Главная Обратная связь

Дисциплины:






ОСОБЛИВОСТІ ВИБОРУ ЕЛЕКТРОПРИВОДА ПОТОКОВИХ ЛІНІЙ У РІЗНИХ ГАЛУЗЯХ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА



Для комплексної механізації та електрифікації різних технологічних процесів практично в усіх галузях сільськогосподарського виробництва використовується система машин. Це сукупність різних робочих машин, механізмів та апаратів, які зв'язані між собою продуктивністю, швидкістю руху й тривалістю дії для завершеного технологічного або виробничого циклу. При цьому через механізми зв'язку одна машина задає роботу іншій і, таким чипом, гарантується потоковість виробішцтва, умови його автомати­зації і безпеки експлуатації. Система машин забезпечує найкраще вико­ристання коштів, упровадження інтенсивних технологій виробництва продукції тваринництва, різке підвищення продуктивності праці, економію паливно-енергетичних ресурсів, поліпшує умови праці.

Ручне керування машинами, які працюють у потоці, малоефективне: обслуговуючий персонал, не в змозі своєчасно реагувати на роботу кожної з них. Автоматизація контролю і керування технологічним процесом є обов'язковою умовою підвищення ефективності використання машин.

Однак концентрація машин і устаткування, їх розміщення, взаємозв'язок і певна послідовність їх роботи, яка зумовлює введення централізації та автоматизації керування, разом з тим ставить нові вимоги до електропривода та електропостачання.

Схеми автоматичного керування електроприводами потокових ліній включають керування кількома двигунами (кількість їх може бути більше десяти), тому можливі різні схеми пуску. Найпростіша з них - одночасний пуск 2-4 двигунів. Це стосується, як правило, двигунів невеликої потужності. За умов одночасного пуску пусковий струм визначається сумою струмів окремих електродвигунів. І Іайраціонадьнішим для групи двигунів невеликої потужності є лавинний пуск. Вмикання двигунів відбувається послідовно з витримкою часу спрацьовування магнітного пускача, який вмикає кожен наступний двигун. У цьому випадку пусковий струм знижується порівняно з одночасним пуском на 15-20%. За наявності значної кількості електродвигунів пуск здійснюєтеся з витримкою часу, яка дорівнює або більше часу розгону попереднього електродвигуна. Витримка часу або обирається оператором інтуїтивно, або у ланцюзі керування монтуються відповідні реле часу. Можливі схеми ггуску наведено в рис. 56.

Під час розробки схем централізованого керування багатодвшунним електроприводом потокової лінії враховують такі умови:

І. При налагоджувальних і ремонтних роботах передбачають деблокування, яке забезпечує можливість незалежною вмикання окремих електродвигунів;

2. Перед пуском елекгродвигунів вмикають звукову аварійну сигналі­
зацію;

3. Для контролю за роботою машин або при їх аварійній зупинці
передбачають світлову сигналізацію;



4.Щоб уникнути завалу машин продуктом, централізований пуск двигунів машин здійснюють у певній послідовності назустріч потоку продукту, а зупинку — у напрямі руху продукту;

5.За умов аварійної зупинки однієї з машин потокової лінії повинні зупинитися всі машини, які завантажували ту, що вийшла з ладу. Машини, які «розвантажують, повинні працювати протягом часу, необхідного для виходу усієї продукції;

6. Зупинку потокової лінії починають з головного механізму. Під час пуску цей механізм вмикають останнім;

7.Для захисту всієї потокової лінії від роботи на холостому ходу у випадку зависання продуюу в проміжних місткостях або його відсутності у схемах передбачають реле потоку, яке контролює рух продукту;

8. З метою сталої роботи потокової лінії виконують перевірку на доігустимє зниження напруги при одночасному вмиканні кількох двигунів потокової лінії або ж одного двигуна значної потужності. При великому зниженні напруги працюючі двигуни можуть зупинитися, а ті, що запускаються, можуть не розкрутитися;

9.При проектуванні схеми керування доцільно використовувати однотипну апаратуру;

10. При розміщенні устаткування слід враховувати ступінь його
захисту від впливу шкідливих факторів.

л

Рис. 56. Схеми пуску електродвигуніву потоковій лінії: а — одночасний пуск; б — лавинний пуск; в — пуск з витримкою часу

-2208


Питаннядля самоперевірки

1.Назвіть види та типи електричних схем.

2.Що показують структурні та функціональні схеми і яке їх призна­чення?

3. Що називається припципіальною електричною схемою керу­
вання?

4.Назвіть способи виконання принципіальних електричних схем.

5.Як здійснюється маркування силових кіл і кіл керування принципі­альних електричних схем ?

6.Що називається схемою внутрішніх з'єднань, її призначення?

7.Які ви знаєте способи виконання схем внутрішніх з'єднань?

8. У чому полягає адресний спосіб виконання схем внутрішніх

з'єднань?

9. Що показують схеми підключення та розміщення?

10.Які параметри змінюються в двшуні під час його пуску?

11.В яких функціях можна здійснювати автоматичне керування пуском і гальмуванням асинхронних двигунів?

12.Назвіть найбільш перспективні зони використання регульованих електроприводів у сільському господарстві.

13.Структура частотно-регульованого електропривода.

14.Назвіть основні прилади силової електроніки, що використовується в реіульованих електроприводах.

15.Види блокіровок в електричних схемах керування електроприво­дами.

 

16.Який вид блокіровки застосовується в реверсивному електро­магнітному пускачеві?

17.Що таке нульова блокіровка і за допомогою яких апаратів вона

здійснюється?

18. В якій послідовності повинні запускатись машини потокових

технологічних ліній?

19. Призначення сигналізації і її види.

Лабораторні заняття

Монтаж, наладка і дослідження схем керування асинхронними електродвигунами у функції часу, шляху, з динамічним гальмуванням, з гальмуванням противмиканиям, З вігкористанням безконтактних елементів.

