Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК "Холопеничи" (151174)

Посмотреть архив целиком

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплотехники






Дипломное проектирование

Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК Холопеничи




выполнил:

студент гр.2эа Алейчик Д.В.

проверил:

к. т. н., доцент Матвеенко И.П.








Минск - 2009


Аннотация


Дипломный проект на тему: "Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК “Холопеничи" Крупского района с разработкой схемы управления микроклиматом" выполнен в объеме: расчетно-пояснительная записка на ___ листах, таблиц - ___, рисунков - ___; графическая часть - на ___ листах формата А1.

Ключевые слова: электрооборудование, электропривод, схема электрическая принципиальная, микроклимат, отопительно-вентиляционная система, теплопотери.

В проекте произведен расчет и выбор осветительных установок, силового оборудования свинарника-откормочника, определены электрические нагрузки на вводе, расчет и выбор сетей внутри помещения свинарника, выбран тип и рассчитана мощность трансформаторной подстанции, расчет низковольтных питающих распределительных сетей. В соответствии с целями и задачами дипломного проекта разработана схема электрическая принципиальная управления отопительно-вентиляционной системой. Произведен расчет и выбор основных частей энергосберегающей установки. Выполнены расчеты технико-экономических показателей.

В графической части показан генплан СТФ, показано расположение силового оборудования и осветительных установок в свинарнике-откормочнике, приведена схема питающей и распределительной сети, план свинарника-откормочника с нанесением расположения ОВС, схема электрическая принципиальная управления отопительно-вентиляционной системой, принципиальная схема блока импульсно-фазового регулирования, таблица технико-экономических показателей.


Содержание


Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика хозяйства

1.2 Характеристика объекта электрификации

1.3 Технология производственных процессов

1.3.1 Характеристика и параметры технологического оборудования

1.4 Расчет и выбор силового электрооборудования

1.4.1 Характеристика мест размещения электроустановок

1.4.2 Расчет основных параметров электроприводов

1.5 Расчет электрических нагрузок

1.5.1 Обоснование метода расчета

1.5.2 Расчет электрических нагрузок по методу технологического графика

1.6 Проектирование силовых внутренних электропроводок

1.6.1 Система токоведущих проводников. Система заземления

1.6.2 Определение месторасположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ и РП

1.6.3 Составление структурной схемы электрической сети здания

1.6.4 Основные решения по выполнению принципиальных схем питающей и распределительной сети

1.6.5 Выбор коммутационных аппаратов

16.6 Выбор аппаратов защиты

1.6.7 Выбор электромагнитных пускателей

1.6.8 Выбор видов электропроводок

1.6.9 Расчет сечений проводов и кабелей

1.7 Светотехнический расчет осветительных установок

1.7.1 Краткая характеристика помещений

1.7.2 Выбор источников света

1.7.3 Выбор системы и вида освещения

1.7.4 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

1.7.5 Выбор осветительных приборов

1.7.6 Размещение осветительных приборов в освещаемом пространстве

1.7.7 Расчёт мощности или определение количества и размещения светильников, устанавливаемых в помещении

1.7.8 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

1.7.9 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

1.7.10 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

1.7.11 Защита электрической сети от аварийных режимов

1.7.12 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

1.8 Проектирование внешнего электроснабжения

1.8 1 Выбор типа, числа, мощности и местоположения

1.8.2 Проектирование сетей 0,4 кВ

2. Специальная часть

2.1 Существующие технические решения по обеспечению микроклимата в свинарнике

2.2 Расчет тепловоздушного режима

2.2.1 Определение влаговыделений животными

2.2.2 Выбор системы отопления и вентиляции

2.3 Разработка схемы управления микроклиматом

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Требования безопасности при монтаже энергооборудования свинарника на 1200 голов

3.2 Основные требования электробезопасности при эксплуатации оборудования свинарника

3.3 Расчет эффективности зануления

3.4 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных экологически неблагоприятных ситуациях

3.4.1 Пожарная безопасность

3.4.2 Влияние производства на окружающую среду

3.4.3 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

4. Технико-экономическое обоснование

4.1 Актуальность проблемы

4.2 Выбор вариантов

4.3 Натуральные технико-экономические показатели

4.4 Капиталовложения

4.5 Эксплуатационные издержки

4.6 Рыночные показатели экономической эффективности вариантов технических решений

Заключение

Литература


Введение


Свиноводство является и в перспективе останется одной из ведущих отраслей сельского хозяйства в Европе. К преимуществам этой отрасли относятся многоплодие свиней, короткий эмбриональный период, скороспелость и высокий убойный выход мяса.

Беларусь является традиционным регионом разведения свиней. Свинина в общем объеме мясной продукции, произведенной во всех категориях хозяйств, занимает более трети, а во многих регионах - половину объемов производства мяса.

С переводом животноводства на промышленную основу резко изменились условия обитания животных, возросла изоляция их от естественной внешней среды. При индустриальных способах содержания организм животных испытывает большие функциональные нагрузки, изменяются его адаптивные реакции на внешние раздражители, которые нередко становятся для них стрессовыми. В результате нарушается физиологическое состояние организма, чаще проявляются заболевания животных, обусловленные снижением естественной резистентности и иммунологической реактивности, особенно у молодняка.

В связи с этим актуальное значение приобретают методы профилактики болезней животных за счет совершенствования зоогигиенических мероприятий, в частности микроклимата, направленных на активацию защитных и продуктивных функций организма.

Несоответствие основных факторов микроклимата (температуры, влажности и скорости движения воздуха, наличия в нем аэронов, микроорганизмов, пыли и вредных газовых примесей, уровня освещенности в

помещениях, акустического фона, атмосферного давления и т.д.) оптимальным зоогигиеническим параметрам обусловливает у животных нарушения обмена веществ, замедление окислительно-восстановительных процессов в тканях, нарушение воспроизводительных функций маточного поголовья, задержку роста и развития молодняка, прироста живой массы животных, увеличение заболеваемости и падежа молодняка, расхода кормов и себестоимости продукции.

Создание оптимального микроклимата в современных животноводческих зданиях возможно лишь при оборудовании совершенных систем отопления, вентиляции, освещения, средств локального обогрева с автоматическим управлением и регулированием, а также обеспечении надлежащей тепло - и гидроизоляции ограждающих конструкций, также имеет важное значение для продления срока службы зданий и установленного в них технологического оборудования, а также для улучшения условий труда обслуживающего персонала, который в значительной мере определяет производительность труда.

В связи с возрастающим дефицитом энергоресурсов в стране важнейшим вопросом в области микроклимата является изыскание и внедрение на животноводческих фермах и комплексах энергосберегающих технологий, позволяющих эффективно использовать топливно-энергетические ресурсы и за счет этого значительно снизить энергопотребление отопительно-вентиляционных систем.


1. Общая часть


1.1 Характеристика хозяйства


Коммунальное унитарное сельскохозяйственное предприятие "Северный" является государственной организацией. Оно был основано в 1984 году.

СПК "Холопеничи" находится в Крупском районе Минской области.

Общая земельная площадь предприятия составляет 4223 га в том числе сельскохозяйственных угодий 3055 га: пашня 1791 га; сенокосы 737 га; пастбища 505 га;

сады 22 га;

Предприятие занимается растениеводством и животноводством.

На угодьях хозяйства выращиваются следующие культуры:

зерновые и бобовые 556 га, в том числе озимые 106 га и яровые 386 га;

лен 60 га;

рапс 70 га;

картофель 40 га;

кормовые корнеплоды 40 га;

кукуруза на силос 163;

зернобобовые 56.

Животноводство имеет мясомолочное направление. На территории предприятия находятся две молочно-товарные фермы, ферма крупнорогатого скота, свинотоварная ферма, конюшня. Общее поголовье ферм составляет 400 коров, 881 голову молодняка КРС, 3340 голов свиней и 14 лошадей.

