Проект освещения коровника на 400 голов

ВВЕДЕНИЕ

Летопись оренбургской энергетики начинается 25 января (7 февраля по новому стилю) 1899 года, когда на берегу Урала была смонтирована и дала ток первая городская электрическая станция.

Отправной точкой образования энергосистемы Оренбуржья стало 25 января (7 февраля по новому стилю) 1899 года, когда на берегу Урала в здании бывшего конского лазарета дала ток первая городская электрическая станция, открытая по решению Оренбургской городской думы. Сначала станция имела только 19 абонентов, а через десять лет — около пятисот. Суммарная мощность ее пяти дизелей и парогенераторов составляла 916 кВт.

К 1920;м годам на территории области было намечено сооружение первых тепловых электростанций и линий электропередачи. В конце 20-х — начале 30-х годов была построена и поставлена под нагрузку временная электростанция в Орске, в 1932 году введен в эксплуатацию первый турбогенератор на электростанции «Красный маяк» в Оренбурге, в 1938 году промышленность Орска получила электроэнергию от Орской ТЭЦ-1. В эти же годы в области построены еще две теплоэлектроцентрали — в Медногорске и Бугуруслане. К концу 1940 года мощность электростанций Оренбуржья достигла 88 тыс. кВт, а выработка электроэнергии за 1940 год составила 207 млн кВт/ч. В 1943 году решением Государственного Комитета Обороны СССР было образовано районное энергетическое управление «Оренбургэнерго», чем положено начало созданию энергетической системы Оренбургской области. За годы Великой Отечественной войны на электростанциях было дополнительно введено 77 тыс. кВт мощностей. Энергосистема обеспечила работу промышленности и предприятий оборонной отрасли. По окончании войны развитие оренбургской энергосистемы получило новый импульс: были построены и запущены в эксплуатацию Ириклинская государственная электрическая станция, Сакмарская и Каргалинская теплоэлектроцентрали, Ириклинская гидроэлектростанция.

Одновременно с созданием новых энергетических мощностей в 60−70 е годы ведутся работы по строительству линий электропередачи и подстанций, которые позволили обеспечить переток электроэнергии из Восточного Оренбуржья в центр области. Со строительством новых объектов электросетевого комплекса были созданы условия для более надежного энергообеспечения Оренбургского газоперерабатывающего комплекса и города Оренбурга.

В 1978 году последний населенный пункт был подключен к централизованному источнику электроснабжения. Так была завершена электрификация области.

«Перестройка», переход на рыночные отношения коснулись и основополагающих отраслей в России. В 1993 году в организации управления энергетическим комплексом области произошли большие качественные изменения. Производственное объединение «Оренбургэнерго» было преобразовано в акционерное общество: энергетики стали акционерами РАО «ЕЭС России».

В 2000 году руководство РАО «ЕЭС России» утвердило план реструктуризации электроэнергетики, направленный на формирование финансово устойчивой компании, обеспечение условий для привлечения инвестиций, роста капитализации компаний электроэнергетического комплекса России, надежное и бесперебойное энергоснабжение платежеспособных потребителей.

Новой вехой в развитии электроэнергетики Оренбургской области стало 1 июля 2005 года, когда в соответствии с планом реструктуризации произошло выделение из ОАО «Оренбургэнерго» трех новых компаний по видам деятельности.

1 апреля 2008 года компания «Оренбургэнерго» стала филиалом ОАО «МРСК Волги».

Филиал ОАО «МРСК Волги» — «Оренбургэнерго» сегодня — это электросетевая компания, в состав которой входит 6 электросетевых отделений: Центральное, Восточное, Западное, Северное производственные отделения, Оренбургские и Орские городские производственные отделения, а также производственное отделение «Информэнергосвязь».

Одним из главных направлений развития сельского хозяйства являются концентрация и специализация производства, создание животноводческих и агропромышленных комплексов с широким внедрением современных методов производства, результатов научно-технического прогресса и передового опыта.

На животноводческих комплексах электрифицированы почти все производственные процессы. Полностью механизированы и частично автоматизированы основные производственные процессы: водоснабжение, приготовление и раздача кормов, стрижка овец, доение коров, поддержание требуемых параметров микроклимата, уборка помещений и т. д. Все больше находят применение: новое электрооборудование в приводных, нагревательных и облучательных установках, новые системы автоматического дистанционного контроля и управления технологическими процессами (АСУ-ТП).

