Модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна в ООО "Чумлякский элеватор" с обоснованием рационального электропривода рабочих машин

N - число светильников;

РУД.Ф - фактическая удельная мощность освещения, которая определяется по следующей формуле:

(5.19)

Где РУД.Т - табличная удельная мощность освещения, которая выбирается по справочной литературе в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка, высоты подвеса светильника, Вт/м2; РУД.Т = 60,3 (для КСС Д при коэффициентах отражения рп=50, рс=30, ррп=10;

h=3-4 м; S=10-15 м2 [21];

-фактический коэффициент запаса; =1,15;

-табличный коэффициент запаса; =1,3;

- фактическая нормированная освещенность, лк;

-табличная нормированная освещенность, лк; =100 лк;

Руд.ф=60,3·(1,15/1,3)·(20/100)·(100/67)= 7.96 Вт/м2,

Рл= (Руд.ф ·А)/N=(7.96·8.03)/1=63.92 Вт.

По этому значению выберем стандартную лампу: Б215-225-60 [21].

Проверим лампу по отклонению мощности:

Рн=60 Вт ; Рл=63.92 Вт.

-10%?-6,13%?20%.

По полученному значению отклонения мощности лампа, следовательно, и светильник подходит.

Определим удельную мощность осветительной установки:

5.3 Электрощитовая

5.3.1 Выбор светового прибора

Таблица 5.5- Технические характеристики светильников

Световой прибор	IP	КСС	КПД, %	Количество ламп	Мощность ламп, Вт
ЛСП02[21,с.60]	IP20	Д2	75	2	40, 65, 80
ЛВП06 [21,с.60]	IP20	Д2, Д3	75	2	40, 80

Учитывая высокий КПД, требования к КСС и степень защиты, выбираем светильник ЛСП02.

5.3.2 Размещение светильников на плане

Определим расчетную высоту осветительной установки по формуле:

Нр = Н0 - hсв - hр.(5.20)

hсв=0,1 м;hр =1,5м,

Нр=2,4-0,1-1,5=0,8 м.

Рисунок 5.3- План электрощитовой

5.3.3 Выбор источника света

Определяем мощность осветительной установки точечным методом.

Точечный метод применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения помещений и открытых пространств, а также местного освещения при любом расположении освещаемых поверхностей.

Так как длина светового прибора больше 0,5НР (линейный источник света), то сначала определяем относительную освещенность:

(5.21)

где-горизонтальная относительная освещенность, лк.

Численные значения находим по кривым изолюкс в зависимости от приведенной длины и удаленности точки от светящейся линии

(5.22)

гдеL-длина светильника, м.

(5.23)

гдеР- расстояние между светильником и рабочей поверхностью (щитом), м;

НР- высота рабочей поверхности, м.

Разбиваем источник света на две части:

L`=(L/2)/Hp=0,6/0,8=0,75,

P`=0,7965/0,8=0,996,

Уе=15+15= 30 лк [22].

Так как освещенность нормируется в вертикальной плоскости, то приводим к

(5.24)

где-вертикальная относительная освещенность, лк;

- коэффициент перевода от к .

(5.25)

Ш=0,7965/0,8=0,996,

ев=30·0,996=29,88 лк.

Определяем световой поток лампы на единицу длины:

(5.26)

где1000 - световой поток лампы;

EН-нормированная освещенность, лк;

-коэффициент запаса;

- коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность за счет влияния удаленных светильников и отражения от ограждающих конструкций;

-вертикальная относительная условная освещенность, лк.

Ц`=(1000·100·1,3·1,1)/(1,05·29,88)= 4557,9 лм.

Определяем поток для светящейся линии:

(5.27)

Цсв= 4557,9·1,2=5469,5 лм.

Определяем световой поток для одной лампы:

(5.28)

Цл=5469,5/2=2734,75 лм.

По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: ЛБ-40, ФН=3200 лм [21].

Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле:

-10%?((3200-2734,75)·100%)/2734,75 ?+20%,

-10%?17%?+20%.

Светильник ЛСП 02 подходит по отклонению расчетного потока от каталожного.

Определим удельную мощность осветительной установки:

Руд=(40·2·1)/6,4=12,5 Вт/м2.

Остальные помещения рассчитываются также методом удельной мощности. Результаты всех расчетов сводим в светотехническую ведомость (табл. 5.6).

Таблица 5.6 - Светотехническая ведомость

Характеристика помещения	Коэффициент отражения	Вид освещения	Система освещения	Нормированная освещенность, лк	Коэффициент запаса	Светильник	Лампа	Установленная мощность, Вт	Удельная мощность, Вт/м2
№ по плану	Наименование	Площадь, м2	Вид помещения по среде	стен	потолка	пола					Тип	Количество	Тип	Мощность, Вт
1	Надсилосное помещение	1080	Пыльное	50	30	10	Рабочее, технологи-ческое	Общая равномерная	20	1,15	В3Г-200-АМС	26	БК - 215 - 225 - 100	100	2600	2,4
2	Лифтовая	8	Пыльное	30	10	10	Рабочее		10	1,15	ППР-200С	1	Б215-225-60	60	60	7,4
3	Помещение для инвентаря	8,6	Пыльное	30	10	10			10	1,15	ППР-200С	1	Б215-225-60	60	60	6,97
4	Надсилосная электрощитовая	6,4	Нормальное	70	50	30			50	1,3	ЛСП 02	1	ЛБ40-1	2Ч40	80	12,5
5	Лестничная площадка (18 шт.)	2	Пыльное	50	30	10			10	1,15	В3Г-200-АМС	18х1	Б215-225-25	25	450	12,5
6	Подсилосное помещение	1080	Пыльное	50	30	10	Рабочее, технологи-ческое		20	1,15	В3Г-200-АМС	27	БК - 215 - 225 - 100	100	2700	2,5
7	Коридор для выхода	10,6	Пыльное	30	10	10	Рабочее		10	1,15	ППР-200С	2	Б215-225-60	60	120	11,3
8	Подсилосная электрощитовая	7,6	Нормальное	70	50	30			50	1,3	ЛСП 02	1	ЛБ40-1	2Ч40	80	10,5
9	Вход (2 шт.)	2Ч6	Особо сырое	--	--	--			2	1,15	Н4Т2Н	2Ч1	Б-215-225-40	40	80	6,67