На территории хозяйства также находятся два зерносушильных комплекса, овощехранилища, мельница, машинотракторный стан. Состав машинотракторного парка следующий:

трактора всех марок 49 ед.;

прицепы 31ед.;

сеялки 14 ед.;

картофелесажалки 2 ед.;

плуги 14 ед.;

культиваторы 14 ед.;

сенокосилки тракторные 13 ед.;

кормоуборочные комплексы 4 ед.;

комбайны 14 ед.;

жатки 2 ед.;

пресс-подборщики 2 ед.;

опрыскиватели 2 ед.;

грузовые авто 25 ед.


Основные электрифицированные сельскохозяйственные машины установленные и используемые в СПК "Холопеничи".

Число эл. Общая

двигателей. мощность, кВт.

- Зерновая стационарная сушилка

барабанного типа СЗСБ-8А 10 38

- Зерновой метатель ЗМ-30 1 7

- Сомопередвижной зерновой

зернопогрузчик ЗПС-100 2 10,5

- Зерноочистительно-сушильный

комплекс КЗС-20Ш 26 131,5

- Раздатчик для ферм КРС

РК-50 3 9,7

- Раздатчик для свиноферм 3 7,1

КС-1,5

- Доильные установки «Елочка» 2 26,5

- Охладители молока ТО-2 3 3,27


1.2 Характеристика объекта электрификации


Объектом проектирования является свино-товарная ферма с законченным циклом производства на 6000 голов в год. Откорм одной смены длится 150 дней.

Ферма располагается на отдельно отведенной площади равной 3,6 га. На ее территории расположены два откормочника, блок репродукции поросят, блок для поросят-отъемышей и свинарник-маточник. Ферма также имеет ветпункт, изолятор, кормоцех с корнеплодохранилищем, котельную. К вспомогательным постройкам можно отнести автомобильные весы, погрузочно-разгрузочную рампу, санпропускник, дезбарьеры, площадку для топлива, пожарные резервуары.

Здание свинарника-откормочника в плане прямоугольной формы длинной 96 м, шириной 16 м, высотой 3,6 м. Общая площадь 1536 м2.

Стены здания выполнены из кирпича. Перекрытия - асбестоцементные листы и полужесткие минераловатные плиты с последующей заделкой стыков и укладкой кровли из рубероида. Пол проходов выполнен из бетона, пол клеток - чугунные решетки.

К вспомогательным помещениям относятся: электрощитовая, помещение для контрольного взвешивания свиней, помещение для инвентаря, помещение для приводов навозоуборочных транспортеров, венткамеры, тамбуры.


1.3 Технология производственных процессов


Здание свинарника предназначено для содержания и откорма в течение 135 дней 1200 поросят. Здание разделено на две изолированные секции по 600 голов. Секции разделены на групповые станки с содержанием по 20 поросят в каждом. Станки располагаются в четыре ряда образуя два кормовых прохода.

Технология откорма свиней - откорм с безвыгульным мелкогрупповым содержанием в станках, оборудованных щелевыми полами. Откармливают влажными кормосмесями, в которые входят как сочные, так и концентрированные корма, произведенные в собственном кормоцехе. Процесс приготовления и подачи корма в блоки и откормочники автоматизирован.

Кормление поросят производится из сосковых кормушек и поилок, установленных в станках. Кормление двухразовое влажными кормовыми смесями. Заполнение кормушек производится мобильным кормораздатчиком-смесителем КС-1,5.

В здании поддерживается микроклимат с параметрами: температура воздуха - 14.20, относительная влажность - 40. .75%, содержание углекислого газа - 2 л/м3, скорость движения воздуха в теплый период - 0,5 м/с, в холодный период - 0,3 м/с. Параметры микроклимата поддерживаются с помощью приточно-вытяжной вентиляции, системы обогрева и освещения.

Удаление навоза из свинарника осуществляется навозоуборочными транспортерами ТС-1.

Транспортеры удаляют навоз из помещения в навозонакопители.


1.3.1 Характеристика и параметры технологического оборудования

В свинарнике-откормочнике для осуществления производственного процесса применяем следующее оборудование:

мобильный кормораздатчик КС-1,5;

транспортер навозоуборочный ТС-1;

отопительно-вентиляционная система "Климат-45М".

Кормораздатчик-смеситель КС-1,5 предназначен для смешивания и раздачи влажных (60. .80%) кормовых смесей всем возрастным группам свиней на репродукторных и откормочных фермах. Раздатчик перемещается по рельсовому пути, проложенному вдоль кормушек. Может раздавать корм в кормушки расположенные по одну или обе стороны от раздатчика, приготавливать и раздавать полужидкие и сухие корма.

Основные узлы: бункер, шнековая и лопастная мешалка, выгрузные шнеки, дозирующие устройства, ходовая тележка, приводы, распределительная коробка, площадка для оператора, электрооборудование.

Навозоуборочный транспортер ТС-1 со скрепером типа “Каретка” применяется для удаления навоза из-под решетчатых полов в свиноводческих помещениях. Они выпускаются двух модификаций - продольные и поперечные. Продольные - для удаления навоза из-под решетчатых полов внутри помещений. Поперечные - для транспортировки навоза в поперечном канале от животноводческих помещений до навозосборников и навозохранилищ.

Для регулирования микроклимата внутри помещения применяется отопительно-вентиляционная система. В состав отопительно-вентиляционной системы входит вентиляционное оборудование "Климат-45М". В данной системе применяются вентиляторы с возможностью регулирования подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вала электродвигателя. В них используются низконапорные вентиляторы серии ВО. Электродвигатели вентиляторов химо- и влагостойки, допускают проведение дезинфекций, малошумные, обладают низкой вибрацией.

Вентиляторы ВЦ4-70 предназначены для притока воздуха в помещение. Состоит из рабочего колеса, каркаса, всасывающего и нагнетательного патрубков, электропривода.

Технические данные технологического оборудования:


Кормораздатчик-смеситель КС-1,5

подача при раздаче корма с полностью 30

открытыми заслонками, т/ч

частота вращения подающего 14

механизма, об/мин

частота вращения шнековой мешалки, об/мин 80

частота вращения раздающих шнеков, об/мин 220

скорость передвижения, м/с 0,36

длинна раздатчика, мм 2700

ширина, мм 1800

высота, мм 1970

масса, кг 930


Транспортер скребковый ТС-1

продольный поперечный

подача, т/ч 10 10

длина транспортирования, м 2/90 225

количество рабочих органов, шт. 8 10

высота рабочего органа, мм 390 390

масса рабочего органа, кг 45 45

ширина захвата, мм 660 660

глубина навозных каналов, мм 800 1500

масса, кг 1450 3120


Отопительно-вентиляционная система

Вытяжные вентиляторы

комплект "Климат-45М"

марка вентилятора ВО-4

производительность вентилятора, м3/ч 3300

количество вентиляторов 24

частота вращения электродвигателя

вентилятора, об/мин

номинальная 950

минимальная 480

мощность электродвигателя, кВт 0,37

диаметр рабочего колеса, м 0,4

масса вентилятора, кг 16

Приточные вентиляторы

марка вентилятора ВЦ4-70

установленная мощность, кВт 2,2

воздухопроизводительность, м3/ч 11500

полное давление создаваемое 500

вентилятором, Па

частота вращения об/мин. 950

габаритные размеры, мм

длина 920

ширина 895

высота 1102

масса, кг 186,3


1.4 Расчет и выбор силового электрооборудования


1.4.1 Характеристика мест размещения электроустановок

Установки вытяжной вентиляции расположены в нишах железобетонных плит, из которых выполнены перекрытия, приточные вентиляторы на площадках, расположенных в торцах здания, на уровне двух метров. Электроприводы навозоуборочных транспортеров располагаются в отдельных помещениях.

Установки раздачи корма размещены в проходах, на рельсах закрепленных на железобетонном полу.


