними відповідало вимогам двигуна і умовам його експлуатації

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Вибираємо автоматичний вимикач за слідкуючої умови, щоб номінальна напруга вимикача U_ном.а дорівнювала або перевищувала номінальну напругу мережі U_н.мер.

                                     U_ном.а ≥ U_н.мер                                          [Л2] ст.28 (3.2.3)

           Номінальний  струм головного кола вимикача І_ном.а та номінальний струм його теплових розчіплювачів І_ном.т і електромагнітних І_ном.ел. розчіплювачів мають дорівнювати або трохи перевищувати номінальний струм установки І_{н.устан} , тобто повинно виконуватись

                              І_ном.а  ≥  І_{н.устан}                                             [Л2] ст.28 (3.2.4)

                             І_ном.т =  І_ном.ел ≥  І_н.уст                                      [Л2] ст.28 (3.2.5)

             Щоб забезпечити надійний захист  від струмів коротких замикань і недопустити вимикання його під час пуску , уставку за струмом спрацювання електромагнітних розчіплювачів треба вибирати, виходячи з умови

                          І_уст.ел ≥ К_зап*К_ру*К_рп*К_і*І_дв.ном                         [Л2] ст.28 (3.2.6)    

Де  К_зап –коефіцієнт запасу, який враховує коливання напруги (беруть      К_зап=1,1).

      К_ру - Коефіцієнт враховуючий неточність (розкид) за струмом спрацювання електромагнітних реле, К_ру=1,25.

     К_рп    - коефіцієнт враховує можливе відхилення пускового струму від його номінального значення,  К_рп=1,2.

     К_і- каталожна кратність пускового струму двигуна.

     І_дв.ном  -номінальний струм двигуна

         Приймаємо, для захисту двигуна,  автоматичний вимикач ВА51-25-84,  так як                                              

                            І_ном.а  =25А;  І_{ном.ел.роз} = 8А

        Для захисту всієї установки   вибираємо по такому ж принципу  автоматичний вимикач типу ВА51-31-34 

                          І_ном.а  =100 А;  І_{ном.ел.роз} = 80 А          [Л2] ст.28 (табл.. 11.3)              

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Вибір пускачів вибирають виходячи з призначення, конструктивного виконання, за наявністю теплових реле, за захищеністю, за номінальною робочою напругою (щоб робоча напруга пускача була не менше напруги мережі) , за величиною (робочий струм пускача більше номінального струму двигуна), за умовами комутації, за напругою втягувальної котушки пускача, за кількістю контактів допоміжного кола (відповідно до кількості їх зазначеній на принциповій схемі ).  Таким чином приймаємо і магнітні пускачі

   КМ1- ПМЛ 1220 О2А  з номінальним  робочим струмом 10 А, робочою  напругою 380 В, напруга втягувальної  котушки 220 В.

  КМ2 – КМ4  -  ПМЛ 3220 О2А з номінальною напругою 380 В, робочим струмом 36 А, напругою котушки 220 В. Всі піскачі мають по одному допоміжному контакту.  

           Плавкі запобіжники, призначені  для захисту електродвигунів  та іншої апаратури від коротких замикань. Їх необхідно вибирати так, щоб напруга, на яку розраховані запобіжники була не меншою від напруги мережі в якій вони будуть працювати, номінальний струм вставок був не менший від розрахункового струму.

          Вибір запобіжників здійснюємо  за такою умовою

                                  І_вст ≥ І_р                                                      [Л2]ст..29 (3.2.7)

Де

    І_р – робочий струм.

          За визначеним струмом однієї  секції установки 23,2А вибираємо  запобіжники типу ПРС з струмом ножів запобіжника І_зап  = 25А і струмом вставки І_вст=25 А, таких запобіжників буде 9 шт.

         Для вибору десятого запобіжника,  який призначений для захисту  кіл керування необхідно розрахувати  струми, які виникатимуть при  роботі пускачів та контрольних ламп розжарювання. Струм вставки запобіжника повинен дорівнювати, або бути трохи більшим розрахункового струму. 

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Таким чином вибираємо запобіжник також типу ПРС, але з струмом вставки плавкої 2А, та струмом ножів 6А. 

           Відповідно до нормативних документів для сільськогосподарських установок рекомендується використовувати певні марки проводів і кабелів і способи іх прокладання.

     Вид електропроводки , марку та спосіб прокладання провода або кабеля вибирають залежно від призначення , цінності та архітектурних особливостей будівлі, умов навколишнього середовища, характеристики та режиму роботи електроприймачів, вимог техніки безпеки та протипожежних правил , тощо.

       У сільськогосподарських приміщеннях  для живлення електроустановок  здебільшого використовують проводи  і кабелі                 

   з алюмінієвими жилами з перерізом  2,5 мм ² і вище. При цьому,як правило треба застосовувати такі види проводок , які не потребують стальних труб. Електропроводку в стальних трубах застосовують лише тоді, коли за умови навколишнього середовища або місця прокладання інша проводка недопустима або недоцільна.                                  Струмопровідний силовий кабель по вихідним та значенню робочого струму Ір вибираємо за таблицею.

