Дипломная работа: Электрооборудование свинарника-откормочника на 600 голов СТФ СПК "Первое Мая" Осиповичского района Могилевской области с разработкой схемы управления и защиты электропривода кормораздачи

С учётом данного центра электрических нагрузок с целью обеспечения удобства обслуживания и экономии проводникового материала размещаем групповой щиток в помещении для персонала на стене, что облегчит доступ и будет максимально близко к центру нагрузки.

Распределительные устройства выбираем по напряжению, условиям окружающей среды, способу установки и присоединения проводов, числу, типу и номинальным параметрам аппаратов защиты.

Произведём выбор рубильника на вводе для распределительного устройства, выбор производим по номинальному напряжению (Uн>=Uн.уст), номинальному току (Iн>=Iн.уст.), числу полюсов, конструктивному и климатическому исполнению, категории размещения и степени защиты.

Рабочий ток на вводе линии:

Iр=Iввода=76,78А

Выбираем трёхполюсный рубильник с боковой рукояткой типа РБ на номинальный ток 250А. и номинальное напряжение 400В, который входит в комплект водно-распределительного устройства. Исходя из этого вводно-распределительное устройство выбираем марки ВРУ-1–11–40-М-У3.

А также для защиты от поражения током, при повреждении электроустановок применяем в качестве защитного аппарата УЗО

В качестве РУ принимаем ящик марки ПР-11–3068–21УЗ с автоматическим выключателем ВА21–29 и восьмью отходящими линиями.

Осветительный щиток ЩО 31–32 У3. С шестью групповыми линиями, со встроенной установкой и аппаратом на вводе типа А3114.

Магнитные пускатели принимаются исходя из напряжения коммутируемой сети:

, (55)

номинального тока нагрузки:

 (56)

а также исходя из конструктивных особенностей.

Для дистанционного управления и включения вытяжного вентилятора В-06–300 принимаем магнитный пускатель ПМЛ-121002 степень защиты IP54

Выбираем автоматический выключатель для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания и перегрузки

Автоматический выключатель выбирают по следующим параметрам:

– по номинальному напряжению:

 (57)

где - номинальное напряжение коммутируемой цепи, В

– номинальный ток автомата должен соответствовать току электроприемника:

 (58)

– номинальный ток теплового расцепителя должен соответствовать длительному току электроприемника:

 (59)

Принимаем автомат АЕ2046 номинальный ток автомата IНА=63А; номинальное напряжение UНА=660В; номинальный ток расцепителя IНТР=10А, кратность срабатывания 12 IНТР.

Проверяем выбранный автомат на возможность ложных срабатываний, при этом должно соблюдаться условие

 (60)

где - каталожный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;

- расчетный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, .

 (61)

где - пусковой ток электродвигателя, А

Вывод: ложных срабатываний не будет

Для остального оборудования выбор аппаратов производится аналогично, для оборудования стандартно комплектуемого пускозащитной аппаратурой, защита принимается по условию селективности (на один габарит больше). Результаты выбора приведены на принципиальной схеме распределительной сети.

2.8 Расчет и выбор электропроводок силового электрооборудования и электроосвещения

Электропроводкой называется совокупность проложенных по трассе изолированных проводов всех сечений, кабелей сечением до 16 мм2 со всеми относящимися к ним конструкциями и деталями, предназначенными для их прокладки, крепления и защиты.

Для выполнения электрических сетей рекомендуется применять провода и кабели с алюминиевыми жилами. Выбор марок проводов и кабелей и способов прокладки сети следует осуществлять с учетом пожаро- и электробезопасности помещений, а также требований соответствующих стандартов и технических устройств на кабели и провода. При наличии нескольких условий, характеризующих окружающую среду помещений, электропроводка должна удовлетворять всем требованиям.

Выбор кабелей для силовых электроприемников.

Для питания электроприёмников принимаем кабель с алюминиевыми жилами АВВГ и медными жилами КРПГ для подключения кормороздатчика КЭС – 1.7.

Расчет сечений кабелей.

