Проектування системи електрифікації насосної станції 43/45 і системи автоматизації лінії подачі води в закриту зрошувальну систему

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ

системи електрифікації насосної станції 43/45 і системи атоматизації лінії подачі води в закриту зрошувальну систему.

1 Загальні дані

1.1 Назва та місце розташунок об'єкта: насосна станції 43/45 Веселівського МУВГ с.м.т. Веселе, Веселівського району Запорізької області, 72202.

1.2 Підстава для проектування: завдання до курсового проекту.

1.3 Вид проектних робіт: реконструкція системи електрифікації і автоматизації об'єкту АПК.

1.4 Дані про проектувальника: Шматко Олександр Віталійович, 41-ЕН, енергетичний факультет, ТДАТУ, пр. 50 - років Перемоги 22/503, м. Мелітополь, Запорізька обл., спеціалізація ЕЕФ.

1.5 Стадійність проектування: робочий проект.

1.6 Клас (наслідків) відповідальності об'єкта: СС1 (незначні наслідки).

1.7 Категорія складності: II (друга).

1.8 Необхідність розрахунків ефективності інвестицій: необхідне визначення річного економічного ефекту та терміну окупності капітальних вкладень.

1.9 Установлений строк експлуатації: 10 років.

1.10 Галузь виробництва: подача води.

2 Вимоги до енергосистеми

2.1 Категорія надійності електропостачання об'єкту: ІІ (друга).

2.2 Джерело живлення і місце приєднування: існуюче КТП1, 10/0,4 кВ, 1000 кВА, РУ 0,4 кВ, QF1, 160 А.

2.3 Напруга джерела живлення: 220/380 В, ~50Гц.

2.4 Рівень компенсації реактивної потужності: cos ц= 0,98.

2.5 Технічний облік реактивної і активної потужності: NIK 2303АРК1.

2.6 Спосіб каналізації електроенергії від джерела живлення до об'єкту електрифікації: кабельна лінія орієнтовною довжиною 40 м. Переріз жил кабельної лінії визначається проектом.

3 Вимоги до системи електрифікації

3.1 Встановлена потужність об'єкта: визначається проектом.

3.2 Конфігурація живильної мережі: радіальна.

3.3 Конфігурація розподільчої мережі: радіальна.

3.4 Конструкція головного розподільчого щита: ввідний апарат - автоматичний вимикач, апарати, ліній що відходять - автоматичні вимикачі.

3.4 Ступінь захисту низьковольтних комплектних установок:

- головний розподільчий щит - IP20;

- шафа керування - IP44.

3.5 Ступінь захисту електрообладнання:

- електродвигуни - IP44;

- світильники - IP44.

3.6 Ступінь захисту апаратів захисту, керування: IP20.

3.7 Вимоги до захисту силового електрообладнання:

- захист електродвигунів від к.з.: автоматичні вимикачі;

- захист від перевантажень: теплові струмові реле;

- захист від струмів витоку, несиметрії напруги: відсутній.

3.8 Комутація силового електрообладнання: магнітні пускачі.

3.9 Світлова сигналізація роботи силового електрообладнання: світлодіодна.

3.10 Звукова сигналізація роботи силового електрообладнання: початок роботи лінії, тривалість - 7 с, електромагнітний дзвінок.

4 Вимоги до електричного освітлення

4.1 Система освітлення: загальна рівномірна.

4.2 Вид освітлення: робоче.

4.3 Нормована освітленість: монтажна площадка - Е_н=250 лк; машинний зал - Е_н =200лк; електрощитова - Е_н=200 лк; коридор - Е_н = 150лк; пульт керування - Е_н=250 лк; кімната чергового - Е_н=200 лк

4.4 Якість кольоропередачі: індекс кольоропередачі R_а>60.

4.5 Енергоефективність джерел світла: не меньше 75 Лм/Вт.

4.6 Енергоефективність системи освітлення: не більше 11 Вт/м².