Практичне заняття

Розробка схеми внутрішніх з'єднань.

2.Іі1№КГРОПРИВЩМАШИН,АГРЕГАТШІПОТОКОВИХЛгаіЙ

2.1. Особливості роботи електродвигунів в умовах сільськогосподарського виробництва

Вплив навколишнього середовища, технологічних особливостей виробництва і умов електропостачання нароботу елекгродвиїунів і апаратів керування. Перевірка забезпечення запуску асинхроіпіих короткозамкнених електродвигунів від джерел сумірної потужності і стійкості роботи ввімкнутих електродвигунів.

Особливості побудови иринципіальних схем керування потоковими лініями.

Прочитайте

Л-3,с5..Л5, Л-4,с150...154.

<§5 Теоретичні відомості та методичні вказівки

При проектуванні електроприводів сільськогосподарських машин, агрегатів та потокових ліній враховують такі особливості їх роботи: різноманітність привідних характеристик робочих машин, підвищену вологість і запиленість навколишнього середовища, наявність хімічно активних речовин, живлення електроприводів, у ряді випадків, від малопотужних резервних мереж, розосередженість приводів відносно джерела живлення на значних відстанях, можливість роботи на відкритому повітрі та сезонність робото деяких приводів.

Різноманітність привідіїих характеристик робочих машин враховують при виборі елекіричних модифікацій двигунів, аналізах перехідних процесів системи двигун - робоча машина та ін.

Існуюча номенклатура асинхронних двигунів дає можчивість вибрати потрібний двигун по захищеності від впливу навколишнього середовища. Так, для вологих приміщень використовують двигуни вологоморозостійкої-о призначення.

У тваринницьких чи птахівницьких приміщеннях використовують двигуни сільськогосподарського виконання.

У приміщеннях з підвищеною концентрацією пилу використовують ущільнені пилонепроникні двигуни ....УПУЗ із ступенем захисту ІР54. Технічні дані цих двигунів такі самі, як і двигунів основного виконання.

Сезонність у роботі електроприводів призводить до того, що ізоляція двигуна не підсушується робочим струмом і її опір знижується. Цю обставин}' необхідно враховувати при виборі двигунів стійких проти впливу вологи.

Привідні характеристики робочих машин

Вибір раціонального електропривода до будь-якої робочої машини проводять па підставі її привідних характеристик, до яких відносять: технологічні кінематичні, інерційні, механічні, навантажувальні, енергетичні

Технологічні характеристики -це залежності продуктивності (подачі) робочої машини та якості перероблюваної продукції від кутової швидкості привідного вала або лінійної швидкості руху виконавчих органів машини. Для різних машин характер цих залежностей неоднаковий.

Технологічні характеристики дають можливість правильно вибрати величину і межі регулювання швидкості електропривода.

Кінематична характеристика подається у вигляді кінематичної 200

схеми. На схемі повинна бути інформація про швидкість (к> всіх елементів машини, а також розподіл потужності двигуна робочими органами. Кінематична схема повинна мати всі і визначення зведеного до вала електричного двигуна статич та моменту інерції робочої машини, що дає можливість oj. масову механічну схему. Крім цього, кінематична хараг можливість вибрати передавальний пристрій та конструктив електричного двигуна за способом монтажу.

Інерційна характеристика робочої машини показує, момент інерції залежно від часу або кута повороту рухоми обертальному русі і незмінному навантаженні робочої ма інерції залишається незмінним. Машини з кривошишю-шату мом мають момент інерції, залежний від кута повороту шач

При поступальному русі (транспортери) зведений & робочої машини залежить від маси, що транспортусться. От» може залежати при певному технологічному процесі від часу. 1 проявляє себе лише в перехідних режимах: пуск машини, галь кутової швидкості при зміні навантаження. Отже, інерційна х дає можливість визначити час пуску і гальмування системи ді машина, підрахувати втрати електричної енергії при нерехі; Момент інерції також впливає на рівномірність ходу машинк навантаженні. Інерційну характеристику враховують при вибс модифікації двигунів: при великому моменті інерції з мет< часу пуску системи приймають двигун із підвищеним пускої

Механічною характеристикою робочої машини назі ність статичних опорів машини від кутової швидкості.

Залежність статичних опорів від кутової швидкості ро: час пуску машини без навантаження. Зазначене не відносите торів і відцентрових насосів, які працюють на відкрити водопровід^

Залежно від початкового моменту опору сільськогоспс ни поділяються на три групи (табл. 23).

Для машин першої групи допускається пуск електр зниженій напрузі (пуск за схемою зірка - трикутник) з ме падіння напруги в мережі при пуску потужних двигунів. Дш групи, як правило, дозволяється пряме вмикання елекгродви третьої групи потребують форсованого пуску за допомогок фрикційних муфт.

Механічні характеристики робочих машин дають можи електродвигун за пусковими властивостями, а також розв': руху ірафічним способом.

Мехашчш характеристики використовують під час ана!

режимів і побудови навантажувальних діаірачіаацроприводів.

Перевірка забезпечення запуску асинхронних короткозамкнених електродвигунів від джерел сумарної потужності і стійкості роботи ввімкнутих електродвигунів

Однією з особливостей у роботі сільськогосподарських електро­приводів є їх розосередженість на значних відстанях від джерела живлення. При цьому система, що включає джерело живлення, лінії низької напруги та електропривід, має бути стійкою, тобто двигун найбільшої потужності повинен надійно забезпечити розгін робочої машини. Двигуни та їх електромагнітні комутаційні апарати, що вже працювали до пуску потуж­ного електродвигуна, повинні також продовжувати надійно працювати.