Электрический привод потребляет более двух третей электрической энергии, вырабатываемой в стране. Электрический привод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий является основой, на которой базируется комплексная механизация стационарных процессов всех отраслей сельскохозяйственного производства. Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов на фермах должны предусматривать такой набор машин, механизмов, электродвигателей и аппаратов управления, который обеспечивал бы выполнение технологического цикла по производству и переработки продуктов животноводства и птицеводства без непосредственного участия человека, функции которого сводились бы лишь к периодическому контролю и обслуживанию оборудования и систем управления. Одно из перспективных направлений развития электропривода сельскохозяйственных машин — его регулирование и автоматизация с применением электроники, бесконтактных систем, автоматических систем управления (АСУ-ТП) и вычислительной техники.

Важным направлением использования электроэнергии в животноводческом производстве является электрический нагрев. Значение электронагрева трудно переоценить, имея ввиду, что в общем энергопотреблении животноводческих предприятий основная доля — от 60 до 90% приходится на тепловую энергию. Такие важные процессы, как инкубация яиц, содержание молодняка, нагрев воды в технологических линиях получения молока, поддержание микроклимата в животноводческих помещениях, использование электросварки при ремонте животноводческого оборудования и т. д., связаны с использованием электронагрева. Число таких процессов непрерывно возрастает.

С внедрением на фермах все более сложных автоматизированных машин, агрегатов и поточных линий особенно важное значение приобретает вопрос наилучшего использования этой техники и обеспечение надлежащего контроля за ее состоянием. Поэтому настоятельной практической необходимостью стало оснащение производства относительно простыми средствами контроля, чтобы с их помощью можно было передать на диспетчерский пункт сигнал нарушения запланированного ритма работы оборудования. Централизация контроля и управления работой оборудования также дает и экономический эффект, снижая затраты на устройство местной автоматики и ее обслуживание.

1.ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ Объектом проектирования является коровник на 400 голов.

Коровник разделен на 8 секций по 50 коров в каждой. Секции оборудованы стойлами, кормушками и автопоилками. К коровнику примыкают выгульные дворы.

Содержание коров и нетелей — привязное с использованием пастбищ в летнее время. Раздача грубых, сочных кормов и комбикормов производится кормораздатчиками КТУ-10 и КУТ-3,0А. Поение из автопоилок ПА-1. Доение коров производится два раза в сутки в доильно-молочном блоке. Удаление навоза из коровника через щелевые полы в подпольные каналы и далее периодически самотеком по коллектору в насосную станцию.

Вентиляция приточно-вытяжная с механическим побуждением и подогревом приточного воздуха в зимнее время.

2.РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ Электрическое освещение — важный фактор, от которого в значительной мере зависят комфортность пребывания и работы людей, а также продуктивность животных и птицы.

Основные показатели искусственного освещения должны обеспечивать нормальные и безопасные условия труда людей и содержания животных и птицы, способствовать повышению производительности труда и качества продукции. Важное требование, предъявляемое к осветительной установке, — ее экономичность.

В качестве источников света применяют лампы накаливания или люминесцентные. Основные достоинства ламп накаливания — простая конструкция, дешевизна, надежность. К недостаткам их следует отнести низкую световую отдачу, неудовлетворительный спектральный состав излучения и т. д.

Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют более мягкий спектр излучения, в 4…5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы и значительно меньшую яркость.

Люминесцентное освещение можно применять в помещениях, в которых длительно находятся люди, но естественный свет туда не проникает; в животноводческих помещениях, если это положительно влияет на состояние животных, увеличивает их продуктивность.

2.1 Выбор источников света, напряжения и типа светильника Источниками света в коровнике будут являться светильники типа ППД и НСП с лампами накаливания. Напряжение линейное будет равняться 380 вольт, а фазное — 220 вольт.

2.2 Расчет электрического освещения Расчет электрического освещения основного помещения будем производить тремя методами. Так как основное помещение коровника разбито на две симметричные части, разделенное коридором, то далее в расчетах употребляя длину и ширину основного помещения будем брать половину основного помещение для упрощения расчетов.

Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока с использованием ламп накаливания.

Коэффициент использования светового потока µ, который зависит от типа светильника, коэффициентов отражения стен и потолка, расчетной поверхности и индекса помещения, учитывающего влияние формы помещения на распределение светового потока, определяем по справочным таблицам.

1. Обосновываем общую систему освещения. Выбираем тип светильника.

ППД-100

2. Выбираем высоту подвеса светильников.

где H — высота помещения, м;

hc — высота свеса светильника, м;

hp — высота рабочей поверхности, м.

3. Выбираем оптимальное соотношение

(Л -7 стр. 252)

где — расстояние между светильниками

4.Определяем расстояние между светильниками.