4.7 Спеціальні вимоги: забезпечити рівномірність розподілу проектних освітлювальних навантажень по фазам.

5 Вимоги до системи керування технологічним процесом

5.1 Тип системи керування: релейно-контактна.

5.2 Призначення системи керування: керування технологічним процесом.

5.3 Умови експлуатації: температура навколишнього середовища: - 45...+40 єС; вологість повітря - 95%.

5.4 Режим роботи системи керування: ручний, автоматизований, вимкнено.

5.5 Параметри контролю:

- наповнення води бустерним насосом 1КсВ 100-100-1: спрацювання при зменшенні рівня в води в зрошувальній системі;

- подача води центробіжний насос 350Д90; спрацювання при повному заповненні зрошувальної системи водою;

- нагнітання тиску компресору ГСВ-1/12; спрацювання при недостатньому рівні тиску;

- відкачка води дренажним насосом ВКС 4/28; спрацювання при збільшенні рівня води в машинному залі.

5.6 Послідовність роботи машин: бустерний насос 1КсВ 100-100-1, центробіжний насос 350Д90, компресору ГСВ-1/12, дренажний насос ВКС 4/28.

5.7 Пристрої витримки часу: електронні реле часу.

6 Вимоги до електробезпеки

6.1 Система заземлення: TN-C-S.

6.2 Величина опору заземлювального пристрою: 4 Ом.

РЕФЕРАТ

Шматко О.В. Робочий проект електрифікації насосної станції 43/45 Веселівського МУВГ с.м.т. Веселе, Веселівського району Запорізької області з розробкою автоматизованого керування водопостачання: курсовий проект / О.В. Шматко; ТДАТУ. - Мелітополь : [б. в.], 2014. - 19с.

В курсовому проекті на основі аналізу вихідних даних з технології виробництва, стану електрифікації та автоматизації лінії подачі води в закриту зрошувальну систему запропоновані технічні рішення по удосконаленню з метою зниження долі ручної праці, підвищення якості продукції, надійності роботи електрообладнання.

В курсовому проекті наведено розрахунок та вибір силового електрообладнання, обрано апарати керування та захисту, спроектована живильна і розподільча мережа, обрано марки та перерізи та способи прокладання проводів та кабелів, розроблено схему електричну розташунку живильної і розподільчої мережі.

На базі визначених вихідних даних розроблено систему керування технологічним процесом лінії подачі води в закриту зрошувальну систему, обґрунтовано і обрано сучасні засоби автоматизації, розроблено схеми електричні з'єднування та підключення.

Ключові слова: ЗАКРИТА ЗРОШУВАЛЬНА СИСТЕМА, СИСТЕМА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ, АВТОМАТИЗАЦІЯ, СИСТЕМА КЕРУВАННЯ.

Табл. 7 Іл. 2 Бібл. 14

ЗМІСТ

ВСТУП

1. РОЗРОБКА ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ

ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

1.1 Визначення вихідних даних з технології виробництва

1.2 Визначення архітектурно-планувальних вихідних даних

1.3 Визначення вихідних даних для вибору електрообладнання

1.4 Розробка завдання на проектування системи електрифікації

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Зрошення в широких масштабах - один з найбільш радикальних засобів зм'якшення шкідливого впливу посухи на сільське господарство в посушливій зоні, до якої відноситься південь України; є важливим чинником збільшення виробництва зерна, овочів, кормів для тваринництва й інших видів сільськогосподарської продукції; основа одержання високих і стабільних врожаїв сільськогосподарських культур.

Ефективність досконалості експлуатації гідромеліоративних систем може бути досягнута лиш при умові широкого застосування АСУ технологічними процесами. Впровадження автоматизованих систем управління технологічними процесами на меліоративних системах на сучасному етапі є вищою формою автоматизації управління. Широке впровадження автоматизованих інформаційнорадуючих систем дозволяє програмувати врожаї на великих площах [5].