Можливість прямого пуску потужного двигуна має місце, якщо фактичне відхилення напруги в мережі 0,38 кВ, від якої живиться двигун, АУф," не перевищує максимально допустиме Д{/*,„,„„, тобто АУфм < ЬУ'оопм ■ Якщо ця умова не виконується, то слід зменшити втрати напруги в електромережі, збільшивши перерізи проводів, застосовуючи двигуни з фазним ротором та заходи щодо зменшення пускових струмів двигуна. Фактичне відхилення напруги визначається за залежністю

AfJ, = ±AV't + Щ -AU'. - AU' -AU',, (2.1.1)

де AV't - відхилення напруги на шинах 10 кВ трансформаторної підстанції 10/04 кВ, %;

AV'- надбавка напруги на трансформаторі, від якого живиться двигун, %. Надбавки напруги на шинах 0,4 кВ споживчого трансформатора визначаються при складанні таблиці відхилень і втрат напруги в електромережі. Так, для трансформаторів серії ТВМ потужністю 25-250 кВА надбавки за рахунок перемикання відводів обмоток високої напруга, що забезпечує зміну коефіцієнта трансформації, складають 5 % ступенями через 2,5 %.

•і All], - сумарні втрати напруги за рахунок пускового струму

найбільшого двигуна в трансформаторі та низьковольтній лінії до натискачів двигуна, відсоток;

AU'r, Аи'л - відповідно втрати напруги в трансформаторі та лінії 0,38 кВ за рахунок робочих струмів працюючих електроспоживачів до вмикання двигуна з найбільшим пусковим струмом, відсоток.

Відхилення напруги на шинах 10 кВ трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ визначається за залежністю

Av; = Av;n-Au;w, (2.1.2)

де AV',, - відхилення напруги на шинах 10 кВ трансформаторної

підстанції35/10 кВ, %.

Як правило, за рахунок зустрічного регулювання при повному наванта-женні ДК/Н = 5 %, при навантаженні 25 % Д^'/7=0;

й!£^да - втрати напруги у лінії 10 кВ, %.

Сумарні втрати напруги, що створюються пусковим струмом в електромережі, визначаються залежністю

де Z, - повний опір короткого замикання трансформатора, Ом;

Ът^з& {2ЛА)

де U\ ; - напруга короткого замикання трансформатора, %;

UІЮМ — номінальна напруга трансформатора, В;

hioM " номінальний струм трансформатора, А; Z, - повний опір лінії, Ом;

Z, - 4(ЕШ) + (£ V»), (2-1 -5)

де г. - активний опір проводу на /-• » ділянці лінії, Ом/км. Для алюмінієвих проводів марок Л, ЛКП, Ап,і А ТІК можна прийняти таке значення г0:

16-1,838; 25- 1,165; 35-0,850; 50-0,588; 70-0,420 Ом/км;

л0 - індуктивний опір /-/'ділянки лінії, Ом/км. Для наближених розрахунків повітряних мереж, виконаних з кольорових металів, можна вибрати: для ліній напругою 0,38 кВ - 0,35 Ом/км; для ліній напругою 6,10,20 і 35 кВ-0,4 Ом/км;

/ -довжина і - ї ділянки, км;

Z,,,, - повний опір короткого замикання асинхронного двигуна, Ом;
7 U,IMI

^ЖЖ!- (2л-6)

де Umu— номінальна напруга двигуна, В; /„„„ - номінальний струм двигуна, А; К і -кратність пускового струму двигуна.

Втрати напруги в трансформаторі , що створюються робочим навантаженням, яке мало місце до вмикання потужного двигуна, визначають за формулою

Д£/.' = -JSS-(JJ*Ucos?> + U*.cos#>) /9 і 7)

де 5шаї - максимальна потужність робочого навантаження, кВА; Sllmi — номінальна потужність трансформатора, кВА;

U'u — активна складова напруги короткого замикання трансфор­матора, відсоток;

U* - реактивна складова напруги короткого замикані ія трансфор­матора, %;

cos<р - коефіцієнт потужності навантаження (cosер х 0,8). Активну складову напруги короткого замикання визначають за залежністю

де АРМ -втрати потужності в обмотках трансформатора при номіналь­ному навантаженні, які дорівнюють втратам потужності при короткому замиканні, кВт;

Реактивну складову напруги визначають за формулою

К W(tf.y>Vrt& (24,R)

Втрата напруги в лінії 0,3 8 кВ АС/*, відсоток, що створюються робочим

навантаженням, яке працювало до вмикання потужного двигуна, визначають за залежністю

AUi----------------- --- НЮ (2.1.10)

де Р - активна потужність, що передається по лінії, кВт;

Q —реактивна потужність у лінії, кВар. Пуск потужного двигуна буде проходити нормально, якщо виконувати­меться умова

.ЧД1-ЛС,-)2^^,-іЛ/;„„„, (2.1.11)

де М,- пусковий момент двигуна, Н-м',

AV'nil. „-допустиме відхилення напруги на затискачах двигуна, в .о.;

HOt характеристики робочої машини або табл. 22);

MMt „—надлишковий момент, який забезпечує необхідне прискорення системи двигун - робоча машина, //. м. Надлишковий момент приймають М,и„„ = 0,25Л/Ш„.

З умови (2.1.11) визначають допустиме відхилення напруги на затискачах двигуна, що пускається, відсоток, і дорівнює

. >М» +

ДС,,= 1-|^-^^100- (2.1.12)

Вираз (2.1.12) дає можливість визначити допустиме відхилення напруги на затискачах двигуна, що пускається. При цьому це відхилення може бути недопустимим для нормальної роботи електромагнітних комутаційних апаратів, які не можуть працювати при зниженні напруги більш ніж 30%. Отже, фактичне зниження напруги на затискачах двигуна при його пуску порівнюють із максимально допустимим відхиленням для двигуна та допустимим відхиленням напруги для електромагнітних комутаційних апаратів.

