Организация электротехнической службы в хозяйстве

Электронагревательные установки. В сельскохозяйственном производстве широко применяют электроэнергию для подогрева воздуха, воды, почвы, строительных конструкций, машин и механизмов. Для этих целей используют разнообразные электронагревательные установки. В последние годы темпы внедрения таких установок резко возросли.

Для нагрева воздуха  предназначены электрокалориферные , установки типа СФОА мощностью 22,5; 45; 67,5 и до 90 кВт и агрегаты типа СФОЦ пяти типоразмеров: 16, 25, 40, 60, 100 кВт Последние имеют меньшие габаритные размеры и массу, улучшенные технологические показатели и эксплуатационные свойства. Они могут работать в условиях повышенной влажности воздуха (до 95%) с периодической обработке;" дезинфицирующими растворами. Срок службы электронагревательных элементов таких установок увеличен с 6000 до 8000 ч. Электрокалориферные установки имеют автоматическое ступенчатое регулирование теплопроизводительности за счет включения и отключения секции нагревателей.

Для подогрева воды используют элементные емкостные электронагреватели серии САОС, ВЭТ и УАП мощностью 6, 10, 16, 33 кВт и вместимостью 200, 400, 800, 1600 л. Проточные элементные электроводоподогреватели типа ВЭП-600 и ЭПВ-2А обеспечивают подогрев воды в системах автопоения животных или для технологических нужд производства. Электродные котлы типа ЭПЗ, КЭВ мощностью 25, 60, 100 кВт используют в системах водяного отопления сельскохозяйственных помещений. Перечисленные электроводонагреватели постоянно совершенствуются, и в эксплуатации находятся их различные конструктивные исполнения.

В установках для местного обогрева молодняка животных применяют всевозможные средства электрообогрева.

Для обогрева снизу используют электрообогреваемые полы и коврики (панели) различной конструкции. В  свинарниках-маточниках получили распространение бетонные электрообогреваемые полы с нагревательными элементами из стальных проводов марки ПОСХВ и ПОСХВТ Промышленность выпускает электрообогреваемые коврики ЭП-935, представляющие собой маты из химостойкой резины, внутри которой равномерно распределен стальной нагревательный провод. Существуют другие модификации таких изделий, в том числе и с пленочными электронагревательными элементами, разработанными в Белорусском институте механизации сельского хозяйства (БИМСХ)

Для обогрева сбоку применяют  разнообразные электрообогреваемые панели. Бетонная панель конструкции Центрального научно-исследовательского и проектно-технологиче-ского института механизации и электрификации животноводства (ЦНИПТИМЕЖ) имеет мощность 1,6 кВт, габаритные размеры 1640X820X50 мм и массу 155 кг Электрообогреватель РТЭ бетонной или кирпичной конструкции Саратовского института механизации сельского хозяйства (СИМСХ) при мощности 9 кВт имеет гораздо большую массу и размеры (1500 кг, 9000X600X110 мм) и относится к электрообогревателям теп-лоаккумулирующего типа. Это позволяет отключать его без ущерба для микроклимата помещения в утренние и вечерние часы наибольших нагрузок энергосистемы. В результате выравнивается график электропотребления и повышается надежность теплоснабжения объектов при аварийных перерывах подачи электроэнергии.

Электроосветительные и облучательные установки. Источники оптического излучения применяют для внутреннего и наружного освещения, технологического облучения молодняка животных и растений, предпосевной обработки семян и обеззараживания воздуха (всего 50 технологических процессов используют искусственное оптическое излучение)

В качестве источников общего назначения используют лампы накаливания типа Н-220, В-220-235, Б-270-235, КГ-220-1000 мощностью 25, 40, 60, 100, 150 Вт, люминесцентные лампы серии ЛБР и ртутные дуговые лампы высокого давления ДРЛ мощностью 125, 250, 400, 700, 1000 Вт Их применяют в светильниках открытого, закрытого, влаго-, пыле- и взрывозащит-ного исполнения.

Для ультрафиолетового  облучения животных и птицы применяют эритемные облучатели ЭО1-ЗОМ, ЗО-1 и ЗО-2; светильники-облучатели ОЭСП 02-2x40; .облучатели ОРК и ОРКД11, механизированные облучающие установки УО-4 и УОК-1.

Сметанное назначение имеет  комбинированный облучатель ИКУФ (две  инфракрасные лампы ИК.ЗК-220-250 и одна ультрафиолетовая эритемная лампа ЛЭ-15) В последнее время инфракрасные лампы заменяют низкотемпературными электронагревательными элементами сопротивления, что повышает стабильность КПД облучателя в процессе эксплуатации и срок слух<бы источника излучения до 10000 ч.

