Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Qп=g·N=623·200=124600 ккал/ч(3.51)

где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч стр89 (л-1)

N-число коров.

Считаем, что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента.

Определяем мощность одного нагревательного элемента.

Рэ=Рк/μ·n=10,4/3·2=1,6 кВт(3.52)

где, n - число нагревателей.

μ - число фаз.

Рабочий ток нагревательного элемента

Iраб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2 А(3.53)

где, Uф - фазное напряжение.

Принимаем 6 ТЕН мощностью 2 кВт: ТЕН-15/0,5 Т220.

Принимаем 2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т один из которых устанавливаем в начале комплекса другой в конце.

Таблица 14 - Технические данные калорифера

Тип калорифера	Мощность калорифера, кВт	Число cекций	Число нагревателей
СФОЦ-15/0,5Т	15	2	6

Расчет осветительных установок

Свет является одним из важнейшим параметром микроклимата. От уровня освещенности, коэффициента пульсации светового потока зависит зависит производительность и здоровье персонала.

Ферма состоит из 2 животноводческих комплексов и расположенного между ними молочного блока.

Расчет осветительных установок животноводческого комплекса

Таблица 15 - Характеристики здания

Наименование помещения.	площадь м²	длина м	ширина м	высота м	Среда.
Стойловое помещение	1380	69	20	3,22	сыр.
Площадка для весов.	9,9	3,3	3	3,22	сыр.
Инвентарная	9,9	3,3	3	3,22	сух
Венткамера	14,4	4,8	3	3,22	сух.
Помещение для подстилки кормов	9,9	3,3	3	3,22	сыр.
Электрощитовая.	9,9	3,3	3	3,22	сух.
Тамбур.	12,6	4,2	3	3,22	сыр.

Расчет мощности осветительной установки площадки перед входом.

Согласно СНиП принимаем дежурное, общее равномерное освещение. Нормированная освещенность Ен=2 Лк стр36. (л-4)

Т.к. площадка перед входом согласно ПУЭ относится к сырым помещениям то принимаем степень защиты светильника IР-53, с такой степенью защиты принимаем светильник НСП03.

Определяем расчетную высоту осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0,2-0=2,8(3.54)

где, Н-высота подвеса светильника

Нс - высота свеса подвесного светильника.

Нр.п. - высота рабочей поверхности.

Расчет производим точечным методом, т.к. это открытое пространство.

Расстояние от точки проекции светильника до контрольной точки.

Р=√(а/2)²+в²=√(3/2)²+2²=2,5м(3.55)

где, а - длина площадки

в - ширина площадки

Расстояние от источника света до контрольной точки.

dа=√Нр²+Р²= 2,8²+2,5²=3,7м(3.56)

Угол под которым видна контрольная точка из светильника.

α=arctgР/Нр=arctg2,5/2,8=39º(3.57)

Условная освещенность в контрольной точке.

lа=Iα·cos³α/Нр²=150·cos³39º/2,8²=7,5 Лк(3.58)

где, Iа-сила света в зональном углу ксс «М» отнесенная к 1000А

Световой поток светильника.

Фс=1000·Ен·Кз/lа·μ·ηс=1000·2·1,3/7,5·1·0,85=408 Лм(3.59)

где, Ен-нормированная освещенность

Кз-коэффициент запаса

μ-коэффициент учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников (т.к. удаленных светильников нет то μ=1)

1000-световой поток условной лампы.

ηс-КПД светильника (ηс=0,85 стр39. табл1 [л-4])

По полученному значению светового потока выбираем тип лампы Б220-40 с Фк=400 Лм

Отклонение светового потока лампы.

ΔФ=Фк-Фс/Фс=400-408/408·100%=-0,2%(3.60)

Отклонение каталожного светового потока от расчетного, должно находиться в пределах –10…+20%, выбранная лампа проходит по этому условию и окончательно принимаем светильник НСП03-60 с лампой Б220-40.

Расчет для других площадок аналогичен, т.к. они имеют одинаковые размеры

Расчет мощности осветительной установки стойлового помещения.

Согласно СниП принимаем рабочее общее равномерное освещение т.к. работы ведутся с одинаковой точностью, нормированная освещенность составляет Ен=75Лк на высоте 0.8м от пола стр35 [л-4]

Т.к. помещение сырое и с химически агрессивной средой то принимаем светильник ЛСП15 со степенью защиты IР54 стр.41 табл 2 [л-4]

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п=3,22-0-0,8=2,42.(3.61)

где, Н-высота помещения

Нс - высота свеса светильника, принимаем равной нулю, т.к. крепежные кронштейны устанавливаться не будут.

Нр.п. - высота рабочей поверхности.

Расстояние между светильниками.

L=Нр·λс=2,42·1,4=3,3м(3.62)

где,λс - светотехническое наивыгоднейшее расстояние между светильниками при кривой силы света «Д» λс=1,4

Количество светильников в ряду

nс=а/L=69/3,3=21 шт.(3.63)

где, а - длина помещения

Количество рядов светильников.

nр=в/L=20/3,3=6 ряд.(3.64)

где, в - ширина помещения

Расчет производим методом коэффициента использования светового потока, т.к. нормируется горизонтальная освещенность, помещение со светлыми ограждающими стенами без затемняющих предметов.

Индекс помещения.

i=а·в/Нр·(а+в)=69·20/2,42·(69+20)=6,4(3.65)

Согласно выбранному светильнику, индексу помещения и коэффициентам отражения ограждающих конструкций (ρп=30 ρс=10 ρр.п.=10) выбираем коэффициент использования светового потока Uоу=0,67 стр.17 табл.3 (л-4)

Световой поток светильника.

Фс=А·Ен·Кз·z/nс·Uоу=1380·75·1,3·1,1/126·0,67=3861 Лм(3.66)

где, А-площадь помещения, м²

Ен - нормированная освещенность, Лк

Кз - коэффициент запаса

Z - коэффициент неравномерности (z=1,1…1,2 стр.23 (л-4))

Световой поток одной лампы.

Фл=Фс/nл=3861/2=1930,5 Лм(3.67)

где, nл-число ламп в светильнике.

Принимаем лампу ЛД-40-1 с Фк=2000 Лм Рн=40Вт

Отклонение светового потока.

ΔФ=Фк-Фр/Фр·100%=2000-1930/1930·100%=3,6%(3.68)

Отклонение светового потока находится в пределах –10%…+20% и поэтому окончательно принимаем светильник ЛСП15 с лампой ЛД-40-1

Расчет мощности осветительной установки электрощитовой.

Согласно СНиП принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность Ен=100Лк на вертикальной плоскости на высоте 1,5м от пола стр34(л-4)

Помещение электрощитовой сухое поэтому принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0-1,5=1,72м(3.69)

Высота свеса равняется нулю, т.к. крепежные кронштейны устанавливаться не будут

Расчет производим точечным методом, т.к. в ней нормируется освещенность на вертикальной плоскости.

0,5·Нр=0,5·1,72=0,86

Расстояние от точки проекции светильника до контрольной точки в центре щита.

Р=в/2-Сщ=3/2-0,38=1,1м(3.70)

где, в - ширина помещения, м

Сщ - ширина шита, м

Расстояние от светильника до контрольной точке.

dл=√Нр²·Р²=√1,72²·1,1²=2м(3.71)

Угол между вертикалью и линией силы света к контрольной точке.

γ=arctgР/Нр=arctg1,1/1,72=32º(3.72)

Угол под которым видна светящееся линия.

α=arctgLл/dл=arctg1,2/2=57,7º=1 рад(3.73)

Условная освещенность в контрольной точке.

Еа=Iγ·cos²γ/2Нр·(α+1/2sin2α)=155·cos²32º/2·1,72(1+sin(2·1)/2)=38,8 Лк(3.74)

где, Iγ=155 кд сила света светильника ЛСП02 в поперечной плоскости под углом γ=32º

Перейдем к вертикальной освещенности.

Еа.в.=Еа·(cosΘ+Р/НрsinΘ)=38·(cos90+1,1/1,72sin90)=40,8 Лк(3.74)

где,Θ=90º-угол наклона поверхности.

Световой поток светильника.

Фс=1000·Ен·Кз·Нр/μ·Еа.в.=1000·100·1,3·1,72/1·40,8=4142 Лм(3.75)

Световой поток одной лампы.

Фл=Фс/2=4142/2=2071 Лм(3.76)

По полученному значению светового потока выбираем лампу ЛДЦ40-4 с Фк=1995Лм

Отклонение светового потока.

