Статья опубликована в рамках: LXXXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 11 мая 2020 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:

Эйсмонт Я.А. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ХЛЕБОПЕКАРНОГО ЦЕХА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXXXIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(88). URL: https://sibac.info/archive/technic/5(88).pdf (дата обращения: 27.11.2024)

Проголосовать за статью

Конференция завершена

Эта статья набрала 2 голоса

Дипломы участников

У данной статьи нет
дипломов

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ХЛЕБОПЕКАРНОГО ЦЕХА

Эйсмонт Ян Антонович

студент кафедры «Электротехники и электроники», Гродненский государственный университет имени Янки Купалы,

Белорусь, г. Гродно

Кропочева Людмила Владимировна

научный руководитель,

доцент кафедры «Электротехники и электроники», Гродненский государственный университет имени Янки Купалы,

Беларусь, г. Гродно

Василишки - агрогородок в Щучинском районе Гродненской области с населением 2678 жителей [1]. Агрогородк не имеет собственного хлебзавода. Хлеб завозится из соседних городов – Щучина и Лиды, расположенных на расстоянии более 20 километров от агрогородка. Сегодня инфраструктура города обновляется, поэтому важно построить хлебозавод и обеспечить жителей свежим хлебобулочным ассортиментом.

Хлебозавод относится к предприятиям средней мощности [2], рассчитан на выработку 30 тонн хлебобулочных изделий в сутки при ежедневном односменном режиме работы. Продолжительность работы одной смены 8 часов.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ) по обеспечению надежности электроснабжения, хлебозавод относится ко 2-ой категории.[3]

Непосредственным объектом проектирования является хлебопекарный цех (состоит из отдельных цехов – мукомольного, тестоприготовительного и сырьевого). Хлебопекарный цех (пекарня) представляет собой здание площадью 1800 м². Высота составляет 6 м. Питание потребителей хлебопекарного цеха осуществляется от трансформаторной подстанции. Внутри пекарни находится сырьевое, вентиляционное отделение, моечные, горячий цех, отдел приготовления теста и другие помещения. Генплан хлебопекарного цеха представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Генплан хлебопекарного цеха

Внутрицеховые сети можно разделить на питающие и распределительные. Они могут быть выполнены как по магистральным, так и по радиальным схемам. На выбор схемы электроснабжения цеха влияют такие факторы как категория потребителей по надежности электроснабжения, взаимное расположение электроприёмников по площади цеха. При выборе схем учитывается также связанность электроприемников единым технологическим процессом и и их мощность. Важнейшим фактором, влияющим на выбор схем электронабжения цеха, является характеристика окружающей среды цеха.

В хлебопекарном цехе электроприёмники связаны единим технологическим процессом – приготовлением и выпечкой хлеба. В некоторых отделениях хлебопекарного цеха есть много электроприёмников, равномерно распределённых по площади отделения. В таких случаях используется магистральная схема электроснабжения предприятий.

Питание электроприёмников цеха осуществляется согласно схеме, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема электроснабжения электроприёмников цеха

Питание электроприёмников производится от цехового трансформатора по магистральной шине к пяти распределительным шкафам. От шин распределительного шкафа ШР1 питание получает оборудование отделения приготовления и хранения муки. От ШР2 – оборудование отделения созревания теста. От ШР3 – оборудование отделения формовки, разделки и упаковки. От ШР4 – оборудование вентиляционного отделения. От ШР5 – оборудование горячего цеха.

При проектировании систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок.

При проектировании промышленных предприятий электрические нагрузки определяют по средней мощности и коэффициенту расчетной мощности (методом коэффициента расчетной активной мощности):

Метод коэффициента расчётной активной мощности наиболее точен и применяется для расчета нагрузок на всех ступенях системы электроснабжения, но при условии наличия данных о каждом приемнике узла [4].

Исходные данные, необходимые для рассчётов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Исходные данные для определения электрических нагрузок

номер на ген. плане	наименование электроприёмника (ЭП)	количество ЭП	Установленная мощность ЭП, кВт	Коэффициент использования, К_И	Коэффициент мощности, cos φ
Распределительный пункт ШР1
16	Мукопросеиватель	1	1.8	0.8	0.8
17	Автомуковоз марки К-1040-э	1	22	0.06	0.5
18	Роторный питатель	1	1.1	0.8	0.8
19	Подъемник-загрузчик ПМ-ФЗ-01	1	2.8	0.06	0.5
24,25	Тестомесильная машина Восход Прима-300Р	2	17.6	0.16	0.5
10,11	Установка «Климат-050	2	20	0.7	0.9
Распределительный пункт ШР2
20	Подъемник-загрузчик ПМ-ФЗ-01	1	2.8	0.06	0.5
22,23	Шкаф расстоечный Восход Бриз 3,0	2	2.2	0.75	0.85
50,51	Кондиционер ALV-N753H	2	20	0.65	0.8
47,48	Кондиционер	2	10	0.65	0.8
49	Кондиционер	1	3.5	0.65	0.8
Распределительный пункт ШР3
21	Подъемник-загрузчик ПМ-ФЗ-01	1	2.8	0.06	0.5
26	Миксер планетарный Miratek MG-20	1	1.1	0.7	0.8
27	Тестораскаточная машина Восход Ролл-автоматик М1	1	1.7	0.16	0.5
28,29	Тестоотсадочная машина ОДМ-1-600 Киви с вращением насадок	2	1	0.16	0.5
31	Пищевой принтер Пищевик-4	1	0.05	0.16	0.5
30	Хлеборезка ручная EVA Junior 54	1	0.37	0.16	0.5
12,13	Установка «Климат-050	2	20	0.7	0.9
32,33	Вертикальная упаковочная машина BRONKOMATIC-520T	2	5.5	0.16	0.5
41	Стерилизатор ПМ-ФС1	1	7	0.3	0.4
42	Аппарат для мойки HD-658	1	2.8	0.3	0.4
Распределительный пункт ШР4
43,44, 45,46	Вытяжная вентсистема	4	15	0.65	0.8
40	Камера холодильная сборная	1	10	0.7	0.85
14,15	Установка «Климат-050	2	20	0.7	0.9
37	Приточная установка «Эльф 9»	1	15	0.7	0.9
38,39	Кондиционер ALV-N753H	2	20	0.65	0.8
Распределительный пункт ШР5
1	Котёл КПЭ-60	1	3.5	0.6	1.0
2,3	Ротационная печь электрическая Восход Муссон-ротор модель 33	2	23.5	0.5	0.95
4,5	Конвекционная печь «ФОТОН 3.0»	2	19	0.5	0.95
6	Холодильная машина	1	4	0.7	0.85
7	Вытяжная установка	1	7	0.65	0.8
8,9	Приточная установка	2	4.5	0.7	0.9
Магистральный шинопровод – отдельные ЭП
34,35, 36	Линия производства хлебобулочных изделий	3	30	0.5	0.7

