Разработка электроснабжения фермы крупного рогатого скота на 600 голов

расчет ведется для агропромышленного предприятия, у которого дневная нагрузка всегда выше вечерней из-за окончания смены и отключения большинства электроприемников [1],стр.60.

.1.  Расчет электрических нагрузок молочного блока на 6 т молока в сутки

Молочный блок на 6 т молока в сутки служит для молока. Помещение относится по окружающей среде к сырому и является потребителем I категории по надежности электроснабжения (см. табл.1.1).

В помещении находятся следующие электроприемники:

1.  Вакуум-насос (3 кВт);

2.  Очиститель-охладитель молока (1 кВт);

3.  Насос (0,6 кВт);

4.  Пастеризатор (0,6 кВт);

5.  Молочный резервуар (0,27 кВт);

6.  Компрессор (5,5 кВт);

7.  Вентилятор (0,6 кВт);

8.  Водяной насос (1,5 кВт);

9.  Вентилятор (1 кВт);

10.  Вентилятор (7,5 кВт);

11.  Электропечь (10 кВт).

Производим выбор электродвигателей серии 4А основного исполнения, степень защиты IP44

для электроприемников помещения. Результаты выбора представим в таблице 2.1.

Таблица 2.1.                               Результаты выбора электродвигателей

Электроприемник	Типоразмер двигателя	Рном, кВт	КПД, %	сosγ, о.е.
Вакуум-насос	4A100S4У3	3	82	0,83
Очиститель-охладитель молока	4А80А4У3	1,1	75	0,81
Насос	4АА71В4У3	0,75	72	0,73
Пастеризатор	4АА71В4У3	0,75	72	0,73
Молочный резервуар	4АА63В4У3	0,37	68	0,69
Компрессор	4А112М4У3	5,5	85,5	0,85
Вентилятор приточный	4АА71В4У3	0,75	72	0,73
Водяной насос	4А80В4У3	1,5	77	0,83
Вентилятор вытяжной	4А80А4У3	1,1	75	0,81
Вентилятор вытяжной	4А132S4У3	7,5	87,5	0,86
Электропечь	4А132М4У3	11	87,5	0,87

План помещения приведен на рисунке 2.1.

Расчетную мощность молочного блока определим графическим методом. Для построения графиков активной, реактивной и полной мощности, а так же коэффициента мощности требуются следующие данные:

10.   - присоединенная мощность – это мощность, потребляемая электроприемником из сети, определяется по формуле:

,                                                   (2.1)

где Р_у – установленная (номинальная) мощность электроприемника (принимаем из

              таблицы 2.1.), кВт;

                к_з – коэффициент загрузки [2], табл.5;

                h - КПД агрегата [2, табл.5],о.е.;

                n – количество одинаковых электроприемников, шт.;

10.   - присоединенная реактивная мощность электроприемника:

,                                                   (2.2)

где tgγ – коэффициент реактивной мощности (определяется из cosγ).

10.  Коэффициент мощности электроприемника [1], табл.7.3.;

10.  График работы электроприемника по часам суток [2], табл.7;

Расчет производим в следующей последовательности:

1)  Производим расчет Р_пр и Q_пр для каждого электроприемника:

Например, для вакуум-насоса со следующими исходными данными:

n=4;Р_у=3 кВт;cosj=0,83;tgj=0,672;h=0,82;К_з=1

-  по формуле (2.1) определяем Р_пр:

, кВт

-  по формуле (2.2) определяем Q_пр:

, кВАр

Аналогичный расчет производим для остальных электроприемников помещения, и результаты заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2.                  Характеристики электроприемников помещения

№	Электроприемник	Ру, кВт	h, о.е.	Кз	cosγ	tgγ	N,шт	Рпр, кВт	Qпр, кВар
1	Вакуум-насос	3	0,82	1	0,83	0,672	4	14,634	9,834
2	Очиститель-охладитель молока	1,1	0,75	0,8	0,81	0,724	1	1,173	0,849
3	Насос	0,75	0,72	1	0,73	0,936	5	5,208	4,875
4	Пастеризатор	0,75	0,72	0,95	0,73	0,936	4	3,958	3,705
5	Молочный резервуар	0,37	0,68	0,8	0,69	1,049	2	0,871	0,913
6	Компрессор	5,5	0,855	1	0,85	0,62	2	12,865	7,977
7	Вентилятор приточный	0,75	0,72	1	0,73	0,936	3	3,125	2,925
8	Водяной насос	1,5	0,77	1	0,83	0,829	2	3,896	3,23
9	Вентилятор вытяжной	1,1	0,75	1	0,81	0,724	2	2,933	2,124
10	Вентилятор вытяжной	7,5	0,875	1	0,86	0,593	2	17,143	10,17
11	Электропечь	11	0,875	1	0,87	0,567	6	75,429	42,77

.2.  Расчет освещения фермы

.2.1.  Расчет освещения заданного помещения

Кроме силовых электроприемников в помещении предусмотрено освещение, присоединенная мощность которого определяем по удельной мощности. В качестве источник света выбираем люминесцентные лампы со светильниками типа ЛСП-02 и светильники НСП-02 для ламп накаливания.