ΔФ=Фк-Фр/Фр=1995-2071/2071·100=-3,7%(3.77)

Отклонение светового потока находится в пределах –10%…+20% и окончательно принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛДЦ40-4

Расчет мощности осветительных установок остальных помещений производим методом удельной мощности, т.к. они относятся к вспомогательным помещениям, а также этим методом разрешают рассчитывать когда расчет осветительных установок не входит в основную часть задания.

Расчет мощности осветительной установки венткамеры

Согласно СНиП освещенность нормируется на горизонтальной плоскости на высоте 0,8м от пола, т.к. помещение венкамеры сухое то принимаем светильник НСП17 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0-0,8=2,42м(3.78)

Расстояние между светильниками

L=Нр·λс=2,42·1,4=3,3м(3.79)

при кривой силе света «Д»-косинусойдной λс=1,4

Количество светильников

nс=а/L=4,8/3,3=1,45=2шт(3.80)

Количество рядов светильников.

nр=в/L=3/3,3=1ряд(3.81)

Мощность лампы

Рл=Руд·А/N=25,3·14,4/2=182,1Вт (3.82)

где, Руд-удельная мощность лампы (при h=3-4м А=14,4м² с ксс «Д» Руд=25,3

Вт/м² стр.19(л-4)

N-количество светильников.

Принимаем лампу типа Б-215-225-200 с Рн=200Вт, выбранный ранее светильник рассчитан на лампы мощностью до 200Вт и окончательно принимаем 2 светильника НСП17 с лампами Б-215-225-200, расчет помещения для второй венткамеры аналогичен и поэтому его не приводим.

Расчет мощности осветительной установки помещения для подстилки.

Согласно СНиП освещение нормируется на горизонтальной плоскости на высоте 0,8м от пола, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0-0,8=2,42м(3.83)

Расстояние между светильниками.

L=Нр·λс=2,42·2=4,8м(3.84)

при кривой силе света «М» λс=2

Т.к. помещение небольшое а расстояние между светильниками вышло больше длины помещения то принимаем 1 светильник расположенный в центре помещения.

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/N=9,9·19,5/1=193Вт(3.85)

При А=9,9м² h=3-4м с ксс «М» Руд=19,5

Окончательно принимаем светильник НСР01 с лампой Б-215-225-200 с Рн==200Вт.

Расчет мощности осветительной установки площадки для весов аналогичен, т.к. площадь помещений одинакова и имеют одинаковую среду по электробезопасности.

Расчет мощности осветительной установки тамбура.

Согласно СНиП принимаем рабочее, общее равномерное освещение в тамбуре освещенность нормируется на полу, т.к. помещение сырое то принимаем светильник.

НСР01 со степенью защиты IР54

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0,2-0=3,02м(3.86)

Т.к. в тамбуре будут устанавливаться крепежные кронштейны то Нс=0,2

Расстояние между светильниками

L=Нр·λс=3,02·2=6,04м(3.87)

Т.к. помещение небольшое, а расстояние между светильниками вышло больше длины тамбура то принимаем один светильник расположенный в центре помещения.

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/N=12,6·19,5/1=245,7Вт(3.88)

Руд аналогично помещению для подстилки.

Принимаем лампу Г-215-225-300 с Рн=300Вт, т.к. светильник НСР01 рассчитан на лампы мощностью 200Вт то принимаем другой светильник и окончательно принимаем светильник Н4Б 300-МА с Рн=300Вт и IР54.

Расчет мощности осветительной установки инвентарной.

Расчет мощности осветительной установки инвентарной аналогично расчету освещения в помещении для подстилки и поэтому для инвентарной выбираем такое же световое оборудование.

Таблица 16 - Выбранное световое оборудование

Расчет осветительной сети с выбором щитов и оборудования

Согласно ПУЭ из условий механической прочности сечение проводов с алюминиевыми жилами, должно быть не менее 2мм², т.к. у применяемых светильников корпуса металлические, то сечение заземляющих и токопроводящих проводов должно быть не менее 2,5мм², выбор сечения проводов производим по потере напряжения.

Суммарная нагрузка осветительной сети.

РΣ=ΣРл.н.+1,2ΣРл.л.=3380+1,2·10160=15,5кВт(3.89)

где, ΣРл.н. - суммарная мощность ламп накаливания

1,2ΣРл.л. - суммарная мощность люминесцентных ламп

ΣРлн=800+200+1200+280+200+400=3380Вт(3.90)

ΣРлл=10080+80=10160Вт(3.91)

Силовая сеть питается от трех осветительных щитов, схема компоновки осветительной сети приведена ниже.

Момент нагрузки между силовым и 1 осветительным щитом.

Мсщ-ощ=1,2(РΣ)·Lсщ-ощ=6·5=30 кВт·м(3.92)

ΣР - суммарная мощность люминесцентных ламп питающиеся от данного щита.

Lсщ-ощ - расстояние между силовым и 1 осветительным щитом

Расчетное сечение между щитами.

S=Мсщ-ощ/С·ΔU=30/50·0,2=3 мм(3.93)

где, С-коэффициент зависящий от напряжения и металла из которого состоит токоведущая жила (при U=380В и алюминиевой жилы С=50 стр.211(л-5)).

ΔU-допустимая потеря напряжения между щитами, т.к. согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения составляет 2,5%, между щитами принимаем допустистимую потерю 0,2%, а на группах 2,3%

Принимаем ближайшее наибольшее сечение которое равняется 4мм² и поэтому сечению принимаем провод АПВ4-4мм²

Ток на вводе в осветительный щит.

Iсщ-ощ=РΣ/U·cosφ=15,5/0,38·0,98=39,8А(3.94)

где, U-номинальное напряжение, В

cosφ - коэффициент мощности осветительной нагрузки

Выбранный провод проверяем по допустимому нагреву. Согласно (л-5) допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=50А

Iсщ-ощ=20,4А

Окончательно принимаем четыре провода АПВ4-4мм²

Выбор сечения проводов на участках.

Момент нагрузки на каждой группе

М=Σ(Р·L)(3.96)

где,L-расстояние от осветительного щита до светового прибора.

Σ-сумма мощностей входящих в группу.

М1=1,2·(80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4+80·74,7=81,9 кВт·м

М2=1,2·(80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4=74,8 кВт·м

М3=1,2·(80·2,1+80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1=68 кВт·м

Допустимая потеря напряжения на группах принята 2,3%

Сечение проводов на каждой группе

S=М/С·ΔU(3.97)

где, М - момент нагрузки на группе

Значение коэффициента С аналогично что и при выборе сечения провода между щитами, т.к. питание осветительной нагрузки на группах осуществляется трехфазной четырехпроходной линией.

S1=81,9/50·2,3=0,7 мм²(3.98)

S2=74,8/50·2,3=0,6 мм²(3.99)

S3=68/50·2,3=0,59 мм²(3.100)

На группах принимаем 4 провода АПВ(2,5) прокладываемых в трубах с сечением токоведущей жилы 2,5 мм² выбранный провод проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Допустимая токовая нагрузка на выбранное сечение составляет Iдоп=30 А

Определяем токи на группах, токи на всех трех группах аналогичны друг другу и поэтому рассчитываем ток одной из групп.

I=Р/Uном·cosφ=6/0,38·0,8=20А(3.101)

Проверяем выбранный провод по условию

Iдоп=30А≥Iрасч=20А(3.102)

Условие выполняется значит принимаем выбранный ранее провод.

Момент нагрузки между силовым и 2 осветительным щитом.

М=1,2(ΣР)·L=6·5,6=33,6 кВт·м(3.103)

Расчетное сечение.

S=М/С·ΔU=33,6/50·0,2=3,3(3.104)

Принимаем 4 одножильных провода АПВ с сечением токоведущей жилы 4 мм², дальнейший расчет тока и проверка выбранного сечения аналогична что и при расчете 1 осветительного щита, т.к. они имеют одинаковые нагрузки, значит принятый провод принимаем окончательно.

Моменты нагрузки на группах.

М1=1,2·(80·2,1+80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1=68 кВт·м

М2=1,2·(80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4=74,8 кВт·м

М3=1,2·(80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4+80·74,7=81,9 кВт·м

Сечение проводов на каждой группе

S1=68/50·2,3=0,59 мм²(3.105)

S2=74,8/50·2,3=0,6 мм²(3.106)

S3=81,9/50·2,3=0,7 мм²(3.107)

Значение С и ΔU аналогично что и при расчетах 1 осветительного щита.

