Расчет потери напряжения в трехфазной сети

Исходные данные

 

В проекте рассматривается фермерское хозяйство крупного рогатого скота на 50 голов. Для получения необходимых данных для проектирования воспользуемся методическими рекомендациями по техническому проектированию хозяйств крупного рогатого скота  НТП РД-АПК 1.10.01.02-10 [1] «Нормы технологического проектирования ферм крупного рогатого скота крестьянских хозяйств» и нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения НТПС-88 [2].

Исходным техническим документом для проектирования является генплан, определяющий взаимосвязь всего комплекса сооружений и коммуникаций, совместное использование которых должно обеспечить нормальную производственную деятельность фермерского хозяйства крупного рогатого скота как целостной хозяйственной единицы.

      1.2 Технологические характеристики объекта электроснабжения.

Для механизации производственных процессов (приготовление и раздача кормов, внесение подстилки, поение, доение, первичная обработка и хранение молока, удаление навоза и ветеринарная обработка помещений и животных) применяют комплекты оборудования и отдельные машины, предусмотренные «Системой машин и оборудования для крестьянских (фермерских) хозяйств РФ». При необходимости эти комплекты уточняются заданием на проектирование.

Комплекты оборудования и отдельные машины и установки выбирают в зависимости от типа и размера фермы, системы содержания крупного рогатого скота, габаритов и планировочных решений зданий применительно к зональным условиям с учетом наиболее рационального использования применяемого оборудования.

При проектировании предусматривают основные мероприятия по технике безопасности:

- все движущие части стационарных машин и агрегатов в местах возможного доступа к ним людей должны иметь ограждения (металлические сплошные или сетчатые), кожуха, деревянные короба и т.д.;

- металлические части машин, оборудования и электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции, заземляют;

- стационарные машины и агрегаты прочно устанавливают на фундаменты согласно паспортным данным.

 

      1.3 Строительные данные.

 

Задачей данного проекта является расчёт электроснабжения в коровнике на 50 голов.

Габаритные размеры:

Ширина – 15 м

Длина – 36 м

Высота стен – 3 м

Объем помещения – 1620 м³

Площадь помещения – 540 м²

        Коровник на 50 голов входит в состав семейной молочной фермы с законченным производственным циклом и предназначен для производства молока. Содержание животных в коровнике - стойловое беспривязное, выгульное или безвыгульное. Уборка навоза из навозных и кормовых проходов коровника осуществляется скреперными установками с последующим перемещением вывозом или перекачкой в навозохранилище.

  Размеры коровника определяются количеством скота, способом содержания животных, а также необходимостью подсобных помещений.

Площадь сарая напрямую зависит от объема поголовья, а также количества рядов в помещении.

    1.4 Краткая характеристика предприятия.

 

Ферма построена с учётом научно-технического прогресса, износа зданий. Для чего имеется резервный участок на территории фермы.

Здание предназначено для содержания коров, рассчитано на 50 голов. В этом здании животных содержат в зимний период. Внутри здания смонтированы кормушки, индивидуальные поилки, кормовые проезды.

Общее санитарно-гигиеническое состояние помещения хорошее. Все параметры микроклимата поддерживаются в норме. Помещение в летний период подвергается сушке, дезинфекции и текущему ремонту.

Существует стойловое содержание, животных выпасают на небольшом расстоянии от фермы и ежедневно их пригоняют в помещения. Лагерно-пастбищное - животных содержат на пастбищах в летних постройках-лагерях. Стойлово-лагерное - содержание животных в лагерях, но используют для кормления скошенную зелёную массу.

Коровник построен по типовому проекту на 50 голов, линейные размеры соответствуют стандартам.

Длина 36м, ширина 15м, высота 3м. Линейные размеры выбирают из расчёта поголовья скота, технологического оборудования, обеспечения нормального микроклимата.

 

     1.5 Требования к планировке территории.

 

 При проектировании следует предусматривать разделение территории фермы на отдельные функциональные зоны: производственных зданий, хранения и подготовки кормов, хранения и переработки отходов производства.