6. Расчёт электрических нагрузок. Выбор источника питания

6.1 Расчёт электрических нагрузок на вводе потребителей

Электрическая нагрузка в сельском хозяйстве, как и в других отраслях народного хозяйства - величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие - отключаются.

При проектировании системы электроснабжения в качестве расчетных нагрузок рассматривают следующие группы потребителей электроэнергии: сельские жилые дома; коммунально-общественные потребители; производственные потребители; нагрузки наружного освещения и уличного освещения.

Для сельскохозяйственных потребителей и сетей различают дневную активную Рд (реактивную Qд) и вечернюю активную Рв (реактивную Qв) расчетные нагрузки. Преобладание дневного максимума в графике электрической нагрузки характерно для производственных потребителей (электропривод, электронагревательные и электротехнологические установки). У коммунально-бытовых потребителей (внутреннее освещение жилых и общественных зданий, электробытовые приборы индивидуального и коллективного пользования) наибольшее значение нагрузки наблюдается в вечернее время. Для смешанных потребителей график нагрузки может иметь пик, как в дневное, так и в вечернее время [26].

При отсутствии технологического графика работы электрооборудования расчетную активную нагрузку допускается рассчитывать как

(6.1)

гдеРу - установленная номинальная мощность каждого из "n" электроприемников, участвующих в формировании получасового максимума нагрузки и работающих в максимуме более 30 минут, кВт;

Рук - установленная мощность каждого из "m" электроприемников, участвующих в формировании получасового максимума и работающих в максимум менее 30 минут, кВт;

t - продолжительность непрерывной работы каждого из электроприемников мощностью Рук, ч.

Таблица 6.1 - Характеристика электрооборудования на вводе №1

Наименование технологических операций	Установленная мощность электродвигателя, кВт	Коэффициент загрузки	КПД
Освещение помещения теплогенераторной	1,5	1	-
Зерносушение	135	1	-

Таблица 6.2 - Характеристика электрооборудования на вводе №2

Наименование технологических операций	Установленная мощность электродвигателя, кВт	Коэффициент загрузки	КПД
Освещение силосного корпуса	6,375	1	-
Транспортировка зерна	37х2	0,85	0,915
	11	0,87	0,87
	22	0,85	0,905
	22	0,85	0,91
	18,5х2	0,8	0,88
	11	0,7	0,87
	11	0,7	0,86
	5,5	0,87	0,845
	7,5	0,7	0,845
	7,5	0,9	0,855
	5,5	0,85	0,855
Очистка отходов, их транспортировка	3	0,85	0,81
	11	0,8	0,895
	1,1	0,85	0,73
Аспирация	7,5х6	0,8	0,875
Подъём автомобилей	18,5	0,95	0,895
Задвижки зернопроводов	0,25х16	0,85	0,68

Расчет активной нагрузки на вводе №1:

кВт.

Расчет активной нагрузки на вводе №2:

Расчетные вечерние и дневные нагрузки будут отличаться на величину мощности осветительной сети:

Величину естественного коэффициента мощности (cosф) для получения Sрасч в кВА, а также для выбора компенсирующих устройств принимаем в зависимости от соотношения суммы установленных мощностей электродвигателей (Рд, кВт) и суммарной установленной мощности всех электроприемников (Р0. кВт) по табл. 6.1.3 [24], так как в проекте большую часть нагрузки составляют электродвигатели.

Таблица 6.3 - Значения естественного cos ф

Рд /Ро	0,99	0,98	0,93	0,88	0,83	0,78	0,73	0,68	0,63	0,58
сos ф	0,7	0,73	0,75	0,77	0,79	0,8	0,81	0,83	0,84	0,85

Суммы установленных мощностей электродвигателей на вводах 1 и 2:

Рд1=155 кВт; Рд2=185,6 кВт.

Суммарная установленная мощность всех электроприёмников:

Ро1=156,5 кВт; Ро2=191,975 кВт.

Коэффициенты мощности на вводах в вечернее и дневное время:

Значения полных расчётных мощностей на вводах будут соответственно:

(6.2)

(6.3)

(6.4)

(6.5)

кВ·А,

кВ·А,

кВ·А,

кВ·А.

Значения реактивных расчётных мощностей на вводах:

(6.6)

(6.7)

(6.8)

(6.9)

квар,

квар,

квар,

квар.

Суммирование расчетных нагрузок остальных помещений выполняется согласно РУМ [24].

Таблица 6.4 - Электрические нагрузки потребителей

Наименование объекта	Максимум нагрузки
	Дневной	Вечерний
	Р, кВт	Q, квар	Р, кВт	Q, квар
1. Теплопункт	5	4	5	4
2. Магазин	2	-	4	-
3. Детский сад	9	5	6	-
4. Здание топки зерносушилки	135	149,6	136,5	139,2
5. Силосный корпус	253,3	280,6	259,6	236

Условно принято, что если один из видов потребителей (производственные или бытовые) составляет менее 30% от общей нагрузки в сети 0,38 кВ, то характер нагрузки определяется преобладающим видом потребителей. В противном случае нагрузка считается смешанной.