Принимаем на группах 4 провода марки АПВ с одной жилой сечением 2,5 мм², дальнейший расчет токов на группах и проверка выбранного сечения по нагреву длительным расчетным током аналогично расчету на группах 1 осветительного щита, т.к. они имеют одинаковые нагрузки на группах.

Момент нагрузки между силовым и 3 осветительным щитом.

Мсщ-3ощ=(1,2·(ΣР)+Р)·Lсщ-ощ3=(1,2·(40)+3360)·1=3,4 кВт·м (3.108)

где, 1,2·(ΣР) - суммарная мощность люминесцентных ламп.

Р - суммарная мощность ламп накаливания.

Расчетное сечение провода между щитами.

S=Мсщ-ощ3/С·ΔU=3,4/50·0,2=0,3 мм²(3.109)

Принимаем 4 одножильных провода АПВ с сечением токоведущей жилы 2,5 мм².

Расчетный ток на вводе в осветительный щит.

I=Р/μUн·cosφ=3,4/3·220·0,8=6,8 А(3.110)

Проверка выбранного сечения по допустимому нагреву.

Iдоп=30А≥Iрасч=6,8 А(3.111)

Условие выполняется значит провод выбран верно.

Моменты нагрузки на группах

М1=1,2·(40·1,2)+(40·3,1+300·3,1+40·3,1+200·3,9+200·5,9+40·7,9+300·7,9+200·9,4+200·11,4+200·12,4+40·11,4+40·11,4)=12,9кВт·м

М2=200·71+300·73,1+40·73,1+200·74,2+200·76,3+300·77,8+40·77,8+200·79,3=110,6кВт·м

Сечение проводов на каждой группе.

S1=12,9/50·2,3=0,1 мм²(3.112)

S2=110,6/50·2,3=0,9 мм²(3.113)

На всех группах принимаем провод АПВ4(1·2,5), тоесть четыре провода с сечением токоведущей жилы 2,5 мм² способ прокладки 4 провода в трубе.

Расчетный ток на группах.

I1=1980/3·220·0,98=3 А(3.114)

I2=1480/3·220·0,98=2,2 А(3.115)

Наибольший расчетный ток вышел в 1 группе и составил I1=3А, именно этот ток будем учитывать при проверке провода по допустимому нагреву длительным расчетным током.

Iдоп=30А≥Iрасч=3А(3.116)

Условие выполняется, значит принимаем выбранный ранее провод.

Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий, а также для распределения электроэнергии в осветительной сети принимаем 2 осветительных

щита серии ЯРН 8501-3813 ХЛЗБП с вводным автоматом серии ВА5131 с Iн=100А и 3 автоматами на отходящих линиях серии ВА1426 с Iн=32А, выбранные щиты будут питать осветительную сеть стойлового помещения. Для питания осветительной сети остальных помещений принимаем аналогичный щит. В сумме выбрано три осветительных щита серии ЯРН 8501-3813 ХЛЗБП.

Расчет осветительных установок молочного блока

Молочный блок предназначен для сбора очистки и охлаждения молока, освещение играет немаловажную роль в технологическом процессе, от уровня освещенности зависит производительность и здоровье персонала.

Таблица 17 - Характеристики здания

Наименование помещения	площадь	ширина	длина	среда
Молочная	78,6	5,7	13,8	сыр.
Электрощитовая	10	2,4	4,2	сух
Компрессорная	23,2	4,07	5,71	сыр
Лаборатория	5,67	2,1	2,7	сух
Моечная	5,13	1,9	2,7	сыр.
Лаборатория молочной	5,88	2,1	2,8	сух.
Помещение для моющих средств	5,32	1,9	2,8	сух
Комната персонала	16,8	4	4,2	сух
Уборная	1,35	0,9	1,5	сыр.
Ваккумнасосная	13,02	3,1	4,2	сух
Тамбур	7,6	1,9	4	сыр
Колидор	30,26	1,7	17,8	сыр

Высота помещений молочного блока Н=3м

Расчет мощности осветительной установки электрощитовой.

Согласно (л-4) принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность составляет Ен=100Лк на вертикальной плоскости на высоте 1,5м от пола стр.38(л-4), т.к. помещение электрощитовой сухое то выбираем светильник.

ЛСП02 со степенью защиты IР20.

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-1,5=1,5м(3.117)

высоту свеса принимаем равной нулю, т.к. подвесные кронштейны устанавливаться не будут.

Расчет мощности осветительной установки электрощитовой производим точечным методом, т.к. в ней нормируется освещенность на вертикальной плоскости.

0,5·Нр=0,5·1,5=0,75

Расстояние от точки проекции светильника до контрольной точки в центре щита.

Р=в/2-Сщ=2,4/2-0,38=0,82м (3.118)

где, в - ширина помещения, м

Сщ - ширина щита, м

Расстояние от светильника до контрольной точки

dл=√Нр²+Р²=√1,5²+0,82²=1,7 (3.119)

Угол между вертикалью и линией силы света к контрольной точке.

γ=arctgР/Нр=arctg0,82/1,5=28º (3.120)

Угол под которым видна светящееся линия.

α=arctgLл/dа=arctg1,2/1,7=57,7º=1рад (3.121)

Условная освещенность в контрольной точке.

Еа=Iγ·cos²γ/2·Нр·(α+1/2sin2α)=135·cos²28º/2·1,5·(1+sin2·1/2)=48,3Лк (3.122)

где, Iγ=135кд сила света светильника в поперечной плоскости под углом

γ=28º стр.112(л-6)

Перейдем к вертикальной освещенности.

Еа.в.=Еа(cosΘ+Р/НрsinΘ)=48,3(cos90º+0,82/1,5·sin90º)=26,4Лк (3.123)

где, Θ=90º-угол наклона поверхности.

Световой поток светильника.

Фс=1000·Ен·Кз·Нр/η·Еа.в.=1000·100·1,3·1,5/1·26,4=7386Лм(3.124)

где, η-коэффициент учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников, т.к. этих светильников нет то η=1

1000-световой поток условной лампы.

Световой поток одной лампы.

Фл=Фс/nс=7386/2=3693(3.125)

Принимаем лампу ЛД-65 с Фк=4000Лм отклонение светового потока лампы от расчетного потока находится в пределах –10%…+20%, и окончательно принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-65.

Расчет мощности осветительной установки молочной

Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность составляет Ен=100Лк на высоте 0,8м от пола стр.389 (л-4), т.к. помещение сырое то принимаем светильник ЛСП15 со степенью защиты IР54.

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.126)

высота свеса равняется нулю, т.к. крепежные кронштейны использоваться не будут.

Расстояние между светильниками.

L=Нр·λс=2,2·1,4=3,08 (3.127)

Количество светильников.

nс=а/Lс=13,8/3,08=5св. (3.128)

Количество рядов светильников.

nр=в/L=5,7/3,03=1ряд(3.129)

Расчет производится методом коэффициента использования светового потока, т.к. нормируется горизонтальная освещенность, помещение со светлыми ограждающими конструкциями.

Индекс помещения

i=а·в/Нр·(а+в)=13,8·5,7/2,2·(13,8+5,7)=1,8(3.130)

по полученному индексу а также типу светильника выбираем коэффициент использования светового потока Uоу=0,41 стр.17(л-4)

Световой поток светильника.

Фс=А·Ен·Кз·z/nс·Uоу=78,6·100·1,3·1,1/5·0,41=5482,4Лм(3.131)

Световой поток лампы

Фл=Фс/2=5482,4/2=2741,2Лм(3.132)

По полученному значению светового потока принимаем лампу ЛБ-40-1 с Фк=3200Лм стр.54 (л-4) отклонение светового потока лампы от расчетного находится в пределах –10%…+20% и окончательно принимаем пять светильников ЛСП15 с 2 лампами ЛБ-40-1.

Расчет оставшихся помещений производим методом удельной мощности, т.к. этим методом разрешается рассчитывать когда расчет освещения не входит в основную часть задания.

Расчет мощности осветительной установки коридора

Принимаем рабочее общее равномерное освещение, освещение нормируется на высоте 0м от пола стр36 (л-4), т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54.

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0,2-0=2,8м (3.133)

т.к. в коридоре будут устанавливаться крепежные кронштейны то Нс=0,2м

Расстояние между светильниками.