1.4.2 Расчет основных параметров электроприводов

Произведём расчёт электродвигателя, для привода канатно-скреперного транспортера ТС-1.

Определим максимально возможную нагрузку в начале уборки, затем по условиям пуска определим достаточный пусковой момент и мощность электродвигателя.

Определим сопротивление движению рабочей ветви, Н;


(1.1)


где GH - масса порции навоза, GH =495 кг [14];

GС - масса скрепера, Gc=45 кг;

WС - приведенный коэффициент сопротивления перемещению навоза и скрепера; Wc=1,8, стр.423 [14];

g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;

L - длина цепи, L=180 м;

fН - коэффициент трения каната по настилу, fН=0,5; стр.424 [14];

q - масса одного метра каната, q=0,4 кг; стр.423 [14].

Усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления перемещения холостой ветви, Н:


(1.2)


Сопротивление на преодоление инерции, Н:


(1.3)


где vcp - средняя скорость, 0,25м/с стр.424 [14];

t - время разгона, с.

Натяжение набегающей ветви каната, Н

(1.4)


Общее сопротивление движению скреперной установки, Н:


(1.5)


Определим требуемую мощность двигателя, кВт:


(1.6)


где ŋн - коэффициент полезного действия передачи, ŋн =0,97;

Выбираем электродвигатель марки АИР100S4, IР - 64, с номинальной мощностью Рн=3 кВт.

При выборе конструктивного исполнения электрооборудования, прежде всего необходимо учитывать условия его эксплуатации, под которыми следует понимать воздействие климатических факторов, состав окружающей среды, в частности содержание коррозионно-активных элементов, взрыво - и пожароопасных смесей и т.д.

Так как электрооборудование устанавливается для макроклиматического района с умеренным и холодным климатом в помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями, то климатическое исполнение будет УХЛ5. В помещении свинарника-откормочника необходимо устанавливать оборудование со степенью защиты оболочки IP54, так как эта защита удовлетворяет нормальным эксплуатационным характеристикам помещения [27].

Все данные по электродвигателям заносим в табл.1.1


Таблица 1.1 Основные параметры электродвигателей

Механизм или технологическая операция

Показатели

Тип электродвигателя

Климат.

исполнен

Степень

защиты

Рн, кВт

Iн, А

сosφ, о. е.

КПД η,%

Кi

Iп, А

Кормораздатчик КС-1,5

двигатель раздачи

двигатель мешалки

привод перемещения


АИР71А4

АИР112М4

АИР71А4


УХЛ5

УХЛ5

УХЛ5


IP54

IP54

IP54


0,55

5,5

0,55


1,7

11,4

1,7


0,7

0,86

0,7


70,5

85,5

70,5


5,0

7,0

5,0


8,5

79,8

8,5

Транспортер ТС-1

АИР100S4

УХЛ5

IP64

3,0

6,7

0,83

82

7,0

46,9

Вентилятор вытяжной

АИРП80А6

УХЛ5

IP54

0,37

1,33

0,65

65

4,5

6

Вентилятор приточный

АИР80В2

УХЛ5

IP54

2,2

4,9

0,83

81

6,5

31,85


1.5 Расчет электрических нагрузок


1.5.1 Обоснование метода расчета

Для объектов, где технологический процесс осуществляется строго по времени, то есть когда выдерживается ритмичность производства, наиболее точно расчетную мощность можно определить, построив график электрических нагрузок.

В АПК к объектам с ритмичным производством относятся животноводческие здания. В зданиях, где содержатся животные, в соответствии с зоотехнией большинство технологических процессов механизировано с помощью электроприводов.

Поскольку расчет ведем для свинарника-откормочника и в производственном процессе задействованы биологические существа, где необходимо поддерживать заданный ритм производства, то наиболее удобным и рациональным для расчета принимаем метод технологического графика.

Сущность метода заключается в составлении графика электрических нагрузок. Перед построением графика предварительно проводим изучение и анализ технологического процесса и электроприемников: определяем месторасположения приемников, выявляем мощности электроприемников, выясняем режим работы, выявляем однофазные электроприемники, определяем время работы электроприемников.


1.5.2 Расчет электрических нагрузок по методу технологического графика

После анализа технологического процесса сведем результаты во вспомогательную табл.1.2. На основании вспомогательной таблицы строим график электрических нагрузок.


Таблица 1.2 Вспомогательная таблица


Наименование

технологической

операции

Марка

рабочей

машины

Номинальная мощность, кВт.

Длительность работы, ч.

1


2-4


5


6


7


8

9

10


11


12-14


15


16


17


18


19


20


21


22-24


Длительность действия операции, ч


1

ОВС

приток

вытяжка

ТВ

Климат-45М

8,8

8,88

24

24


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


2


Кормление животных

КС-1,5

14,3

2


- - ---


3

Уборка навоза

ТС-1

12

1




4

Освещение

--------

4,5

7


------------- - ----------- -



Рисунок 1.1 - Нагрузочная диаграмма


Из графика электрических нагрузок видно, что максимальная мощность равна Рмакс=36,48 кВт. Длится максимум нагрузки tм=60 мин. Поскольку время действия максимума больше 0,5 часа, то за расчетную принимаем нагрузку равную максимальной, кВт:


.


Определяем расход электроэнергии за сутки, кВтч:


(1.7)


где Pi - мощность i-го электроприемника, кВт;

ti - длительность работы i-го электроприемника, ч.

Установленная мощность, кВт:


(1.8)


Определяем величину установленной мощности с учетом электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок.

Рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузок:


(1.9)


где tgφ - определяем через каталожные данные cosφ конкретных электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок [8].

Расчетный ток, А:


(1.10)


где U - линейное напряжение сети, В.


1.6 Проектирование силовых внутренних электропроводок


1.6.1 Система токоведущих проводников. Система заземления

Питание электроустановок здания предусматривается напряжением 380/220 В переменного тока от отдельно стоящей двухтрансформаторной подстанции закрытого типа. Система токоведущих проводников для питания электроприемников, относящихся к силовому электрооборудованию - трехфазная четырехпроводная - от ТП до ВРУ-1. Питающие линии от подстанции выполнены кабелем, проложенным в земле. На вводе в здание предусматривается повторное заземление кабеля ("брони").

Для проектируемого объекта принимаем систему заземления типа TN-С-S, которая характеризует тем, что от трансформаторной подстанции до ввода в здание предусматривается трехфазная четырехпроводная система проводников, а от вводного устройства до распределительных пунктов применяется - пятипроводная, а от распределительного пункта к электродвигателю - четырехпроводная (три фазы и РЕ-проводник).


1.6.2 Определение месторасположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ и РП

Анализ установленных электроприемников показывает, что в основном они расположены в здании симметрично относительно оси 9. Исходя из этого, ориентировочно центр электрических нагрузок расположен в осях 9-10. Из условий месторасположения центра электрических нагрузок, для размещения электрических щитов, принимаем помещение №2 (электрощитовая). На вводе производим установку вводного устройства серии ВРУ-1. Способ установки устройства - напольный. Климатическое исполнение - У3, степень защиты - IP54. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители ПН-2.

Для питания отдельных групп электроприемников принимаем шкаф распределительный типа ШР-11 с восемью отходящими линиями. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители типа НПН-2.


1.6.3 Составление структурной схемы электрической сети здания

Для приема и распределения электроэнергии в свинарнике-откормочнике предусматриваем радиально-магистральную схему электрической сети. После анализа все электроприемники с учетом их расположения и принадлежности к технологическим линиям разбиваем на группы. Принимаем что электроприемники №1, №2, №3, В1. В12, П1 и П2 запитываются от узла питания РП1, установленного в электрощитовой. Остальные электроприемники - от РП2, установленного также в электрощитовой. Щиток освещения запитывается непосредственно от вводного устройства.

Управление электроприемниками кормораздатчиков производится с пультов управления, которые поставляются в комплекте с технологическим оборудованием.

