Электрооборудование здания коровника на 100 голов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Животноводство-ведущая отрасль агропромышленного комплекса Республики Беларусь, развитие которой определяет, с одной стороны. Уровеь удовлетворения общества в ценных продуктах питания, с другой, экономическое благополучие аграрного сектора, народного хозяйства.

Главное направление увилмчения производства продукции животноводство состоит в использовании достижений научно-тенического прогресса и системном использовании комплекса факторов таких как целенаправленное селекционно-племеная работа, приминений достижений генетики и биотехнологии, увелечение производства выысокоачественных полноценый кормов, использование прогресивных технологий, комплексная механизация и автоматизация процессов, реконструкция и технологическая модернизация ферм и помищений, эфективная организация труда и производства, развитие фермерских хозяйств. Особое внимание уделяется обоснованию зоотехнических требований к машинам и техническому оборудыванию животноводческих ферм и комплексов,что очень важно для инжинера-механика и инжинера-электрика,обслуживающих эти хозяйства. Без знания беологических особеностей сельскохозяйтвенных животных,зоотехнических требований к их кормлению,содержание и эксплотации,технологий производства продуктов животноводство невозможно организовать эфективное использование машин и оборудывание на фермах т.е.,облегчить труд человека без нанесения вреда животному. На современом этапе развития сельского хозяйства большое внимание уделяется животному. Вусловиях рыночной экономики для повышения производства продуктов животноводство необходимо снизить тркдоёмкость обслуживания животного не менее чем в 3…3,5 раза. По мере увеличения производства продукции сохраняя её качество будет возрастать роль технологических и технических факторов,направленых на создание комфортных условий содержание и кормление животных.

1. Общая часть

1.1 Обоснование темы проекта

Животноводство - ведущая отрасль агропромышленного комплекса Республики Беларусь, развитие которой определяет, с одной стороны уровень удовлетворения общества в ценных продуктах питания, с другой экономическое благополучие аграрного сектора народногохозяйства.

Развитие животноводства определяется пригодно климатическими условиями, применением производственных технологий. Основные пути развития животноводства на ближайшую перспективу следующие:

возрастание удельного веса животноводства в структуре валовой и товарной продукции сельского хозяйства;

повышение доли всех производящих секторов в реализации продуктов животноводства, в том числе фермерских хозяйств;

увеличение в структуре животноводческой продукции объемов производства мяса и прежде всего говядины;

широкое внедрение прогрессивных технологий производства животноводческой продукции;

рациональное использование энергетических ресурсов.

Без знания биологических особенностей сельскохозяйственных животных, зоотехнических требований к их кормлению, содержанию и эксплуатации, технологии производства продуктов животноводства невозможно организовать эффективное использование машин и оборудования на фермах то есть облегчить труд человека без нанесения вреда животному.

Переход к новым прогрессивным технологиям, системам организации производства и труда, способствующим более полному использованию возможности животных, определяет интенсивный путь развития животноводства. Осуществляется он как при стабилизации поголовья, так и при его росте или сокращении. Все зависит от конкретных условий, от наличия материальных и трудовых ресурсов, их соответствия принятому направлению развития и складывающимися между ними пропорциями.

Несмотря на то, что интенсивная технология в животноводстве осуществляется на основе использования системы машин, соответствующим современному уровню и обеспечивающую комплексную механизацию производства, она имеет и отличительные особенности, которые заключаются в выполнении операций с использованием ресурсных затрат с учетам прежде всего прежде всего видовых особенностей животных, их развития, роста и физиологического состояния.

1.2 Исходные данные и характеристика объекта проектирования

Здание коровника на 100 голов для горных районов одноэтажное, в осях 72х12м.

Высота внутри помещения у наружных стен от пола до низа выступающих конструкций 3,5м.

Рисунок 1 План помещения

электрооборудование коровник технологический



Таблица 1 Экспликация помещения

№ п/п	Наименование помещений
1	Стойловое помещение
2	Помещение для хранения концкормов
3	Венткамера
4	Тамбур
5	Тамбур

Здание имеет 1 секцию для содержания коров. В нем предусмотрены помещения для хранения концкормов и венткамеры.

Конструктивное решение здания предусматривает применение железобетонных изделий, изготовленных на комбинатах строительных конструкций.

Здание красное, трёх пролётное, шаг колон в продолжительном направлении 3 м. Несущими конструкциями служит колоны, балки и ферны, связанные между собой стеновыми панелями и плитами покрытия.