L=2,8·1,4=3,9м (3.134)

Количество светильников.

nс=а/L=17,8/3,9=4св.(3.135)

Количество рядов

nр=в/L=1,7/3,9=1ряд(3.136)

Мощность лампы

Рл=А·Руд/nс=30,2·23,5/4=177,4Вт(3.137)

Руд=23,5 при кривой силе света «Д», h=3м, А=30,2м²

Окончательно принимаем 4 светильника НСР01 с лампой Б-215-225-200 с Рн=200Вт стр.54(л-4)

Расчет мощности осветительной установки тамбура.

Система освещения, нормированная освещенность, выбор светильника и расстояние между ними аналогично помещению коридора.

Количество светильников

nс=а/L=4/3,9=1св.(3.138)

т.к. при расчете тамбура в него была включена часть коридора и принимая в расчет что между ними установлена дверь, принимаем количество светильников равное 2

Количество рядов.

nр=в/L=1,9/3,9=1ряд (3.139)

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/nс=7,6·25,4/2=96,7Вт(3.140)

Руд=25,4 при кривой силе света «Д» h=3м, А=7,6м²

Принимаем 2 светильника НСР01 с лампой Б-215-225-100 с Рн=100Вт стр.54 (л-4)

Расчет мощности осветительной установки компрессорной.

Принимаем рабочее общее равномерное освещение, освещение нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35 (л-4), т.к. помещение сухое то принимаем светильник

ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.141)

Расстояние между светильниками.

L=Нр·λ=2,2·1,4=3,08 (3.142)

Количество светильников.

nс=а/L=5,7/3,08=2свет.(3.143)

Количество рядов

nр=в/L=4/3,08=1ряд(3.146)

Мощность светильника.

Рс=А·Руд/nс=22,8·5,2/2=59,25Вт(3.147)

Руд=5,2 при кривой силе света «Д» h=3м А=22,8м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=59,25/2=29,6Вт(3.148)

Принимаем 2 светильника ЛСП02 которые укомплектованы 2 лампами ЛД-40 с Рл=40Вт стр54(л-4)(3.149)

Принимаем общее равномерное рабочее освещение, освещение нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35(л-4), т.к. помещение сухое то принимаем светильник

ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м (3.150)

Расстояние между светильниками.

L=Нр·λс=2,2·1,4=3,08м (3.151)

Количество светильников.

nс=а/L=4,2/3,08=1шт(3.152)

Количество рядов.

nр=в/L=3,1/3,08=1ряд(3.153)

Мощность светильника

Рс=А·Руд/nс=13,02·12/1=156,2Вт(3.154)

Руд=12 при кривой силе света «Д» h=3м А=13,02м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=156,2/2=78,1Вт(3.155)

Для освещения ваккумнасосной принимаем 1 светильник ЛСП02 с двумя лампами ЛД-80 с Рн=80Вт стр54 (л-4)

Расчет мощности осветительной установки служебного помещения

Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, освещенность нормируется на высоте 0,8м от пола стр.35(л-5), т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3-0-0,8=2,2м(3.157)

Расстояние между светильниками.

L=2,2·1,4=3,08 (3.158)

Количество светильников. (3.159)

nс=а/L=4,2/3,08=1свет.

Количество рядов светильников.(3.160)

nс=в/L=4,2/3,08=1ряд(3.161)

Мощность светильника.

Рс=А·Руд/nс=14,9·5,2/1=77,4Вт(3.162)

Руд=5,2 при кривой силе света «Д» h=3м А=14,9м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=77,4/2=38,7Вт(3.163)

Для освещения служебного помещения принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54.(л-4)

Т.к. остальные помещения имеют малую площадь, то для их освещения будем принимать один светильник, расположенный в центре помещения.

Расчет мощности осветительной установки лаборатории.

Принимаем рабочее общее, равномерное освещение, т.к. помещение сухое то принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Мощность светильника.

Рс=А·Руд/nс=5,67·5,2/1=32,4Вт(3.164)

Руд=5,2 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,67м²

Мощность лампы.

Рл=Рс/2=32,4/2=16,2Вт(3.165)

Для освещения лаборатории принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛД-40 с Рн=40Вт стр54(л-5)

Расчет мощности осветительной установки моечной

Принимаем рабочее, общее равномерное освещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСР01 со степенью защиты IР54

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/nс=5,13·25,4/1=130,3Вт(3.166)

Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=5,13м²

Принимаем светильник НСР01 с лампой Б-215-225-150 с Рн=150Вт стр.54(л-4)

Расчет мощности осветительной установки лаборатории молочной.

Расчет аналогичен расчету осветительных установок в общей лаборатории т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности и поэтому выбираем точно такое же световое оборудование.

Расчет мощности осветительных установок помещения для моющих средств.

Расчет аналогичен расчету осветительной установки моечной, т.к. помещения схожи по размерам и имеют одинаковую среду по электробезопасности, и поэтому выбираем аналогичное световое оборудование.

Расчет мощности осветительной установки уборной.

Принимаем рабочее общее равномерное помещение, т.к. помещение сырое то принимаем светильник НСП03 со степенью защиты IР54

Мощность лампы.

Рл=А·Руд/nс=1,35·25,4/1=34,29Вт(3.167)

Руд=25,4 Вт/м² при кривой силе света «Д» h=3м А=1,35м²

Для освещения уборной принимаем светильник НСП03 с лампой БК-215-225-40 с Рн=40Вт стр.54(л-4)

Таблица 18 - Выбранное световое оборудование молочного блока

Расчет осветительной сети молочного блока

Выбор сечения проводов ввода.

Суммарная нагрузка между силовым и осветительным щитом.

РΣ=ΣРлн+1,2ΣРлл=1340+1152=2,5кВт(3.168)

ΣРлн=150+150+200+40+800=1340Вт(3.169)

1,2ΣРлл=1,2·(400+80+160+80+80+160)=1152Вт(3.170)

Момент нагрузки между силовым и осветительным щитом.

Мсщ-ощ=2,5·1,2=3кВт·м

Сечение проводов между щитами.

S=Мсщ-ощ/С·ΔU=3/50·0,2=0,3мм²(3.171)

значение коэффициента С и допустимых потерь напряжения аналогично что и при расчетах осветительной сети животноводческого комплекса. принимаем провод АППВ(3·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм²

Ток на вводе в осветительный щит

Iсщ-ощ=РΣ/ U·cosφ=2,5/0,38·0,98=6,7А(3.172)

согласно стр.210(л-6) допустимая токовая нагрузка на выбранное сечение составляет

Iдоп=23А

Iдоп=23А>Iсщ-ощ=6,7

Т.к. по условию допустимого нагрева провод проходит, то принимаем выбранный ранее провод окончательно.

Выбор сечение проводов на каждой группе.

Моменты нагрузки на каждой группе.

М1=Σ(Р·L)=1,2·(80·4,7+80·6,7+80·9,7+80·12,7+80·15,3)=4,7кВт·м

М2=200·6,45+200·5,7+200·9,15+200·12,1=6,7кВт·м

М3=1,2·(80·1,5+160·4,5+80·8,2+80·10,2)=2,7кВт

М4=1,2·(80·8,1)+150·10,1+1,2·(80·10,5)+150·13,5=5,3кВт

М5=1,2·(80·4,2)+40·2,1+40·2,8=0,6кВт·м

М6=100·6,2+100·6,2+100·7,2=1,9кВт·м

Сечение проводов на каждой группе.

S1=М1/С·ΔU=4,7/8,3·2,3=0,2мм²(3.176)

С=8,3 при однофазной линии U=220В и алюминиевой токоведущей жилы стр211 (л-5) ΔU аналогично, что и при расчетах животноводческого комплекса.

S2=6,7/8,3·2,3=0,3 мм²

S3=2,7/8,3·2,3=0,1 мм²

S4=5,3/8,3·2,3=0,2 мм²

S5=0,6/8,3·2,3=0,03 мм²

S6=1,9/8,3·2,3=0,1 мм²

На всех 6 группах принимаем провод АППВ(2·2,5) с сечением токоведущей жилы S=2,5мм², выбранный провод проверяем по условию допустимого нагрева.

Расчетные токи в группах

I1=Р1/U·cosφ=1,2·400/220·0,97=2,2А(3.177)

I2=400/220·0,97=1,8А

I3=1,2·400/220·0,97=2,2А

I4=1,2·(160)+300/220·0,97=2,3А

I5=1,2·(80)+80/220·0,97=0,8А

I6=300/220·0,97=1,4А

Наибольший расчетный ток вышел в 4 группе и составил I=2,3А, согласно стр.210(л-5) допустимая токовая нагрузка на двужильный провод сечением 2,5мм² Iдоп.=33А

Iдоп=33А>Iр=2,3

выбранный провод проходит по условию нагрева а значит окончательно принимаем именно его.

Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий а также для распределения электроэнергии между осветительными приборами выбираем осветительный щит ЯОУ8501 укомплектованным вводным рубильником ПВЗ-60 и 6 однополюсными автоматами ВА1426-14 с Iн=32А.

Разработка схемы управления автоматизации навозоудаления

Определение расхода электроэнергии на навозоудаление.

В предыдущих пунктах для уборки навоза на ферме был принят навозоуборочный транспортер кругового движения ТСН-160 который состоит из наклонного и горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки навоза было принято два горизонтальных и два наклонных транспортер, на втором комплексе принято аналогичное оборудование.

Суммарная мощность установки.

ΣР=Nн·(Рн)+Nг·(Рг)=4·(1,5)+4·(4)=22 кВт(3.178)

где, Рн-мощность электродвигателя наклонного транспортера, в предыдущих расчетах для наклонного транспортера был выбран двигатель мощностью Рн=1,5кВт.

Nн-количество наклонных транспортеров, для всего животноводческого комплекса выбрано 4 наклонных транспортера.

Рг-мощность электродвигателей горизонтального транспортера, в предыдущих расчетах для горизонтального транспортера выбран двигатель мощностью Рн=4кВт

Nг-количество горизонтальных транспортеров, для всего комплекса выбрано 4 горизонтальных транспортера.

Годовое число часов использования нагрузки.

Тгод=365·t=365·1,2=438ч (3.179)

где, 365-количество дней в году, равное количеству дней уборки навоза.

t-время уборки навоза в сутки, в предыдущих расчетах время уборки навоза составило 1,2 часа в сутки.

Годовое потребление электроэнергии.

Wгод=ΣР·Тгод=22·438=9636 кВт·ч (3.180)

Стоимость потребленной электроэнергии.

СтW=Wгод·Ц=9636·1,23=11852,2 руб(3.181)

где, ц-стоимость 1 кВт·ч для с/х предприятий ц=1,23 руб

Выбор автоматического выключателя.

Автоматический выключатель предназначен для защиты электроустановок от токов коротких замыканий, а также для нечастых отключений и включений электроустановок вручную.

Автоматический выключатель выбирается по следующим условиям.

Uн.а.≥Uн.у.

Iн.а.≥Iраб

Iн.р.≥Кн.р.·Iр(3.182)

Iотс.≥Кн.э.·Iп

где,Uн.а.-номинальное напряжение на которое расчитан автомат, В

Uн.у. - номинальное напряжение электроустановки, В

Iн.а. - ток номинальный автомата, А

Iраб - рабочий ток токоприемника.

Iн.р. - номинальный ток расцепителя, А

Iотс - мгновенный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

Iп - пусковой ток токоприемника., А

Кн.р. - коэффициент надежности расцепителя Кн.р.=1,1 стр.76 [л-6]

Кн.э. - коэффициент надежности электромагнитного расцепителя, Кн.э.=1,25 стр.76 (л-6)

Таблица 19 - Технические данные на электродвигатели ТСН-160

Рабочий ток установки.

Iраб=ΣI=4+4+9+9=26 А(3.183)

где, ΣI-сумма токов электродвигателей транспортера ТСН-160

Т.к. выбирается автомат для группы электроприемников то при выборе уставки срабатывания электромагнитного, расцепителя учитывают суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя

Imax=ΣIн+Iп=4+9+4+(9·6,5)=75,5А(3.184)

где, ΣIн-сумма номинальных токов электродвигателей.

Iп - пусковой ток самого мощного электродвигателя, т.к. имеются два двигателя с наибольшей мощностью то в расчет берем один из этих двигателей.

Iп=Iн·КjIп=9·6,5=58,5 А(3.185)

где, КjIп - кратность пускового тока электродвигателя.

Предварительно выбираем автомат серии АК63 Iн.а.=63А Iн.р.=30А и

Iотс.=189А, проверяем выбранный автомат по условиям.

Uн.а=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=63А≥Iраб=22А

Iн.р.=30А≥Кн.р.·Iраб=1,1·26=28,6А(3.186)

Iотс.=189А≥Кн.э.·Imax=1,25·75,5=94,3А

Т.к. все условия выполняются то окончательно принимаем выбранный ранее трехполюсный автоматический выключатель серии АК63

Таблица 20 - Технические данные автоматического выключателя

Тип	Номинальный ток автомата, А	Номинальный ток расцепителя А	Уставка мгновенного Срабатывания электромагнитного расцепителя, А
АК63	63	30	187

Выбор пусковой аппаратуры

Для дистанционного управления асинхронными электродвигателями и другими приемниками энергии служат магнитные пускатели. Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току токоприемника с таким условием, чтобы его контактная система была рассчитана на включение данного вида нагрузки.

Для пуска электродвигателя горизонтального транспортера выбираем магнитный пускатель серии ПМЕ122 укомплектованным тепловым реле ТРН10. Пускатель этой серии рассчитан на включение электродвигателей мощностью до 4 кВт, степень исполнения по электробезопасности IР54, выбранный пускатель нереверсивный т.к. потребности движения в разных направлениях нет стр121(л-7).

Для выбора нагревательного элемента теплового реле определяем ток ставки.

Iуст=1,1Iн=1,1·9=9,9А(3.187)

где, Iн-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера.

выбираем ток нагревательного элемента Iо=10А стр121(л-7)

Поправка регулятора тока уставки.

N=Iу-Iо/0,05·Iо=9,9-10/0,05·10=-0,2%(3.188)

Пускатель ПМЕ122 расчитан на включение электроприемников с током номинальным равным 10А, ток электродвигателя горизонтального транспортера Iн=9А, следовательно магнитный пускатель выбран верно и окончательно для управления электроприводом горизонтального транспортера выбираем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10

Для наклонного транспортера выбираем аналогичный пускатель, что и для горизонтального транспортера.

Ток уставки нагревательного элемента реле.

Iуст=1,1·Iн=1,1·4=4,4А(3.189)

где, Iн - номинальный ток электродвигателя наклонного транспортера выбираем ток нагревательного элемента Iо=6А.

Горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки.

Поправка регулятора тока уставки.

N=Iуст-Iо/0,05·Iо=4,4-6/0,05·6=5,3%(3.190)

Т.к. пускатель расчитан на включение токоприемников с Iн=10А, а двигатель наклонного транспортера имеет Iн=4А, то окончательно принимаем пускатель серии.

ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6.

В итоге выбираем 2 магнитных пускателя ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10 для управления электроприводами горизонтальных транспортеров и для управления электродвигателем наклонного транспортера принимаем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6

Таблица 21 - Технические характеристики магнитного пускателя

Выбор проводов.

Правильный выбор и расчет электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность, работы электроприемников, безопасность. Расчет производим методом потерь напряжения.

Момент нагрузки между силовым и щитом управления.

М=Р·Lсщ-щу=9,5·25=237,5 кВт·м(3.191)

где, Р-суммарная мощность двигателей установки, т.к. ТСН-160 имеет 2 двигателя мощностью 4 кВт, и один мощностью 1,5 кВт, то суммарная мощность составляет 9,5 кВт.

Lсщ-щу - расстояние между силовым щитом и щитом управления.

Сечение проводов между щитами

S=М/С·ΔU=237,5/50·1,25=3,8 мм² (3.192)

Коэффициент С при трехфазной четырехпроводной сети равняется 50, т.к. в соответствии с ПУЭ потери напряжения во внутренних электропроводках не должны превышать 2,5% то принимаем допустимую потерю напряжения между щитами 1,25% и между щитом управления и электродвигателями тоже 1,25%, в сумме ΔU=2,5%

Принимаем между щитами кабель АВВГ(4·4) допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=36А выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Из проведенных ранее расчетов суммарный

ток установки составил Iраб=22А

Iдоп=36А≥Iраб=22А(3.193)

Также проверяем выбранный кабель по аппаратуре защите.

Iдоп=36А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,8А(3.194)

где, Iн.р.-номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

Выбранный кабель проходит по всем условиям, а значит принимаем именно его кабель будет прокладываться в железной трубе.

Производим выбор проводов от щита управления до электродвигателей.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем горизонтального транспортера.

