Реконструкция электрификации коровника на 200 голов СПК "Победа" Янаульского района Республики Башкортостан с применением эретемной облучательной установкой

Общие сведения и анализ хозяйственной деятельности предприятия. Электрификация производственных процессов, подбор и обоснование необходимого оборудования. Расчет вентиляции и отопления, освещения. Разработка электрооборудования биогазовой установки.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 07.10.2015
Размер файла 284,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Повторное зажигание лампы возможно только после её остывания, то есть через 5-10 минут [10]. Ртутно-кварцевая лампа устанавливается, обычно, в специальной арматуре, обеспечивающей нормальный температурный режим работы лампы и направляющей поток излучения в сторону облучаемого объекта.

Колебания напряжения в сети влияют на работу ламп. При снижении напряжения на 10% и более лампы могут не зажигаться [8]. Срок службы ламп ДРТ и некоторые другие технические характеристики приведены в таблице 5.2.1.

Анализируя данные из этой таблицы и на основании литературы [8,10] мы для ультрафиолетового облучения животных в коровнике выбрали лампу типа ДРТ (дуговая ртутная трубчатая), так как она является самым мощным искусственным источником УФИ. В работе используется лампы ДРТ мощностью 400 Вт, так как она имеет самый максимальный срок службы из этого типа ламп.

Таблица 3.2.1. Технические данные ламп ДРТ [10]

Тип лампы

Мощность, Вт

Напряжение на лампе, В

Ток, А

Световой поток, клм

Эритемный поток, мэр

Бактерицидный поток, б

Срок службы, ч

Диаметр, мм

Длина, мм

ДРТ-230

ДРТ-400

ДРТ-1000

230

400

1000

70

135

145

3,8

3,25

7,5

4,4

7,9

33,0

2800

4750

16500

6,2

10,5

39,5

1500

2700

1500

20

22

32

190

265

350

Наиболее эффективно применение лампы ДРТ-400 в облучательной установке УО-4М

Для нашего помещения подходит УО-4М. Тип источника - лампа ДРТ-400, количество источников в установке 4 шт. Мощность, потребляемая из сети 2 кВт, размеры облучателя 714 446 65. Максимальная длина обслуживаемого помещения 90 м. Скорость перемещения 0,005 м/с.

3.3 Расчет дозы облучения

Действие УФИ на живые организмы в зависимости от его качества и количества может быть благотворным, угнетающим или губительным. Количество облучения меньше рекомендованной дозы экономически не эффективно, переоблучение также наносит ущерб, так как снижает продуктивность.

УФИ - мощный фактор, воздействующий на самые тонкие процессы жизнедеятельности живых организмов, поэтому дозы облучения нужно обязательно выдерживать [10].

Продолжительность облучения подлежит расчету на основании конкретных исходных данных: типов источников излучения и облучателя, расстояния от облучателя до объекта облучения, потока излучения источника или результатов измерений облученности на расчетной поверхности [10].

Следует иметь в виду, что на источник излучения воздействуют отклонения напряжения питающей сети и множество факторов окружающей среды. Анализ литературы свидетельствует, что существенное влияние на поток излучения газоразрядных ламп оказывает температура окружающего воздуха. Наибольший поток этих ламп наблюдается при температуре воздуха около 200С. При повышении температуры до 350С или понижения до 70С поток излучения уменьшается на 13…15% [10].

Отрицательное воздействие на поток излучения оказывает запыленность помещения. Агротехнические требования предписывают очищать источник и облучатели от пыли не реже одного раза в месяц, однако и в этом случае поток излучения периодически снижается за счет запыления на 25…30% [10].

Снижение потока излучения на протяжении срока службы источников характерно для газоразрядных ламп как низкого, так и высокого давления. Лампы ДРТ 400 за 1000 часов горения снижают поток излучения до 50% от начального [10].

При отклонениях напряжения поток излучения источников также меняется. В связи с этим при снижении напряжения сети на 10% продолжительность облучения следует увеличивать на 20…40% [10].

При совместном действии указанных факторов поток излучения источников может уменьшаться до 30% от первоначального, а количество облучения, полученное объектом при соблюдении времени облучения, указанного в литературе, может составить лишь треть от предписанной дозы облучения. В этом случае продуктивность облучаемых объектов не только не достигнет ожидаемых результатов, но и уменьшится.

Учесть отклонения напряжения и каждого фактора окружающей среды в отдельности невозможно, так как для этого необходимо установить в установке комплект измерительных приборов для контроля температуры воздуха, запыленности и т.д. Существенное усложнение методики определения продолжительности облучения само по себе может послужить источником дополнительных ошибок в дозировании облучения. Наибольшая точность дозирования УФИ достижима при использовании ОУ с автоматическими системами управления (АСУ). Примем бк=60°.