Фундаменты - сборные железобетонные башмаки. Фундаментные балки и полурамы - сборные железобетонные. Стены - сборные легкобетонные панели. Перегородки - кирпичные. Покрытие - сборные железобетонные плиты. Кровля - асбестоцементные волнистые листы по деревянной обрешетке. Полы - бетонные, керамзитобетонные, глинобитные. Окна , ворота и двери - деревянные. Наибольшая масса монтажного элемента - /стеновая панель/ - 3 т.

Данное помещение относится к потребителю второй категории так как перерыв в электроснабжении данного объекта приведёт к простою рабочих механизмов что приведёт к недовыпуску продукции (несвоевременное кормление животных).



1.3 Технологическая характеристика проектируемого объекта

Здание предназначено для содержания коров. Содержание коров привязное, группами по 50 голов на привязи ОСК-25А. Доение коров 2-х разовое в стойлах в молокопровод с последующей перекачкой молока в молочный блок для охлаждения, кратковременного хранения и определения жирности.

При удое на одну фуражную корову 3500 кг, валовое производство молока составляет 3500 ц в год.

Кормление коров предусмотрено из стационарных кормушек. Раздача кормов два раза в сутки кормораздатчиком КТУ-10А.

Водопровод - хозяйственно-питьевой и производственный от наружных сетей. Напор на вводе 8м.

Горячее водоснабжение - от котельной молочного блока.

Вентиляция - приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением.

Удаление навоза - скребковым транспортером ТСН-І60А, с последующей транспортировкой его на тракторный прицеп для вывоза в навозохранилище.

Уровень механизации - 94%.

1.4 Расчет и выбор технологического оборудования

Для обеспечения большого прироста молодняка в животноводческих помещениях необходимо поддерживать определенные параметры микроклимата. Неблагоприятные условия микроклимата приводят к снижению привеса, и увеличивается расход кормов.

Для создания оптимального микроклимата наиболее важную роль играет вентиляция. Система вентиляции должна поддерживать микроклимат в помещении в течении года в соответствии с зоотехническими исанитарно- гигиеническими требованиями.

Вентиляция рассчитывается по допустимому содержанию вредных газов.

Определяем необходимый воздухообмен в помещении,м³/ч:

= (1.1)

где - предельно-допустимая концентрация углекислоты в помещении,

0,3л//1/;

- содержание углекислоты в свежем воздухе, 2,5л/; /1/

- выделение углекислоты поголовьем.

С = N (1.2)

где N - поголовье, гол.;

- количество углекислоты выделяемое одним животным.

С =100•110=11000

==6000/ч

Производительность вытяжной вентиляции, /ч:

Q_выт=(2…3)L_в.о. (1.3)

Q_выт=26000=12000/ч

Производительность приточной вентиляции,/ч:

Q_прит=(0,75…0,8)Q_выт (1.4)

Q_прит= 0,7512000 = 9000/ч

Задаемся количеством вытяжных и приточных вентиляторов с учетом размеров помещения и количества животных:

N_прит= 1 шт.

n_кр= 3 шт.

Определяем производительность одного вентилятора,/ч:

Qприт=Qприт/nприт (1.5)

Qприт =9000/1=9000/ч

Qкр=Qкр/nкр (1.6)

Qкр=9000/3=3000/ч

Определяем полный напор вентиляторов, Па:

Н = Ндин + Нст (1.7)

Ндин = , (1.8)

где - плотность воздуха 1,29 кг/./1/

u - скорость движения воздуха при работе вентилятора 10…15 м/с./1/

Н_дин==100,7 Па

Из каталога выбираем стандартные вентиляторы из условия:

Q_нQ_выт (1.9)

Q_н Q_кр (1.10)

Н_н Н (1.11)

Для крышной вентиляции выбираем стандартные вентиляторы типа КЦЗ - 90 N 90 n=980 об/мин

Q_н = 3200 /ч>Q_кр = 3000/ч

Н_н = 17 Па> Н_кр= 15,4Па

Для вытяжной вентиляции выбираем стандартный вентилятор типа

ВЦ4 - 75 - 63 n=1440 об/мин

Q_н= 11700/ч>Q_прит =9000/ч

Нн = 677 Па> Н_прит = 151Па

Определяем мощность вентиляторов, кВт:

Р_вент= 1.12)

где - КПД вентилятора 0,1…0,3 - осевых; 0,5…0,8 - центробежных./1/

Р_{вент.кр} = = 0,24 кВт

Р_{вент.прит}= = 2,6 кВт

Производим расчет транспортера ТСН-160

Определяем производительность наклонного транспортера; т/ч :

(12)

где Н и В высота и ширина скребка, м;

- скорость движения цепи (0.5…1 м/с);

-плотность перемещаемого вещества (навоз - 1 т/м³);

- коэффициент заполнения (0.6…0.8);

С - коэффициент учитывающий степень заполнения скребка.