Для під’єднання щита керування вибираємо  кабель марки КРПТ3*25+1*4, з поперечним перерізом фазних струмоведучих  жил 25 мм²

Для під’єднання двигуна вибираємо  кабель марки КРПТ 3*4+1*2,5.

Для під’єднання блоків нагрівачів вибираємо  кабель КРПТ 3*2,5.

Кабель  марки КРПТ загального призначення. 

                       Розробка нестандартних елементів.

              Щити і пульти системи автоматизації  виконують роль постів контролю , керування і сигналізації. Вони призначені для розміщення засобів контролю і керування технологічним процесом. Щити систем автоматизації підрозділяють : 

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

  За виконанням – відкриті (панельні) і захищені (шафні);

   За призначенням - на оперативні, в яких ведеться контроль і  керування технологічним процесом;

          Не оперативні, призначені для установки апаратів і приладів, які не використовуються безпосередньо оператором для керування і спостерігання за ходом технологічного процесу.

           Крім цього щити розрізняють  за місцем установки.

         В нашому випадку будемо проектувати  шафний щит, їх застосовують  у виробничих приміщеннях з  підвищеним вмістом пилу, з великою вологістю, якщо не виключена можливість пошкодження проводки та апаратури, яка розміщена в щиті.

         Щит виготовлений із зварного  корпуса з листової сталі розміром 720мм*785мм*260мм, кришки, яка закріплюється  двома замками.

   На передній панелі щита керування розташовані сигнальні лампи HL1-HL5 та пакетні перемикачі.

         В середині шафи керування  встановлено панель на яку  закріплено :

   1. клемник для зовнішніх підключень

   2. запобіжники

   3. електромагнітні пускачі

   4. автоматичні вимикачі.

         HL1- сигналізує про подачу напруги на коло керування.

         HL2- HL4-сигналізують про вмикання відповідної секції нагрівників.

        HL5- сигналізує про роботу двигуна обдуву.

  Перемикач SA1 призначений для перемикання режимів роботи «Ручний»-«Автоматичний».

Перемикач SA2 призначений для перемикання кількості ввімкнених нагрівників в ручному режимі роботи.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                          Визначення основних показників надійності.

            Надійність - це властивість об'єкта виконувати задані функції протягом часу, обумовлені вимогами експлуатації. Якщо на стадії проектування не врахувати надійність, то в реальних умовах розроблена схема керування може виявитись непрацездатною.

Питання надійності роботи окремих елементів  регламентуються ГОСТ 27.002-83 "Надійність у техніці, терміни і визначення".

               Основне поняття в теорії надійності - відмова (повна або часткова  втрата працездатності, порушення нормальної роботи об'єкта (схеми) внаслідок чого його характеристики не задовольняють вимог, які перед нами ставляться. Відмова завжди розглядається як функція неперервна в часі, вона може статись у будь-який момент часу і в той же час відмова - це дискретна величина. Розрізняють відмови трьох видів.

•    технологічні    (відбуваються    за    рахунок    невідпрацьованої технології    і    незадовільного    контрольного    контролю    в    процесі виробництва);

•    зношувальні (є наслідком старіння окремих елементів виробу);

•    раптові (виникають випадково )

Розрізняють також збій, який через деякий час  ліквідується сам по собі. Збій призводить до короткочасного порушення працездатності виробу. Причина збою - неполадки  в лінії зв'язку, енергопостачання

               Відповідно до ГОСТ 27.002-83 поняття  надійність може включати: безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність, збереженість.

              Безвідмовність - властивість об'єкта безперервно зберігати працездатність протягом певного проміжку часу.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          До кількісних показників надійності відносяться: ймовірність безвідмовної роботи, інтенсивність відмов, напрацювання на відмову, середній строк служби, середній строк зберігання та ін.       

          Ймовірність безвідмовної роботи Р(t) – ймовірність того ,що в заданому інтервалі часу і в заданих режимах роботи не виникне відмова виробу в роботі:     

                                          Р(t)=L^-kλt                                     [Л7] ст.62 (3.2.8)

        Де К- коефіцієнт, який враховує вплив навколишнього середовища, для сільськогосподарських установок К=10.,

         λ- інтенсивність відмов для  деяких елементів.,

         t- час експлуатації.

  Ймовірність відмови – величина  за значенням пртилежна Р(t). При цьому:

                          Р(t)+q(t)=1,звідки q(t)=1-P(t)                      [Л7] ст.62 (3.2.9)

Напрацювання  на відмову – величина обернена сумарній інтенсивності відмов           

                                                                                   [Л7] ст.62 (3.2.10)

Відносно  нашої електрокалориферної установки  час роботи приймаємо рівним  двом місяцям, так, як щит керування  встановлено в приміщенні то періодичність проведення ТО становить 2 місяці.