Произведём расчет для группы электроприёмников, питающихся от распределительного шкафа 1 (ШР1).

Определяем установленную мощность группы электроприёмников:

Σ Р_н = 1.8 + 22 + 1.1 + 2.8 + 2∙17.6 + 2∙20 = 102.9 кВт

Зная коэффициенты использования К_и каждого электроприёмника группы, а также коэффициеты мощности, определяем расчетные величины ΣК_и·Р_н ; ΣК _и∙Р_н· tgφ и n·p_н²:

Σ К_и·Р_н = 1.8 ∙ 0.8 + 22 ∙ 0.06 + 1.1 ∙ 0.8 + 2.8 ∙ 0.06 + 2 ∙ 17.6 ∙ 0.16 + 2 ∙ 20 ∙ 0.7 = 37.44 кВт

Σ К_и·Р_н∙ tgφ = 1.8 ∙ 0.8 ∙ 0.75 + 22 ∙ 0.06 ∙ 1.73 + 1.1 ∙ 0.8 ∙ 0.75 + 2.8 ∙ 0.06 ∙ 1.73 + 2 ∙ 17.6 ∙ 0.16 ∙ 1.73 + 2 ∙ 20 ∙ 0.7 ∙ 0.484 = 27.61 кВар

Σ n∙ P_н² = 1∙ 1.8² + 1∙ 22² +1 ∙ 1.1² + 1 ∙ 2.8² + 2∙17.6² + 2∙20² = 1916

Определяем эффективное число электроприемников по выражению:

= 5.527

Округляем n_Э до ближайшего меньшего числа, т.е. до n_Э=5. По табл 3.3 [с.72,1] для n_Э=5 и к_И=0,43 (средний из имеющихся) определяем коэффициент расчетной нагрузки к_Р = 1.16.

Расчетная активная нагрузка определяется по выражению:

P_p = K_Р∙ Σ К_и·Р_н = 43.43 кВт

Расчетная реактивная нагрузка по выражению (при n_Э<10):

Q_P = 1.1∙Σ К_и·Р_н∙ tgφ = 30.37 кВар

Расчетная полная нагрузка по выражению:

= 52.996 кВА

Расчетный ток определим по формуле:

= 80.519 А

Аналогично производим расчет для оставшихся распределительных шин (ШР), расчетные данные заносим в таблицу 2.

Таблица 2.

Электрические нагрузки цеха

Шина	Активная нагрузка P_p , кВт	Реактивная нагрузка Q_P, кВар	Полная нагрузка ,кВА	Расчётный ток , А
ШР1	43.43	30.37	52.996	80.519
ШР2	49.217	36.622	61.348	93.208
ШР3	48.016	29.877	56.522	85.922
ШР4	110.5	78.896	135.775	206.289
ШР5	61.745	24.398	66.391	100.87
ШМА	60.3	50.49	78.647	119.492

Определение электрических нагрузок является лишь начальным, но очень важным этапом проектирования любой системы электроснабжения. В случае занижения расчетных нагрузок произойдёт уменьшение пропускной способности сети. В результате нарушается нормальное функционирование предприятия. Завышение расчетных нагрузок приводит к излишним капиталовложениям в строительство сетей электроснабжения. Поэтому точное определение расчетных нагрузок является одним из основополагающих этапов проектирования любой электрической сети в промышленности [4].

Список литературы:

Василишки – агрогородок в Беларуси [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://wiki2.org/ru/Василишки (Дата обращения: 07.05.2020).
Классификация промышленных предприятий по мощности [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studopedia.ru/8_69554_klassifikatsiya-predpriyatiy-i-ee-prakticheskoe-znachenie.html (Дата обращения: 07.05.2020).
Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения согласно ПУЭ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pozhproekt.ru/nsis/Pue/Izd_7/pue_7_1_2.htm (Дата обращения: 07.05.2020).
Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие./ Л.П. Сумарокова; Томский политехнический университет – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 288 с.