Сегодня: 24 | 09 | 2020

Навчальний посібник Автоматизація технологічних процесів і систем автоматичного керування (частина 4)

ЗАПИТАННЯ

1. Поясніть необхідність використання контролю і обліку сільськогосподарської продукції? 2. Поясніть призначення технічних засобів автоматики під час контрою і обліку сільськогосподарської продукції? 3. Які операції виконують перед закладанням зерна і зернопродуктів на збереження в зернові елеватори? 4. Поясніть принципи роботи систем автоматичного сортування бульб картоплі, плодів томатів, яблук, листя тютюну і яєць. 5. Поясніть роботу установки автоматичного сортування бульб картоплі по технологічній схемі. 6. Поясніть роботу установки автоматичного сортування томатів по схемі. 7. Поясніть роботу установки автоматичного сортування яблук. 8. Поясніть роботу установки автоматичного сортування листя тютюну по схемі. 9. Поясніть роботу установки діелектричного сепаратора насіння.

ТЕСТИ

1. Які параметри контролюють під час зберігання зерна на зернових елеваторах?

A. Для успішного збереження зерна на зернових елеваторах необхідно періодично контролювати температуру зернової маси

B. Для успішного збереження зерна на зернових елеваторах необхідно періодично контролювати вологість зернової маси

C. Для успішного збереження зерна на зернових елеваторах необхідно періодично контролювати вологість і температуру зернової маси.

2. Коли виникає самозігрівання зерна на елеваторах?

A. Самозігрівання вологої зернової маси виникає внаслідок біохімічних процесів, що протікають у ній.

B. Самозігрівання вологої зернової маси виникає внаслідок біохімічних процесів, що протікають у ній, і поганої теплопровідності.

C. Самозігрівання вологої зернової маси виникає внаслідок і поганої теплопровідності.

3. Який принцип використовується на установці для автоматичного сортування картоплі?

A. Використовується оптична установка для автоматичного сортування бульб картоплі, що використовує спектральні характеристики коефіцієнтів відображення бульб

B. Використовується оптична установка для автоматичного сортування бульб картоплі.

C. Використовуються спектральні характеристики коефіцієнтів відображення бульб

РОЗДІЛ 7 АВТОМАТИЗАЦІЯ ЕНЕРГОПОСТАЧАННЯ

7.1. АВТОМАТИЗАЦІЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ СПОЖИВАЧІВ

Під енергопостачанням розуміється надійне і безперебійне забезпечення сільських споживачів електричною енергією, газом, гарячими повітрям і водою, парою і холодом.

Без пристроїв і систем автоматики неможливо організувати економічне, надійне і безперебійне енергопостачання сільських споживачів.

Без автоматичних пристроїв захисту і блокування, керування і регулювання, виміру і сигналізації людина не в змозі швидко знайти й усунути пошкодження, а також керувати швидкопротікаючими технологічними процесами в установках електропостачання.

Завдяки автоматизації підвищується забезпечення безперебійного електропостачання сільських споживачів і надійність роботи електроустаткування, скорочується кількість обслуговуючого персоналу й експлуатаційні витрати, зростає якість електричної енергії і швидкість керування технологічними процесами, знижується собівартість виробленої електроенергії і поліпшуються умови роботи обслуговуючого персоналу.

В установках сільського електропостачання широке застосування знайшли різні пристрої автоматики енергосистем.

Пристрої автоматичного захисту захищають електричні установки від ненормальних (перевантаження, зниження чи підвищення напруги і частоти) і аварійних (короткі замикання, неповнофазні режими, атмосферні перенапруги і т. п.) режимів. Захист виконують за допомогою плавких запобіжників, теплових розчіплювачів, магнітних пускачів, теплових і електромагнітних розчіплювачів автоматів і різних реле.

Пристрої автоматичного секціювання мереж дозволяють зберегти електропостачання основної маси споживачів шляхом автоматичного відключення пошкодженої ділянки мережі і частини споживачів, що живляться від цієї ділянки.