Для расчета помещений выбираем величину E_min по [4], табл. 4-4 и сводим в табл. 2.3.

Таблица 2.3.                             Нормы освещенности для помещений

№ п/п	Наименование помещения	Освещенность, лк
1	Комната персонала	100
2	Душевые	50
3	Моечная	100
4	Пастеризаторная	100
5	Вакуумная	100
6	Машинное отделение	50
7	Коридор	75
8	Вентиляционная камера	50
9	Моечная	100
10	Молокосливная	100
11	Лаборатория	100

Мощность освещения определяем по формуле:

,                                            (2.6)

где р_{уд освещ} – удельная мощность освещения, определяется в зависимости от величины E_min и

                       площади помещения по[4], табл. 5-28 – для ламп накаливания и

                       по [4], табл.5-41 – для люминесцентных ламп, Вт/м²;

            F – площадь помещения, м²;

Например для комнаты персонала: р_{уд освещ}=9,8 Вт/м²;

, Вт

Расчеты для остальных помещений аналогичны. Результаты расчета сведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4.                        Расчет освещения вспомогательных помещений

№ п/п	Наименование помещения	Освещенность, лк	Руд.осв., Вт/м2	F, м2	Росвещ, Вт	Росв.пр, Вт
1	Комната персонала	100	9,8	3,4×2,6	86,632	2×(2×40)
2	Душевые	50	94	3,4×2,2	703,12	5×150
3	Моечная	100	9,8	3,4×4,4	146,608	2×(2×40)
4	Пастеризаторная	100	9,8	3,4×4,4	146,608	2×(2×40)
5	Вакуумная	100	9,8	3,4×1,6	53,312	1×(2×40)
6	Машинное отделение	50	94	3,4×2	639,2	1×150
7	Коридор	75	36,5	2,7×17,6	1734,48	12×150
8	Вентиляционная камера	50	69,5	3,4×5,1	1205,13	8×150
9	Вентиляционная камера	50	141	3,4×2	958,8	6×150
10	Моечная	100	9,8	3,4×4,4	146,608	2×(2×40)
11	Молокосливная	100	9,8	3,4×3	99,96	2×(2×40)
12	Лаборатория	100	9,8	3,4×1,6	53,312	1×(2×40)
13	Лаборатория	100	9,8	3,4×1,6	53,312	1×(2×40)

Определяем мощность освещения люминесцентными лампами по формуле:

,                                     (2.7)

где К_пра=1,3 по[4],табл.4.4.;

      cosγ_лл=0,95.

 Вт;

Q_освлл=Р_освлл× tgγ=1,352× 0,329=0,445 кВар

Определяем мощность освещения лампами накаливания:

 Вт

Установленная мощность освещения будет равна:

 кВт

Суммируем Р_пр и Q_пр по часам с учетом графика работы;

,                               (2.8)

где  - расчетная присоединенная активная мощность электроприемников по

                           графику активных мощностей Р_пр=f(t), рис.2.2.

       N – количество электроприемников в цеху;

кВт

 кВар

                           (2.9)

где  - расчетная присоединенная реактивная мощность электроприемников по графику реактивных мощностей, Q_пр=f(t), рис.2.3.

 кВар

Определяем полную суммарную мощность электроприемников по часам:

 кВА

Определяем общий коэффициент мощности по часам:

.2.2.  Расчет наружного освещения фермы

Мощность наружного освещения определяется по формуле:

,                           (2.10)

где р_{у 1} – удельная мощность освещения на одно здание, принимается равным

               250 Вт/здание;

  р_{у 2} - удельная мощность охранного освещения и дорог принимается равным

          3 Вт/м. [1], стр.58;

  n – число зданий;

  L – суммарная длина дорог и периметра двора, м;

 кВт

Количество светильников N определяем по формуле:

,                                                          (2.12)

где Dl_опор – расстояние между опорами принимается равным 30 – 40 м;

Для наружного освещения зданий принимаем светильники с лампами высокого давления при боковом подвесе. Высота подвеса 6 м., расстояние между опорами принимаем равным 30 м..

Тогда:

N принимаем равным 69.

Тогда мощность лампы будет равна:

 Вт

Мощность лампы округляем до стандартного значения и принимаем лампы типа ДРЛ-125 с Р_лампы=125 Вт ,cosγ=0,65.

C учетом этого мощность уличного освещения будет равна:

 кВт

Q_осв.ул.=Р_осв.ул∙tqγ=9,919∙1,169=11,595 кВАр

Сечение проводов для осветительной сети выбираем по допустимому току:

,                                                   (2.13)

где U_ф – фазное напряжение, равное 220 В;

, А

По [3], табл. 7.36 выбираем провод марки ПС – 25 с I_доп=60 А и наружным диаметром 5,6 мм.

Для уличного освещения по [7], табл.2.7 принимаем светильники типа СКЭПР.

.3.  Расчет электрических нагрузок сельскохозяйственного объекта

Для определения расчетной нагрузки фермы необходимо просуммировать