При пуску потужного двигуна повинна забезпечуватись стійкість роботи раніше працюючих двигунів, що має місце при умові

AVL<AV(lu, (2.1.13)

де AV' - фактичне відхилення напруги на затискачах працюючого двигуна в статичному режимі, відсоток;

А V, '„„. - допустиме відхилення напруги на затискачах працюючого двигуна в статичному режимі, відсоток.

Фактичне відхилення напруги визначають із залежності

AV;= (±А¥*) + Д V* + AU'f] -AU* - АС/;*, (2.1.14)

де АС/"*- сумарні втрати напруги від пускового струму в трансфор­маторі та лінії 0,3 8 кВ від трансформаторної підстанції до точки приєднання працюючого двигуна, відсоток, які визначаються за виразом (2.1.3);

АГ/* - сумарні втрати напруги в лінії 0,38 кВ від трансформаторної підстанції до затискачів перевірного двигуна, що створюється ввімкненим навантаженням АС/,', відсоток. Параметр АС//визначається за виразом (2.1.10).

Параметри АV', AV'. та АС/*ті, що й у виразі (2.1.1).
Стійкість працюючого двигуна матиме місце при виконанні умови
^(1-ЛС,)2да> (2.1.15)

де Мк —максимальний момент двигуна, що перевіряється на стійкість роботи, її. і,;

AV*nnc~ допустиме відхилення напруги на затискачах двиїуна, стійкість якого перевіряється, в.о. (відносні одиниці);

М,. ,„(„ — максимальний приведений до вала двигуна момент наванта­ження, н ■ м;

З формули (2.1.15) маємо

А К

(2Л16)

Якщо система нестійка, необхідно вжити заходів до зменшення пускового струму двигуна.

Особливості побудови принципиальных схем керування потоковими лініями

Для безпеки обслуговуючого персоналу та контролю стану і справ­ності обладнання потокових ліній у схемах передбачають звукову та світлову сигналізації. Звуковий сигнал здебільшого подається перед початком пуску потокових ліній і призначений для попередження персоналу про небезпеку, що виникає внаслідок приведення в рух робочих машин. Світлові сигнали показують наявність напруги в електромережі, в якому стані знаходяться електродвигуни (увімкнений, вимкнений), де і які несправності виникли в потокових лініях тощо.

Щоб запобігти завалу машин продуктом, який переробляється, обробляється чи переміпгується потоковою лінією, пуск електроприводів цих машин повинен здійснюватися лише в послідовності, протилежній напряму руху продукту, а зупинка - за напрямом його руху. ГІри цьому першим мусить вмикатися привод машини, яка видає кінцевий продукт з потокової лінії в накопичувальний бункер, транспортний засіб тощо. Приводи всіх інших машин повинні вмикатися послідовно з витримками часу, достатніми для їх розгону до нормальної швидкості. Останнім повинен вмикатися привід машини або пристрою, що иодас на лінію початковий продукт. Під час зупинки потокової лінії першим мусить вимикатися привід машини чи пристрою, що подає на лінію початковий продукт. 1 Іриводи всіх інших машин повинні вимикатися послідовно з витримками часу, достатніми для повного звигьнення їх від продукту. При вимиканні електропривода будь-якої машини потокової лінії апаратом захисту або обслуговуючим персоналом приводи всіх інших машин, що подають продукт до цієї машини, повинні автоматично вимикатися без витримки часу.

Для підвищення надійності і довговічності потокових ліній у схемах

керування передбачають захист обладнання від перевантаження, струмів короткого замикання та інших ненормальних режимів роботи, застосування електричних і механічних блокіровок, що запобігають неправильним вмиканням і вимиканням електричних кіл, кнопок аварійного вимикання ліній з різних місць тощо.

Схеми керування повинні мати також де блокувальні елементи, що забезпечують можливість вмикання і вимикання окремих електроприводів потокових ліній при виконанні ремонтних і налагоджувальних робіт.

Питання для самоперевірки

1.Які ви знаєте привідні характеристики робочих машин?

2.Які особливості роботи враховуються при проектуванні електро­приводів сільськогосподарських машин?

3.Що називається технологічною характери етикою робочої машини і як вона впливає на вибір електроприводів?

4.Що ви розумієте під кінематичною характерне такою робочих машин і як вона впливає на вибір електроприводів?

5.Про що свідчить інерційна характеристика і як вона впливає на вибір електроприводів?

6.ІЦо називається механічною характеристикою робочої машини і як вона впливає на вибір електроприводів?

7. Що називається навантажувальною характеристикою робочої
машини і як вона впливає на вибір електроприводів?

8. Про що свідчить енергетична характеристика робочої машини і як
вона впливає на вибір електроприводів?

 

2.2. Електропривід водонасосних установок

Технологічні особливості роботи електроприводів насосних установок, механічні та енергетичні характеристики насосів. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна. Принципи керування насосними установками в функції рівня, тиску, часу. Електрообладнання типових систем керування насосними агрегатами.

Електропривід насосних станцій зрошувальних систем.

ІЬУ! Прочитайте Л-3,с. 15-52, Л-4,с. 154-169, Л-11, с 317-368.

$& Теоретичні відомості та методичні вказівки

Загальні відомості

Водопостачання ферм і комплексів здійснюється за різними технологічними схемами, які класифікуються за такими ознаками:

• способом водозабору: з відкритих водоймищ (річок, ставків, озер), шахтних колодязів, артезіанських свердловин. Для господарсько-питних потреб застосовують тільки два останні способи;

• способом подачі води споживачам: з безпосередньою подачею води у водопровідну мережу (застосовують у системах зрошення), водонапірною баштою, установками з гідроакумуляторами;

• способом розподілу води: системи з автонапувалками різних типів, системи з проточною водою.

Для прийнятої схеми водопостачання визначають і юдачу води та напір, які необхідні для вибору насоса.

Середньодобові витрати води на об'єкті, Qa.pj), Af3 Ідоб > визначають за формулою

де а,- добова норма споживання води споживачем /-го виду; т - кількість споживачів і-іх> виду;

«--кількість видів споживачів.