Как видно из таблицы, преобладает производственная нагрузка.

6.2 Определение электрических нагрузок линий 0,38 кВ

При определении расчетных нагрузок обычно пользуются методом коэффициента одновременности, методом построения графика электрических нагрузок или методом упорядоченных диаграмм (эффективного числа электроприемников) и другими.

Для потребителей III категории по надежности электрические нагрузки линий напряжением 0,38 кВ определяются исходя из расчетных нагрузок на вводе потребителей и коэффициентов одновременности [24]:

(6.10)

(6.11)

(6.12)

(6.13)

гдеРд, Рв, Qд, Qв - расчетные дневная и вечерняя активные и реактивные нагрузки на участке линий;

Рдi , Рвi , Qдi , Qвi - нагрузки на вводе i-го потребителя;

к0 - коэффициент одновременности.

Схема линий 0,38 кВ и расположение потребителей изображена в графической части проекта (лист №1).

Рисунок 6.1 - К расчету электрических нагрузок: 1 - теплопункт;4 - здание топки зерносушилки; 2 - магазин;5 - силосный корпус. 3 - детский сад;

Таблица 6.5 - Расчётные нагрузки линии 0,38 кВ иТП 10/0,4 кВ

Линии	Потребители	Количество, шт	Ко	Активная нагрузка, кВт	Реактивная нагрузка, квар
				на вводе	расчетная	на вводе	расчетная
				Рдi	Рвi	Рд	Рв	Qдi	Qвi	Qд	Qв
Л1	1.Тепло-пункт	1	1	5	5	5	5	4	4	4	4
	2. Магазин	1	1	2	4	2	4	-	-	-	-
	3. Детский сад	1	1	9	5	9	5	6	-	6	-
	Итого:	-	-	-	-	16	14	-	-	10	4
	Расчетная нагрузка Л1	-	-	-	-	13,2	10,4	-	-	8,4	4
Л2	4. Здание топки зерносушилки	1	1	135	136,5	135	136,5	149,6	139,2	149,6	139,2
	5. Силосный корпус	1	1	253,3	259,6	253,3	259,6	280,6	236	280,6	236
	Итого:	-	-	-	-	388,3	396,1			430,2	375,2
	Расчетная нагрузка Л2	-	-	-	-	349,3	356,8			388,6	335,36
Итого по Л1, Л2	-	-	-	-		363	367,2		-	397	339,4
Итого с учетом суммирования						357	363,08			393,64	337,8
Наружное освещение:
помещений	5	1	-	0,25	-	-	1,25	-	-	-
хоздворов (100x0,003 кВт/м)	5	1	-	0,3	-	-	1,5	-	-	-
Итого:	-	-	-	-	-	-	2,75	-	-	-
Нагрузка ТП 1	-	-	-	-	357,3	357	365,83	-	-	393,64

Расчетные мощности, токи и коэффициенты мощности линий 0,38 кВ и ТП:

(6.14)

(6.15)

(6.16) (6.17)

(6.18)

(6.19)

кВ·А,

кВ·А,

А,

А,



Аналогично рассчитываются электрические нагрузки линий 0,38 кВ. Результаты расчётов приводятся в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Сводные данные расчёта нагрузок линий 0,38 кВ и ТП

Элементы сети	РД, кВт	РВ, кВт	QД, квар	QВ, квар	SД, кВ·А	SВ, кВ·А	IД, А	IВ, А	cos?Д	cos?В
Л-1	13,2	10,4	8,4	4,0	15,6	11,1	23,8	16,9	0,84	0,9333
Л-2	349,3	356,8	388,6	335,4	522,5	489,7	793,9	744,0	0,67	0,7287
ТП	357,32	365,8	393,6	337,8	531,6	497,9	807,7	756,5	0,67	0,7347

Проанализировав таблицу 6.6, можно сделать вывод о том, что требуется компенсация реактивной мощности, так как cosц должен быть не менее 0,95.

После компенсации реактивной мощности:

Таблица 6.7 - Электрические нагрузки ТП после компенсации реактивной мощности

РД, кВт	РВ, кВт	QД, квар	QВ, квар	SД, кВ·А	SВ, кВ·А	IД, А	IВ, А	cos?Д	cos?В
357,3	365,8	113,6	87,8	374,9	376,2	569,7	571,6	0,95	0,9724

6.3 Компенсация реактивной мощности

При естественном коэффициенте мощности линии или ТП меньше 0,95 рекомендуется компенсация реактивной мощности.

В проекте необходимо выбрать конденсаторные батареи БК. Порядок расчета следующий:

По естественному коэффициенту мощности (таблица 6.6) определяется, где и когда необходима компенсация. Определяется величина реактивной мощности Qк, которую необходимо компенсировать до соsц= 0,95.

(6.20)

гдеQест -естественная (до компенсации) реактивная мощность.

квар,

квар.

Выбирается мощность конденсаторных батарей Qбк, при этом перекомпенсация не рекомендуется:

(6.21)

Номинальные мощности конденсаторных батарей на напряжение 0,38 кВ, квар, следующие: 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, и т.д.

Есть БК, номинальная мощность которых отличается от перечисленных.

Рекомендуется устанавливать БК, если Qбк ?25 квар [26].

Батарею конденсаторов лучше выбирать одной и той же для дневного и вечернего максимумов. Если это сделать не удается, то выбирают две батареи (иногда больше), причем в один максимум они включены обе, в другой - только одна.

Определяется некомпенсированная реактивная мощность:

,(6.22)

квар,

квар.

Рассчитывается полная нагрузка трансформаторных подстанций с учетом компенсаций:

,(6.23)

кВ·А,

кВ·А.