Ввод в здание осуществляется двумя питающими линиями, с возможностью перевода питания с одной линии на другую, при выходе из строя первой питающей линии.

Для защиты обслуживающего персонала, а также животных, находящихся в здании, в случае прикосновения к токоведущим частям, на вводе в здание предусматриваем автоматическое отключение питания. Для устанавливаем автоматический выключатель серии ВД1 с УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 100 мA.

Структурную схему электрической сети приведем на рис.1.2


Рисунок 1.2 - Структурная схема электрической сети


1.6.4 Основные решения по выполнению принципиальных схем питающей и распределительной сети

Принципиальная схема питающей сети это графический документ дающий полное представление об электрической сети здания, на которой приведена информация обо всех электрических цепях, всех аппаратах и устройствах, а также изделиях необходимых для исполнения сети.

Принципиальную схему разрабатываем на основании структурной схемы. Сначала выполняем принципиальную схему питающей сети, затем - распределительной. Разработку принципиальной схемы распределительной сети начинаем с вычерчивания линий шин РП, записываем информацию о самом РП, под чертой указываем заводской тип устройства. На принципиальных схемах все аппараты указываем полностью и обозначаем линии. Разработку принципиальной схемы питающей сети начинаем с вычерчивания вводного устройства. Далее ее выполняем в такой же последовательности как схему распределительной сети.

Принципиальные схемы питающей и распределительной сети приведем в графической части (лист 2).


1.6.5 Выбор коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат на вводе в ВРУ поставляется в комплекте с данным устройством. В нашем случае коммутационным аппаратом является переключатель.

Номинальное напряжение переключателя, В:



где - номинальное напряжение сети, в данном случае расчетное напряжение на вводе в РП, В.



Номинальный ток переключателя, А:


(1.11)


где Iн. уст - номинальный ток уставки, в данном случае расчетный ток на вводе в РП, А.

Принимаем переключатель на 250 А.

Исходя из этого условия, а также выше перечисленных в п.1.6 2 дипломного проекта принимаем вводное устройство ВРУ-1-11-10-М-У3IP54 с номинальным напряжением U=400В и током переключателя Iн=250А, стр.30 [7].

Коммутационный аппарат на вводе в РП также поставляется в комплекте с ШР11. В данном случае коммутационным аппаратом является рубильник ВР32-35В. Принимаем распределительные пункты типа ШР11-73504-54У3 с предохранителями НПН2-60 на отходящих линиях и током шкафа Iн=400А, стр.37 [7]. Шкаф имеет восемь отходящих линий.


16.6 Выбор аппаратов защиты


Выбор предохранителей производим по трем условиям:


(1.12)

(1.13)

(1.14)


где Uн. уст. - номинальное напряжение установки или сети, В;

Iдл - длительно воздействующий ток (рабочий ток двигателя при полной загрузке), А;

Imax - пусковой ток двигателя, А;

α - коэффициент учитывающий условия пуска электродвигателя, стр.27 [1].

Произведем выбор предохранителя для защиты питающей сети кормораздатчика.

Номинальное напряжение сети, В:

Ток плавкой вставки, А:


(1.15)


где kод - коэффициент одновременности;

Ip. max - рабочий ток двигателя при полной загрузке, А.


(1.16)


где Iпуск. н - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, А.

Принимаем предохранитель по табл.2.15 [10] НПН2-60-40 c номинальным током плавкой вставки 40 А.

Произведем выбор предохранителя для защиты электропривода навозоуборочного транспортера. Ток плавкой вставки, А:

Принимаем предохранитель НПН2-60-20.

Произведем выбор предохранителя, обозначенного на структурной схеме электрической сети как FU1. Расчетный ток в этом случае будет равен 34,65 А, то есть половине тока на вводе.

По току плавкой вставки выбираем предохранитель, А:



Принимаем предохранитель ПН2-100-50, с номинальным током плавкой вставки 50 А.

Остальные предохранители выбираем аналогично. Данные предохранителей сносим в табл.1.3


Таблица 1.3 Аппараты защиты

Обозначение

по принц.

схеме

Ток, А

Принятая

величина

α

Расчетная

величина

Imax

Защитный аппарат

Ip

Imax

Обозна-

чение

Тип

Iн,

А

Iвст,

А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Н1

34,65

114,45

2,5

45,78

FU1

ПН2-100

100

50

1Н1

14,8

83,2

2,5

33,28

FU

НПН2-60

63

40

2Н1

6,7

46,9

2,5

18,76

FU

НПН2-60

63

20

3Н1

6,7

46,9

2,5

18,76

FU

НПН2-60

63

20

1ВН1

15,96

20,61

2,5

8,12

FU

НПН2-60

63

16

1П1

4,9

31,85

2,5

12,74

FU

НПН2-60

63

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2П1

4,9

31,85

2,5

12,74

FU

НПН2-60

63

16

Н2

34,65

114,45

2,5

45,78

FU2

ПН2-100

100

50

4Н1

14,8

83,2

2,5

33,28

FU

НПН2-60

63

40

5Н1

6,7

46,9

2,5

18,76

FU

НПН2-60

63

20

6Н1

6,7

46,9

2,5

18,76

FU

НПН2-60

63

20

3ВН1

15,96

20,61

2,5

8,12

FU

НПН2-60

63

16

3П1

4,9

31,85

2,5

12,74

FU

НПН2-60

63

16

4П1

4,9

31,85

2,5

12,74

FU

НПН2-60

63

16


Произведем выбор автоматического выключателя QF1 для защиты электроприводов кормораздатчика КС-1,5.

Автоматический выключатель выбираем по следующим условиям:

номинальное напряжение автомата, В:


(1.17)


где Uну - номинальное напряжение установки, В.

номинальный ток автомата, А:


(1.18)


где Iну - номинальный ток установки, А.

ток теплового расцепителя, А:


(1.19)


где kнт - коэффициент надежности, стр.33 [1];

Iр - рабочий ток установки, А.

ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А:


(1.20)


где kн. э - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя, стр.33 [1];

Imax - максимальный ток установки, А.

Произведем выбор:

Принимаем к установке автоматический выключатель серии ВА51-25-340010Р54У5 с номинальным током 25А, током теплового расцепителя 20 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 140А, табл.2.19 [10].

Аналогично выбираем автоматический выключатель для защиты от аварийных режимов работы приточного вентилятора ВЦ4-70. Выбираем автоматический выключатель серии ВА51-25 с номинальным током 25 А, током теплового расцепителя 8 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 80А.

Произведем выбор теплового реле для защиты электропривода вентилятора от перегрузок. Тепловое реле выбираем по условиям:

номинальное напряжение реле, В:


(1.21),


номинальный ток реле, А


(1.22),


ток нагревательного элемента реле, А:


(1.23)


Принимаем тепловое реле типа РТЛ101004 с током теплового расцепителя Iнр = 3,8…6,0 А, прил. В [15].


1.6.7 Выбор электромагнитных пускателей

Выбор электромагнитного пускателя производим по номинальному току и напряжению, исполнению и категории размещения.

Произведем выбор пускателя для управления электроприводом вентилятора ВЦ 4-70.

Номинальное напряжение пускателя, В:


(1.24)


Номинальный ток пускателя, А:


(1.25)


Принимаем электромагнитный пускатель ПМЛ-120002 с номинальным током 10А, прил. Б [15].

Для управления электроприемников принимаем кнопочный пост ПКЕ-112-2.


1.6.8 Выбор видов электропроводок

В свинарнике-откормочнике применяем как наружную, так внутреннюю электропроводку. Наружная электропроводка применяется для освещения входов и наружных лестниц, внутренняя - для питания электроприемников внутри здания.