Задачей расчета электропроводок является выбор сечений проводников. При этом сечения проводников любого назначения должны быть наименьшими и удовлетворять следующим требованиям:

а) допустимому нагреву;

б) электрической защиты отдельных участков сети;

в) допустимым потерям напряжения;

г) механической прочности.

В отношении механической прочности выбор сечений сводится к просто выполнению нормативных требований ГОСТ30331.1–15. В нем приведены минимальные сечения проводников, которые могут быть использованы при выборе электропроводок в здании.

В нашем случае для стационарных электроустановок кабели и провода для силовых и осветительных сетей должны иметь сечение не менее 2,5 мм2.

При расчётах необходимо обеспечить выполнение двух условий:

а) нагрев проводника не должен превышать допустимых нормативных значений:

, (62)

где Iдл – длительный расчетный ток электроприемника или участка сети, А;

Kt – нормативный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды;

, (63)

где tнор.пр – нормативная температура проводника до которой нормируются длительно допустимые токи для проводов и кабелей;

tнор.ср – нормативная температура среды, где прокладывается проводник.

Kп – поправочный коэффициент, зависящий от числа рядом проложенных одновременно работающих кабелей;

б) при возникновении ненормальных режимов и протекании сверхтоков проводник должен быть отключен от сети защитным аппаратом:

, А (64)

где Iзащ. – ток защиты аппарата, А;

Kзащ. – коэффициент кратности, характеризующий отношение между допустимым током проводника и током защиты аппарата (для невзрыво-, непожароопасных помещений Кзащ=0.33);

Выбранное сечение проводника проверяем по допустимой потере напряжения, которая в конце участка линии не должна превышать 4%.

, (65)

где Р – мощность на участке, кВт

l – длинна линии, м

с – коэффициент зависящий от материала жилы, рода тока, значения напряжения и системы распределения электроэнергии (для трёхфазной сети с нулевым проводом напряжением 380/220В выполненной алюминиевым проводом с=46, медным с=77);

F – площадь сечения токопроводящих жил, мм2

Рассчитываем сечение кабеля для силовой цепи электродвигателя навозоуборочного транспортёра ТСН – 160.

Определяем допустимый ток проводника.

а). По условию нагревания длительным расчетным током:

А

б). По условию соответствия сечения проводника выбранному току срабатывания защитного аппарата:

А

По таблице ПУЭ выбираем сечение кабеля по наибольшему току.

Iдсп>Iпр, (66)

19А>10.74 А

Сечение нулевого рабочего и нулевого защитного проводника выбираем равными сечению токопроводящих жил. Принимаем кабель АВВГ5х2.5. Проверяем выбранное сечение проводника по допустимой потере напряжения:  < 4%

Следовательно, сечение кабеля выбрано правильно.

Аналогично производим выбор сечений кабелей для остальных участков электропроводок, а данные по выбору сводим на принципиальную схему распределительной сети.

Выбор сечения кабелей для осветительной сети.

Составляем расчётную схему сети.

Расчётное значение сечения проводника на участке:

 (67)

где S – сечение проводов участка, мм2;

УМ = ∑Р·l – сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;

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

б – коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях;

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

ДU – допустимая потеря напряжения, % от Uн. Согласно ПУЭ принимаем допустимые потери напряжения ДU = 2.5%.;

Р – мощность в рассматриваемой точке, кВт

l – длина участка, м.

Определяем расчетное сечение проводника на участке 0–1:

 (67)

Подставляя численные значения в формулу, получаем сечение расчётного участка м2.

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S0-1= 2.5 мм2

Приняв для люминесцентных одноламповых светильников соsцл.л.1=0.9, двухламповых соsцл.л.2=0.94, для ламп накаливания cosцл.н=1.0

Определим коэффициент мощности на участке 0–1:

, (69)

Определяется расчетный ток на участке 0–1:

 (70)

Проверяется выбранное сечение на нагрев. Длительнодопустимый ток для данного сечения . Тогда:

 (71)

Условие выполняется

Определяется действительная потеря напряжения на участке 0–1:

 (72)

Произведём расчет сечения на самой протяжённой и нагруженной линии:

С учетом механической прочности принимаем кабель марки АВВГ сечением 2.5 мм2.