3.4 Расчет облучательной установки

Рассчитать облучательную установку для коровника на 200 голов привязно-выгульного содержания. Коровы содержатся в стойлах площадью 1,2Ч2 м2. Коровник четырехрядный с двумя кормовыми и четырьмя навозными проходами. Размеры помещения для коров 18Ч72 м2, высота по оси 5 м, высота стен 3 м.

При стойловом содержании применяют подвижную облучательную установку типа УО-4М. Поскольку для одной такой установки наибольшая длина обслуживаемого помещения равна 90 м, то в коровнике следует использовать две установки, каждая из которых будет облучать два соседних ряда коров в стойлах по всей длине помещения.

Допускаем, что пространственное распределение эритемного потока под облучателем косинусное в пределах угла бк=90-г Для облучателей установки УО-4М защитный угол г=25…30°. Примем бк=60°.

Коэффициент запаса в соответствии со сроком службы лампы ДРТ400, которой укомплектованы облучатели установки УО-4, берем Кз=2,26.

Доза облучения коров АЭ=270 мэр·ч/м2. Скорость перемещения облучателей над животными берем из паспортных данных установки. Она равна 18 м/ч. Число проходов облучателей над животными принимаем минимальное четное n=2.

По справочным данным находим эритемный поток лампы ДРТ400 Фэ=4750 мэр. Используя формулу (6.1), вычислим силу излучения облучателя при р = 0,4.

, (3.1)

где г - защитный угол облучателя; с - коэффициент отражения поверхности облучателя.

.

По формуле (6.2) определим высоту подвеса облучателей над о6ъектом

, (3.2)

где h - высота прохода облучателей над объектами, м; k3 - коэффициент запаса, зависящий от срока службы источника излучения; wK - наибольшее значение угла между направлением потока от источника на объект облучения и вертикалью в процессе облучения, зависящий от геометрических размеров ограждения стойла животного или защитного угла облучателя; n - число проходов облучателей над объектом; А - доза облучения объекта, мэр·ч/м2; v - скорость перемещения облучателей, м/ч.

Это значение входит в рекомендуемый диапазон.

Высота подвеса облучателей над полом с учетом роста коров (1,5h0-1,35 м)

будет hn=1,03+1,35=2,38 м.

Длину хода облучателей находим по формуле:

(3.3)

,

Среднюю облученность коров определяем по формуле (6.4)

где l=2h*tgak.

.

Сравниваем это значение с допустимой облученностью по соотношению (6.4)

(3.4)

Приняв z=1,34: 2,26·1,34·133,5=404,3<Едоп=930 мэр/м2. Неравенство выполняется. Следовательно, рассчитанные параметры-установки приемлемы.

Продолжительность облучения одного животного в конце срока службы источника излучения определяем по формуле (3.5)

, (3.5)

где b - коэффициент, учитывающий отличие эффективного потока лампы в процессе разгорания от потока разгоревшейся лампы (для нормального включения лампы b=0,7, для ускоренного b=0,35; tраз - время полного разгорания лампы (например, для лампы типа ДРТ400 оно равно 5…10 мин в зависимости от условий окружающей среды), ч.

Время работы облучательной установки за сутки

Рассчитать общую мощность установки Р=Рл*N (3.6)

где Pл - мощность одного облучателя

Р=2*2=4 кВт

Таким образом, при снижении потока излучения от лампы ДРТ-400 на 25%, по сравнению с новой, число проходов облучателя увеличивается до 3; на 42% до 4.

3.5 Выбор мощности исполнительного механизма ОУ-4М

Выбор мощности исполнительного механизма облучательной установки ОУ-4М осуществлен по методике, изложенной в [1,15,19]. За основу определения момента рабочей машины (исполнительного механизма) взят тельфер.

Для привода облучательной установки ОУ-4М выбран исполнительный механизм марки МЭО - 6,3 И/МО, согласно ГОСТ 7/92-74.

4. Электроснабжение коровника на 200 голов

4.1 Расчет мощности на вводе

Расчет мощности на вводе произведем методом построения графика электрических нагрузок.