М=Р·Lщу-эл=4·15=60 кВт·м(3.195)

где, Р-мощность электродвигателя горизонтального транспортера

Lщу-эл-расстояние между щитом управления и электродвигателем

Расчетное сечение

S=М/С·ΔU=60/50·1,25=0,9мм²(3.196)

Принимаем между щитом управления и электродвигателем кабель АВВГ(4·2,5) и выбранный кабель проверяем по условиям допустимого нагрева и соотвествие аппаратуре защиты, Iдоп=28А для кабеля данного сечения.

Iдоп=28А≥Iраб=9А

Iдоп=28А≥0,66Iн.р.=0,66·30=19,5(3.197)

где, Iраб-номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера.

Выбранный кабель проходит по всем двум условиям, а значит окончательно принимаем именно его.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем наклонного транспортера

М=Р·L=1,5·7=10,5 кВт·м(3.198)

где Р - мощность электродвигателя наклонного транспортера.

Расчетное сечение.

S=М/С·ΔU=10,5/50·1,25=0,2мм²(3.199)

Принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А

Iдоп=28А≥Iраб=4А

Iдоп=28А≥0,66Iраб=0,66·30=19,5А(3.200)

Все условия соблюдаются значит кабель выбран верно.

Разработка схемы и пульта управления

Работа принципиальной электрической схемы навозоуборочного транспортера ТСН-160

В летний период ключ дистанционного управления повернут в положение 1.

При нажатии кнопки SВ2 набирается цепь ФА-SА(1)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N срабатывает магнитный пускатель КМ1, замыкаются его силовые контакты КМ1.1 и напряжение подается на двигатель наклонного транспортера, одновременно замыкаются блок контакт КМ1.2 и пускатель КМ1 становится на самоудержание, замыкается блок контакт КМ1.3 включается второй наклонный транспортер который собирает навоз идущий от горизонтального транспортера. Один наклонный транспортер монтируется как поперечный его назначение сбор навоза идущего от горизонтального транспортера второй устанавливается под наклоном и его назначение сбор навоза от 1 наклонного транспортера и последующая его подача в транспортное средство. После включения обоих наклонных транспортеров подготавливается цепь включения электродвигателя горизонтального транспортера. Включение двигателей горизонтального транспортера при отключенном наклонном транспортере невозможно, т.к. питание пускателей горизонтального транспортера осуществляется через замыкающий блок контакт пускателя включающего наклонный транспортер. При нажатии кнопки SВ4 набирается цепь ФА-FU-SА(1)-SВ1-КМ1.4-КМ2.2-SВ3-SВ4-КК3.1-КМ3-N и параллельно КК4.1-КМ4-N срабатывают магнитные пускатели КМ3 и КМ4 замыкаются их силовые контакты КМ3.1 и КМ4.1 и напряжение подается на двигатели горизонтального транспортера одновременно замыкается блок контакт КМ3.2 и пускатели становятся на самоудержание. Отключение производится в таком порядке, сначала отключают горизонтальный транспортер, с помощью кнопки SВ3 обесточивая тем самым катушки магнитных пускателей КМ2 и КМ3 и затем через промежуток времени необходимый для освобождения наклонного транспортера от навоза кнопкой SВ1 отключают наклонный транспортер.

В зимний период ключ дистанционного управления повернут в положение 3 и питание цепей управления осуществляется через блок защиты от примерзания скребков наклонного транспортера УЗП-1 работа которого осуществляется следующим образом: при температуре окружающего воздуха выше нормы контакт термодатчика SК замкнут следовательно с выпрямительного моста сигнал подается через диод VD1, резистор R2 и конденсатор С1 на управляющий электрод тиристора VS который открывается и при нажатой кнопки SВ2 катушка магнитного пускателя КМ1 получает питание по цепи ФА-FU-SK-VD2-VD1-R1-C1-VS-VD4-SА(3)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N дальнейшая работа также как и в летний период, за исключением того что питание цепей управления будет осуществляться через блок УЗП-1.

Когда температура воздуха ниже нормы, контакт датчика температуры SК разомкнут, тиристор VS закрыт, следовательно включение навозоуборочного транспортера невозможно. Для обеспечения включения транспортера нужно тщательно осмотреть наклонный транспортер и освободить его от возможного примерзания и замерзания после чего повернуть ключ дистанционного управления в положение 1 и произвести запуск установки. После окончания уборки навоза ключ дистанционного управления должен быть повернут в положение 3. Горение лампы HL1 сигнализирует о том что с блока защиты УЗП-1 поступает питание на цепи управления.

Расчет внутренних силовых сетей

Расчет силовой сети молочного блока.

Выбранное технологическое оборудование молочного блока.

В таблице приведено двойное количество технологического оборудования для 2 животноводческих комплексов. Расчет силовых сетей молочного блока производим аналогичным методом что и при расчете осветительной сети т.е. методом потерь напряжения. Силовая сеть молочного блока разбита на 4 группы.

Моменты нагрузки на группах.

М=Σ(Р·L)(3.201)

где, Σ - сумма токоприемников подключенных к данной группе

Р - мощность токоприемника

L-расстояние от установки до силового щита.

М1=4·4,4+4·5,4=39,2 кВт·м

М2=4,5·5,25+0,6·5,25+1,7·5,25+4,5·6,3+0,6·6,3+1,7·6,3=78,3 кВт·м

М3=1,1·6,2+1,1·7,3=14,8 кВт·м

М4=4·7,3+0,37·7,3+4·8,5+0,37·8,5=67,3 кВт·м

Расчетное сечение

S=М/С·ΔU(3.202)

т.к. напряжение на группах принято 380В то С=50, отклонение напряжения на группах принимаем 2,5% данный процент потерь напряжения разрешает ПУЭ

S1=39,5/50·2,5=0,3мм²

S2=78,3/50·2,5=0,6мм²

S3=14,8/50·2,5=0,1мм²

S4=67,3/50·2,5=0,6мм²

На всех отходящих группах принимаем кабель АВВГ(4·2,5) с Iдоп=28А, выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током.

Для этого определяем токи на группах, т.к. токи всех токоприемников известны, то токи на группах находим суммированием токов электродвигателей которые подключены к данной группе

Iгр=ΣIн(3.203)

Расчетные токи на группах

I1=9+9=18А

I2=10+2+3+10+2+3=30А

I3=3+3=6А

I4=9+1+9+1=20А

Во в 2 группе расчетный ток превысил допустимую токовую нагрузку на выбранный кабель поэтому увеличиваем сечение до 4 мм² и окончательно принимаем кабель АВВГ(4·4) с Iдоп=38А

Iдон=38А≥Iраб=30А(3.204)

Условие соблюдается значит кабель выбран верно. На оставшихся группах максимальный расчетный ток вышел в 4 группе и составил 20А эту группу и принимаем в расчет при проверке выбранного кабеля по условию нагрева.

Iдоп=28А≥Iраб=20А(3.205)

Для остальных групп принимаем кабель АВВГ(4·2,5) т.к. этот кабель проходит по условию допустимого нагрева.

Выбор аппаратуры защиты и распределительного щита.

Т.к. предполагается выбор силового щита серии ПР8501 укомплектованного автоматами марки ВА51-31 с Iн=50А то предварительно будем вести расчет принимая эти автоматы, выбираем условно автомат с Iн.р.=40А и Iотс=150А.

Т.к. силовые распределительные щиты комплектуются автоматами одной серии то при выборе автоматического выключателя будем учитывать самую мощную группу а именно 2.

Суммарный ток с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=2+3+(7,5·10)=80А(3.206)

Т.к. 2 двигателя имеют одинаковую мощность, то при определении суммарного тока будем учитывать пусковой ток одного из этих двигателей.

Производим проверку выбранного автомата по условиям.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=50А≥Iраб=30А

Iн.р.=40А≥Кн.р.·Iраб=1,1·30=33А(3.207)

Iотс=150А≥Кн.э.·Imax=1,25·80=100А

Выбранный ранее автоматический выключатель проходит по всем условиям и окончательно на всех группах принимаем автомат серии ВА51-31 с Iн=50А Iн.р.=40А и Iотс.=150А

Определяем ток на вводе в силовой щит.

Суммарные ток всех силовых групп.

Iс=ΣIг=18+30+6+20=74А(3.208)

где, ΣIг-сумма токов в группах

Общий вводной ток в силовой щит

Iв=Iс+Iо=74+6,7=80,7(3.209)

где, Iо - ток осветительной сети, в проведенных ранее расчетах Iо=6,7А

Предварительно выбираем на вводе автомат серии ВА51-33 с Iн=160А

Iотс=480А и Iн.р.=100А выбор такого автомата объясняется тем что условно был выбран силовой щит с таким типом автомата на вводе.