Автоматичне повторне включення (АПВ) забезпечує збереженість електропостачання шляхом автоматичного відключення пошкодженої ділянки на короткий час, а потім зворотного його включення після усунення в безструмову паузу короткого замикання. Звичайно такі минаючі (хитливі) короткі замикання спостерігаються в лініях електропередач. Завдяки АПВ число перерв у постачанні споживачів електричною енергією значно знизилося. До 80% загального числа споживачів, відключених при виникненні коротких замикань, успішно автоматично повторно включаються в експлуатацію. Це пояснюється тим, що в період безструмової паузи (від часток секунди до декількох секунд) короткі замикання самоусуваються, оскільки електрична міцність пошкодженого елемента ізоляції при короткочасному відключенні в більшості випадків відновлюється.

Пристрою АПВ випускають як однократними, так і двох - і триразовими, тобто два і три рази виконують спробу автоматичного повторного включення після відключення лінії захистом. Схеми багаторазових пристроїв АПВ значно складніше однократних, тому їхнє застосування в сільському електропостачанні може бути виправдано лише на відповідальних установках.

Автоматичне включення резервного Обладнання (АВР) забезпечує безперебійність електропостачання за допомогою швидкого автоматичного відключення релейним захистом пошкодженого обладнання і підключення резервного обладнання чи джерела електроенергії.

Якщо АПВ повторно включає лінію електропередачі, то пристрій АВР включає резервне джерело електроенергії (силовий трансформатор, резервну електромережу чи дизельну електростанцію) при виході з роботи основного.

Пристрої АВР відносно прості, і вартість їх незначна, тому економічний ефект від їхнього впровадження істотно помітний. Пристрої АВР ефективно використовують при електропостачанні тваринницьких комплексів, що мають частину споживачів першої і другої категорій.

Тривалість дії пристроїв АПВ і АВР у загальному випадку обмежується двома умовами. По-перше, час безструмової паузи повинне бути більше часу деіонізації середовища в місці короткого замикання і менше часу, що забезпечує самозапуск включених двигунів після відновлення напруги. Час рекомендується для АВР приймати рівним 0,5..1,5 с, для однократного АПВ—0,5...2 с, для дворазового АПВ у другому циклі — 10...15 с.

При оперативному відключенні джерел електропостачання пристрої АПВ і АВР виводяться з роботи, тобто вони не виконують повторного включення і включення резервного джерела.

Автоматичне частотне розвантаження джерела електропостачання (АЧР) запобігає надмірне зниження частоти, що загрожує розвитком аварії, шляхом примусового автоматичного відключення маловідповідальних споживачів при зниженні чистоти через дефіцит потужності. Пристрої АЧР при зниженні частоти до 40...47 Гц (в залежності від конкретних енергосистем) по черзі відключають невідповідальні споживачі такою сумарною потужністю, щоб частота відновилася до 48...49,5 Гц. Сільські електроспоживачі поки не охоплені пристроями АЧР, хоча для тваринницьких комплексів вони обов'язкові.

Автоматичне регулювання збудження генераторів і напруги в мережах забезпечує підтримку напруги в електроспоживачів на заданому рівні. Для більшості сільських споживачів відхилення напруги допускають від —7,5 до +7,5%, а для тваринницьких комплексів промислового типу — як для загальнопромислових споживачів: для електродвигунів і їхньої апаратури керування від —5 до +10%, для інших електроприймачів від —5 до +5% номінальної напруги.

Задане навантаження на шинах електростанцій забезпечується регуляторами збудження генераторів, на шинах підстанцій — пристроями автоматичного переключення під навантаженням відгалужень силового трансформатора, в електромережах і безпосередньо в електроспоживачах — статичними конденсаторами, що одночасно використовують як компенсатори реактивної потужності.

Пристрої автоматики для автоматичного пуску й зупинки електрогенеруючих агрегатів, автоматичного включення генераторів на паралельну роботу, регулювання частоти і розподілу активної потужності між паралельно працюючими агрегатами застосовують на дизельних, гідравлічних і вітрових електростанціях сільськогосподарського призначення, у тому числі використовуваних як резервні джерела.

Крім того, в установках сільського електропостачання широко використовуються різного призначення автоматичні пристрої виміру, контролю і сигналізації, що дозволяють обслуговуючому персоналу стежити за режимами роботи установок і швидко визначати причину і порушення нормального режиму і місце аварій. Схеми і пристрої автоматизації перерахованих технологічних процесів електропостачання розглядаються в курсі «Електропостачання сільського господарства».