Коэффициенты мощности после компенсации определяются по выражениям (6.18) и (6.19):

Данные по компенсации реактивной мощности сводятся в таблице 6.8:

Таблица 6.8 - Сводные данные по компенсации реактивной мощности на ТП

Расчетная мощность, квар
Естественная	Для компенсации	БК	Расчетная
Qест.д	Qест.в	Qк.д	Qк.в	Qбк.д	Qбк.в	Qд	Qв
393,6	337,8	275,7	217	150+100+30	150+100	113,6	87,8

6.4 Выбор трансформатора

Номинальная мощность трансформаторов 10/0,4 кВ выбирается по экономическим интервалам нагрузок, в зависимости от шифра нагрузки, полной расчетной мощности, среднесуточной температуры охлаждающего воздуха, наличия автономных источников для обеспечения нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Условие выбора:

(6.24)

гдеSр - расчетная нагрузка подстанции, кВА;

n - количество трансформаторов проектируемой подстанции,

Sэ.min, Sэ.max - соответственно, минимальная и максимальная границы экономического интервала нагрузки трансформатора принятой номинальной мощности, в зависимости от зоны сооружения подстанции и вида нагрузки потребителей.

Для нормального режима эксплуатации подстанции номинальные мощности трансформаторов проверяются по условию:

(6.25)

гдеKс - коэффициент допустимой систематической нагрузки трансформатора для значений среднесуточных температур расчетного сезона.

КС = 1,397.

Предварительно выбираем трансформатор мощностью 400 кВА

1,397.

Допустимая аварийная перегрузка трансформатора Кав = 1,73.

Потери энергии в трансформаторах находятся по формуле:

(6.26)

гдеДРх, ДРк -- потери мощности холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе; ДРх=0,95 кВт; ДРк=5,5 кВт [27].

ф --время максимальных потерь, определяется по таблице 4.2 [26].

ДWф =0,95·8760+5,5·(376,2/400)2· 1600= 16105,95 кВA?ч/год.

Для трансформаторной подстанции выбираем трансформатор мощностью SНОМ=400 кВА.

7. Выбор проводов, аппаратов управления и защиты

Расчет силовой цепи проведем согласно указаниям, предложенным в [32], [33].

Рисунок 7.1 - Схема внутренней сети для выбора защитных аппаратов, площадей сечений проводов и кабелей

В качестве примера приведём расчёт цепи, питающей двигатели норий НЦ I-175. Тип двигателя - 5А225М6; Рдв = 37 кВт; iп = 6,2; n = 980 об/мин; cosц = 0,84; з = 91,5 %;

Номинальный ток двигателя нории, А:

,(7.1)

гдеPн - номинальная мощность двигателя, кВт; Рн=37 кВт;

Uн - номинальное линейное напряжение, В; Uн=380 В;

зн - номинальный КПД двигателя; зн=0,915;

cosцн - номинальный коэффициент мощности; cosцн=0,84;

А.

Рабочий ток линии, подходящей к щиту управления, А:

,(7.2)

гдеКз- коэффициент загрузки, принимается равным 0,85;

Максимальный (пусковой) ток линии, А:

,(7.3)

где- отношение пускового тока к номинальному;

Расчет внутренних распредсетей сводится к выбору сечения по длительно допустимому току:

,(7.4)

где- расчетный ток участка сети, А.

Автоматический выключатель выбирают из условия:

,(7.5)

(7.6)

Для защиты линии принимаем автомат однополюсный типа ВА 57-31- 34 с Iн. авт.=100 А [26].

Uн. авт.=660 В > Uн.сети =380 В,

Iн. авт.=100 А > Iн.дв =73,1 А.

На автоматическом выключателе предусмотрена защита от перегрузки и от токов короткого замыкания.

Значение номинального тока теплового расцепителя должно превышать значение номинального тока двигателя:

,(7.7)

Защита от токов короткого замыкания обеспечивается выполнением условия:

(7.8)

гдеIсраб. расц. э - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А.

Значение тока срабатывания отсечки:

Iсраб. расц. э = 800 А,

Iмах= Iп = 453,2 А,

Iсраб. расц. э.= 800 А >

Выбираем сечение проводов для питания электродвигателей. Двигатели размещены в помещении нормального типа и получают питание по проводам, проложенным в трубах (по четыре провода в каждой трубе). Поэтому предусматривается их защита только от к. з [26, с. 63]. Так как оба двигателя защищены автоматами с комбинированными расцепителями, то для любого двигателя

,(7.9)

А.

Но надо, чтобы соблюдалось также условие

,(7.10)

то есть А,

(7.11)

Находим по таблице 1.3.4 [34] =75 А и F=16 мм2

Выбираем провод типа ВВГнг (5х16мм2), [35].

Определим падение напряжения на самом удаленном двигателе:

,(7.12)

гдеРрасч- мощность потребителя, кВт;

l - длина участка провода до потребителя, м; l= 62 м;

с - коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы и числа проводов в группе, с = 77 - для 3-х фазной линии с нулевым проводом [21];

s - сечение жилы провода, мм2.

,(7.13)

гдеUдоп=7,5%- допустимое падение напряжения удаленных потребителей III категории надежности;

%,

В процессе проектирования комплексной электрификации требуется проверить правильность срабатывания защитных аппаратов при повреждении изоляции. Для этого сечения проводников должны быть подобраны таким образом, чтобы расчетный ток металлического однофазного короткого замыкания в конце участка линии был не менее чем в 3 раза выше номинального тока плавкой вставки защищающего его предохранителя или номинального тока расцепителя автомата (если расцепитель имеет зависимую от тока характеристику). В случае, если автомат имеет расцепитель только с независимой характеристикой, для надежного срабатывания защиты ток однофазного к.з. должен в 1,4 раза превышать ток срабатывания расцепителя при номинальном токе автомата до 100 А, или в 1,25 раза при большем значении тока автомата.