Добові норми споживання води основними групами тварин і птиці приймають за галузевими нормами технологічного проектування (ОНТП). Вони становлять, наприклад, для корів молочного напряму — 100, телят—20, свиноматок з поросятами—60, свиней на відгодівлі —15, курей яєчних порід - 0,46, м'ясних порід- 0,51 л/доб па одну голову.

За відомим добовим споживанням води визначають подачу насоса

протягом однієї години, ЛІ' / год

Рлг.СХ,
а„„,„
(2.2.2)

_ а,,

24 де а„„,:- коефіцієнт добової нерівномірності споживання води,

 
 

#.,„,- коефіцієнт годинної нерівномірності (для систем з авто­напувалками а,ік> - 2,5; без автонапувалок а.ІИІ = 4). Максимальні секундні витрати води дорівнюють

(2.2.3)
&
 
 

~ + Qm,«;

.

Де Q,Km~ витрати води на гасіння пожежі, приймають за даними будівельних норм і правил (СНиП). Для типових сільськогосподарських приміщень £>,,„„,. - 5-Ю л/с при тривалості пожежі до 3 годин.

 

Розрахунковий напір води, м, у системі, який повинен забезпечуватись насосом визначають за технологічною схемою водопостачання з урахуванням геодезичних відміток землі (рис. 57).

Нр - ны. + Я,,,,, + А,,, = (Z.- - ZJ + II. + Я-„. + Л.„; (2.2.4)

де II,и - висота всмоктування (відстань від рівня води у водозабірній споруді до осі насоса), м;

II,,.,.—висота нагнітання (відстань від осі насоса до максимального рівня води в баку водонапірної баніти), м;

К„ ~ втрати напору у всмоктувальній і напірній трубах, м;

(Z,; -ZJ- різниця геодезичних відміток землі біля водонапірної башти та мінімального рівня води у водозабірній споруді, м; Н- - висота башти (від землі до дна бака), м;

IIСп. — висота максимального рівня води в баку, м. З урахуванням технологічних схем вибирають насос за умовами:

Q„„„,^Q ,; н'вшш-к'н'а.

При виборі глибинного електронасоса користуються заводськими графічними характеристиками (ЛІ 0, дод. 1), па яких позначено: Q - подача насоса, м3/год; Н - напір, м; N - потужність насоса, кВт; h(i - ККД насоса, відсоток; ha-ККД агрегата, відсоток.

Водонапірні башти БР ('ГУ 70-04.0071 -75) призначені для використання в системі сільськогосподарського водопостачання ферм, комплексів і невеликих населених пунктів. Башти забезпечують необхідний напір в автонанувалках, а при нетривалих перервах в електропостачанні -резерв води. До недоліків башт слід віднести їх велику металомісткість і вартість в порівнянні з гідроакомуляційними безбаштовими установками.

Таблиця 24 Технічні характеристик водонапірних башт БР

 

Параметри БР-15151515ГЧ5У БР-25У БР-50У
Місткість бака, м3
Діаметр опори, мм
Висота до дна бака, м
Резервна ємність води в опорі, м3
Маса, кг

 


 

Рис. 58. Технолоіічна схема баштової водонасосно! установки з трубчатим водозабірним пристроєм:

1- відстійник; 2 - фільтр; 3 - башмак обсадної колонки;

4 - набивний сальник; 5 - надфільтрова труба; 6 - електродвигун;

7 - насос; 8 - обсадна труба; 9 - пояс кріплення струмоведучого кабеля;

10-датчик "сухого ходу"; 11—патрубок; 12—ребро; 13 —плита опорна;

14 - струмоведу чий кабель до двигуна і датчика "сухого ходу";

15 -водонапірний трубопровід; 16-триходовий кран; 17-манометр;

18 - водонапірний бак: 19—датчик рівнів води; 20 - провід до датчика

рівнів; 21 - ящик керування; 22 -втратний трубопровід; 23 -засувка

 

Автоматичні водопіднімальні установки ВУ з гідроакумулятором призначені для механізації і автоматизації водопостачання невеликих тваринницьких ферм з добовими витратами води 70-400 „3 /доб та фермерських господарств.

Таблиця 25

Технічні характеристики установок з гідроакумулятором

 

Тип установки Подача, м3/год (м3/доб) Напір, м Маса установки, кг
ВУ-10-80А (150)  
ВУ-16-28А 22,5 (180-240)  
ВУ-16-75 (180-240)   (два баки)
ВУ-6,3-85 6,3 (70-95)  
ВУ-26-24 (320-^00)  
ВУ-5-30 7 (90)  
ВУ-10-30А 14 (150)  
ВУ-7-65 7 (100)  
         

Тиск вмикання гідроакумуляційної установки визначається за залежністю

Р, =

(2.2.5)

де Нв — вільний напір у розрахунковій точці (для автонапувалок 4 — 6 м; для одноповерхових будівель 8 м; двоповерхових — 12 м);

И(. — різниця геодезичних відміток розрахункової точки водо­провідної мережі та мінімального рівня води в баку, м;

hgH~ втрати напору в водопровідній мережі від бака до розрахункової точки, м.