Суммарный ток на вводе

Imax=ΣIн+(КjIп·Iн)=18+6+20+6,7+(7,5·10+7,5·10)=200,7А(3.210)

Т.к. имеются 2 самых мощных двигателя то при расчете пускового тока на вводе будем учитывать суммарный пусковой ток этих двигателей.

Проверяем выбранный ранее автоматический выключатель по условиям.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iраб=80,7А

Iн.р.=100А≥Кн.р.·Iраб=1,1·80,7=88А(3.211)

Iотс=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·200,7=250,8А

Окончательно принимаем выбранный ранее автомат, т.к. он проходит по всем условиям.

Таблица 22 - Характеристики выбранных автоматических выключателей

Тип автомата	номинальный ток автомата, А	Уставка мгновенного тока срабатывания электромагнитного расцепителя, А	Номинальный ток расцепителя, А
ВА51-33	160	480	100
ВА51-31	50	150	40

По таблице 2.44 стр149(л-6) принимаем распределительный силовой шкаф серии ПР8501 с номером схемы 055 с исполнением по электробезопасности со степенью защиты IР21 т.к. шкаф будет устанавливаться в электрощитовой а это помещение сухое, укомплектован вводным автоматом ВА51-33 и шестью автоматами ВА51-31 на 4 автомата будет включена силовая нагрузка на 1 осветительная сеть и 1 автомат останется в резерве на случай включения дополнительной нагрузки.

Расчет силовой сети животноводческого комплекса.

Таблица 23 - Выбранное оборудование животноводческого комплекса

Наименование оборудования	Тип токоприемника	Кол-во	Рном Вт	Iном А	КjIп
ТСН-160	RA112М4 RA90L4	2 2	4 1,5	9 4	5,5 6,5
Вентилятор Электрокалорифер	4А71В2У3 ТЕН-26	2 12	1,5 24	7 32	6,2 -

В таблице приведено оборудование 1 животноводческого комплекса, расчет второго аналогичен и поэтому его не приводим.

Силовая сеть животноводческого комплекса разбита на 3 группы, расчет производим аналогичным методом который использовался при расчете силовой сети молочного блока.

Моменты нагрузки на группах.

М1=Σ(Р·L)=1,5·10,5+12·10,5=141,7 кВт·м(3.212)

М2=1,5·79,5+12·79,5=1037 кВт·м

М3=4·25+1,5·25+4·25+1,5·25=275 кВт·м

Расчетное сечение кабелей на каждой группе.

S1=М1/С·ΔU=141,7/50·2,5=1,1 мм²(3.213)

S2=1037/50·2,5=8,2 мм²

S3=275/50·2,5=2,2 мм²

Значение коэффициента С и ΔU аналогично молочному блоку.

Расчетные токи в группах.

Ток электротен вентиляционной установки.

I=Р/√3·U·cosφ=12/1,7·0,38·1=18,5 А(3.214)

где, Р - мощность тен вентиляционной установки.

U - номинальное напряжение

cosφ - коэффициент мощности, т.к. нагрузка активная то cosφ=1

Т.к. все токи известны то рабочий ток на группе определяем суммированием токов электроприемников подключенных к данной группе.

I1=4+18=22А(3.215)

I2=4+18=22А

I3=9+4+9+4=26А

На всех трех группах принимаем четырехжильный кабель марки АВВГ с сечением токоведушей жилы на 1 группе 2,5 мм², на 2 - 10 мм² на 3 - 2,5 мм², выбранный кабель проверяем по нагреву длительным расчетным током. Допустимая токовая нагрузка на сечение 2,5 мм² составляет Iдоп=28А на сечение 10 мм² Iдоп=60А.

Проверка выбранного кабеля на группах.

Iдоп=28А≥I1расч=22А

Iдоп=80А≥I2расч=22А(3.216)

Iдоп=28А≥I3расч=26А

Окончательно принимаем выбранные раннее кабеля, т.к. они проходят по условию нагрева длительным расчетным током, способ прокладки кабель в трубе.

Выбор силового щита и аппаратуры защиты.

Ток на вводе в силовой щит.

Iв=Iс+Iо=70+39,8=109,8А(3.217)

где, Iс - ток силовой сети

Iо - ток осветительной сети.

Суммарный ток на вводе с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Imax=ΣIн+(Iн·КjIп)=35+35+4+4+(9·5,5+9·5,5)=216,8А(3.218)

Т.к. имеются два самых мощных двигателя с одинаковой мощностью, то определяем их суммарный пусковой ток.

Общие токи на группах.

I1max=28+(7·6,2)=71,4 А(3.219)

пусковой ток 1 группы аналогичен пусковому току 2 группы

I3max=4+4+(9·5,5+9·5,5)=107А(3.220)

Предварительно выбираем распределительный шкаф серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и 4 атоматическими выключателями серии ВА51-31 на отходящих линиях степень защиты IР21, т.к. помещение в месте установки щита сухое номер схемы 051.

Проверка выбранных автоматов по условиям (на отходящих группах принят автомат с Iн=50А Iотс=175А и Iн.р.=40А, на вводе с Iн=160А Iотс=480А и Iн.р.=150А)

При проверке автоматов на группах будем учитывать самую мощную группу, их вышло 2, т.к. они имеют одинаковую нагрузку, то в расчет принимаем одну из них.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а=50А≥Iрасч=35А

Iн.р=40А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·35=38,5А(3.221)

Iотс=175А≥Кн.э.·Imax=1,25·71,4=89,2А

Все условия выполняются значит окончательно на группах принимаем выбранный ранее автоматический выключатель.

Проверка выбранного автоматического выключателя на вводе.

Uн.а.=500В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iрасч=135,8А

Iн.р.=150А≥Кн.р.·Iрасч=1,1·135,8=149,3А(3.222)

Iотс.=480А≥Кн.э.·Imax=1,25·216,8=271А

Все условия выполняются значит принимаем выбранный ранее на вводе автоматический выключатель серии ВА51-33 а также окончательно принимаем силовой щит серии ПР8501 с автоматом на вводе ВА51-33 и с 4 автоматами на отходящих группах серии ВА51-31.

Таблица 24 - Характеристика автоматических выключателей силового щита

Тип автомата	Номинальный ток выключателя, А	Уставка мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя, А	Номинальный ток расцепителя, А
ВА51-31	50	175	40
ВА51-33	160	480	150

Установленная мощность всего комплекса.

Руст=Рж+Рм=105+35=140 кВт (3.223)

где, Рж - суммарная мощность обоих животноводческих комплексов.

Рм - мощность молочного блока.

Мощность молочного блока.

Рм=Рс+Ро=32,5+2,5=35 кВт (3.224)

где, Рс - мощность силовой сети

Ро - мощность осветительной сети

Рс=ΣР=8+2,2+9+1,2+3,4+8+0,74=32,5 кВт(3.225)

где, ΣР - сумма мощностей силовой цепи

Мощность осветительной сети из проведенных ранее расчетах Ро=2,5 кВт

Мощность 1 животноводческого комплекса.

Рж=Рс+Ро=37+15,5=52,5 кВт(3.226)

Рс=1,5+1,5+4+4+1,5+1,5+24=37 кВт

Ро=15,5 кВт

Мощность второго животноводческого комплекса аналогична.

Составление графиков нагрузки.

Графики нагрузки составляются для того чтобы наглядно иметь представление о пиках нагрузки, а также чтобы подсчитать потребление и стоимость годовой потребленной электроэнергии. При составлении графиков нагрузок будет учитываться весь животноводческий комплекс включая молочный блок. Графики нагрузки будут составляться для летнего и зимнего периодов.

Для летнего периода будем учитывать следующие условия: вентиляция в летний период осуществляется за счет естественного проветривания и поэтому расход энергии на вентилятор и калорифер будет равняться нулю, т.к. в летнее время коровы пасутся на пастбищах соотвественното уборка навоза будет производиться 1 раз в сутки. Для составления графиков нагрузок заносим время работы технологического оборудования в таблицу.