Расчетный ток на участке:

Тогда

Определяется действительная потеря напряжения на участке 1–5

Общая потеря напряжения в конце первой групповой линии

 (73)

Для остальных групповых линия сечение определяется аналогично результаты сносим в таблицу 2.8

Таблица 2.8. Результат расчета осветительной сети

2.9 Расчет низковольтных сетей и выбор трансформаторных подстанций

Расчет наружных электрических сетей и трансформаторных подстанций СПК «Первое Мая» произведем для подстанции, которая непосредственно запитывает здание свинарника-откормочника.

Проектирование линий электропередач напряжением 0.38/0.22кВ выполняем на основании энергоэкономического обслуживания потребителей.

Пользуясь сведениями о потребителях электроэнергии производственного сектора устанавливаем расчетные мощности на вводах. Так как объекты используют максимум мощности в дневное время, расчет ведем по максимуму дневной нагрузки. Некоторые объекты имеют вечерний максимум больше дневного, для этих объектов расчет производим по большему максимуму. Численные значения расчетных мощностей принимаем согласно РУМа, а для свинарника-откормочника на 600 голов принимаем за расчетную мощность-мощность ввода. Данные о мощностях объектов сносим в таблицу 2.9.

Таблица 2.9. Расчетные мощности объектов

2.9.1 Определение допустимых потерь напряжения в сети 0,38 кВ

Произведём расчёт допустимых потерь напряжения у потребителя соответственно при 100% нагрузки.

U100=SH100+SDU100, (74)

при 25% нагрузке:

U25=SH25+SDU25, (75)

где SH100 иSH25 – сумма надбавок напряжения соответственно при 100% и 25% нагрузке, %;

SDU100 и SDU25 – сумма потерь напряжения соответственно при 100% и 25% нагрузке, %.

Произведём расчёт допустимых потерь напряжения у потребителя при известных данных: отклонение на шинах питающей подстанции – 0%, 0%, надбавка за счёт ответвлений трансформатора 10/0,4 кВ – +5%, +5%, соответственно при 100% и 25% нагрузки.

Рассчитаем отклонение напряжения при 100% нагрузки у потребителя: U100=0+5+(-4)+5=+6%.

Разделим пополам потерю напряжения (+6%) для линий 10 кВ и 0,38 кВ. С учётом этого получаем: для линии 10 кВ – (-3%), и для линии 0,38 кВ – (-3%). Разделим потерю напряжения в линии 0,38 кВ на потерю во внешних сетях и внутренних сетях в соответствии с НПС-94 (2,5% – во внешние сети и 0,5% – во внутренние сети).

Произведём проверку:

U100=0+(-3)+5+(-4)+(-2,5)+(-0,5)+5=0%.

Для линии 0,38 кВ при 25% нагрузки произведём проверочный расчёт:

U25=0+(-0,75)+5+(-1)+0+0=+3,25%.

Следовательно, таблица отклонения напряжений составлено, верно, т. к. при 100% нагрузки, отклонение напряжения у потребителя не превышает –5%, а при 25% нагрузки не превышает +5%. Составим таблицу 2.10 отклонения напряжения при питании от шин 10 кВ.

Таблица 2.10. Расчёт допустимых потерь напряжения у потребителя

2.9.2 Расчет электрических нагрузок объекта

Определим суммарную расчётную активную нагрузку всего объекта.

Делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчётную нагрузку каждой группы по формуле:

                  (76)

где к0 – коэффициент одновременности;

Первая группа (потребители №1,2,3,4,5).

Расчётная нагрузка для дневного максимума по формуле:

 кВт;

Расчётная нагрузка для вечернего максимума по формуле:

 кВт;

Вторая группа (потребители №6).

 кВт;

Мощность наружного освещения принимаем из расчёта 250 Вт

на здание и 3 Вт на метр длины периметра свинофермы.