Если указанные условия не соблюдаются, необходимо увеличить сечение провода до оптимального.

При проверке защиты ток однофазного к.з. определяется из формулы

,(7.14)

гдеUн.ф.- номин. фазное напряжение;

ZП- сопротивление петли проводов « фаза- нуль», Ом, оно определяется из выражения:

.(7.15)

Здесь li- длина i-го участка линии, км; Rф.уд и Rн.уд- удельные активные сопротивления фазного и нулевого проводов соответственно, Ом/км; Х”ф.уд, Х”н.уд - удельные внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов (они приравниваются нулю, если провода из цветных металлов); Хп.уд- удельное внешнее индуктивное сопротивление петли проводов «фаза - нуль», для воздушных линий его ориентировочно принимают равным 0,6 Ом/км, для проводки на изоляторах внутри помещения 0,5 Ом/км, для проводки на роликах 0,4 Ом/км и для проводки в трубах и кабелей- 0,15 Ом/км [32].

Величина представляет собой сопротивление фазы трансформатора току однофазного к.з. (Ом).

Для вторичного номинального напряжения тр-ров 400/230 В:

,(7.16)

гдеSn-номинальная мощность трансформатора ( кВ·А), а значение коэф-та К берется из следующих условий:

Таблица 7.1- Значения коэф-та К [26]

Схема соединения обмоток трансформатора и номинальное первичное напряжение	Коэффициент К
"звезда- звезда" с нулём, Uн1= 6..35 кВ	26
"звезда- зигзаг" с нулём, Uн1= 6..10 кВ	7,5
Uн1= 20..35 кВ	10

Таблица 7.2- значения 1/3Z'T , приведенные к 0,4 кВ

S Т.НОМ, кВ·А	25	40	63	100	160	250	400	600
1/3Z'T, Ом	1,04	0,65	0,41	0,26	0,16	0,1	0,065	0,042

На участке ТП - РЩ1l= 0,146 км; Rф.уд = Rн.уд =0,25 Ом/км;

На участке РЩ1 - э/дl= 0,062 км; Rф.уд = Rн.уд =1,093 Ом/км;

Произведем расчет однофазного к.з. для сети питания двигателя нории:

Условие защиты соблюдается.

При выборе магнитных пускателей необходимо выполнение условий:

(7.17)

гдеUн - номинальное напряжение пускателя, В;

Uнсети - номинальное напряжение сети, В.

,(7.18)

гдеIн - номинальный ток пускателя, А;

Iнагр - ток нагрузки, А.

Выбираем магнитный пускатель ПМ12-100210 с встроенным тепловым реле:

Uн =380 В = 380 В,

Iн =100 А > 62,1 А.

гдеUн - номинальное напряжение реле, В;

,(7.19)

гдеIн - номинальный ток реле, А;

Расчёт остального электрооборудования производится аналогично.

8. Разработка схемы управления техпроцессами

Современный элеватор представляет собой комплекс высокомеханизированных технологических линий, на котором все работы, связанные с приемкой, улучшением качества зерна, его хранением и отпуском, полностью механизированы. За обслуживающим персоналом остаются функции настройки производственного процесса, управления, контроля за хранящимся зерном и др.

В технологическом процессе на элеваторе все машины и механизмы объединены в так называемые маршруты. Их создают из групп машин, механизмов и приборов, обеспечивающих перемещение зерна из одного силоса в другой, а также аспирационного оборудования, служащего для обеспыливания транспортных машин и силосов.

В отличие от других предприятий (мукомольных заводов, хлебозаводов) на элеваторе наблюдается большая смена технологических и транспортных операций. Даже в пределах одной операции часто приходится перестраивать схему движения зерна (например, при приемке зерна с автомобильного транспорта). При этом должна быть обеспечена сохранность качества и устранена возможность смешивания зерна.

Максимальное использование производственной мощности технологических линий и оперативной возможности элеватора во многом зависит от времени, затрачиваемого на перестройку маршрута, устойчивой работы машин и автоматического включения их при аварии или неправильной настройке маршрута. Все это дает основание считать централизацию оперативного управления и контроля производственным процессом как необходимое средство, обеспечивающее нормальную работу элеватора.

На современных элеваторах эти вопросы решают путем широкого внедрения средств автоматизации и организации диспетчерского управления всеми операциями с частичной или полной автоматизацией отдельных процессов. Между диспетчером и рабочими элеватора предусматривают надежно работающую связь - телефонную или селекторную с громкоговорителями. В зависимости от вида связи, участия диспетчера и обслуживающего персонала в работе элеватора диспетчерское управление выполняют по различным схемам.

С развитием средств автоматизации на элеваторах стали монтировать системы диспетчерского управления (ДУ), которые предусматривали (кроме телефонной и двухсторонней громкоговорящей связи) дистанционный пуск транспортных и аспирационных машин (кроме сепараторов и вентиляторов зерносушилки) с одного центрального пульта; дистанционный контроль за работой машин и положением перекидных клапанов, задвижек, поворотных труб, сбрасывающих тележек при помощи сигнальных ламп, установленных на пульте; дистанционный контроль за заполнением оперативных бункеров в рабочем здании элеватора; автоблокировку электродвигателей транспортных машин.

При ДУ сокращается численность обслуживающего персонала, повышается оперативная возможность оборудования. Обслуживающий персонал необходим только на рабочих местах, где остаются механизмы с ручным приводом, перепускные клапаны, задвижки, сбрасывающие тележки, поворотные трубы [6].