Для определения полной мощности нужно определить средневзвешенное значение cosСР ВЗ:

cosСР ВЗ= (4.1)

где: Р1, Р2, …. РN, - значение мощностей участвующих в пике нагрузки.

cosСР ВЗ=

Полная мощность на вводе:

S=РМАХ/cosСР ВЗ (4.2)

S=160,5/0,93=172,5 кВт

4.2 Расчет мощности трансформатора и определение места установки трансформаторной подстанций

Таблица 4.1. Нагрузки потребителей

Номера и наименование объектов

Расчетные мощности и коэффициенты мощности

РД

QД

cos

SД

РВ

QВ

cos

SД

X

Y

1 Родильная на 50 голов телятником

2 Коровник на 100 голов

3 Коровник на 200 голов

4 Телятник на 160 голов

10

35

160,5

6

8,8

30

64,8

5

0,75

0,75

0,93

0,75

13,3

46

172,5

8

10

25

160,5

6

6

15

64,8

5

0,85

0,85

0,93

0,85

11,8

29,5

172,5

8

340

280

200

100

73

77

86

72

Из таблицы 5.2 видно, что дневная нагрузка является наибольшей, следовательно, расчет ведем по дневной нагрузке.

Так как нагрузки потребителей отличаются по значению более чем в четыре раза, их суммируют по таблице добавок мощностей

Р=РМАХДОБ, (4.3)

Q=QМАХ+QДОБ,

S=. (4.4)

где: РМАХ и QМАХ - максимальные нагрузки;

РДОБ и QДОБ - добавки к большей слагаемой нагрузке.

Р=160,5+10+35+6=211,5 кВт,

Q=64,8+8,8+30+5=81,6 кВар.

Определяем, какую реактивную мощность нужно компенсировать:

QКД=Q - 0,33P, (4.5)

QКД=81,6-0,33211,5=11,8 кВар.

Принимаем для компенсаций реактивной мощности конденсаторы КМ2-0,38 с UН=0,38 кВ и QКБ=25 кВар.

S=кВар.

Выбираем трансформатор S=250 кВА, его номинальные данные представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.2 - Технические данные трансформатора

Тип

SТР,

КВА

UВННОМ, кВ

UНННОМ, кВ

Рхх,

кВт

Ркз,

кВт

Uкз,

%

Iхх,

%

W,

кВт*ч

ТМ

250

10

0,4

0,74

3,7

4,5

2,3

7065

Определяем координаты месторасположения ТП
хi=(Sрi хi)/Sрi; yi=(Sрi yi)/Sрi, (4.6)

где: хi; yi - координаты центров нагрузки отдельных потребителей;

Sрi - расчетная мощность потребителей.

Следовательно:

Расположение ТП корректируется по месту с учетом требований заказчика, возможности подхода линий высокого напряжения.

4.3 Расчет линий ВЛ - 0,38 кВ

Выбор сечения проводов ВЛ производим по условию нагрева. Пример расчета сечения провода покажем у линий Л1 на участке 2-3.

Максимальный рабочий ток

, (4.7)

А.

Выбираем провод АС 16. Проверяем выбранный провод по нагреву:

(4.8)

Для провода АС 16 допустимый ток равен 105 А, поэтому провод по нагреву проходит.

Определяем потери напряжения:

(4.9)

где: l - длина участка, км;

Uн - номинальное напряжение, кВ;

r0, x0 - соответственно, активное и индуктивное сопротивление

1 км провода, равные 1,8 Ом/км и 0,405 Ом/км.

В,

, (4.10)

Расчеты сечения для остальных участков линии проводим аналогично, и сводим данные в таблицу 4.4

Таблица 4.4. Данные расчета сечения проводов

Линия

Участок

S, кВт

Сечение мм

Длина,

км

r0

Ом/км

x0

Ом/км

IP

A

IДОП

А

U%

Л1

Л2

2-3

1-2

4-6

4-5

1-4

8

180,5

13,33

46

59,3

16

95

16

16

16

0,106

0,03

0,06

0,03

0,035

1,8

0,308

1,8

1,8

1,8

0,405

0,346

0,405

0,405

0,405

12,15

275,9

20,25

69,5

80

105

320

105

105

105

0,94

1,55

0,89

1,54

2,08

4.4 Расчет линии ВЛ-10 кВ

Расчет сечения провода ВЛ-10 кВ ведем методом интервалов экономических нагрузок. Пример расчета покажем на участке 1-2.

Найдем эквивалентную мощность всех нагрузок потребителей.

Эквивалентная мощность:

Sэкв=SР Кд, (4.11)

где: Кд - коэффициент динамики роста нагрузок, Кд=0,7.

Sэкв=2400,7=198 кВА.

Выбираем провод по таблице интервалов экономических нагрузок провод АС50, с IДОП=210 А. Проверяем провод по нагреву:

,

IР=А.

Выбранный провод по нагреву проходит.