ЗАПИТАННЯ

1. Що розуміється під енергопостачанням сільських споживачів? 2 Що забезпечує автоматизація електропостачання сільських споживачів? 3. Для чого використовують пристрої автоматичного захисту в установках сільського електропостачання? 4. Для чого використовуються пристрої автоматичного секціювання в установках сільського електропостачання? 5. Для чого використовуються автоматичне повторне включення (АПВ) в установках сільського електропостачання? 6. Що забезпечує використання автоматичного включення резервного устаткування в установках сільського електропостачання? 7. Для чого використовуються автоматичне частотне розвантаження джерела електропостачання (АЧР) в установках сільського електропостачання? 8. Для чого використовуються різного призначення автоматичні пристрої виміру, контролю і сигналізації в установках сільського електропостачання?

ТЕСТИ

1. За допомогою яких пристроїв здійснюється автоматичний захист в установках сільського електропостачання?

A. Захист виконують за допомогою плавких запобіжників, теплових розчіплювачів, магнітних пускачів

B. Захист виконують за допомогою плавких запобіжників, теплових розчіплювачів, магнітних пускачів, теплових і електромагнітних розчіплювачів автоматів і різних реле.

C. Захист виконують за допомогою теплових і електромагнітних розчіплювачів автоматів і різних реле

2. Що являється резервним джерелом електроенергії в системах сільського електропостачання?

A. Резервним джерелом електроенергії в системах сільського електропостачання являється силовий трансформатор, резервна електромережа, дизельна електростанція.

B. Резервним джерелом електроенергії в системах сільського електропостачання являється силовий трансформатор, резервна електромережа.

C. Резервним джерелом електроенергії в системах сільського електропостачання являється дизельна електростанція.

3. Що забезпечує використання автоматичного регулювання збудження генераторів і напруги в мережах сільського електропостачання?

A. Автоматичне регулювання збудження генераторів і напруги в мережах забезпечує підтримку напруги в електроспоживача на більшому рівні

B. Автоматичне регулювання збудження генераторів і напруги в мережах забезпечує підтримку напруги в електроспоживача на нижчому рівні

C. Автоматичне регулювання збудження генераторів і напруги в мережах забезпечує підтримку напруги в електроспоживача на заданому рівні

7.2. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРІВ

Теплогенератори являють собою пристрої для нагрівання повітря продуктами згоряння рідкого палива без посереднього контакту їх з повітрям, що нагрівається. Теплогенератори призначені для опалення і вентиляції тваринницьких та інших виробничих приміщень.

При теплогенераторному опаленні приміщень можна обійтись без спорудження котелень, прокладання теплотрас, які дорого коштують.

Найбільше застосування знайшли теплогенератори ТГ-75, ТГ-1, ТГ-2,5, ТГ-150, ТГ-350 і ТГ-500. Вони забезпечують підігрів від 5,3 до 25 тис. м3/год. повітря до 60 °С, витрачаючи від 9 до 50 кг/год. рідкого палива.

Технологічна схеми теплогенератора ТГ показані на рис. 7.1.

Рисунок 7.1. Технологічна схеми теплогенератора

Теплогенератор складається з корпуса 10, до якого приєднані або вбудовані в нього вентилятор 1 повітря, що підігрівається, вентилятор 2 топкового блока, пальник 5 з диффузорними розпилювачами палива, камера газифікації 7, топкова камера 8, теплообмінник - повітронагрівач 9, димар 11. Паливо подається в топку по паливопроводу 3 і розпорошується повітрям від вентилятора 2. Відкриття і закриття паливопроводу здійснює електромагнітний вентиль YА, запалюють топку за допомогою електроікрових електродів 6, для контролю наявності полум'я призначений фоторезистор 4.

Повітря через теплообмінник теплогенератора продувається за допомогою вентилятора з електроприводом. Теплообмінник складається з камери згоряння і радіатора. Продукти згоряння віддають 82—86 % теплоти повітрю, що проходить через теплогенератор, і через димохід видаляються в атмосферу. Для спалювання рідкого палива призначений спеціальний пальник. Розпилена повітряно-паливна суміш запалюється електроіскрою, що виникає на електродах запалювання від підвищувального трансформатора. Електроди закріплені на ізоляторах. Наявність факелу контролюється двома фоторезисторами, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус пальника.