модернизация электрооборудование переработка хранение зерно

8.1 Разработка требований к схеме автоматизированного управления техпроцессами

Согласно ПБ 14-586-03 [30] к электрооборудованию взрывоопасных предприятий предъявляются следующие требования:

-категорически запрещается отключение аспирационных установок при работе технологического и транспортного оборудования.

-на элеваторах:

-контроль загрузки основных норий осуществляется путем установки амперметров на пультах управления или по месту;

-осуществлять дистанционный контроль за верхним и нижним уровнем зерна в бункерах рабочего здания и при необходимости в силосах силосных корпусов.

-необходима светозвуковая сигнализация пуска электродвигателей оборудования и контроля над их работой;

г)контроль над работой стационарных ленточных конвейеров, цепных конвейеров, винтовых конвейеров и шлюзовых затворов систем пневмотранспорта.

Примечание. В схеме управления конвейерами должна быть предусмотрена блокировка, исключающая возможность повторного включения привода до ликвидации аварийной ситуации.

-контроль работы норий.

Примечание. На действующих производствах и объектах от РКС каждой нории с трансмиссионным приводом может быть предусмотрено только включение аварийной световой и звуковой сигнализации;

-должна быть предусмотрена блокировка привода задвижек воздуходувных машин с пусковыми устройствами каждой воздуходувной машины;

-должно быть предусмотрено дистанционное управление электроприводами задвижек и выпускных устройств под силосами и бункерами, переходных клапанов и др.;

-необходим контроль загрузки шелушильных и шлифовальных машин, плющильных станков, вальцовых станков, прессов, молотковых дробилок и турбовоздуходувных машин, норий путем установки в цепях их электроприводов амперметров (на пультах управления или у машин);

-должен быть предусмотрен дистанционный централизованный пуск и остановка электродвигателей оборудования;

-обеспечение аварийной остановки всех электродвигателей цеха с любого этажа и пульта управления (диспетчерской);

-необходимо местное управление электроприводом каждой единицы оборудования;

-должна быть предусмотрена автоблокировка электродвигателей оборудования или групп оборудования с таким расчетом, чтобы последовательность пуска и остановки их, а также аварийная остановка одной из машин этой группы исключали возможность завалов и подпоров;

-должна быть предусмотрена блокировка электродвигателей аспирационных установок и аспирируемых машин, обеспечивающую запуск оборудования с выдержкой времени после запуска аспирационных установок, остановка аспирационных установок с выдержкой времени после остановки аспирируемого оборудования, немедленная остановка оборудования при аварийной остановке аспирационных установок;

-дистанционное автоматизированное управление работой оборудования должно обеспечивать:

-возможность проведения контроля работоспособности средств взрывопредупреждения (в том числе реле контроля скорости, устройств контроля сбегания ленты, датчиков подпора и т.д.);

-определение устройства, выдавшего сигнал на автоматическое аварийное отключение технологической линии или оборудования.

С учетом представленных выше требований и требований норм технологического проектирования представим следующий список требований к схеме автоматизированного управления:

-Схема должна иметь сигнализацию о режиме работы и причинах остановки двигателя;

-схема должна предусматривать защиту от коротких замыканий, от обрыва фаз сети и самопроизвольного пуска, тепловую защиту [10].

-категорически запрещается отключение аспирационных установок при работе технологического и транспортного оборудования.

-на элеваторах:

-контроль загрузки основных норий осуществляется путем установки амперметров на пультах управления или по месту;

-осуществлять дистанционный контроль за верхним и нижним уровнем зерна в бункерах рабочего здания и при необходимости в силосах силосных корпусов.

-контроль работы норий.

Примечание. На действующих производствах и объектах от РКС каждой нории с трансмиссионным приводом может быть предусмотрено только включение аварийной световой и звуковой сигнализации;

-должна быть предусмотрена блокировка привода задвижек воздуходувных машин с пусковыми устройствами каждой воздуходувной машины;

-должно быть предусмотрено дистанционное управление электроприводами задвижек и выпускных устройств под силосами и бункерами, переходных клапанов и др.;

-необходим контроль загрузки шелушильных и шлифовальных машин, плющильных станков, вальцовых станков, прессов, молотковых дробилок и турбовоздуходувных машин, норий путем установки в цепях их электроприводов амперметров (на пультах управления или у машин);

-должен быть предусмотрен дистанционный централизованный пуск и остановка электродвигателей оборудования;

-обеспечение аварийной остановки всех электродвигателей цеха с любого этажа и пульта управления (диспетчерской);

-необходимо местное управление электроприводом каждой единицы оборудования;

-должна быть предусмотрена автоблокировка электродвигателей оборудования или групп оборудования с таким расчетом, чтобы последовательность пуска и остановки их, а также аварийная остановка одной из машин этой группы исключали возможность завалов и подпоров;

-должна быть предусмотрена блокировка электродвигателей аспирационных установок и аспирируемых машин, обеспечивающую запуск оборудования с выдержкой времени после запуска аспирационных установок, остановка аспирационных установок с выдержкой времени после остановки аспирируемого оборудования, немедленная остановка оборудования при аварийной остановке аспирационных установок.

8.2 Разработка схемы автоматизированного управления техпроцессами хранения и переработки зерна

При разработке схемы управления особое внимание следует уделить технологическому процессу проектируемого объекта, так как присутствует транспортирующее оборудование, завалы которого предупреждаются последовательностью работы, определяющейся технологической схемой.