т/ч

Определяем необходимую мощность электродвигателя для наклонного транспортера; кВт :

(13)

где Q - производительность транспортера;

= 0.9 - КПД передачи;

= 0.5 - КПД транспортера;

= 1.85…2.0 - коэффициент перемещения груза;

= расстояние, на которое перемещают груз;

= высота подъема.

Определяем необходимую мощность электродвигателя для наклонного транспортера:



кВт

Определяем необходимую мощность электродвигателя для горизонтального транспортера:

кВт

Остальное технологическое оборудование принимаем согласно типового проекта и данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2 Технологическое оборудование

Наименование технологической операции	Марка машины	Производи-тельность	Мощность на валу машины, кВт	Коли-чество
Крышная вентиляция	КЦЗ-90N4	3000 м3/ч	0,24	3
Наклонный транспортер	ТСН-160	5,5 т/ч	1,87	1
Горизонтальный транспортер	ТСН-160	5,5 т/ч	2,7	1
Приточная вентиляции	ВЦ4-75-6,3	11700 м3/ч	2,6	1



2. Расчет и выбор силового оборудования

Для привода рабочих машин следует принимать трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АИ. Эти двигатели в сравнении старых серии (АО, 4А) имеют меньшую массу, технико-экономические показатели, больше коэффициент мощности, меньше уровень шума.

Правильный выбор электрического двигателя позволяет создать условия наиболее рационального использования возможностей рабочей машины, определить надежность и долговечность электропривода при максимальном к.л.д. и коэффициенте мощности установки. Почти все сельскохозяйственные машины работают с использованием электропривода переменного тока, питаемого от электрических сетей со стандартным напряжением 380 В при частоте 50 Гц.

Номинальная мощность выбранного двигателя должна быть по возможности близкой к расчетной мощности рабочей машины. Если номинальная мощность значительно больше расчетной мощности - снижается КПД и коэффициент мощности электродвигателя и удорожается его эксплуатация.

Электродвигатель к рабочей машине выбирают по мощности на валу рабочей машины, режиму работы с учетом оборотов и условий окружающей среды.

Определяем расчетную мощность двигателей вентиляторов; кВт:

(2.1)

где = 1,2 - коэффициент запаса мощности для центробежных вентиляторов

- КПД передачи, так как передача прямая, то = 1.

Для приточного вентилятора:

Р_дв.в = кВт

Выбираем стандартные двигателя из условия:

Р_н?Р_дв (2.2)

Для приточной системы вентиляции:

Для наклонного транспортера 2,2>2,12

Для горизонтального транспортера 3>2,7

Определяем коэффициент загрузки двигателей (2.3)

к_к.н - коэффициент каталожной неувязки,

(2.4)

Для наклонного транспортера

К_з.д. = 0,90,96 = 0,86

Для горизонтального транспортера

К_з.д. = 0,90,9 = 0,81

Таблица 3 Электросиловое оборудование

Наименование технологической Операции	Марка электро- двигателя	Рн, кВт	Iн, A	nн, мин-1		Кi	Кз.д	Кол-во
Приточная вентиляция	АИР100L4У3	4	8,5	1410	85	7,0	0,68	1
Крышная вентиляция	АИР63В2У3	0,25	1,04	860	59	4	0,68	3
Наклонный транспортер	АИР80В2У3	2,2	4,63	2850	83	7,0	0,86	1
Горизонтальный транспортер	АИР90L2У3	3	6,13	2850	84	7,0	0,81	1



3. Расчет электрического освещения

Производим расчет освещения для основного помещения, где содержатся 100 голов коров. Для этого помещения принимаем освещение газоразрядными лампами ток, как у них в три раза выше светоотдача, что позволяет снизить расход электроэнергии.

Расчет электрического освещения для помещения на 100 голов ведем методом коэффициента использования светового потока. Данное помещение имеет следующие размеры: 12Ч69Ч3,5 м.

Так как в помещении стены и потолки с большим количеством пыли, окна сплошные стеклянные без штор, стены из красного неоштукатуренного кирпича, то значение коэффициента отражения потолка будет равным 50% рабочей поверхности будет равным 10%, а значение коэффициента отражения стен принимаем равным 30%.