Схема керування теплогенератором передбачає можливість його роботи в трьох режимах: опалення автоматичне, опалення ручне, вентиляція ручна.

Система автоматичного керування теплогенератором складається з напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, програмного блоку, блоку запалювання, блоку контролю нагрівання і датчика аварійного перегрівання, блоку слідкування за наявністю факелу в камері згоряння, блоку сигналізації.

Принципова електрична схеми зображені на рисунку 7.2. У режимі автоматичного керування перемикачі SA1 і SA2 перебувають в положенні А. Якщо температура в приміщенні внаслідок вентиляції стає нижче заданої, контакти напівпровідникового терморегулятора Р замикаються, отримують живлення реле часу КТ і проміжне реле KV1, яке вимикає магнітний пускач КМ1 електровентилятора M1. Вентиляція приміщення припиняється.

Через 5 с після вмикання реле часу замикається його контакт КТ4 і магнітний пускач КМ2 отримує живлення (по колу контактів КТ3, КТ4, SA2, КТ1 і SK3). Вмикається двигун вентилятора пальника М2 і починається продувка камери згоряння.

Через 20—25 с замикаються контакти КТ2 реле часу і напруга подається на високовольтний трансформатор запалювання TV, вмикається електромагнітний клапан YA, що відкриває доступ палива до камери згоряння. Від іскри трансформатора TV повітряно-паливна суміш запалюється і освітлює камеру згоряння. Під дією світла опір R фотореле BL Зменшується, що викликає спрацювання спочатку проміжного реле KV3, а потім і реле KV2, контакти якого KV2.2. і KV2.3 вимикають трансформатор запалювання TV і реле часу КТ.

Коли камера згоряння прогрівається, розмикаються контакти датчиків температури SK1 і SK2, реле KV1 втрачає живлення і своїми розмикаючими контактами КV1.1 вмикає котушку магнітного пускача КМ1, через силові контакти якого отримує живлення електродвигун вентилятора M1. У приміщення починає надходити повітря, нагріте в теплогенераторі. Коли температура теплогенератора перевищить допустиме значення, контакти датчика SK3 розімкнуться і магнітний пускач КМ2 зупинить роботу агрегату.

Рисунок 7.2. Принципова електрична схеми теплогенератора ТГ.

Якщо пуск теплогенератора триває більше ніж 25 с і стає безуспішним, то розмикаючий контакт КТ1 вимикає електромагнітний клапан YA і подача пального припиняється. Потім замикаючим контактом КТ5 вмикається сигнальна лампа HL4, а розмикаючим контактом КТ3 припиняється живлення котушки магнітного пускача КМ2 і вентилятор М2 топки зупиняється. В разі короткочасного зриву факела при нормальній роботі теплогенератора реле KV3 фотореле своїми контактами KV3 знеструмлює реле KV2 і через розмикаючі контакти KV2.2 подається напруга на трансформатор запалювання TV. Якщо після цього суміш не запалюється, теплогенератор вимикається контактами КТ1 і КТ3. Повторно його вмикають вручну, повертаючи рукоятку SA1 спочатку в положення О, а потім назад—в положення А. При цьому програмний пристрій КТ повертається у початкове положення. Якщо температура повітря в приміщенні стає нижче заданої, теплогенератор автоматично запускається.

Для нормальної зупинки теплогенератора перемикач SA 1 переводять у положення О.

У режимі ручного опалення, до якого звертаються для налагодження, випробування, а також у випадку відмовлень автоматики, перемикачі SA1 і SA2 ставлять у положення Р. Одержує живлення котушка магнітного пускача КМ2, і починається продувка топки. Потім перемикач SA2 переводять у положення Р. Включається електромагнітний клапан , і паливо подається в камеру згоряння. Після необхідного прогріву камери згоряння замикається тумблер S, магнітний пускач КМ1 включає електродвигун вентилятора M1.

У режимі ручної вентиляції вентиляторами теплогенератора керують за допомогою тумблера S.

ЗАПИТАННЯ

1. Для чого призначені теплогенератори? 2. Що являють собою теплогенератори? 3. З яких основних частин складається теплогенератор? 4. За допомогою технологічної схеми поясніть роботу теплогенератора. 5. Поясніть роботу принципової електричної схеми теплогенератора. 6. Які засоби автоматизації використовуються в схемі керування теплогенератором?