 Здания основного производственного и подсобного назначения рекомендуется блокировать с целью повышения компактности застройки, удобства эксплуатации, сокращения протяженности всех коммуникаций и снижения стоимости строительства. При этом следует руководствоваться СНиП II-97-76[3].

 Технологические площадки, проезды и тротуары следует устраивать с твердым покрытием с уклонами и лотками для стока и отвода атмосферных вод.

 Взаимное расположение зданий и сооружений на территории фермы принимают в соответствии с технологическим процессом. Производственные здания располагают выше по рельефу и с наветренной стороны по отношению к навозохранилищам, компостным площадкам, складам горюче-смазочных материалов.

Технологические площадки, проезды и тротуары следует устраивать с твердым покрытием с уклонами и лотками для стока и отвода атмосферных вод. 6.8. Ориентация зданий для содержания животных по сторонам света, как правило, принимается меридиональной (продольной осью с севера на юг). Допускается отклонение от указанной ориентации: в пунктах, расположенных севернее широты 50 ° -в пределах 30 °, в более южных широтах и горных районах -до 45 °. В пунктах, расположенных южнее 50 °.

 Выгульные площадки или выгульно-кормовые дворы располагают у продольных стен здания для содержания скота или на отдельной площадке.

Кормушки на выгульно-кормовых дворах располагают так, чтобы при загрузке их кормами транспортные средства не заезжали на выгульно-кормовые дворы.

 

1.6 Зонирование территории.

 

     Территорию предприятия в соответствии с требо­ваниями СНиП II-97-76. разделяют на зоны: основного производства, административно-хозяйственную, хранения и приготовления кормов, убойного цеха, хранения и переработки отходов производства.

Зона основного производства должна делиться на подзоны в зависимости от мощности предприятия и его про­изводственной направленности.

Каждая зона фермерского хозяйства крупного рогатого скота предпри­ятия должна быть огорожена сплошным забором от несанкцио­нированного проникновения на территорию домашних и диких животных, людей и транспорта. При наличии зооветеринарных разрывов между зонами (площадками) по периметру ограждений должна быть заложена лесокустарниковая полоса для выполне­ния функций биологической фильтрации воздуха. Между зданиями фермы рекомендуется сеять газонную траву.

Выгульные площадки или выгульно-кормовые дворы располагают у продольных стен здания для содержания скота или на отдельной площадке.

Строительные конструкции зданий и сооружений для содержания крупного рогатого скота должны быть прочными, достаточно долговечными, огнестойкими и экономичными. Здания для содержания животных следует проектировать, как правило, одноэтажными, прямоугольной формы в плане с естественными вентиляцией и освещением. Категории зданий и помещений по взрывопожарной и пожарной безопасности следует определять по НПБ 105-03. По габаритам здания должны отвечать требованиям технологического процесса. В помещениях для животных необходимо обеспечивать параметры внутреннего воздуха в соответствии с требованиями настоящих норм.  Строительные конструкции стен, перегородок, перекрытий, покрытий и полов должны быть устойчивыми к воздействию повышенной влажности и дезинфицирующих средств, не выделять вредных веществ, а антикоррозионные и отделочные покрытия должны быть безвредными для людей и животных. Внутренние поверхности стен должны быть гладкими, окрашенными в светлые тона и допускать влажную уборку и дезинфекцию (на высоту не менее 1,8 м). Полы должны быть не скользкими, необразивными, малотеплопроводными, водонепроницаемыми, беспустотными и стойкими против воздействия стоков и дезинфицирующих веществ, не выделять вредных веществ.

 

    1.7 Электроснабжение объекта.

 

    Электротехническую часть проектов, в том числе средства автоматизации и слаботочные

устройства, разрабатывают в соответствии с требованиями:

- «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ);

- «Правил эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ);

- «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок» (ПТБ);

- «Норм технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного

назначения (НТПС);

- РДС 34.21.122-87 и др. с учетом условий охраны окружающей среды.

обеспечивается в соответствии с требованиями ПУЭ и других нормативных документов.