В соответствии с типом и назначением помещения принимаем:

источник света - газоразрядные лампы;

вид освещения - рабочее;

система освещения - общая равномерная;

выбираем нормированную освещенность лк /1/.

выбираем тип светильника ЛСП15, тип Д, световой поток излучаемый в нижнюю полусферу Ф_Н = 2500 лм, тип и мощность лампы ЛД-40.

В соответствии с габаритами помещения определяем высоту подвеса светильников над рабочей поверхностью, м:

(3.1)

где Н - высота помещения, м;

h_св - высота подвеса светильника, м;

h_р- высота рабочей поверхности, м.

Определяем расстояние между светильниками, м:

(3.2)

где - относительное расстояние между светильниками = 1,2…1,6, принимаем = 1,2./1/

Определяем расстояние от стенки до 1-го ряда светильника и до 1-го светильника в ряду, м:

(3.3)

Определяем количество рядов светильников, ряд:

(3.4)

где В - ширина помещения, м.

Принимаем 2ряда.

Определяем индекс помещения:

(3.5)

Из таблицы в зависимости от вида светильника, коэффициентов отражения стен, потолков и рабочей поверхности, по индексу помещения определяем значения коэффициента использования светового потока.

= 78%./1/

Определяем общее количество светильников, шт.

(3.6)

где Ф_лн- номинальный световой поток принятой люминесцентной лампы, лм;

к_з-коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока приэксплуатацииисточника света, вызванное старением источника и его загрязнением;

S-площадь освещаемого помещения, м²;

Z-коэффициент минимальной освещённости, принимаем Z=1,1;/1/

-число источников света в одном светильнике, шт.

S = АВ (3.7)

^S=12*69=828м²

Принимаем 24 светильников.

Определяем количество светильников в ряду, шт:

(3.8)

Определяем установленную мощность осветительной установки в помещении, кВт:

(3.9)

где Р_н - номинальная мощность источника света с принятым потоком Ф_н,

Данные заносим в таблицу 4.

Произведем расчет электрического освещения для помещения для хранения концкормов методом удельной мощности.

Данное помещение имеет следующие размеры: 4Ч3Ч3,5 м

Принимаем источник света - лампы накаливания, вид освещения -рабочее и систему освещения - общая равномерная.

Принимаем нормируемую освещенность лк./1/

Выбираем тип светильника НСП21, тип КССГ-2.

Определяем высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; по формуле (3.1)

Определяем расстояние между светильниками, м:

Определяем расстояние от стенки до первого ряда светильников, м:

Определяем количество рядов светильников, ряд.:

Принимаем 1 ряд.

Определяем количество светильников в ряду, шт.

где А - длина помещения, м



Принимаем 1 светильника.

Определяем общее количество светильников, шт

N = mn (3.10)

N = 11 = 1

Из таблиц с учетом высоты подвеса, нормируемой освещенности и типа светильника выбираем удельную мощность освещения: .

Определяем требуемую мощность освещения, Вт

S = 43 =12

Определяем мощность одной лампы, Вт

(3.11)

Из таблицы выбираем стандартную мощность лампы из условия:

(3.12)

Принимаем лампу марки Б 220-230-75 с = 75 Вт.

Определяем установленную мощность, кВт:

(3.13)

Данные заносим в таблицу 4.

Таблица 4 Светотехническая ведомость

Наименование помещения	Размер АхВЧН, м	Тип светиль-ника	Ен, лк	Нр,м	N,шт	Данные по лампе	Руст, кВт
						тип	Рн, Вт	Фн, лм
Стойловое помещение	12Ч59Ч3,5	ЛСП15	75	3,0	24	ЛД	40	3000	1,92
Помещение для хранения концкормов	4Ч3Ч3,5	НСП21	20	3,0	1	Б	75	950	0,075
Венткамера	4Ч6Ч3	НСП21	20	2.5	3	Б	60	705	0,18
Тамбур	4Ч3Ч3,5	НСП21	10	3,0	2	Б	60	705	0,06
Тамбур	4Ч3Ч3,5	НСП21	10	3,0	2	Б	60	705	0,06



4. Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

Аппараты управления предназначены для включения, отключения и переключения электрических цепей и электроприемников, регулирования частоты вращения и реверсирования электродвигателей, регулирования параметров силовых, осветительных, нагревательных и других электроустановок. Защитные аппараты предназначены для отключения электрических цепей при возникновении в них ненормальных режимов. От правильного выбора пусковой и защитной аппаратуры в большой мере зависят надежность работы и сохранность оборудования в целом, численные, качественные и экономические показатели производственного процесса, электробезопасность людей и животных.