В здании свинарника монтируем открытую электропроводку на лотках. Отходящие линии от лотков к вытяжным вентиляторам выполняем в металлорукавах, от лотка к щитам управления навозоуборочного транспортеров и приточных вентиляторов - открыто на скобах, от щита к электроприводам навозоуборочных транспортеров - в металлорукавах, от щитов управления к приточным вентиляторам - открыто на скобах. Запитку электрооборудования кормораздатчиков производим при помощи гибкого кабеля, уложенного по деревянному лотку.

Для выполнения электропроводки в здании свинарника-откормочника применяем кабель марки АВВГ с алюминиевыми жилами. Для питания кормораздатчика КС-1,5 применим гибкий кабель КГ с медными жилами.

В помещениях, где находятся животные, выполняем устройство выравнивания электрических потенциалов, а также дополнительную систему уравнивания потенциалов, которая объединяется с помощью защитных РЕ-проводников.

Для этого все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, доступные одновременному прикосновению (трубы водопровода, стойловые металлические конструкции, напольная решетка) соединяются между собой.


1.6.9 Расчет сечений проводов и кабелей

Выбор сечения жил кабелей производим по условию нагревания длительно расчетным током:


(1.26)


где Iдл - длительный (расчетный) ток электроприемника, А; Iдоп - длительно допустимый ток кабеля, А: КП - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов и кабелей (прил. К [27]).

По условию соответствия сечения проводника току срабатывания защитного аппарата:


, (1.27)


где Kз - кратность допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (прил. М [27]);

Iз - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (для предохранителей номинальный ток плавкой вставки), табл.1.3;

Произведем расчет сечения жилы кабеля для линии 2Н1. Допустимый ток двигателя, А:



По табл.12.1 [1] принимаем стандартное сечение жилы кабеля 2,5 мм2 с допустимым током для пятижильного кабеля 17,48 А.

Поскольку условие выполняется, то окончательно принимаем кабель АВВГ 5×2,5 с допустимым длительным током 17,48 А. Выбор сечения жил кабелей для питания остальных электроприемников производим аналогично, данные заносим в табл.4. После определения сечения жил всех кабелей производим проверку на потери напряжения самой длинной линии, которые в конце участка линии не должны превышать 4%.

Потери напряжения на участке 2Н1 определяем по формуле:


(1.28)


где Р - мощность на участке, кВт;

F - площадь поперечного сечения токопроводящей жилы, мм2.

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы

и напряжения сети, .

Данные по расчету потерь заносим в табл.1.4


Таблица 1.4. Расчет сечений кабелей

Участок

сети

Ip,

А

Iвст,

А

Кз

l,

м

Марка и

сечение

Iтабл,

А

U,%

1

2

3

4

5

6

7

8

Н1

34,65

50

0,33

3,5

АВВГ5×16

55,2

0,09

1Н1

14,8

40

0,33

3,0

АВВГ4

24,84

0,12

1Н2

14,8

40

1

56

КГ2,5

25,8

3,48

2Н1

6,7

20

0,33

62

АВВГ2,5

17,5

1,62

2Н2

6,7

20

1

7

АВВГ2,5

17,5

0,18

3Н1

6,7

20

0,33

64

АВВГ2,5

17,5

1,67

3Н2

6,7

20

1

3

АВВГ2,5

17,5

0,08

1ВН1

15,96

16

0,33

2

АВВГ2,5

17,5

0,08

2ВН1

7,98

10

0,33

2

АВВГ2,5

17,5

0,04

В1Н2

1,33

6

1

23

АВВГ4×2,5

17,5

0,07

В2Н2

1,33

6

1

29

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В3Н2

1,33

6

1

35

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В4Н2

1,33

6

1

41

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В5Н2

1,33

6

1

47

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В6Н2

1,33

6

1

53

АВВГ4×2,5

17,5

0,17

В7Н2

1,33

6

1

53,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,17

В8Н2

1,33

6

1

47,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В9Н2

1,33

6

1

41,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В10Н2

1,33

6

1

35,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В11Н2

1,33

6

1

29,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В12Н2

1,33

6

1

23,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,08

П1Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П1Н2

4,9

16

1

2

АВВГ2,5

17,5

0,04

П2Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П2Н2

4,9

16

1

2

АВВГ2,5

17,5

0,04

О1

7,3

10

1

12

АВВГ5×2,5

17,5

0,47

Н2

34,65

50

0,33

3,5

АВВГ16

55,2

0,09

4Н1

14,8

40

0,33

11,5

АВВГ4

24,84

0,45

4Н2

14,8

40

1

56

КГ2,5

25,8

3,48

5Н1

6,7

20

0,33

62

АВВГ2,5

17,5

1,62

5Н2

6,7

20

1

7

АВВГ2,5

17,5

0,18

6Н1

6,7

20

0,33

64

АВВГ2,5

17,5

1,67

6Н2

6,7

20

1

3

АВВГ2,5

17,5

0,08

3ВН1

15,96

16

0,33

2

АВВГ2,5

17,5

0,08

4ВН1

7,98

10

0,33

2

АВВГ2,5

17,5

0,04

В13Н2

1,33

6

1

17

АВВГ4×2,5

17,5

0,05

В14Н2

1,33

6

1

23

АВВГ4×2,5

17,5

0,07

В15Н2

1,33

6

1

29

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В16Н2

1,33

6

1

35

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В17Н2

1,33

6

1

41

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В18Н2

1,33

6

1

47

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В19Н2

1,33

6

1

47,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В20Н2

1,33

6

1

41,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В21Н2

1,33

6

1

35,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В22Н2

1,33

6

1

29,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В23Н2

1,33

6

1

23,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,08

В24Н2

1,33

6

1

17,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,06

П3Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П3Н2

4,9

16

1

2

АВВГ2,5

17,5

0,04

П4Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П4Н2

4,9

16

1

2

АВВГ2,5

17,5

0,04


Произведем расчет потерь напряжения в конце самой протяженной линии:


(1.29)

Поскольку условие U < 4% соблюдается, то делаем вывод, что кабели выбранные по допустимому току удовлетворяют требованиям потерь напряжения (исходя из данных табл.1.4), которые не превышают 4%. Значит выбор кабелей произведен верно.


1.7 Светотехнический расчет осветительных установок


1.7.1 Краткая характеристика помещений

Свинарник-откормочник на 1200 голов предназначен для содержания и откорма поросят в течение 135 дней.

Стены здания выполнены из кирпича. Перекрытия - сборные железобетонные плиты. Полы - бетонные. Окна, двери - деревянные. Отделка внутренняя - побелка известковым раствором.

Инженерное оборудование. Отопление - водяное с параметрами 95°С. Вентиляция - приточно-вытяжная с механическим побуждением.


Таблица 1.5 Характеристика помещений

на плане

Наименование и размеры

(длина × ширина × высота, м)

помещений

Характеристика поверхностей

стен

потолка

1

Помещение для откорма свиней (42×8×3)

Побелка

Побеленный потолок

2

Электрощитовая (3×2,5×3)

Побелка

Побеленный потолок

3

Помещение для контрольного взвешивания свиней (6×2,5×3)

Побелка

Побеленный потолок

4

Инвентарная (3×2,5×3)

Побелка

Побеленный потолок

5

Помещение для приводов транспортеров

(6×3,2×3)

Побелка

Побеленный потолок

6

Тамбур (3×3×3)

Побелка

Побеленный потолок

7

Коридор (16×3×3)

Побелка

Побеленный потолок

8

Венткамера (6×3,2×2)

Побелка

Побеленный потолок

9

Освещение входов

-

-

10

Освещение лестничной площадки

-

-


1.7.2 Выбор источников света

Выбор источников света определяется технико-экономическими показателями и производится по рекомендациям СНБ 2.0405-98 и "Отраслевых норм освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений".

В соответствии с требованиями СНБ в помещении для откорма, электрощитовой и помещении для контрольного взвешивания свиней принимаем газоразрядные лампы низкого давления, а в остальных помещениях, а также уличное освещение - лампы накаливания.