 

 

Водонасосна установка з гідроакумулятором, який поповнюється в процесі роботи повітрям:

а—технологічна схема установки: 1 — електронасосний агрегат; 2 - вставка з каліброваним отвором для зливання води під час зупинки агрегата; 3 - муфта; 4 - зворотний клапан; 5 - щільовий клапан; 6, 7 і 8 - струмоведучі кабелі; 9 -ящик керування; 10 - запобіжний клапан;

11 - реле тиску; електрична схема керування установкою

Тиск вимикання визначається за залежністю

 
/\ = -
(2.2.6)

р±+л

0,6

Механічні та енергетичні характеристики насосів

Для сільськогосподарського водопостачання застосовують кілька тинів
насосів, серед яких найпоширенішими є відцентрові консольні насоси з
осьовим входом для води типу К, консольні насоси у моноблоці з
електродвигуном типу KM, заглибні відцентрові електронасоси EIJB. Крім
того, в окремих випадках застосовують вихрові насоси типів В і ВК.
Умовні позначення насосного агрегата розшифровуються так:
X XXX ХХ-ХХХ-ХХХ ХХХХ-ХХ
1 2 .3 4 5 6 7

1—порядковий номер конструктивного виконання;

2- тип агрегата (Е - електронасосний, Ц - відцентровий, В - для води);

3-характеристика типорозміру за діаметром скважитш, мм, зменше­ному в 25 разів і заокругленому;

4 4-подача, м3/год '>

55 - напір, м;

66-виконання агрегата (X—для роботи в скважинах з хімічно активною водою; Т —з підвищеною температурою води; Г —з підвищеним вмістом твердих механічних домішок; А—для роботи в умовах підвищених вимог з ударостійкості і сейсмостійкості);

77-кліматичне виконання і категорія розміщення.

8Механічні характеристики відцентрових насосів мають типову вентиляторну характеристику, яка описується рівнянням

9Г ,,

10Л/„
11(2.2.7)

12М0 + {М,июм0)

13де М0 - початковий момент (момент зрушення), // ■ м;

14Л/„ „,,„ - момент опору при номінальній кутовій швидкості, я • м і со:„,м Г номінальна кутова швидкість, с~х; а— поточна кутова швидкість, С;Л.

 

 

Рис. 60. Механічні характеристики відцентрового насоса:

1 - пуск при закритій засувці на напірному трубопроводі; 2 - пуск при відкритій засувці; 3 —лінія відкривання засувки після запуску насоса

Механічна характеристика рис. 60 залежить також від способу пуску. За технологією рекомендується запускати відцентровий насос із закритою засувкою на напірному трубопроводі (лінія 1), при цьому момент опору на

швидкості, близькій до номінальної, становить 0,4-0,5 А/„0„, тобто пуск

значно полегшений. Після запуску відкривають засувку (лінія 3) і характе­ристика насоса переходить у робочу точку А. Якщо при пуску засувка буде відкрита, то пуск проходитиме зі значно більшим моментом (лінія 2), і за певних обставин може порушитись умова Л/.. > М , наприклад у точці мінімального моменту двигуна.

Заглибні насоси оснащені зворотними клапанами тарілчастого або шарового типу, які утримують стовп води в трубопроводі при зупинці насоса і полегшують повторний запуск електронасосного агрегата.

Важливою особливістю відцентрових насосів є те, що їх подача пропорційна першому степеню, напір і момент статичних опорів -другому, а споживана потужність —третьому степеню кутової швидкості, Тому при визначенні потужності двигуна, необхідного для приводу насоса, треба враховувати розбіжність між номінальною і фактичною кутовими швидкостями.

Перерахування основних параметрів відцентрових насосів залежно від кутової швидкості можна виконати за формулами:

До енергетичних характеристик відцентрового насоса відносять залежність ККД (h), напору (Н), споживаної потужності (Р) від подачі Q, яка змінюється за рахунок зміни положення засувки (рис. 61), при цьому в точці Q=0 засувка на вихідному патрубку закрита повністю. Основним енергетичним показником, що буде визначальним при виборі режиму

роботи, є ККД насоса. Із ростом подачі води г\ насоса зростає до rjmax. Цій

точці відповідає оптимальне значення подачі Q rj. При виборі двигуна враховують, що з точки зору найменших втрат енергії т] повинно знаходи­тись у зоні (0,9-1,0) 77.,. • Це відповідає подачі насоса в межах Q.— Q .

Споживана двигуном потужність з ростом подачі теж зростає і для відцентрових насосів досягає максимуму при максимальній подачі та мінімальному напорі . Коли засувка повністю закрита (Q=0), двигун споживає мінімальну потужність, що підтверджує висновок про те, що пуск відцентрового насоса треба здійснювати при закритій засувці.

 

 


Рис.бІ.Енєргегичніхараісгеристики відцентрового насоса

Визначення потужності і вибір типу електродвигуна для приводу осів '

За даними попередньо вибраного насоса (QH шш, //,, м, rjH ш) визнача-

його розрахункову потужність Ріт,, кВт, за виразом

Qn,JP,,o;Pg

(2.2.6)

р*ф =

'і,,,, іо3 '

Де (?„.„,,, -подачанасоса, л,3/с \

Й,ыиш—висота підйому води (напір), м;

р - густина води, л<?/л;3,/?-1000;

g — прискорення вільного падіння, л,/с2;

7и ««м~ коефіцієнт корисної дії насоса.

Потужність привідного двигуна РіиНі, кВт, визначають за співвідно­сиш

Р >

К.Р

(2.2.8)

Де Чікр ~~ ККД передачі (при безпосередньому з'єднанні двигуна з )сом 7іЧ,=1,0,ДЛЯ клииопасової передачі-0,97);

К, -коефіцієнт запасу (і филотужності двигуна до 1,5 кВт А"7=1р»

від 1,5до4,0кВт-1,2; від4,0до35кВт-1,15;більше35кВт-1,1).

Для водопостачання ферм, комішексів, тепличних господарств, а також забезпечення побутових погреб населення найчастіше використовують елекіронасосні агрегати серії ЕЦВ, які піднімають воду з артезіанських свердловин глибиною 50-250 м. Ці насоси комплектуються спеціальними трифазними електродвигунами з короткозамкненим ротором серії ПЕДВ. Умовні позначення двигунів розшифровуються так: X ІІЕДВ XX XXX XX 12 3 4 5

1 -порядковий номер конструктивної розробки;

2 - тип двигуна: П - глибинний, ЕД - електродвигун, В -
водозапов пений;

3 — номінальна потужність двигуна, кВт;

4-зовнішній діаметр корпуса двигуна, мм;

5 - кліматичне виконання і категорія розміщення У5, Т5.