В даний час вирішується задача поетапного удосконалювання автоматизації гідромеліоративних систем і перетворення їх в цілком автоматизовані системи керування з застосуванням сучасних засобів автоматизації, включаючи електронно-обчислювальну техніку.

Першочергова роль при створенні і експлуатації гідромеліоративних систем на сучасному рівні відводиться впровадженню науково-технічного прогресу, автоматизації технологічних процесів і систем управління виробництвом з використанням електронної і мікропроцесорної техніки. Механізація і автоматизація процесів поливу - необхідні умови розробки і промислового впровадження водозберігаючих технологій. Автоматизація оперативного управління дозволяє забезпечити оптимальний водорозподіл, водооблік і виключити безконтрольні забори води і невиробничі втрати.

1. РОЗРОБКА ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

1.1 Визначення вихідних даних з технології виробництва

На основі аналізу прийнятого технологічного процесу (згідно завдання - подача води в закриту зрошувальну мережу) визначаються вихідні дані з технології виробництва.

До технологічної лінії подачі води в закриту зрошувальну систему входить наступний комплект машин та механізмів:

- центр обіжний насос 350Д90;

- дренажний насос ВКС 4/28;

- бустерний насос 1КсВ 100-100-1;

- компресор ГСВ-1/12.

Результати заносяться до таблиці 1.1.

вода подача зрошувальний електрифікація

Таблиця 1.1 - Паспортні дані технологічного обладнання подачі води в закриту зрошувальну систему.

Найменування	Призначення	Тип	Подача, л/с	Витрата л/с	Напір, м	ККД насоса, %	Кількість обертів об/хв	Кількість
1. Центробіжний насос.	Транспортування	350Д90	1080	350	37	76	985	4
2. Дренажний насос.	Транспортування	ВКС 4/28	14	4	28	41	1450	2
3. Бустерний насос.	Транспортування	1КсВ 100-100-1	100	25	100	63	3000	2
4. Компрессор	Нагнітання тиску	ГСВ-1/12	16	4	-	45	750	1

На основі визначеної технології виробництва розробляємо схему скомбіновану функційну подачі води в закриту зрошувальну систему. На схемі показано зовнішні контури технологічних машин, ті конструктивні елементи, які розкривають функційне призначення технологічного обладнання, а також напрямок руху продукту і умовні познаки електроприймачів. Схема представлена на рисунку 1.1.

1- водозабір; 2 - центр обіжний насос; 3 - водоповітряний бак; 4 - трубопроводи першої та другої зони.

Рисунок 1.1- Схема скомбінована функційна подачі води в закриту зрошувальну систему

Технологічна лінія подачі води в закриту зрошувальну систему працює наступним чином.

Допоміжні самоусмоктувальні насоси подають воду під усмоктувальні трубопроводи основних і бустерних насосних агрегатів. При відкритих гідрантах в найбільш високих місцях бустерні насоси заповнюють водою закриту зрошувальну мережу; потім гідранти закривають. Коли тиск в зрошувальної мережі піднімається до розрахункового, заповнюють до розрахункового рівня повітряні баки, а в верхні частини баків компресором нагнітають стиснене повітря до тих пір, поки тиск в них не стане розрахунковим, після чого відключають бустерні насоси. Включають автоматичну систему управління. Насосна станція і зрошувальна система готові до поливу. Витоку води з мережі по команді датчиків рівня, розташованих водоповітряних баку, періодично заповнюють бустерним насосом.

1.2 Визначення архітектурно-планувальних вихідних даних

Аналіз об'єкту електрифікації показав, що закрита зрошувальна система складається з наступних приміщень:

- монтажна площадка;

- машинний зал;

- електрощитова;

- коридор;

- пульт керування;

- кімната чергового.