В тепличном хозяйстве применяют облучатели ОТ 400 с лампами ДРЛФ-400, РСП 15x2000 с лампами ДРЛ-200 и др.

Пускозащитная аппаратура. Для неавтоматического и нечастого включения, отключения и переключения электрических цепей, а также пуска (останова) двигателей до 10 кВт используют рубильники и переключатели. Они рассчитаны на продолжительную работу при температуре от —40 до +35°С и относительной влажности не более 80% В животноводческих помещениях для этих целей предназначены пыленепроницаемые и водозащищенные ящики управления серии ЯРВ и ЯПВ, которые могут работать при температуре от —40 до +40"С и относительной влажности до 98%

Дистанционное управление электроприемниками осуществляют магнитными пускателями типа ПМЕ, ПАЕ, ПМА или контакторами серии КВТ и КТ-600. Освоено производство новых пускателей типа ПМЛ. Все эти аппараты различают по назначению, защищенности, габаритным размерам и другим параметрам.

Для нечастых оперативных  коммутаций и защиты цепей от коротких замыканий или перегрузок широко используют установочные автоматические выключатели (автоматы) типа АП 50, А 63, АЕ 2000 и А 3100. Они имеют широкую шкалу номинальных токов, видов расцепителей и токов их срабатывания. Каждый тип автомата предназначен для работы в регламентированных его паспортными данными условиях окружающей среды.

Защиту электроустановок от коротких замыканий осуществляют плавкими предохранителями (ПРС, НПН-2, ПН-2 и другие) или расцепителями автоматических выключателей. Последние имеют лучшие защитные характеристики (при правильной настройке)

Защиту перегрузок выполняют  при помощи тепловых реле с биметаллическими элементами типа ТРИ, ТРП, которые встраивают в магнитные пускатели и автоматические выключатели. Двухэлементные реле не полностью удовлетворяют эксплуатационным требованиям, поэтому их заменяют новыми трехполюсными аппаратами типа РТЛ. Более совершенная защита двигателей — встроенная температурная защита типа УВТЗ Она реагирует непосредственно на температуру обмоток двигателя и отключает его при заданном перегреве. Однако по ряду причин такие устройства применяют у 5 7% сельскохозяйственных приводов. Новая модификация УВТЗ-5 реагирует и на нескмметрию напряжения сети.    

Совершенствование пускозащитной  аппаратуры осуществляется за счет применения новой элементной базы — тиристоров - герконов и т п., а также за счет разработки новых систем автоматизации производственных процессов: шкафов типа ШЛИ 5909 для управления навозоуборочными транспортерами, устройств ЯАА 5301 для управления кормоприготовительными машинами, комплектов оборудования типа «Климат», ПВУ для управления температурно-влажностным режимом помещения, станций КЦС для управления кормоцехами и т д.

Электроснабжение колхозов и совхозов осуществляется по следующей  типовой схеме. Районная подстанция средней мощностью 3300 кВ-А питает 4 5 воздушных линий 10 кВ, имеющих среднюю длину 30 км; к каждой линии 10 кВ подключено от 20 до 60 трансформаторных пунктов (средняя мощность ПО кВ-А), от распределительного пункта отходят 3 4 воздушные линии 0,4 кВ средней длиной 0,4 км.

Из общего числа трансформаторных подстанций хозяйства используют в  животноводстве около 27%, растениеводстве—10, подсобных предприятиях—14 и коммунально-бытовом  секторе— 49% Средняя длина низковольтных линий перечисленных потребителей соответственно равна 250, 100, 150, 700 м. Данные о трансформаторах сельских потребительских подстанций приведены в таблице 1.4.

Многономенклатурность электрооборудования, применяемого в сельском хозяйстве, создает определенные трудности при организации его эффективной эксплуатации. Это относится к планированию работ по техническому обслуживанию и ремонту, созданию и размещению резервного фонда электрооборудования, организации электротехнических служб и т п. Для конкретизации задач эксплуатации используют сведения о парке электрооборудования колхозов и совхозов.

Производственные особенности хозяйства определяют различие характеристик его парка электрооборудования. Наибольшее число электрооборудования имеют совхозы скотоводческо-зернового направления, а крупные животноводческие комплексы по этому показателю не уступают промышленным предприятиям. Так, относительно небольшой свиноводческий комплекс на 24 тыс. голов имеет 700 электродвигателей с пускозащитной аппаратурой, свыше 1300 светильников, более 40 км силовых и осветительных электропроводок, 40 силовых распределительных шкафов, 124 станции управления и много другого электрооборудования.