Основні конструктивні відмінності двигунів серії ПЕДВ від двигунів загального виконання (рис. 62):

• двиїун виконаний з подовженим ротором з метою зменшення зов­нішнього діаметра;

• двигун не мас самовентилянії, зокрема на роторі, охолодження здійснюється за рахунок води в свердловині, температура якої не повинна перевищувати +25°С;

• статор має стальну гладеньку трубу, в яку запресований пакет сталі;

• застосовані підшипники ковзання сталь—гума. Змащення підшип­ників здійснюється водою;

• обмотка статора виконана проводом ІІВДП-1 з вологостійкою полівініловою ізоляцією;

• перед зануренням у свердловину двигун заповнюється через
спеціальну пробку чистою водою, яка використовується для охолодження і
змащення;

• конструктивно виготовлений без лан і фланців (виконання ЇМ 9000), разом з насосом на колонці труб вертикально валом уверх. З'єднання двигуна з насосом - жорсткою муфтою;

• живлення до електродвигуна підводять спеціальними проводами марки ВІЇВ або ВПП.

Механічна характеристика цього двигуна дещо відрізняється від механічних характеристик двигунів загальної серії. Так, номінальне значення кратності пускового моменту для двигунів потужністю до 16 кВт становить 1, більше 16 кВт—0,85. Кратність максимального моменту дорівнює двом, кратність пускового струму — не більше семи.

Враховуючи низьку доігустиму температуру нагрівання ізоляції

обмоток статора (близько 60°С), двигуни допускаюсь до трьох умикань на годиігу з інтервалом між ними 5 хв.

Аварійними режимами для двигуна ІТЕДВ, крім короткого замикання, струмів перевантаження та обриву фази, є відсутність води в свердловині (сухий хід) та потрапляння забрудненої води всередину двигуна, що призводить до виходу з ладу підшипників.

Двигуни ПЕДВ призначені для тривалого режиму роботи.

Регулювання подачі насосів можна здійснювати такими способами:

1.Зміною кількості працюючих насосних агрегатів.

2.Дроселюванням (зміною положення засувки на трубопроводі).

3.Регулювання зміною частоти обертання електродвигуна.


 

Рис. 62. Конструктивний розріз заглибного електродвигуна ПЕДВ-28-140:


1 — -вал; 2 — пристрій скидання піску; 3 -вивідний і іривід; 4 - верхній підшипниковий щит; 5 - фіксуюче кільце; 6 -гумово-металева в гудка підшипника; 7-стальна втулка щшипника; 8 -обмотка статора; 9 ~ захисній циліндр; 10 - корпус; 11 - пакет сталі статера; 12 - обмотка ротора; 13 -підшипникова п'ята; 14-шпилька кріплення; 15-підп'ятник; 16-горігус підп'ятника; 17-діафрагма; 18-днише

 

 

 

 

Принципи автоматизації водонасосных установок

Залежно від конструкції водопідйомної установки, способу забору і подачі води в мережу та режиму роботи використовують такі принципи автоматичного керування:

• за рівнем води в гідроакумуляторній споруді (режим водопідйому);

• за рівнем води в свердловині чи колодязі (режим дренажу);

• за тиском стовпа води в гідроакумуляторній споруді (режим водо­підйому);

• за тиском у пневмогідроакумуляторі;

• за тиском води в системі зрошення;

• за програмою, складеною відповідно до технологічної карти водо­постачання чи зрошення.

Схема, побудована за будь-яким із цих принципів, повинна відповідати загальним вимогам: бути надійною в роботі, простою, з максимальною кількістю однотипних елементів, зручною у керуванні, ремонтопридатною, простою в обслуговуванні, дешевою.

Комплектні пристрої керування водонасосными установками

Установки водопостачання об'єктів сільськогосподарського вироб­ництва, як правило, надходять у вигляді комплектів обладнання: електронасос, станція керування, датчики, спеціальні проводи тощо.

Так, комплектний пристрій "'Каскад" залежно від типу ящика керування виконує такі функції:

• автоматичний пуск і зупинку електронасоса водопідйому (В) і
дренажу (Д) залежно від рівня води, відповідно, у водонапірному баці або
дренажній шахті;

• автоматичний пуск електронасоса в режимі водопідйому залежно від тиску стовпа води у водонапірній башті та автоматичну зупинку насоса в цьому режимі протягом часу, що заданий оператором (від 5 до 90 хв);

• місцевий пуск і зупинку електронасоса незалежно від рівня води а башті або тиску;

• дистанційний пуск і зупинку електронасоса;

• селективність запуску електронасоса з регульованою витримкою часу (2-30 с) місцевого та автоматичного керування за рівнем води;

• захист електродвигуна від перевантажень, коротких замикань та неновнофазних режимів;

• захист електродвигуна від "сухого ходу" за час не більше 0,5 с для пристроїв керування двигунами потужністю 4,5 кВт і вище;

• запам'ятовування аварії, тобто неможливість самовмикаштя після спрацювання будь-якого виду захисту;

• світлову сигналізацію з розшифруванням аварійної зупинки від перевантаження та "сухого ходу";

• контроль струму завантаження електродвигуна (амперметр в одній

фазі);

• подачі аварійного сигналу за межі пристрою;

• самозапуск електронасоса при короткочасному зникненні і віднов­ленні напруги мережі у межах 2 - ЗО с

Система автоматичного керування насосними агрегатами (САУНА) призначена для керування свердловинними відцентровими насосами з заглибними електродвигунами потужністю 1-11 кВт. Вона поєднує 8 типорозмірів станцій керування.