           Час роботи становить t_p=24*30*2=1448год. Задана ймовірність роботи становить Р(t)=0,91. Дані розрахунків заносимо в таблицю 9.1.

           Для наочності побудуємо графік  залежності : Р(t)=f(t) для цього в вираз замість t будемо підставляти час , інтервал візьмемо від 0 до 2000 годин. За графіком можна визначити ймовірність безвідмовної роботи схеми в будь який час.

         Ймовірність відмови при  t= 1448 год. становитиме

                                q(t)=1-P(t)= 1-0,91=0,09                          [Л7] ст.62 (3.2.11)

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                                                                                                    Таблиця 3.2.1

                                 Інтенсивності відмов елементів.

Напрацювання  на відмову

                     Т=1/6,765*10^-6=149253 год.

            У тому випадку, коли фактична  ймовірність безвідмовної роботи  менше заданої  - застосовують  резервування.

Найбільш  розповсюджений метод навантаженого  резервування. Для цього визначають елемент схеми , який необхідно резервувати , щоб підвищити ймовірність безвідмовної роботи.

                            Р1(t )= Р3(t )/Р2(t )                                  [Л7] ст.62 (3.2.12)

Де  Р1(t ) – ймовірність безвідмовної роботи ділянки кола , яка резервується;

      Р2(t )  - задана ймовірність безвідмовної роботи;

      Р3(t )  - ймовірність безвідмовної роботи ділянки, яка не резервується.

         Необхідно забезпечити резервування  для забезпечення необхідної  ймовірності безвідмовної роботи. Таким чином визначаємо єлемент схеми, який будемо резервувати , таким елементом є електромагнітні пускачі, які вмикають та вимикають нагрівачі та двигун, від їх роботи залежить робота  установки.             

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

          Ймовірність безвідмовної роботи нерезервованої частини

                       Р(t )=0,91

         З урахуванням заданої ймовірності  безвідмовної роботи , ділянка яку  ми резервуємо повинна мати  ймовірність безвідмовної роботи

                      Р1(t )= Р3(t )/Р2(t ) =0,91/0,92= 0,98

  Знайдемо кількість резервних  пристроїв

                М= lg/(1-Р₁(t ))/ lg/(1-Р₃(t ))                                  [Л7] ст.65 (3.2.13)

М= lg/(1-0,98)/ lg/(1-0,91)= 2

 Таким чином резервуємо два електромагнітні пускачі.

Рис. 3.2  Графік ймовірності безвідмовної роботи установки

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

                   4. ОРГАНІЗАЦІЙНО -  ЕКСПЛУАТАЦІЙНА ЧАСТИНА.

                   4.1. Організація експлуатації електрообладнання.

          Постійно підвищується рівень ефективності  та автоматизації  основних  виробничих процесів  у господарстві  представляє  високі  вимоги  до роботи  електрообладнання  з точки зору  її надійності . Підвищення надійності  відноситься  до основних питань  організації  експлуатації  електрообладнання . Підвищення  надійності  та економічності  експлуатації  електрообладнання  являється проблемою  і повинно  вирішуватися  компромісно.  Якщо звести все обслуговування  до ліквідації  аварійних відказів і виключити  повністю міроприємства  попереджувального характеру , то показник надійності  буде дуже низьким.  При цьому аварійність електродвигунів зростає до 20-25 %.  Перехід на систему технічного обслуговування  та ремонту дозволяє  знизити аварійність двигунів  до 4-5% . Таким чином , на підвищення  надійності  роботи  електрообладнання впливає введення  на сільськогосподарських підприємствах  системи планово-запобіжного ремонту  і  технологічного  обслуговування  електрообладнання .

      Система планово-запобіжного ремонту   і технічного обслуговування  електрообладнання , яке використовується  у сільському господарстві , включає в себе технічне обслуговування ,заміну мастила , поточний і капітальний ремонт, періодичні контрольні вимірювання  та випробування  в електроустановках , які знаходяться в експлуатації , навантаження  виробничого персоналу . В процесі  експлуатації необхідно  вести контроль  за параметрами  експлуатаційних  показників , не допускати аварійних  режимів та перевантажень.

      Технічне обслуговування  здійснюється  в плановому порядку , виконується   з метою перевірки  стану  обладнання  і включає себе  комплекс робіт  по огляду , очистці, невеликому ремонті ,  зв’язаний  з 

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

№ докум.

Підп.

Дата

заміною деяких деталей  без демонтажу.  Обладнання  і зняття  його з  місця  установки . При технічному  обслуговуванні  виявляють  дефекти, які  підлягають   подальшому  усуненню в  найближчому плановому ремонті .

           Використання нових методів  діагностики  значно зменшують кількість ремонтів.

           Для безпеки роботи  та підтримання належного стану  електрообладнання  по установленим  графікам  проводять  щорічні контрольні  вимірювання та  випробування  електроустановок  господарства.

5.091903.41.25. ПЗ

Лист

  Зм

Арк

<span class="dash041e_