Основні будівельні параметри приміщень вказано в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Будівельні параметри приміщень насосної станції

Назва приміщення	Довжина м	Ширина м	Площа м2	Висота стелі, м	Матеріал стін
1. Монтажна площадка	15	6	90	6	Цегла червона
2. Машинний зал	39	6	236	6	Цегла червона
3. Електрощитова	15	6	90	6	Цегла червона
4. Коридор	9	3	27	6	Цегла червона
5. Пульт керування	9	9	82	6	Цегла червона
6. Кімната чергового	9	9	82	6	Цегла червона

Згідно геометричних обмежень визначаємо розташунок технологічного обладнання в насосній станції (рисунок 1.2):



1 - монтажна площадка; 2 - машинний зал; 3 - електрощитова; 4 - коридор; 5 - пульт керування; 6 - кімната чергового.

Рисунок 1.2 - План приміщення

1.3 Визначення вихідних даних для вибору електрообладнання

З метою подальшого визначення кліматичного виконання, ступеня захисту та категорії розташунку електрообладнання визначаємо кліматичні умови місце розташунку об'єкту АПК, характеристики середовища приміщень та ймовірність ураження електричним струмом персоналу.

Кліматичні умови місце розташунку об'єкту АПК наведено в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Кліматичні умови місце розташунку об'єкту АПК

Найменування показника	Зміст, значення
Напрям і максимальна швидкість панівних вітрів	Південно-східний, 5,5 м/с
Абсолютна мінімальна і максимальна температура повітря	-32, +40 єС
Середньорічна температура	+10 єС
Найбільша середньомісячна доза сонячної радіації	450 Вт/м2
Найбільша відносна вологість повітря	65%
Атмосферний тиск	761 мм. рт. ст.
Віддаленість від морського узбережжя, наявність морських туманів	151 км, морські тумани відсутні
Висота об'єкту над рівнем моря	15м
Максимальна середньомісячна величина опадів	77 мм
Сейсмічність району	6 балів MSK-64
Найвищій рівень ґрунтових вод	2,5 м
Наявність в ґрунтах агресивних лугів, кислот, солей	Відсутні
Температура ґрунту на глибині 0,8-1 м в найбільш сухий і жаркий місяць	+17 єС
Глибина промерзання ґрунту	0,8 м
Товщина стінки ожеледі	19 мм
Середньорічна грозова діяльність	40-60 год/рік
Питомий опір ґрунту в найбільш сухий і жаркий місяць	65 Ом·м (чорнозем опідзолений)

За характеристикою середовища насосної станції 43/45 відноситься до вологих приміщень (відносна вологість від 60% до 75%). За ступенем ураження електричним струмом приміщення відноситься до особливо небезпечних приміщень (струмопровідна підлога і можливість одночасного дотику людини до заземлених металевих частин електрообладнання, технологічного обладнання). Аналогічно визначаємо характеристики електрощитової. Результати заносимо до таблиці 1.4

Таблиця 1.4 - Характеристика приміщень виробничого об'єкту та умов роботи електрообладнання

Найменування приміщення	Характеристика |помешкань| приміщень
	за умовами навколишнього середовища	за ступенем ймовірності ураження ел. |струмом
1. Монтажна площадка	Сухе	Особливо небезпечне
2. Машинний зал	Особливо вогке	Особливо небезпечне
3. Електрощитова	Сухе	Особливо небезпечне
4. Коридор	Сухе	Особливо небезпечне
5. Кімната керування	Сухе	Особливо небезпечне
6. Кімната чергового	Сухе	Особливо небезпечне

Для визначення показників системи електрифікації пов'язаних з електропостачанням об'єкту, розрахунком навантажень на ділянках визначаємо вихідні дані з аналізу стану електрифікації об'єкту АПК (таблиця 1.5):

Таблиця 1.5 - Вихідні дані з електропостачання та стану електрифікації об'єкту АПК