где Lопт — оптимальное расстояние между светильниками

5. Применяем симметричную схему размещения светильников

6. Определяем количество рядов светильников.

где — ширина помещения (м) Принимаем количество рядов равное 4.

7. Определяем расстояние от стен до светильников

м

8.Определяем расстояние между рядами где — ширина помещения (м)

m — количество рядов

м

9. Определяем расстояние между светильниками в ряду

м

10. Находим количество светильников в ряду где b — длина помещения Так как число светильников оказалось дробным то мы приняли ближайшее целое число, и поэтому найдем уточненное расстояние между светильниками.

11. Находим общее количество светильников

12. Определяем индекс помещения

м

13. Определяем коэффициенты отражения стен и потолка спот=30%, сст=10%, сраб=10% (Л-9, стр.214)

14. Определяем КПД осветительной установки (Л-9 стр.214), принимаем коэффициент неравномерности распределения светового потока (Л-7 стр.256).

15. Определяем минимальную освещенность =15 лк (Л-9 стр.204)

16. Определяем расчетный световой поток где Sплощадь помещения в

лм

17. Выбираем ближайшую по световому потоку лампу, при этом не завышать световой поток лампы на 20% и не занижать на 10%.

Выбираем лампу НБК 220−75 =950 (Л-9 стр.172)

Определяем на сколько % мы занизили световой поток

3,8%<10% условие выполняется

18. Определяем фактическую освещенность

20. Определяем установленную мощность

Вт

21. Определяем удельную мощность Вт/

Вывод: для нормированной освещенности необходимо установить 44 светильника с лампами НБК 220−75 в первой и во второй половине основного помещения коровника, следовательно получается 88 светильников по 75 Вт.

Расчет электрического освещения основного помещения коровника методом удельной мощности.

1. Обосновываем систему освещения, определяем

Z=1.5 S=1071 = 15 лк

2. Определяем удельную мощность

=5,2 Вт/м

3. Вычисляем мощность одной лампы

Вт

Вт Выбираем лампу НГ 220−150 в количестве 88 штук на все основное помещение коровника.

Расчет электрического освещения главного помещения коровника точечным методом.

На плане помещения размещают светильники и на освещаемой поверхности намечают контрольную точку, освещение которой может оказаться наименьшей.

По кривым пространственным изолюкс для каждой из намеченных точек определяют условную освещенность в лк.

лк (Л-9 стр. 216)

лк

лк

лк

лк

лк

лк Определяем расчетный световой поток одной лампы где Emin — минимально допустимая освещенность по нормам, Лк;

Кз — коэффициент запаса;

µ - коэффициент добавочной освещенности, µ=1,1…1,3.

лм Выбираем лампу НБК 220−60

Расчет дежурного освещения где NСВЕТ-В — количество светильников, шт.

Nд.о. = 0,15· 44=6,6? 7 светильников Принимаем 7 светильников дежурного освещения.

2.3 Расчет электрического освещения в подсобных помещениях Выберем светильники для коридора

1. Обосновываем систему освещения, определяем

Z=1.5 S=126 = 30 лк

2. Определяем удельную мощность

=10,6 Вт/м

3. Вычисляем мощность одной лампы

Вт

Вт Выбираем 4 лампы НГ 220−300

Таблица 2.1 — Расчет искусственного освещения в подсобных помещениях

2.4 Компоновка электрической проводки Выбираем однофазный автомат

1) Определяем расчетную мощность первой линии освещения где N — количество ламп на линии, шт.;

Pл — мощность одной лампы, Вт.

2) Определяем ток однофазной линии освещения Находим длительно допустимый ток

А

3) Производим выбор однофазного автоматического выключателя

1. Uн. а? Uн. ф=220 В;

2. Iн. а? I р. =3,75 А;

3. Iн.р.? I д.доп. =4,68 А Выбираем однофазный автомат АЕ 2036Р Iн. а=25 А Iн. р=5А Методика расчета остальных однофазных автоматов такая же.

Получаем 13 групп освещения и 2 группы дежурного освещения, итого 15 групп. Так как коровник имеет 2 ввода, то будет удобнее и экономичнее поставить 2 щита освещения ОПМ-3 рассчитанный на 9 групп.

Выбираем вводной трехфазный автомат первого щита

1) Определяем суммарную мощность

Вт

2) Определяем рабочий ток где КОкоэффициент одновременности для сх 0,8−0,9

?Рсуммарная мощность.