Структурная технологическая схема приёма зерна представлена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Структурная схема технологической линии приёма зерна с автотранспорта (а) и с ж/д транспорта (б): 1 - Автомобилеразгрузчик; 15 - «сухой» оперативный силос; 2 - ленточный транспортёр 5а; 16 - ленточный транспортёр 2а; 3 - нория 3а; 17 - нория 1; 4 - ленточный транспортёр 4а; 18 - ленточный транспортёр 1а; 5 - А1-БИС-100; 19 - силоса; 6 - нория 2а; 20 - отгрузка на автотранспорт; 7 - бункер отходов; 21 - Разгрузка вагонов; 8 - вентилятор; 22 - ленточный транспортёр 1б; 9 - циклон; 23 - ленточный транспортёр 2б; 10 - «сырая нория»; 24 - нория; 11 - «сырой» оперативный силос; 25 - ленточный транспортёр 3б; 12 - сушка зерна; 26 - силоса; 13 - ленточный транспортёр 3а; 27 - отгрузка на ж/д транспорт. 14 - «сухая нория»;

Последовательность включения электрооборудования должна быть обратной последовательности технологических процессов.

Принципиальная электрическая схема управления технологическими процессами переработки и хранения зерна при приёме с автотранспорта а также с железнодорожного - находится в графической части проекта.

Защиту от пониженного напряжения в схеме выполняют катушки электромагнитных пускателей КМ, сигнализация запуска электродвигателей осуществляется сигнальными лампами НL. Звуковой сигнал срабатывает при первом запуске в работу электрооборудования.

Схема обеспечивает работу электрооборудования, как в автоматизированном режиме, так и в режиме пусконаладки.

В схеме осуществляется питание электрозадвижек оперативных силосов, а также распределительных зернопроводов. Защиту от токов к. з. выполняют автоматические выключатели, от перегрузки - тепловые реле. Цепь управления машин, запуск которых может помешать запуску других машин в технологической цепочке, оборудуется реле времени для блокировки запуска последующего электрооборудования.

Автоматическая блокировка электродвигателей транспортирующего оборудования в случае завала обеспечивается присутствием в цепи управления контактов электромагнитных пускателей электрооборудования а также контактов реле времени.

Технологические схемы процессов переработки и хранения зерна представлены на листе 3 графической части проекта, электрические принципиальные и монтажные схемы представлены на листах 4,5 и 6.

9. Мероприятия по монтажу и эксплуатации электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна

Исторически сложилось так, что для России состояние зернового хозяйства и всей зерновой индустрии было, есть и будет стержневым и решающим фактором её экономического благосостояния, продовольственной безопасности и международного авторитета. Поэтому обеспечение высокого технического уровня отрасли - важнейшая задача. Для этого необходимо обеспечить надлежащий уровень технической эксплуатации электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна.

Элеватор - полностью механизированное зернохранилище, основой электрооборудования которого являются, прежде всего, электродвигатели, а также провода и кабели, осуществляющие передачу электроэнергии к ним, пускозащитная аппаратура и, средства автоматизации, обеспечивающие управление и контроль за работой а также защиту от аварийных ситуаций.

9.1 Техническое обслуживание электродвигателей

Системой планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования, используемого в сельском хозяйстве (ППРЭсх), предусматриваются следующие виды работ:

-производственное техническое обслуживание осуществляет персонал, обслуживающий рабочие машины. Оно заключается в ежедневном осмотре электрооборудования, очистке его от пыли и грязи и устранении мелких неисправностей;

-технические осмотры (уходы) проводят для определения состояния электрооборудования и выявления объема подготовительных работ, подлежащих выполнению при очередном ремонте. В период технических осмотров чистят оборудование и устраняют мелкие неисправности без разборки. Осмотры проводят электромонтеры, имеющие квалификационную группу не ниже III, в период естественных остановок рабочих машин (в обеденный перерыв, пересмену, в период пауз работой привода и т. п.);

-текущий ремонт проводят с разборкой оборудования. При этом выполняют все операции технического ухода (осмотра), а также заменяют или восстанавливают детали или узлы, срок службы которых равен межремонтному периоду. Текущий ремонт выполняют электромонтеры, имеющие квалификационную группу не ниже III, в специальной мастерской. При затруднении транспортировки оборудования текущий ремонт можно проводить на месте установки.

Технические осмотры (уходы) и текущие ремонты проводят по заранее составленному плану. Смазку заменяют по специальному графику, который должен быть увязан с планом проведения технических осмотров и текущих ремонтов.

В конце года или сезона эксплуатации электрооборудования для уточнения его состояния проводят сезонное обслуживание.

Продолжительность межосмотровых и межремонтных периодов, согласно системе ППРЭсх, для электродвигателей силосного корпуса составляет 30 дней между техническими уходами, 6 месяцев - между текущими ремонтами и 4 месяца между заменами смазки в подшипниках; для электродвигателей на открытом воздухе под навесом - 15 дней, 6 мес. и 4 мес. соответственно [37].

Технический уход за асинхронными электродвигателями предусматривает следующие операции:

-очистку от пыли и грязи, осмотр двигателя, проверку станины и подшипниковых щитов на отсутствие трещин;

-проверку затяжки крепежных деталей, крепления к фундаменту или рабочей машине, плотности посадки шкива, полумуфты или звездочки;

-проверку и ремонт заземления;

-осмотр и ремонт выводов;

-проверку состояния щеток, контактных колец, пускового реостата и соединительных проводов;

-проверку смазки в подшипниках. При необходимости ее пополняют до 2/3 объема камеры;

-проверку подшипников на отсутствие заедания и задевание ротора о статор;

-включение двигателя и проверку степени нагрева корпуса и подшипниковых щитов при отсутствии посторонних шумов.