1.7.3 Выбор системы и вида освещения

Выбор системы освещения зависит от уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей. Так как нормируемая освещенность рабочей поверхности 200 лк и менее применяем систему общего освещения, которое выполнено с равномерным размещением светильников. Вид освещения - рабочее и дежурное, которое занимает 10% от рабочего.


1.7.4 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

Нормируемую освещенность рабочих поверхностей можно определить по табл.2.5 [3] или СНБ 2.0405-98, в зависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объекта различения, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Для облегчения определения норм освещенности на основе СНБ 2.0405-98 разработаны отраслевые нормы рабочего освещения производственных, административных, общественных и бытовых помещений, нормируемая освещенность по которым определяется в зависимости от технологического назначения помещений.

Уменьшение освещенности в расчетах установленной мощности источников учитывается коэффициентом запаса Кз, значение которого зависит от наличия пыли, дыма и копоти в рабочей зоне помещения, от конструкции светильников, типа источников света и периодичности чисток светильников. Значение коэффициентов запаса приведены в СНБ 2.0405-98.

Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений рекомендуют принимать коэффициент запаса для ламп накаливания 1,15, а для газоразрядных ламп - 1,3. При этом чистка светильников должна проводиться не реже 1 раза в 3 месяца. Результаты решений сведём в табл.1.6


1.7.5 Выбор осветительных приборов

Определяем категорию помещения №1 по условиям окружающей среды и минимально допустимую степень защиты светильника. Из номенклатуры светильников выделяем те, которые удовлетворяют минимально допустимой степени защиты. Учитывая производственный характер помещения, оставляем светильники, имеющие прямой (П) класс светораспределения. Так как высота подвеса светильников 2,8 м, то целесообразно выбрать светильник, имеющий кривую силы света Д или Г-1. Предварительно принимаем светильник ЛСП18-2×36 прямого светораспределения (П) с кривой силой света (Д) и степенью защиты IP54 по табл.2.2 [3].

Аналогично выбираем светильники для других помещений и данные заносим в табл.1.6



Таблица 1.6 Результаты выбора светильников

по плану и наименование помещения

Категория среды

Е, лк

Кз

Плоскость нормирования


Система освещения

Минимально допустимая степень защиты

Вид освещения

Принятый светильник

Наименование серии

Тип КСС

Степень защиты

1. Помещение для откорма свиней

сырое

50

1,3

Г-0

Общая равномерная во всех помещения

IP54

Рабочее во всех помещениях кроме помещения №1

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

2. Электрощитовая

сухое

150

1,3

В-1,5

IP20

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

3. Помещение для контрольного взвешивания свиней

сырое

150

1,3

Г-0,8

IP20

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

4. Инвентарная

сухое

50

1,15

Г-0

IP20

НСП02

М

IP54

5. Помещение для приводов транспортеров

влажное

30

1,15

Г-0,8

IP54

НСП02

М

IP54

6. Тамбур

сухое

20

1,15

Г-0

IP20

ПСХ

М

IP54

7. Коридор

сухое

75

1,15

Г-0

IP54

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

8. Венткамера

сухое

30

1,15

В-0,8

IP20

НСП02

М

IP54

9. Освещение входов

нар. уст.

20

1,15

Г-0

IP54

НСП02

М

IP54

10. Лестничная клетка

нар. уст.

20

1,15

Г-0

IP54

ПСХ

Д-1

IP54


1.7.6 Размещение осветительных приборов в освещаемом пространстве

Размещаем светильники в помещении для содержания поросят в светящуюся линию над проходом. В остальных помещениях - по углам прямоугольника (соотношение сторон не более 1,5:

1) или вершинам ромба с учётом допуска к светильникам для обслуживания.

Требования к минимально допустимой высоте установки светильников изложены в ПУЭ и зависят от категории помещения по степени опасности поражения электрическим током, конструкции светильника, напряжения питания ламп.


1.7.7 Расчёт мощности или определение количества и размещения светильников, устанавливаемых в помещении

Помещение №1.

Светильники подвешиваются на тросу. Трос крепится на высоте равной Но=3,0 м.

Расчётная высота, в м, установки светильника:


Нр о-hсв, (1.30)


где Но - высота крепления троса, м;

hс - высота свеса светильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия), определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м.

Нр =3- 0,2=2,8 м.

Для светильника ЛСП18-2×36 λс=1,2…1,6 (табл.2.14 [3]). Принимаем λс=1,6.

Расстояние между светильниками в ряду, м:


Lв=1,6·Нр, (1.31)


Lв = 1,6·2,8=4,48 м.

Расстояние от стены до ряда и до крайнего светильника в ряду, м:


lа= (0,3...0,5) Lв, (1.32)


la=lв = 0,3.4,48=1,34 м.

Число рядов принимаем равное N2=1. Так ряд располагается в проходе.

Аналогично размещаем светильники в других помещениях, и результаты заносим в табл.1.7


Таблица 1.7 Параметры размещения светильников в помещениях

по плану и наименование помещения

НР,

м

Количество, шт.

Расстояние, м

Способ крепления светильников

N2

N1

LA

LB

lA

lВ


1. Помещение для откорма свиней

2,8

1

-

-

-

1,34

4

На тросу

2. Электрощитовая

1,3

1

-

-

-

0,6

1,5

На крюках

3. Помещение для контрольного взвешивания свиней

2

2

-

-

-

0,6

1,01

На крюках

4. Инвентарная

2,8

1

1

-

-

1,5

1,25

На крюках

5. Помещение для приводов транспортеров

2

2

1

-

3,3

1,6

1,35

На крюках

6. Тамбур

2,8

1

1

-

-

1,5

1,5

На крюках

7. Коридор

2,8

4

1

-

4,3

1,5

1,5

На крюках

8. Венткамера

2

2

1

-

3,3

1,6

1,35

На крюках

9. Освещение входов

2,8

1

1

-

-

-

-

На крюках

10. Освещение лестничной площадки

2,5

1

1

-

-

-

-

На крюках


Произведем расчет мощности ламп в помещении для откорма свиней методом удельной мощности. Метод применяют при приближенном расчете осветительных установок помещений.

По табл.2.20 [3] определяем табличное значение удельной мощности:


.


По табл.2.17 [3] в зависимости от материала и окраски рабочих поверхностей определяем коэффициент отражения рабочих поверхностей:

потолка ; стен ;

рабочей поверхности .

Определяем расчетное значение удельной мощности, для чего вычисляем значения поправочных коэффициентов:

коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению:


, (1.33)


где Кзреал - реальное значение коэффициента запаса осветительной установки, табл.2.9 [3];

Кзтабл - табличное значение коэффициента запаса осветительной установки, табл.2.20 [3];

.

коэффициент приведения коэффициентов отражения к табличном значениям:


(1.34)


где Sп - площадь потолка, м2; Sс - площадь стен, м2; Sр - площадь рабочей поверхности, м2.

коэффициент приведения напряжения питания к табличному значению, принимаем К4 = 1, так как Uн = 220В.

Определяем число светильников в помещении, шт:


(1.35)


Принимаем число светильников в помещении N1 = 10 светильников.

Произведем проверку рассчитанного количества и марки ламп точечным методом. На плане помещения помечаем контрольную точку - точку с минимальной освещённостью. Затем вычисляем значения условной освещённости в контрольной точке.

Разделим предварительно помещение №1 на 2-е равные части, так как ряд светильников расположен над проходом. Выполняем светотехнический расчёт точечным методом.

По табл.1.6 определяем Ен=50 лк, коэффициент запаса Кз=1,3. Расчётная высота установки светильников Нр=2,8 м (табл.1.7).

Размещаем ряд светильников на плане помещения в соответствии с исходными данными и намечаем контрольную точку, которая расположена у стены на расстоянии от начала ряда 2,8 м и 4 м от самого ряда, т.е. L1=2,8 м и P1 = 4м. Освещенность в этой точке должна быть не менее 25% от номинальной, т.е.12,5 лк (стр.85 [3]).