Таким образом, развитие сельскохозяйственной отрасли  по пути интенсификации производства и агропромышленной интеграции сопровождается резким ростом потребления электроэнергии и масштабов использования электрооборудования в колхозах и совхозах. Специфическая особенность парка электрооборудования хозяйств состоит в огромной номенклатуре электроустановок при относительно небольшой их средней мощности и малой повторяемости однотипных типоразмеров электрооборудования.

1.2 Условия эксплуатации электрооборудования

Использование электрооборудования характеризуется его занятостью в течение суток и в течение года, нагрузочными и пусковыми режимами, а также требованиями электрифицированных объектов к его надежности.

Сельскохозяйственное  производство имеет ярко выраженный сезонный характер и суточную цикличность работ технологического оборудования. Эти особенности ограничивают годовое число часов использования электрооборудования. Например, около 30% двигателей используют менее 500 ч/год, 50%—до 1000 ч/год и лишь остальные — более 1000 ч/год. Часть двигателей (12%) работают всего 1,5 . 2,0 ч/сут Средняя продолжительность использования в сельском хозяйстве не превышает 800 ч/год, хотя двигатели проектируют на занятость в течение 1500 ч/год.

Эти особенности  ухудшают результаты эксплуатации. Кратковременный режим работы, в частности в животноводстве, обусловливает длительное нахождение электрооборудования в отключенном состоянии под воздействием агрессивных факторов внешней среды, что приводит к увлажнению изоляции и другим отрицательным последствиям. Сезонность использования требует проведения дополнительных работ по консервации, хранению и расконсервации электрооборудования.

Приводные характеристики многих сельскохозяйственных машин и механизмов имеют свои особенности, которые характеризуются нестабильностью загрузки из-за неравномерной подачи материалов, неоднородности обрабатываемой продукции и других технологических причин. Это приводит к низкой средней загрузке двигателей при большой вероятности кратковременных перегрузок. Почти 50% электроприводов имеют переменную и резкопеременную нагрузки, что вызывает повышенную вибрацию двигателя и износ его изоляции, затрудняет надежную работу устройств защиты. Лишь электроприводы нерегулируемых вентиляторов и насосов имеют постоянную нагрузку В целом уровень загрузки изменяется в широких пределах: от номинальной (около 20% двигателей) до 35% загрузки (около 25% двигателей)

Низкие показатели занятости и загрузки двигателей ухудшают экономичность эксплуатации электрооборудования за счет низкого уровня использования его потенциальных возможностей.

Ко многим сельскохозяйственным электроприводам предъявляют повышенные требования в части их надежности. Около 35% двигателей заняты на ответственных объектах, для которых допустимое время простоя при отказе электрооборудования составляет 1 2 ч, а возможный технологический ущерб в 3 6 раз превышает стоимость капитального ремонта отказавшего электрооборудования. В связи с интенсивным применением поточных технологических линий ответственность электрооборудования повышается еще больше, так как отказ одного элемента приводит к простою всей линии.

 1.3 Причины и закономерности появления отказов

 Общее представление о причинах и закономерностях появления отказов электрооборудования можно получить при анализе надежности его отдельных элементов.

 Рассмотрим, к примеру, обмотку асинхронного двигателя и выясним причины ее отказов. Известно, что обмотка работоспособна до тех пор, пока имеет правильное соединение и достаточную прочность (электрическую, тепловую и механическую) Нарушение любого из названных параметров приводит к отказу обмотки.

 Такие нарушения могут возникнуть из-за выбора заниженного класса изоляции провода при конструировании, а также из-за повреждения проводов при укладке обмотки в статор при изготовлении и ошибочном включении двигателя на повышенное напряжение при эксплуатации. Все эти причины образуют группу субъективных факторов надежности.

 Вместе с тем при эксплуатации на обмотку воздействует много объективных факторов — влажность, запыленность, вибрация и т д. Те из них, которые приводят к отказам из-за старения или износа элементов электрооборудования, условно называют внутренними объективными факторами, а остальные — внешними.

 Таким образом, причины, вызывающие отказы электрооборудования, подразделяют на объективные и субъективные. К группе субъективных факторов относят конструкционные, производственные и эксплуатационные, а объективных — внутренние и внешние дестабилизирующие воздействия.

 Конструкционные отказы обусловлены следующими ошибками при проектировании электрооборудования: нарушение требований стандартов, занижение запаса прочности, недостаточная проработка электрических схем или конструкций узлов.

 Производственные отказы вызваны нарушениями технологии изготовления, применением некондиционных материалов, недостаточным контролем качества изделий и т д.