Таблица 25 - Интервалы и время работы технологического оборудования в летний период

Марка оборудования.	Установленная мощность, кВт	Время работы	Интервалы времени работы
ТСН-160	22	0,6	с 8 до 8.36
АДМ-8	8	4,2	с 7 до 9.06 с 19 до 21.06
ТО2	8	6,5	с 7.30 до 10.55 с 19.30 до 22.55
МХУ-8С	6,8	6,5	с 7.30 до 10.55 с 19.30 до 22.55

Освещение в летнее время почти не используется за исключением освещения во время вечернего доения и дежурного освещения. Суммарная мощность дежурного освещения Рд=1,6 кВт. Также при составлении графиков нагрузки будем считать, что в дневное время помимо производственной нагрузки включается дополнительная нагрузка затрачиваемая на бытовые нужды которая примерно составляет порядка 5 кВт. Т.к. молоко реализуется предприятием в дневное время, а доение происходит утром и вечером то будем считать, что в ночное время будет помимо освещения включена холодильная машина с интервалом работы 25 минут в час.

В зимнее время интервалы работы технологического оборудования аналогично летнему периоду за исключением навозоуборочных транспортеров, работа которых составляет 4 раза в сутки. Также в зимнее время приточный воздух с улицы подается вентилятором на калорифер где он прогревается и затем подается в верхнею зону помещений, т.к. из проведенных ранее расчетах требуемая подача воздуха равнялась 12000 м³, а подача воздуха выбранных вентиляторов в сумме равняется 12000 м³, то будем считать что вентиляционная система в зимнее время будет постоянно работать.

Таблица 26 - Интервалы и время работы технологического оборудования в зимний период

Марка оборудования	Установленная мощность, кВт	Время работы, ч	Интервалы времени работы
ТСН-160	22	1,2	с 8 до 8.18: с 11 до 11.18 с 16 до 16.18: с 20 до 20.18
АДМ-8	8	4,2	с 7 до 9.06: с 19 до 22.06
ТО2	8	6,5	с 7.30 до 10.55: с 19.30 до 22.55
МХУ-8С	6,8	6,5	с 7.30 до 10.55: с 19.30 до 22.55

Также сводим в таблицу время работы освещения в летний и зимний период.

Таблица 27 - Интервалы и время работы осветительной сети

Время года.	Установленная мощность осветительной сети	Время работы, ч	Интервалы времени работы осветительной сети.
Летнее	18	1,1	с 21.00 до 22.10
Зимнее	18	7,15	с 7.00 до 8.30: с 16.30 до 22.15

Дежурное освещение в летний и зимний период включено постоянно и его мощность составляет 1,6 кВт. Графики нагрузки в зимний и летний период приведены ниже.

4. Годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования

Wгод=Р·((t·165)+(t·200))(4.1)

где, Р - номинальная мощность установки, кВт

t - время работы установки,

165-количество летних дней

200-количество зимних дней.

Родовое потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера.

Wгод=22·((0,6·165)+(1,2·200))=7458 кВт·ч(4.2)

Родовое потребление энергии доильной установкой.

Wгод=8·((4,2·165)+(4,2·200))=12264 кВт·ч(4.3)

Годовое потребление электроэнергии танком охладителем.

Wгод=8·((6,5·165)+(6,5·200))=18980 кВт·ч

Годовое потребление электроэнергии холодильной установкой.

Wгод=6,8·((10,2·165)+(10,2·200))=25316,4 кВт·ч(4.4)

Определяем годовое потребление электроэнергии на вентиляцию воздуха.

Wгод=54·(24·200)=259200 кВт·ч(4.5)

Годовое потребление электроэнергии на освещение.

Потребление электроэнергии на дежурное освещение.

Wгод=1,6·(24·365)=14016 кВт·ч(4.6)

Годовое потребление электроэнергии на рабочее освещение.

Wгод=18·((1,1·165)+(7,15·165))=29007 кВт·ч(4.7)

Годовое потребление на различные вспомагательные нужды.

Wгод=5·(8·264)=10560 кВт·ч(4.8)

где, 264 - среднее количество рабочих дней в году.

Общее потребление электроэнергии.

Wобщ=ΣРWгод=7458+12264+18980+25316,4+259200+14016+29007+10560=376801 кВт·ч (4.9)

Стоимость потребленной электроэнергии.

СтW=Wобщ·Ц=376801·1,3=489841,3 руб(4.10)

где, Ц - цена одного кВт·ч

Выбор Т.П. расчет наружных сетей.

Расчет перспективных нагрузок.

Для проектирования подстанции необходимо знать нагрузки. Расчетные нагрузки линий 10 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 определяется суммированием максимальных нагрузок на вводе к потребителям с учетом коэффициента одновременности.

Таблица 28 - Установленная мощность потребителей

Наименование потребителя	Установленная мощность, кВт	Коэффициент одновременности
Уличное освещение	12	1
Гараж	15	0,6
Вентсанпропускник	10	0,8
Вентпункт	4,7	0,8
Артскважина с насосной	16,5	1
Резервная артскважина	2,7	0,3
Родильное отделение	50	0,9
Животноводческий комплекс N1	52,7	0,7
Животноводческий комплекс N2	52,7	0,7
Доильное отделение	35	0,8
Котельная	30	1

5. Установленная мощность потребителей с учетом коэффициента одновременности в дневной максимум

Р=Руст·Ко·Кд(5.1)

где, Руст - установленная мощность потребителя, кВт

Ко - коэффициент одновременности

Кд - коэффициент дневного максимума. (Кд=0,8 стр.67 (л-1))

Мощность гаража

Рг=15·0,6·0,8=7,2 кВт

Мощность вентсанпропускника

Рв=10·0,8·0,8=6,4 кВт

Мощность вентпункта

Рве=4,7·0,8·0,8=3 кВт

Мощность артскважины

Ра=16,5·1·0,8=13,2 кВт

Мощность резервной артскважины

Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт

Мощность родильного отделения

Рр=50·0,9·0,8=36 кВт

Мощность животноводческого комплекса N1

Рж=52,5·0,7·0.8=37 кВт

Мощность животноводческого комплекса N2

Рж2=52,5·0,7·0,8=37 кВт

Мощность молочного блока

Рм=35·0,8·0,8=22,4 кВт

Мощность котельной.

Рк=30·0,9·0,8=21,6 кВт

Суммарная нагрузка в дневной максимум.

Рд=ΣР=7,2+6,4+3+13,2+0,6+36+37+37+22,4+21,6=184 кВт (5.2)

где, ΣР - сумма мощностей

Полная мощность в дневной максимум

S=Рд/cosφ=184/0,8=230 кВа(5.3)

Определяем активную мощность потребителей в вечерний максимум.

Рв=Руст·Ко·Кв (5.4)

где, Кв - коэффициент вечернего максимума Кв=0,7

Уличное освещение

Ру=12·1·0,7=8,4 кВт

Мощность арсткважины

Ра=16,5·1·0,7=11,5 кВт

Мощность резервной артскважины

Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт

Мощность родильного отделения

Рр=50·0,9·0,7=31,5 кВт

Мощность животноводческого комплекса N1

Рж1=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт

Мощность животноводческого комплекса N2

Рж2=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт

Мощность молочного блока

Рм=35·0,8·0,7=19,6 кВт

Мощность котельной

Рк=30·0,9·0,7=18,9 кВт

Суммарная нагрузка в вечерний максимум.

Рв=8,4+11,5+0,6+31,5+32,4+32,4+19,6+18,9=145,3 кВт

Полная вечерняя нагрузка.

Sв=Рв/cosφ=145,3/0,8=181,6 кВа(5.5)

Силовой трансформатор выбираем с учетом максимальной нагрузки потребителя, максимальная нагрузка вышла в дневной максимум и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6 кВа и поэтому принимаем силовой трансформатор с учетом дневного максимума.

Трансформатор выбираем согласно соотношению.

Sн≥Sрасч(5.6)

где, Sн - номинальная мощность трансформатора, кВа

Sрасч - расчетная мощность, кВа

Выбираем силовой трансформатор ТМ-250 с Sн=250 кВа

Sн=250 кВа≥Sрасч=230 кВа

условие выполняется значит трансформатор выбран верно.

Таблица 29 - Технические характеристики силового трансформатора

Расчет линии 10 кВ

Электрический расчет ВЛ-10 кВ производится с целью выбора марки и сечения провода. Расчет производим по экономической плотности тока.

Максимальный ток участка в дневной и вечерний максимум.

Iд=Sд/√3·Uн=230/1,73·10=13.2А(5.7)

Iв=Sв/√3·Uн=181,6/1,73·10=10,4А(5.8)

Характеристики

Список файлов ВКР