Найменування показника	Зміст, значення
Дані з надійності електропостачання
Можливість негативних наслідків від переривання електропостачання: - небезпека для життя людей - значний збиток нapoдному господарству; пошкодження дорогого основного обладнання - масовий брак чи недовипуск продукції - розлад складного технологічного процесу, порушення функціонування особливо важливих елементів інфраструктури; масові простої робітників, механізмів і транспорту	Відсутня Відсутній Відсутній Технологічний процес нескладний, робітників небагато
Вихідні дані по джерелу живлення
Познака на плані, напруга, потужність	КТП1, 10/0,4 кВ, 1000 кВА
Резервна потужність	70 %
№ фідера, до якого можливе приєднування, номінал уставки	РУ 0,4 кВ, QF1, 160 А
Струм трьохфазного к.з. на шинах трансформатора	12,5 кА
Схема нейтралі джерела живлення	Ефективно-заземлена
Наявність установок компенсації реактивної потужності	Відсутні
Вихідні дані по додатковим електричним навантаженням (номінальна потужність, струм, напруга, частота, род струму, кількість фаз, cos ц, режим роботи)
Електрообладнання для подачі води по мережі	5,5кВт, А, 380В, ~50Гц, 1N, cos ц=0,98
Електрообладнання для нагнітання тиску	10 кВт, 3,96А, 380В, ~50Гц, 1N, cos ц=0,86
Вентиляційне електрообладнання	0,6 кВт, 3,96А, 220В, ~50Гц, 1N, cos ц=0,86

Для визначення показників системи електрифікації пов'язаних з розробкою електричного освітлення визначаємо вихідні дані які заносяться до таблиці 1.6:

Таблиця 1.6 - Вихідні дані з електричного освітлення

Найменування показника	Зміст, значення
Наявність природного освітлення	Бокове
Характер зорових робіт: - монтажна площадка - машинний зал - електрощитова - коридор - пульт керування - кімната чергового	Зорова робота середньої точності Зорова робота середньої точності Зорова робота середньої точності Зорова робота малої точності Зорова робота середньої точності Зорова робота малої точності
Відомості про можливість виникнення стробоскопічного ефекту: - монтажна площадка - машинний зал - електрощитова - коридор - пульт керування - кімната чергового	Не можливий. Відсутні відкриті обертові частини. Можливий. Присутні відкриті обертові частини (електродвигуни); Не можливий. Відсутні відкриті обертові частини. Не можливий. Відсутні відкриті обертові частини. Не можливий. Відсутні відкриті обертові частини. Не можливий. Відсутні відкриті обертові частини.
Кількість людей, що перебуває на об'єкті	2
Наявність можливості виникнення техногенно-небезпечної ситуації (пожежі, вибуху, отруєння та ін.), порушення технологічного процесу, внаслідок вимикання робочого освітлення	Техногенно-небезпечні ситуації не виникають, технологічний процес не порушується
Відомості про матеріал, колір, коефіцієнт відбиття стін, підлог, стелі: - монтажна площадка - електрощитова - машинний зал - коридор - пульт керування - кімната чергового	Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%) Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%) Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%) Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%) Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%) Стіни, стеля - штукатурка побілена (сстіни= сстелі=50%), підлога - бетон сірого кольору (спідлоги=30%)
Забрудненість робочого середовища - монтажна площадка - електрощитова	середня забрудненість низька забрудненість

Для розробки системи керування технологічним процесом визначаємо вихідні дані з стану автоматизації технологічного процесу (таблиця 1.7):

Таблиця 1.7 - Вихідні дані з аналізу стану автоматизації технологічного процесу

Найменування показника	Зміст, значення
Рівень автоматизації	Автоматизація відсутня
Параметри середовища місць установки засобів автоматизації: - центробіжний насос. - дренажний насос. - бустерний насос. - компрессор	Вода +15 єС Вода +15 єС Вода +15 єС Повітря +25 єС
Параметри системи водопостачання: - максимальні витрати - максимальний напір - температура води	6 м3/год 16 м +15 єС
Параметри мережі стиснутого повітря	Повітря +25 єС
Вимоги до надійності системи автоматизації	Напрацювання на відмову 10000 годин

1.4 Розробка завдання на проектування системи електрифікації.