Определяем приведённые размеры:


(1.36)


(1.37)

(1.38)

(1.39)


По линейным изолюксам для светильников с ЛЛ и КСС типа Д рис.2.13 [3] определяем е1=40 лк; e2=61 лк. Суммарная освещенность в контрольной точке, лк:


еа = е1 + е2, (1.40), ∑еа= 40 + 61=101 лк.


Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока, лм:


(1.41),


где Ен - нормированное значение освещённости рабочей поверхности табл.2.5 [3], лк;

Кз - коэффициент запаса табл.2.9 [3];

µ - коэффициент добавочной освещённости, учитывающий воздействие "удалённых" светильников и отражённых световых потоков на освещаемую поверхность (принимаем равным 1,1…1,2);


В=8 м

Рисунок 1.3 - План помещения №1


По табл.1.7 [3] поток лампы будет равен 3050 лм.

Количество светильников в светящемся ряду длиной, м:


(1.42)


(1.43)

где nс - число ламп в светильнике, шт.;

Lр - длина светящегося ряда, м.

Принимаем N1 = 10.

Расстояние между светильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл.1.7 [3] lс = 1,348 м:


(1.44)


Результаты расчёта сводим в табл.1.8


Таблица 1.8 Светотехническая ведомость

п/п

Наименование помещения

Габариты (длинахширинах

высота)

Класс по условиям окружающей среды

Коэффициенты отражения (ρп, ρс, ρр),%

Система освещения

Нормы освещенности, лк

Поверхность нормирования освещенности

Светильники

Лампы (тип, мощность, Вт)

Установленная мощность, Вт

Примечание

Тип

Число

1

Помещение для откорма свиней

(42×8×3)

сырое

30,10,10

Общая равномерная во всех

помещениях

50

Г-0

ЛСП18-2×36

4×9

ЛБ-36

2592

Состоит из 4-х частей

2

Электрощитовая

(3×2,5×3)

сухое

30,10,10

150

В-1,5

ЛСП18-2×36

1

ЛБ-36

72


3

Помещение для контрольного взвешивания свиней

(6×2,5×3)

сырое

30,10,10

150

Г-0,8

ЛСП18-2×36

2

ЛБ-36

144


4

Инвентарная

(3×2,5×3)

сухое

30,10,10

50

Г-0

НСП02

1

Б220-230-40

40


5

Помещение для приводов транспортеров

(6×3,2×3)

влажное

30,10,10

30

Г-0,8

НСП02

2×2

Б220-230-60

240

Два помещения

6

Тамбур

(3×3×3)

сухое

30,10,10

20

Г-0

ПСХ

4×1

Б220-230-60

240

Четыре помещения

7

Коридор

(16×3×3)

сухое

30,10,10

75

Г-0

ЛСП18-2×36

4

ЛБ-36

288


8

Венткамера

(6×3,2×2)

сухое

30,10,10

30

В-0,8

НСП02

2×2

Б220-230-60

240

Два помещения

9

Освещение входов

-

нар. уст.

-


20

Г-0

НСП02

4

Б220-230-60

240


10

Освещение лестничной площадки

-

нар. уст.

-


20

Г-0

ПСХ

2

Б220-230-60

120


11

Дежурное освещение

-

-

-

-

-

-

ЛСП18-2×36

4

ЛБ-36

288



ИТОГО

4504



1.7.8 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

В общем случае выбор напряжения электрической сети осветительной установки определяется степенью опасности поражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.

В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначения независимо от высоты их установки.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, при установке светильников с лампами накаливания на высоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой, так же допускают напряжение 220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установка светильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что их контактные части будут недоступны для случайных прикосновений.

Светильники местного стационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышенной опасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 42 В.

В случаях, если опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.

Наиболее часто для питания электрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источники света при этом подключают, как правило, на фазное напряжение.

Осветительные и облучательные сети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят из групповых и питающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитков до светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.

Питающие линии выполняем пятипроводными (трёхфазными), а групповые - трех - и четырёхпроводными в зависимости от нагрузки и длины.

Питающие линии могут быть магистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкое распространение на сельскохозяйственных предприятиях нашли радиально-магистральные схемы.

Схемы питания осветительной или облучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжность электроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационные затраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.

Радиальные сети по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимость применения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.

Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.

При планировке сети возможны различные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально-магистральной системы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимо прибегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.

Помещения свинарника-откормочника относятся к помещениям с повышенной опасностью. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения 220В, с условием что светильники и питающие их сети расположены на высоте 2,5 м. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе без специальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайное прикосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).

Систему токоведущих проводников принимаем ТN-С-S.


1.7.9 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

Количество групповых щитков осветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяжённости групповых линий. Принимают длину четырехпроводных трехфазных групповых линий напряжением 380/220В равной 80 м, напряжением - 220/127 В - 60 м и, соответственно, двухпроводных однофазных - равной 35 м и 25 м. Однофазные групповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в средних помещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линий экономично в больших помещениях (птичниках, коровниках, свинарниках и т.д.), освещаемых как лампами накаливания, так и газоразрядными лампами.

Ориентировочное количество групповых щитков nш можно определить по формуле:


, (1.45)


где nщ - рекомендуемое количество групповых щитков, шт.;

А, В - длина и ширина здания, м;

r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого:


, (1.46),

, (1.47)


где хц, уц - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;

Рi - мощность i-й электрической нагрузки, кВт;

хi, уi - координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях х, у.

При выборе мест установки групповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки, предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливают в местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорах и на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают на доступной для обслуживания высоте (1,8...2,0 м от пола).

При компоновке внутренних сетей светильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось не более 20 ламп накаливания или 50 люминесцентных ламп.

Осветительные щитки выбирают в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимости от условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большое значение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не только кратчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети по геометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна по причинам конструктивного и технологического характера. Трассу открытой проводки, как по конструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно и перпендикулярно основным плоскостям помещений. Только при скрытой проводке на горизонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку между фиксированными точками сети.

Выбранные трассы питающих и групповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей и розеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям.

В соответствии с результатами светотехнического расчёта вычерчиваем план здания (графическая часть лист 4). Наносим на него в виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток с трехфазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 80 м.

Вычисляем требуемое количество, шт., групповых щитков:


.

Принимаем один щиток. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещении определяем установленную мощность по формуле, кВт:


Рi = N1i ·N2i ·nci ·Pлi, (1.48)


Р1=10·1·2·0,036=0,72 кВт,

Р1.1=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р1.2=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р1.3=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р2 =1·1·2·0,036=0,072 кВт,

Р3 = 2·1·2·0,036=0,144 кВт,

Р4=1·1·1·0,04=0,04 кВт,

Р5=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р5.1=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р6=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р6.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р6.2 = 1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р6.3 =1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р7= 1·4·2·0,036=0,288 кВт,

Р8=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р8.1=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р9=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р9.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р9.2 =1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р9.3=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р10=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р10.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт.

Приняв, что нагрузка каждого помещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определим координаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат. Данные сводим в табл.1.9


Таблица 1.9 Определение координат центра нагрузок

по плану и наименование помещения

Руст, кВт

Х, см

Y, см

1 Помещение для откорма свиней

0,72

26

12

1.1 Помещение для откорма свиней

0,72

774

12

1.2 Помещение для откорма свиней

0,72

74

4

1.3 Помещение для откорма свиней

0,72

26

4





2 Электрощитовая

0,072

51,25

14,5

3 Помещение для контрольного взвешивания свиней

0,144

51,25

8

4 Инвентарная

0,06

51,25

1,5

5 Помещение для приводов транспортеров

0,12

3,5

8

5.1 Помещение для приводов транспортеров

0,12

96,5

8

6 Тамбур

0,06

3,5

14,5

6.1 Тамбур

0,06

96,5

14,5

6.2 Тамбур

0,06

3,5

1,5

6.3 Тамбур

0,06

96,5

1,5

7 Коридор

0,288

49,5

8

8 Венткамера

0,12

3,5

8

8 Венткамера

0,12

96,5

8

9 Освещение входа

0,06

1

12

9.1 Освещение входа

0,06

99

12

9.2 Освещение входа

0,06

1

4

9.3 Освещение входа

0,06

99

4

10 Освещение лестничной клетки

0,06

1

8

10.1 Освещение лестничной клетки

0,06

99

8


Определяем координаты центра электрических нагрузок всего здания по формулам (1.46), (1.47):

,

.