В

Расчеты остальных линии сводим в таблицу 4.5

Таблица 4.5. Результаты расчета сечения проводов ВЛ-10 кВ

Участок

S кВт

Сечение мм

Длина

км

r0

Ом/км

x0

Ом/км

IP

A

IДОП

А

U%

SЭКВ

кВт

1-2

240

50

1

0,592

0,382

13,8

210

0,28

198

Составим таблицу фактического отклонения напряжения у потребителя.

4.5 Расчет токов короткого замыкания

Примем базисное напряжение UБ=0,4 кВ.

Сопротивление системы:

, (4.12)

где: SCC-полная мощность системы, кВА;

, Ом.

Сопротивление трансформатора определим:

, (4.13)

где: РК - потери к.з. трансформатора, кВт;

SТТ НОМ - номинальная мощность трансформатора, кВА;

, Ом.

Полное сопротивление трансформатора:

(4.14)

где: UXXX - напряжение короткого замыкания, %;

Ом

Индуктивное сопротивление трансформатора

Сопротивление линии 10 кВ:

, (4.15)

,

где: r0 и х0 - активное и реактивное удельное сопротивление линии, Ом/км;

Сопротивление линии ВЛ 0,38 кВ определяем по формуле:

(4.16)

r1-2=0,3080,03=9,2410-3Ом

х1-2=0,3460,03=10,410-3, Ом.

Для каждой точки КЗ суммируются все сопротивления от начала электропередачи до соответствующей точки КЗ.

Покажем пример расчета токов короткого замыкания для точки К2.

, (4.17)

zК2=34,6610-3, Ом.

Ток трёхфазного КЗ в точке К2:

, (4.18)

, кА.

Ток двухфазного КЗ в К2:

, (4.19)

, кА.

Ударный ток:

, (4.20)

где: Ку - ударный коэффициент, определяемый по формуле:

(4.21)

, кА.

Мощность КЗ:

(4,22)

МВА

Однофазный ток КЗ в конце линии 0,38 кВ определили по формуле:

(4.23)

где: Uф.мин - минимальное фазное напряжение на шинах 0,4 кВ ТП,

ZТ - полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус, равное ZТ = 0,16 Ом,

ZП - полное сопротивление пели фаза-ноль от шины ТП 0,4 кВ до конца линии 0,38 кВ.

Минимальное напряжение определим по формуле:

(4.24)

Аналогично производим расчет для других точек КЗ, данные заносим в таблицу 4.7

Таблица 4.7. Расчет токов КЗ

Точка КЗ

Uном

КВ

Сопротивления, Ом

Ку

Ток КЗ

Sn(3),

МВА

r

x

z

Iк(3)

Iк(2)

iу

Iк(1)

К0

10,5

-

0,0005

0,0005

2

16,59

14,44

46,9

-

301,8

К1

10

0,007

0,003

0,008

1

1,15

1,005

1,623

-

19,9

К2

0,4

0,017

0,03

0,034

1,17

6,66

5,79

11,02

-

4,6

К3

0,38

0,026

0,04

0,048

1,13

4,77

4,15

7,622

-

33

К4

0,38

0,216

0,083

0,213

1,003

0,996

0,866

1,408

0,69

К5

0,38

0,079

0,044

0,091

1

2,526

2,197

3,572

-

1,75

К6

0,38

0,134

0,056

0,145

1

1,589

1,382

2,247

1,1

К7

0,38

0,188

0,068

0,2

1

1,154

1,004

1,632

0,79

Литература

1. Редников В.Л. Организация и управление производством: Метод.указ. Ижевск: РИО Ижевская ГСХА, 2008. - 40 с.

2. Светлакова И.Н., Широбокова Т.А. Справочные материалы по проектированию электрического освещения: методические указания по выполнению курсовой работы. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2009. - 23 с.

3. Стерхова Т.Н., Ниязов А.М. Расчет электрических нагрузок и безопасность электроустановок на предприятиях АПК.: учебно-методическое пособие. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2010. - 28 с.

4. Ерошенко, Г.П., Эксплуатация электрооборудования / Ерошенко Г.П., Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Таран М.А., Медведько Ю.А. // Учебник, (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 - электрификация и автоматизация с.х.), - М.: КолосС, - 2005

5. Коломиец, А.П., Электропривод и электрооборудование / Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., Юран С.И. // учебник (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311300 - механизация с.х.), - М.: КолосС, 2006

6. Коломиец, А.П., Монтаж электрооборудования и средств автоматизации Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Юран С.И., Владыкин И.Р. // учебник (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 - электрификация и автоматизация с.х.), - М.: КолосС, 2007.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.