Освещенность животноводческих зданий и сооружений следует проектировать с учетом

требований «Отраслевых норм освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и

сооружений (ВИЭСХ) и СНиП 23-05-95.

Категорию электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения зданий и

сооружений предприятий крупного рогатого скота принимают с учетом требований «Методических

указаний по обеспечению при проектировании нормативных уровней надежности

          

  1.8 Однолинейная схема предприятия.

 

2. Расчетно-технологическая часть:

    

Расчет силовой сети.

 

     Микроклимат в коровнике регламентируется санитарными нормами по содержанию КРС.

Так температура в помещении, где содержатся взрослые коровы, не должна быть ниже +5 С и выше +16 С.

Влажность в помещении – 75%. При высоких температурах допускается снижение влажности до 50%. При низких температурах – повышение влажности до 80%.

Площадь зависит от поголовья и от среднего веса животных. Удельную площадь находят, разделив минимальную подачу воздуха на минимальную скорость его движения. Она будет постоянной 0,0083 м2/ц. Если поголовье КРС составляет 200 голов, в среднем вес коровы 700 кг

0,0083 *50 * 7 ц = 2,905 м². Такова общая площадь всех вентиляционных отверстий.

 

1)Транспортер-раздатчик кормов ТВК-80Б.

Транспортер-раздатчик кормов ТВК-80Б предназначен для раздачи всех видов кормов, кроме жидких.

 

Двигатель для кормораздатчика, тип двигателя АИР112МВ6, с Pн=4,5 кВт.

 

Рисунок 2 – Транспортер-раздатчик ТВК-80Б.

 

 

Выберем кабель для питания асинхронного трехфазного двигателя АИР112МВ6.

P_н=4.5 кВт
L=15
cos φ=0.75

U_пн=380В

Рассчитаем силу тока по формуле:

 

Imax=  = =11А     

 

так как величина тока мала, то кабель выбираем, исходя

из соображений механической прочности при прокладке. Сечение

жил кабеля составит в таком случае 2,5 мм2.

 

Расчет с помощью программы электрик:

 

P(S4) = 4 кВт - двигатель горизонтального транспортёра ТСН - 160А;

P(S5) = 2,2 кВт - двигатель наклонного транспортёра ТСН - 160А;

P(S6)= 4,5 кВт - двигатель кормораздатчика ТВК-80Б;

P(S7) = 3 кВт - вентилятор ВЦ 4-70-5;

P(S8) = 3 кВт - вентилятор ВЦ 4-70-5;

P(S10)=40 кВт - воздухонагреватель КЭВ-40;

P(S11)=40 кВт - воздухонагреватель КЭВ-40;

 

Рисунок 3 – расчет трехфазной сети.

 

    2.2 Расчет токов короткого замыкания в трехфазной сети.

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима (ГОСТ 26522-85).

Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов КЗ, в связи, с чем возникает необходимость расчета этих величин.

Рисунок 4 – Расчет токов короткого замыкания в трехфазной сети.

 

Таблица 1 –  Расчет токов короткого замыкания в трехфазной сети

Наименование	Длинна пров. м	Токи к.з. А
ТСН - 160А	20	1050,43
Вентилятор  ВЦ 4-70-5	50	544,23
ТВК-80Б	10	1522,47

 

Расчет потери напряжения в трехфазной сети.

 

 

Рассчитаем потери напряжения Транспортера-раздатчика ТВК-80Б.

Двигатель для кормораздатчика, тип двигателя АИР112МВ6, с Pн=4,5 кВт.

 

Рассчитаем потери напряжения по формуле:

 

         

 

 

Отклонение напряжения на зажимах электродвигателя составляет

лишь 0.65% при допустимом значении 5%.

Рисунок 5 – Расчет потери напряжения в трехфазной сети.

Таблица 2 – Потери напряжения в трехфазной сети.

Наименование	Мощность, кВт	Сечение, мм	Потери, %
ТСН - 160А	2,2	2,5	0,4
Вентилятор  ВЦ 4-70-5	3	2,5	1,3636
Воздухонагреватель ВГ-0,04	40	16	1,7045