Аппараты управления и защиты выбирают по ряду параметров, основные из которых номинальный ток и напряжение. Кроме того, аппараты выбирают по климатическому исполнению, по степени защиты от воздействия окружающей среды и другим параметрам в зависимости от назначения аппарата (предельный отключаемый ток короткого замыкания, электродинамическая и термическая устойчивость, разрывная мощность и износоустойчивость контактов и др.).

От правильного выбора пусковой и защитной аппаратуры в большой мере зависят надёжность работы и сохранность оборудования в целом, численные, качественные и экономические показатели производственного процесса, электробезопасность людей, животных.

Произведем расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для привода приточного вентилятора, схема подключения которого приведена на рисунке 2.

Выбор пускозащитной аппаратуры для электродвигателя для приточной системы вентиляции: АИР100L2У3 Р_н = 4 кВт; частота вращения = 1410 мин^-1; = 85%, I_н=8,5 А, cos=0,63, К_i=7

Рисунок 2 Схема подключения электродвигателя

Выбираем автоматический выключатель из условия:

номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше или равно напряжению сети; В;

(4.1)

номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше или равен номинального тока двигателя ; А:

(4.2)

10>8,5

номинальный ток теплового расцепителя должен быть больше или равен номинального тока двигателя; А:

(4.3)

10>8,5

определяем ток электромагнитного расцепителя; А:

(4.4)

где I_п - пусковой ток двигателя, А

определяем каталожный ток срабатывания электромагнитного расцепителя; А:

(4.5)

где к - кратность силы тока срабатывания (принимается из паспортных данных автоматического выключателя, зависит от марки автомата).

проверяем выбранный автомат на возможность ложного срабатывания при пуске

(4.6)

120>74,3

Принимаем автоматический выключатель АЕ 2016Р.

Магнитный пускатель выбирается из условия:

Номинальный ток магнитного пускателя должен быть больше или равен номинального тока двигателя; А:

(4.7)

где I_н.дв. - номинальный ток двигателя (из паспортных данных);

I_н.п. - номинальный ток (величина) пускателя.

10 > 8,5

Принимаем магнитный пускатель марки ПМЛ121002 с тепловым реле.



5. Выбор, компоновка и расчет внутренних проводок

Для питания силового и электрического освещения в сельскохозяйственном производстве наиболее часто применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220В. Источники света подключают к сети между фазными и нулевым проводами.

Осветительную электропроводку, как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. С медными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-I и В-Iа.

Выбор сечений проводов и кабелей внутренних электропроводок тесно связан с выбором плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматических выключателей. Поэтому необходимо помнить, что к выбору сечения проводника обычно приступают, после определения номинального тока плавкой вставки предохранителя или тока уставки расцепителя автомата.

Для подключения электроприводов крышных приточных вентиляторов используют кабели марки АКВРГ.

Для подключения электроприводов вытяжных вентиляторов используются кабели АВРГ.

Для подключения осветительной сети в качестве проводникового материала применяют провода марки АПВ.

Площадь сечения токопроводящих жил проводов и кабелей внутренних электропроводок определяют по допустимому нагреву током нагрузки и допустимой потере напряжения в сети.

Расчет и выбор сечения кабеля для двигателя горизонтальный и наклонного транспортеров. Принимаем двигателя АИР90L2У3: Р_н = 3 кВт; n_н = 2850 об/мин; I_н =10,7А; = 88%; К_i = 7,5; К_з.д. = 0,88 и Выбираем сечение кабеля АВВГ силовой проводки из условия допустимого нагрева:



(5.1)

где I_н - номинальный ток двигателя, А;

I_доп- допустимый ток кабеля выбранного сечения.

17А > 10,7А

Принимаем сечение кабеля равное S = 2,5

Проверяем выбранное сечение из условия соответствия его аппарату зашиты автоматическому выключателю АЕ2036 с I_н=25А.

(5.2)

гдеI_з- ток защитного аппарата.

К_з- коэффициент защитного аппарата К_з=1

17А>112,5=12,5А

Согласно ПУЭ принимаем сечение S = 2.5 .

Определяем сечение проводки для группы освещения. Выбираем провод АВВГ.

Выбираем сечение осветительной проводки однофазной группы из условия допустимого нагрева:

(5.3)

...