Функції, які виконує, станція керування:

• місцевий (ручний) пуск та зупинку електронасоса;

• дистанційне керування елекгроиасосом.додатковими реле РИС) та

РИВ;

• автоматичне керування в режимі водотдйому залежно від рівня

води в башті;

• автоматичне керування в режимі дренажу залежно від рівня води в

дренажній свердловині;

• захист електродвигуна від струмів коротких замикань, струмів перевантаження та неновнофазних режимів;

• сигналізація аварії ("Перевантаження");

• контроль струму завантаження двигуна.

Універсальна станція керування та захисту (УСУЗ) призначена для захисту та автоматичного керування глибинними електродвигунами потужністю до 11 кВт включно.

Схемою станції передбачена їїробота з електродними рівнями датчика води, реле тиску та електроконтактним манометром. Забезпечується захист електродвигуна від струмів коротких замикань, перевантаження, иеловнофазних режимів, зниження рівня води в свердловині. Крім того, передбачена світлова сигналізація про надмірне зниження опору ізолят обмотки статора двитуна.

Електроприеід насосних станцій зрошувальних систем

Вибір параметрів насоса для зрошення проводять із урахуванням зрошувальної норми - кількості води, У / га. яка вноситься в грунт за весь період вегетації рослин. Ця норма вноситься за кілька поливів, що прово­дяться в різні періоди сезону, і називається поливною нормою.

Норму подачі води q, л/с-га, називають гідромодулем і розраховую! за формулою

q = ^100% (2.2.9)

/гЗбОО

де а ~ "у р -частка даної культури в сівозміні;

 

Fj - площа, зайнята однією культурою, га;

Nr - поливна норма, м} / га ; t - поливний період, діб; т - тривалість поливу за одну добу, год/доб. За результатами розрахунків для всіх культур складають графік гідромодуля q(t), підсумовуючи водоиодачу, коли терміни водополиву збігаються. Щоб зменшити максимум подачі, графік упорядковують, зміщуючи терміни поливу.

Загальну кількість води, шо подається на всю площу, визначають за виразом

V<°* „ ' (2.2.10)

де Qpoq, - загальна подача води на всю площу, л/с;

F - площа, що зрошується, га;

її - ККД зрошувальної системи, який враховує втрати води, 7..=0,75.

Розрахунковий напір (Ніюір) визначають за геодезичними відмітками як різницю між рівнем води у водозабірній споруді та максимальною висотою подачі води з урахуванням втрат та необхідного надлишкового тиску. За цими даними вибирають насос зрошення, який може бути відцентровим або осьовим залежно від технологічної схеми, системи водозабору та параметрів водоиодачі.

Потужність двитуна для приводу насоса зрошення вибирають за тими самими залежностями, що й для насосів водопостачання.

Насоси тилів К, КМ, В, ВК, а також осьові {пропелерні) за механічною характеристикою, пусковими якостями, конструктивним виконанням не висувають особливих вимог до електродвигуна. Тому для їх приводу застосовують двигуни серії АИР з відповідним кліматичним виконанням і категорією розміщення (У1, У2, У5). На великих станціях зрошення з відцентровими або осьовими насосами потужністю до 300 кВт встановлюють асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором напругою 380 В при потужності до 100 кВт і 6300 В -до 300 кВт. Якщо розрахункова потужність насосної станції перевищує 300 кВт, встановлюють синхронні електродвигуни високої напруги.

Перевагою синхронних двигунів є незмінна і стійка частота обертання,

ГаКОЯСМОЖЛИВІСТЬ ВИКОПИСГаННЯ НИХ ЛЙИГГУШВ ЯК КОМПРМГЯТПГііи Wяктиопгги

потужності в електричній мережі. їх недолік - складні схеми пуску та автоматизації, які потребують високої кваліфікації обслуговуючого персоналу.

Пуск асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором потужністю 75-300 кВт здійснюють теж за спеціальними, але простішими схемами (реакторний, автотрансформаторний пуск).

Особливістю схем автоматизації насосних станцій зрошення є те, що, крім захисту електродвигуна від аварійних режимів і сигналізації, вони повинні передбачати заливання насоса водою перед пуском, керування засувками на вході та виході насоса, контроль тиску води в системі попередження гідравлічного удару, контроль рівня води у водозабірній споруді, вимірювання витрат води, керування рибоохоронними пристроями та ін.

На насосних станціях з асинхронними та синхронними двигунами великої потужності, крім того, має бути передбачений один з видів автоматичного запуску двигуна: за функцією часу, силою струму, частотою струму, з введенням у коло ротора додаткових опорів або реакторів, автотрансформаторний пуск та ін.

 

Питання для самоперевірки

1.За якими основними ознаками класифікуються технологічні схеми водопостачання ферм і комплексів?

2.Як визначити середньодобові витрати води?

3.Як визначити максимальні годинні втрати води?

4.Як визначити розрахунковий напір насоса?

5.Умови вибору насоса водопостачання.

6.Які типи насосів використовуються в системі водопостачання?

 

7.Як змінюються основні параметри насоса із зміною кутової швидкості?

8.Як визначити розрахункову потужність насоса?

9.Умови вибору двигуна насоса.

 

10.Що таке гідромодуль?

11.Основні конструктивні відмінності двигунів ГЇЕДІЗ від двигунів загального виконання;

12.Способи реіулювання подачі насосів водопостачання.

13.Які ви знаєте принцигш автоматичного керування водонасосними установками?

14.Особливості схем автоматизації насосних станцій зрошення.

 

15.Від яких аварійних режимів роботи необхідно захитати електродвигуни водонасосних установок?

16. Які ви знаете комплектні пристрої керування водо насосними установками?

17. Які функції керування виконує комплектний пристрій каскад?

 

Виконайте

Лабораторне заняття

Дослідження електропривода водонасосної установки.

Практичне заняття

Вибір насосної установки для водопостачання тваринницької ферми.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...