В объем текущего ремонта асинхронных двигателей входят следующие операции:

-очистка электродвигателя от пыли и грязи, отъединение питающих проводов и заземляющих шин;

-отъединение двигателя от рабочей машины и доставка его в ремонтную мастерскую;

-разборка электродвигателя и его очистка от пыли и грязи;

-осмотр поверхности стали статора и ротора и зачистка мест, покрытых коррозией;

-проверка целостности и ремонт изоляции лобовых частей обмоток;

-измерение сопротивления изоляции обмоток между фазами и между фазами и корпусом при помощи мегомметра напряжением 500--1000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. При меньших значениях сопротивления изоляции обмотку подвергают сушке;

-проверка обмотки на отсутствие межвиткового замыкания при помощи электромагнита и стальной пластинки либо портативного дефектоскопа марки ПДО, либо приборов типа ЕЛ-1 и EЛ-2;

-проверка состояния и ремонт выводных концов электродвигателя;

-проверка состояния короткозамыкающих колец и вентиляционных лопаток короткозамкнутого ротора;

-очистка подшипников качения от старой смазки и промывка бензином. При необходимости смазку заменяют;

-проверка зазора между статором и ротором;

-сборка электродвигателя и проверка свободного вращения ротора в обе стороны, окраска корпуса;

-запуск электродвигателя на холостом ходу для проверки отсутствия посторонних шумов; измерение тока и потерь холостого хода, их значения должны соответствовать номинальным;

-установка электродвигателя на рабочее место, запуск совместно с рабочей машиной для проверки правильности его вращения и отсутствия вибраций.

9.2 Техническое обслуживание внутренних проводок и осветительных приборов

Перед сдачей в эксплуатацию вновь смонтированной или капитально отремонтированной электропроводки необходимо проверить правильность и качество выполнения электромонтажных работ.

Все групповые и индивидуальные отключающие устройства должны иметь надписи, в которых указано наименование присоединения, максимально допустимая уставка тока расцепителя или плавкой вставки.

При осмотре пусковой и защитной аппаратуры следует обращать внимание на соответствие плавкой вставки или уставки автоматов току нагрузки, правильность выбора нагревательных элементов магнитных пускателей. Сечение проводников должно соответствовать мощности потребителя. Электропроводка должна быть хорошо закреплена и не иметь провисаний.

Провода и кабели следует защищать в местах, где они могут подвергаться механическим, тепловым и другим воздействиям. При прокладке проводов в трубах следует обращать внимание на надежность соединения проводов, качество труб и их соединений, наличие оконцевателей, качество выполнения защитного заземления. Кабельные воронки должны быть прочно закреплены и заземлены, как и оболочка кабелей.

При приемке в эксплуатацию силовых и осветительных проводок измеряют сопротивление изоляции мегомметром на напряжение 500--1000 В (для установок до 1000 В). Измерения проводят при отключенных токоприёмниках, а в осветительных сетях - без ламп. Сопротивление изоляции электропроводки должно быть не менее 0,5 МОм. Трубы, в которых прокладывают проводку во взрывоопасных помещениях, дополнительно испытывают на плотность.

В процессе эксплуатации электропроводок периодически проверяют их техническое состояние. Периодичность проведения технических уходов за проводками в помещениях с нормальной средой согласно системе ППРЭсх составляет 6 месяцев, а в помещениях сырых, особо сырых, пыльных и пожароопасных - 3 месяца.

При осмотре силовых сетей обращают внимание на состояние изоляции проводов, прочность закрепления проводки и конструкций, надежность контактных соединений и заземления. Проверяют состояние кабельных воронок, отсутствие течи, наличие бирок. При необходимости восстанавливают окраску щитов и труб, а также надписи. Кроме осмотров, периодически измеряют сопротивление изоляции проводов, контролируют нагрузку по фазам и качество напряжения в нескольких точках сети.

При осмотрах осветительных сетей, кроме перечисленных операций, очищают все элементы светильников от пыли и грязи. В помещениях с большим выделением пыли и копоти (мельницы, кузницы и др.) светильники чистят не реже четырех раз в месяц, в помещениях со средним выделением пыли (деревообделочные цеха, птичники и др.) - не реже трех раз в месяц, в помещениях с малым выделением пыли (механические мастерские, животноводческие помещения и т. д.) - не реже двух раз в месяц, светильники наружного освещения - не реже трех раз в год.

Во время осмотра осветительной сети проверяют надежность крепления и целостность деталей арматуры, при необходимости подкрашивают металлические части. Осветительную арматуру используют только с лампами той мощности, на которую она рассчитана.

Ремонт внутренних проводок заключается в основном в восстановлении поврежденной изоляции проводов, замене неисправной арматуры, светильников, штепсельных розеток и т. д.

В период эксплуатации контролируют состояние изоляции проводов и проводят фотометрические измерения освещенности. Кроме того, периодически проверяют работу аварийного освещения.

9.3 Эксплуатация пусковой, защитной, регулирующей аппаратуры и распределительных устройств

Одной из основных задач при эксплуатации пусковой и защитной аппаратуры является обеспечение безаварийной ее работы с тем, чтобы исключить простои производственных механизмов. Вследствие износа отдельных частей, старения материалов и неправильного режима эксплуатации пусковые аппараты или отдельные их детали портятся, разрушаются или полностью выходят из строя. Следовательно, для надежной и безаварийной работы электрообрудования необходимо своевременно выявлять различные неисправности и устранять их. Это достигается путем осмотров распределительных устройств и аппаратуры, введения системы планово-предупредительных ремонтов. Система эта предусматривает ежедневное эксплуатационное обслуживание, периодические технические уходы и ремонты, выполняемые в определенные сроки, а также профилактические испытания, проводимые в сроки, предусмотренные Правилами технической эксплуатации и заводс...