Для визначення вимог до проекту електрифікації насосної станції 45/43 з розробкою автоматизованого керування водопостачання розробляємо завдання на проектування.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Ганзюк М. П. Основи охорони праці : підручник / М. П. Ганзюк., Є. П. Желібо. - 3-є вид. - К. : Каравела, 2006. - 392 с.

2. Никифорова Л.Є. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Основи проектування систем електрифікації» / Л. Є. Никифорова, Ю. О. Богатирьов. - Мелітополь : ТДАТУ, 2013. - 50 с.

3. Вишневский К. П. Проектирование насосных станций закрытых оросительных систем : справочник / К. П. Вишневский, А. В. Подласов. - М. : Агропромиздат, 1990. - 93 с.

4. Насосы и насосне станции / В. Ф. Чабаевский, К. П. Вишневский, Н. Н. Накладов, В. В. Кондратьев ; под ред. В. Ф. Чабаевского. - М. : Агропромиздат, 1989. - 416 с.

5. Електропривід сільськогосподарських машин, агрегатів та потокових ліній : підручник / Є. П. Жулай [та ін.] ; за ред. Є. Л. Жулая. - К. : Вища освіта, 2001. - 288 с.

6. Кравець О. В. Методичні вказівки до економічної частини дипломних проектів ФЕСВ / О. В. Кравець, М. І. Стручаєв. - Мелітополь : ТДАТА, 2004. - 15 с.

7. Назарьян Г. Н. Курсовое и дипломное проектирование по специальности «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» ; Вып. 3. Выбор и проверка пускозащитной аппаратуры электроустановок / Г. Н. Назарьян. - Мелитополь : ТГАТА, 1996. - 42 с.

8. Никифорова Л. Є. Методичні вказівки з оформлення навчальних робіт для викладачів і студентів зі спеціальності 6.091900 «Енергетика сільськогосподарського виробництва» / Л. Є. Никифорова, Ю. О. Богатирьов. - Мелітополь : ТДАТУ, 2010. - 38 с.

9. Никифорова Л. Є. Основи проектування енергетичних об'єктів АПК : конспект лекцій / Л. Є. Никифорова, Ю. О. Богатирьов. - Мелітополь : ТДАТУ, 2011. - 45 с.

10. Никифорова Л. Є. Проектування систем електрифікації. Нормативне забезпечення : методичні вказівки для викладачів і студентів зі спеціальності 6.091900 «Енергетика сільськогосподарського

11. Механізація та автоматизація у тваринництві і птахівництві / О. С. Марченко, О. В. Дацішин, Ю. М. Лавріненко [та ін.] ; за ред. О. С. Марченка. - К. : Урожай, 1995. - 289 с.

12. КЭАЗ - Каталог продукции [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.keaz.ru/production/. - Название с экрана.

13. Машини для тваринництва та птахівництва : навчальний посібник / УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого ; за ред. В. І. Кравчука, Ю. Ф. Мельника. - Дослідницьке : УкрНДІПВТ, 2009. - 207 с.

14. Каменец-Подольский электромеханический завод. Обзор оборудования. [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.kpemz.ltd.ua/index.html. - Название с экрана.

15. Справочник электрика / Э. А. Киреева, Л. В. Гусев, А. Г. Харитон [и др.] ; под ред. Э. А. Киреевой и С. А. Цырука. - М. : Колос, 2007. - 464 с.

16. Справочная книга по светотехнике / Ю. Б. Айзенберг, А. Е. Атаев, Ю. Г. Басов [и др.]; под ред. Ю. Б. Айзенберга. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Знак, 2006. - 972 с.

Размещено на Allbest.ru

...