UЛноминальное напряжение 380В

А определяем номинальный рабочий ток где — коэффициент теплового расцепителя автомата от 1.1 до 1.3

— коэффициент электромагнитного расцепителя автомата 1.25

А

А

3) Производим выбор трехфазного автоматического выключателя светильник проводка электроводонагреватель щит

1. Uн. а? Uн. ф=380 В;

2. Iн. а? I р. =7,63 А;

3. Iн.р.? I р. =9,54 А.

Выбираем автоматический выключатель АЕ 2036Р, Iн.а.=25 А, Iн.р.=10 А.

Методика выбора вводного автомата второго щита аналогичная.

2.5 Расчет сечения проводов на отходящих линиях Питание осветительной сети обычно осуществляют напряжением 220 В, обычно осветительную сеть выполняют ——открытым способом проводом марки ВТС, ПВ, ППВ или кабелем марки ВРГ.

Групповые щитки размещают в местах постоянного доступа для обслуживания у наиболее удаленных от щита ламп потеря напряжения по отношению к номинальному в осветительных сетях не должна превышать 2,5%.

Принимаем во внимание особенность проводки в с/х и выбираем минимальное сечение провода равное 2,5 мм².

1. Выбираем сечение провода по длительно допустимому току

А (Л-11 стр. 252)

Выбираем провод марки ВРГ 3 (1*2,5)

2. Производим проверку напряжения сети на потерю напряжения.

Находим потерю напряжения первой линии.

Определяем момент нагрузки осветительной сети где P — мощность лампы в кВт

l — расстояние от осветительного щита до лампы.

КВт м Определяем расчетную потерю напряжения где M — момент нагрузки в кВт равный произведению нагрузки P на длину l;

C — расчетный коэффициент, учитывающий величину напряжения питания, материал проводника и систему сети. (Л-5 стр. 125)

S — сечение проводника, мм2.

условие выполняется Принимаем провод ВРГ 3 (1*2,5)

Методика расчета потери напряжения на остальных линиях такая же.

2.6 Компоновка электрического щита освещения Таблица 2.2 — Расчет компоновка осветительной сети

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

3.1 Расчет и выбор электроводонагревателей Общие сведения.

В сельскохозяйственном производстве применяют элементные (косвенного нагрева) и электродные (прямого нагрева) электроводонагреватели. Элементные водонагреватели просты по устройству и в эксплуатации, имеют высокий КПД и cosц =1. Наибольшее применение получили аккумуляционные (емкостные) элементные водонагреватели, имеющие слой теплоизоляции, благодаря которому снижение температуры воды при отключении электронагревателя не превышает 0,8…1°С в час. Это дает возможность включать водонагреватель в часы провала суточного графика электрических нагрузок хозяйства и иметь круглосуточно горячую воду даже в случаях перерывов электроснабжения.

Кроме емкостных, применяют проточные электроводонагреватели, в которых воду нагревают непосредственно перед употреблением. Они дешевле и компактнее, но в них трудно регулировать температуру воды на выходе, невозможна их работа по принудительному графику. Их используют там, где требуется длительная непрерывная подача горячей воды, при поливе растений в теплицах и парниках.

Расчет и выбор электроводонагревателей для поения коров.

1) Определяем суточный расход воды где q — суточная норма потребления воды одним животным; (Л-7, стр.135)

n — количество голов.

2) Определяем установленную мощность где кЗ — коэффициент запаса, учитывающий необходимость увеличения мощности из-за старения нагревателей и возможного снижения питающего напряжения от номинального, (кз=1,1−1,3);

m (Qсут) — масса нагреваемого материала;

нХ, нГ — начальная и конечная температура нагрева, °С;

Cm — удельная теплоемкость материала, кДж/кг°с, Своды=4,19 кДж/кг°с;

зВ — КПД водонагревателя, зВ=0,85…0,95;

зТ.С. — КПД тепловой сети, зТ.С.=0,8…0,9.

Выбираем для поения коров четыре водонагревателя типа УАП-600/0,2, УP = 24 кВт, P = 6 кВт, Q = 300 л/ч.

Производим выбор пускозащитной аппаратуры Определяем рабочий ток

А определяем номинальный рабочий ток где — коэффициент теплового расцепителя автомата от 1.1 до 1.3

— коэффициент электромагнитного расцепителя автомата 1.25

А

А Производим выбор трехфазного автоматического выключателя

1. Uн. а? Uн. ф=380 В;

2. Iн. а? I р. =9,12 А;

3. Iн.р.? I р. =11,4 А.

Выбираем автоматический выключатель АЕ 2036Р, Iн.а.=25 А, Iн.р.=12,5А.