С учётом рассчитанного центра электрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и экономии проводникового материала размещаем групповой щиток на стене в коридоре x=50 м; y=8 м.

Определяем требуемое количество групповых линий в групповом щитке, количество однофазных групп, шт:


, (1.48)


Для удобства управления освещением принимаем шесть групповых линий.

Выбираем на стр.40 [7] групповой щиток ПР11-3052-54У3 с двенадцатью однополюсными автоматическими выключателями типа ВА21-29-10000-20УХЛ3.

На плане здания намечаем трассы прокладки сетей, места установки выключателей, обозначаем, номера групп и приводим данные светильников.


1.7.10 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

Осветительную электропроводку, как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. С медными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-la. Гибкие кабели с медной жилой и резиновой изоляцией марки КРПТ, КРПГ применяют для подключения переносных или передвижных источников оптического излучения.

При проектировании сельскохозяйственных объектов используют следующие способы прокладки электропроводок: на тросе; на лотках и в коробах; в пластмассовых и стальных трубах; металлических и гибких резинотехнических рукавах; в каналах строительных конструкций; проводом и кабелем по строительным основаниям и конструкциям.

При выборе того или иного способа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещения, его строительные особенности, архитектурно-художественные экономические требования. Во всех помещениях - открытая проводка. По категории помещения и условиям окружающей среды из табл.1.6 выбираем кабель АВВГ. Составляем расчётную схему сети, на которой указываем номера расчетных точек, длины участков и присоединенные мощности.


Рисунок 1.4 - Расчетная схема осветительной сети


1.7.11 Защита электрической сети от аварийных режимов

К аварийным режимам в осветительных сетях относят: токи короткого замыкания, неполнофазный режим работы (для трёхфазной линии), токи утечки. Для защиты от токов короткого замыкания служат автоматические выключатели ВА 21-29 с номинальным током Ip=16А.


1.7.12 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

Принимаем допустимые потери напряжения ΔU = 2,0% и коэффициент спроса Кс = 0,85. Тогда расчётное значение сечения проводника на участке, мм2:


, (1.49)


где S - сечение проводов участка, мм2;

ΣМ- сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;


ΣМ = ∑Р·l, (1.50)


Σα·m - сумма моментов всех ответвлений с числом проводов, отличающихся от числа проводов рассчитываемого участка, кВт·м;

α - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях.

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы и напряжения сети,

ΔU - допустимая потеря напряжения,% от Uн;

l - длина участка, м.

Определяем сечение линии 0-1 по формуле (1.49):


.


Определяем сечение линии 0-1 по формуле:

=3,22мм.

Принимаем ближайшее большее стандартное сечение S0-1=4,0 мм

Определяем расчётный ток на участке 0-1, А:


, (1.51)


где Uл - линейное напряжение сети, 380В;

cos - коэффициент мощности:


(1.52)


Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп= 28А стр.464 [9]:


IдопIр, (1.53)


28 А ≥ 7,32 А.

Определяем действительную потерю напряжения в линии 0-1,%:


(1.54)


.

Далее при расчетах групповых линий данное значение потери напряжения будем вычитать из заданного значения 2,5%.

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, А:


IуIр, (1.55)

Iу = 10А > 7,32 А.


Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата:


Iдоп ≥ β·Iу, (1.56)


где β - коэффициент, учитывающий нормированное соотношение между длительно допустимым током проводников и током уставки защитного аппарата β = 1.

28А > 1 · 4,79= 9,3 А.

Используя формулы расчета потерь напряжения и выбора сечения провода, а также проверку его для участка 0-1 аналогично произведем расчет групповых линий, данные расчета снесем в табл.9. Однако следует помнить, что при расчете потерь напряжения в групповых линиях следует учитывать потерю на участке 0-1.


Таблица 1.10 Результаты расчета и проверки сечения линий освещения

Группа,

участок

Siуч.,

мм2

Ip,

А

Iдоп.,

А

U,%

Iу,

А

1

2

3

4

5

6

Участок 0-1

4,0

7,32

28

1,02

10

Группа N1





6,3

1-2

2,5

3,2

19

1,057


Группа N2





6,3

1-3

2,5

3,2

19

1,092


Группа N3





6,3

1-4

2,5

3,2

19

1,063


Группа N4





6,3

1-5

2,5

3,2

19

1,074


Группа N5





6,3

1-6

2,5

3,88

19

0,2


6-7

2,5

2,45

19

0,474


7-8

2,5

0,54

19

0,076


8-9

2,5

0,27

19

0,027


7-10

2,5

0,45

19

0,012


7-11

2,5

0,82

19

0,073


11-12

2,5

0,27

19

0,014


11-13

2,5

0,27

19

0,016


11-14

2,5

0,27

19

0,02


Группа N6





6,3

1-15

2,5

3,71

19

0,24


15-16

2,5

2,45

19

0,474


16-17

2,5

0,54

19

0,076


17-18

2,5

0,27

19

0,027


18-19

2,5

0,45

19

0,012


19-20

2,5

0,82

19

0,073


21-22

2,5

0,27

19

0,014


22-23

2,5

0,27

19

0,016


22-24

2,5

0,27

19

0,02


22-25

2,5

2,45

19

0,474


Группа N7





6,3

1-26

2,5

0,65

19

0,112


26-27

2,5

0,33

19

0,036


26-28

2,5

0,33

19

0,038


1-29

2,5

0,65

19

0,112


29-30

2,5

0,33

19

0,036


29-31

2,5

0,33

19

0,038



Исходя из условия использования системы заземления TN-C-S, для подключения осветительного щитка, используем трехфазную пятипроводную линию, а для подключения светильников однофазную трехпроводную, выполненные соответственно кабелем АВВГ5×4,0 и АВВГ3×2,5.


1.8 Проектирование внешнего электроснабжения


1.8.1 Выбор типа, числа, мощности и местоположения

трансформаторных подстанций

Определим нагрузки на вводах к потребителям.


Таблица 1.11 Нагрузки отдельных потребителей и их координаты

Номер

потре-

бителей

Наименование

потребителей

Расчетная мощность, кВт

Координаты

Нагрузок, м

Коэффициенты

мощности

Рд

Рв

X

Y

cosφд

cosφв

1

Блок репродукции поросят

25

25

20

16,5

0,92

0,96

Блок репродукции отъемышей

35

35

6,5

16,5

0,8

0,85

Свинарник-маточник на 100 маток

25

28

14

16,5

0,92

0,96

2

Блок откорма свиней

48,5

48,5

31,5

16,5

0,8

0,85

Блок откорма свиней

48,5

48,5

38

16,5

0,8

0,85

3

Кормоцех

55

25

26

14,5

0,8

0,8

4

Корнеплодохранилище

3

2

25,5

11,5

0,75

0,8

5

Ветсанпропускник

2

2

9,5

1

0,85

0,9

6

Автомобильные весы

2

3

18

4

0,8

0,9

7

Погрузочно-разгрузочная рампа

0

2

46

9

0

1

Амбулатория

2

3

45

24

0,85

0,9

Стационар на 8 станков

2

3

45

22

0,8

0,85

Склад дезсредств

0

1

45

30

0

1

9

Изолятор

2

2

45

27

0,92

0,96

14

Котельная

28

30

33

3