Росв=250·6+(130+160)·2·3=3240 Вт=3.24 кВт

Суммируя расчётные нагрузки всех групп по таблице надбавок, получим расчётную нагрузку на шинах ТП с учётом наружного освещения:

 кВт;

 кВт;

Расчётная мощность трансформаторной подстанции, определяется по дневному максимуму, так как он больше вечернего.

Определяем полную мощность населённого пункта:

 (77)

где: Рнп. – активная мощность всего населённого пункта, кВт;

cosц – средневзвешенное значение коэффициента мощности.

Значения коэффициентов мощности для отдельных потребителей определяем по таблице 3,7 /16/. Определим средневзвешенное значение коэффициента мощности для дневного и вечернего максимума:

 (78)

 (79)

Тогда полная мощность населенного пункта:

кВА;

кВА;

2.9.3 Выбор числа и мощности трансформаторов и мест расположения ТП 10/ 0,4 кВ

Определим приближённое число трансформаторных подстанций для населённого пункта по формуле:

 (80)

где: Fнп. – площадь населённого пункта по генплану, Fнп. = 0.208 км2;

ДUвл – допустимые потери напряжения в сети 0,38 кВ, ДUвл = -2.5

;

Принимаем одну трансформаторную подстанцию, на плане населенного пункта наметим трассы ВЛ 380/220 В.

Учитывая перегрузочную способность трансформатора, принимаем трансформатор мощностью 160 кВА и записываем его паспортные данные в таблицу 2.11.

Таблица 2.11. Параметры трансформатора

На плане населенного пункта нанесем оси координат и определим координаты нагрузок групп жилых домов и отдельных потребителей.

Расположение объектов между собой с учетом реальных размеров показано на рисунке 2.5.

Определяем месторасположение трансформаторной подстанции.

 (81)

 (82)

где  – сумма расчетных мощностей всех потребительских

подстанций в зоне электроснабжения ТП;

хi – проекция Si на ось x;

yi – проекция Si на ось y.

Компоновка оборудования подстанции должна обеспечивать простые и удобные подходы и выходы воздушных линий всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования и возможностью дальнейшего расширения подстанции.

Площадку для строительства ТП, в соответствии с нормами, выбираем на незаселённой местности, не затопляемой паводковыми водами, в центре электрических нагрузок или в близи от него, по возможности близко от автодороги. Площадка должна иметь по возможности инженерно-геологические условия, допускающие строительство без устройства дорогостоящих заземлений и фундаментов под оборудование.

Наносим координаты и получаем место расположения ТП изображенное на рисунке 2.4.

Произведем расчет мощностей по участкам линий электропередач, для последующего определения сечения и марки провода. Расчет производим методом экономических интервалов нагрузок (метод приведенных затрат), изложенных в пункте 3.

Составляем расчетную схему объекта с нанесением мощностей и длин участков.

Находим расчётные значения мощностей на участках линии:

Участок ТП-1:

 кВт;

;

 кВА;

Эквивалентная мощность на участке

SэквТП-1 = SТП-1 · Кд, (83)

где Кд – коэффициент динамики роста нагрузок, 0.7 /16/.

 кВА.

Рис. 2.5. Расчётная схема объекта

По таблице экономических интервалов нагрузок при толщине стенки гололёда b=5 мм (второй район по гололёду), по значению Sэкв. Находим число и марки проводов для участка линии ТП-1, принимаем к использованию провод

4хА-50+А-25

Результаты расчётов заносим в таблицу 2.6.

Фактические потери напряжения на участках определяем по формуле

∆U =Sмах•lуч•ДUуд •10-3%; (84)

где: lуч – длина участка, м;

ДUуд – удельные потери напряжения, таб. 5,2;

Для участока ТП-1

Проводим аналогичные вычисления и заносим результаты в таблицу 2.12.

Таблица 2.12. Результаты расчёта сети 0,38 кВ

Потери на участках линии не превышают допустимых значений:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7