3.2 Выбор комплектных устройств серии РУСА Для подключения двух водонагревателей применяем комплектное устройство РУСА-8013, устройство с двумя автоматическими выключателями. IН = 1,6 — 20 А. следовательно на 4 водонагревателя получается 2 РУСА-8013.

Выбор комплектных устройств производим по литературе 11, с. 263.

Выбираем предохранитель типа ПР-2

Iн=60А

Iпл.вст.=20А

1.Uн.пр.?Uн

Uн.пр.?380В

2.

А Методика выбора остальных предохранителей такая же.

4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВВОДА

1) Определяем расчетный ток на вводе.

где УРСИЛ — суммарная мощность силовой сети, Вт;

УРОСВ — суммарная мощность осветительной сети, Вт;

кОД — коэффициент одновременности, кОД = 0,75−0,9.

2) Расчет и выбор рубильника на вводе.

Рубильники предназначены для нечастых (не более шести в час) неавтоматических включений, отключений и переключений электрических цепей переменного тока напряжением до 600 В, частотой 50 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В.

Рубильники выбирают по номинальному напряжению, номинальному току, числу полюсов, конструктивному и климатическому исполнению, категории размещения и степени защиты.

1) UН? UН.УСТ.;

UН? 380 В;

2) IН1? IН.УСТ.;

IН1? 24,06 А;

IН2? 22,42 А.

Для ввода 1 выбираем рубильник типа РБ 31, UН = 380 В, IН = 100 А.

Для ввода 2 выбираем рубильник типа Рб 31, UН = 380 В, IН = 100 А.

3) Выбор распределительного устройства серии СПУ62.

По литературе 11 с. 265 для ввода 1 выбираем распределительное устройство СПУ62−1/1, аппарат ввода — рубильник, номинальный ток рубильника 250 А; число групп предохранителей — 5. Для ввода 2 выбираем распределительное устройство СПУ62−1/1, аппарат ввода — рубильник, номинальный ток рубильника — 100 А; число групп предохранителей — 5.

4) Расчет и выбор сечения кабеля на вводе 1:

А Выбираем кабель на вводе 1 АПВ 4 (1Ч6). (Л-11, стр.262)

Расчет и выбор сечения кабеля на вводе 2:

А Выбираем кабель на вводе 2 АПВ 4 (1Ч6). (Л-11, стр.262)

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПО ПРОЕКТУ Целью курсового проекта явилось создание в коровнике на 400 голов оптимальных микроклиматических условий, установление нормированной освещенности в помещении коровника и создания нормальных условий труда.

Нами был произведен расчет осветительных установок в стойловом помещении коровника. В результате расчета в стойловых помещениях коровника устанавливаем 88 светильников типа ППД-100 в 4 ряда по 22 светильника в каждом. В подсобных помещениях устанавливаем светильники НСП02.

Для поения коров теплой водой по результатам расчета устанавливаем 4 водонагревателя типа УАП-600/0,2, производительность каждого водонагревателя — 300 л/ч.

Произведен расчет силовой и осветительной сети, выбрана пускозащитная аппаратура, а также сечение проводов и кабелей.

1. Астанин Л. П. и Благосклонов К. Н. Охрана природы. — М.: Колос, 1978. — 239с. с ил. (Учебники и учеб. пособия для сред. с.-х. учеб. заведений).

2. Беляков Г. И. Охрана труда. — М.: Колос, 1995. — 272с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для студентов средних специальных учебных заведений).

3. Будзко И. А., Гессен В. Ю. Электроснабжение сельского хозяйства.? Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Колос, 1979. — 480с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).

4. Герасимович Л. С., Калинин Л. А., Корсаков А. В., Сериков В. К. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. — М.: Колос, 1980. — 391с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для сред. с.-х. учеб. заведений).

5. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1990. — 351с.: ил. — (Учебники и учеб. пособия для учащихся техникумов).

6. Кнорринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. — Л.: «Энергия», 1976. — 384с.

7. Колесник А. Л., Шаманский В. Г. Курсовое и дипломное проектирование. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1983. — 320с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для с.-х. техникумов).

8. Кудрявцев И. Ф. Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве. — М.: Колос, 1979. — 368с., ил. — (Учебник и учеб. пособия для сред. с.-х. учеб. заведений).

9. Листов П. Н. Справочник. Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве. — М.: Колос, 1974. — 438 с.

10. Тищенко Л. П., Мартыненко И. И. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации. — М.: Колос, 1978. — 223с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).

11. Яницкий С. В. Применение электроэнергии и основы автоматизации производственных процессов. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Колос, 1977. — 272с. с ил. (Учебники и учеб. пособия для с.-х. техникумов).