2. Основные сведения об электрооборудовании, используемом в сельском хозяйстве

Асинхронные двигатели. В электроприводах сельскохозяйствен­ного назначения применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Наибольшее распространение получили дви­гатели мощностью от 1 до 3 кВт и частотой вращения 1500 мин^-1. В животноводстве используют около 50 % двигателей, в растени­еводстве — 30 % и в подсобных предприятиях — 20 %. Структура типоразмеров двигателей, применяемых в различных отраслях, отличается незначительно и соответствует средним данным (табл. 1.2).

Парк двигателей разделяют по сериям, исполнению и модифи­кациям. Выборочные обследования показывают, что удельный вес старых двигателей достаточно высок. Так, двигатели первой (А) и второй (А2) серий составляют около 50 % общего числа.

В сельском хозяйстве применяют двигатели новых единых се­рий 4А, АИР и АИ. В них используют новую холоднокатаную электротехническую сталь, современные электроизоляционные материалы, специальные шариковые подшипники с постоянно заложенной смазкой. Такие двигатели по сравнению со старой се­рией облегчены на 19 %, а КПД повышен на 1 %. Основное досто­инство таких двигателей — повышенная надежность. Четвертая серия имеет двигатели основного исполнения, модифицирован­ные по электрическим, конструктивным, климатическим и дру­гим параметрам, а также узкоспециализированного исполнения, в том числе и для сельского хозяйства.

Двигатели серии 4А сельскохозяйственного назначения выпол­няют на базе двигателей основного исполнения мощностью 0,12...30 кВт, с синхронной частотой вращения 3000, 1500 и 1000 мин^-1. Они имеют закрытое обдуваемое исполнение (IP44), чугунные корпуса и подшипниковые щиты. Коробки выводов вы­полнены двухштуцерными с уплотнением для предотвращения попадания влаги. Для присоединения к сети предусмотрены клеммные колодки. Конструкция двигателей позволяет пополнять смазку подшипниковых узлов без разборки, а в двигателях с высо­той оси вращения до 132 мм применены подшипники, не требую­щие пополнения или замены смазки во время всего срока службы.

В двигателях сельскохозяйственного назначения применены обмоточные и установочные провода, пропиточные, лакокрасоч­ные и антикоррозийные материалы, обеспечивающие нагревостойкость по классу В (130 °С), стойкость к воздействию повышен­ной влажности, агрессивных сред животноводческих помещений, дезинфицирующих растворов и аэрозолей. Они могут работать при температуре окружающей среды -45...+45 °С, допускают длитель­ную работу с пониженным на 20% напряжением и пониженной на 15 % от паспортной мощностью. Расчетный срок службы двига­телей 8... 10 лет, но не менее 12000 ч при работе двигателя в сред­нем 1500 ч/год.

Электронагревательные установки. В сельскохозяйственном производстве широко применяют электроэнергию для подогрева воздуха, воды, почвы, строительных конструкций, машин и меха­низмов. Для этих целей используют электронагревательные уста­новки.

Для нагрева воздуха предназначены электрокалорифе­ры — 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 размеры и массу, улучшен­ные технологические показатели и эксплуатационные свойства. Они могут работать в условиях повышенной влажности воздуха (до 95 %) с периодической обработкой дезинфицирующими ра­створами. Срок службы электронагревательных элементов таких установок увеличен с 6000 до 8000 ч. Электрокалориферные уста­новки имеют автоматическое ступенчатое регулирование тепло- производительности за счет включения и отключения секции на­гревателей.

Для подогрева воды используют элементные емкостные электронагреватели серий САОС, ВЭТ и УАП мощностью 6, 10, 16, 33 кВт и емкостью 200, 400, 800, 1600 л. Проточные элементные электроподогреватели типов ВЭП-600 и ЭПВ-2А обеспечивают подогрев воды в системах автопоения животных или для техноло­гических нужд производства. Электродные котлы типов ЭПВ, КЭВ мощностью 25, 60, 100 кВт используют в системах водяного отопления сельскохозяйственных помещений. Перечисленные элек­тронагреватели постоянно совершенствуют. 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 марок ПОСХВ, ПОСХВТ и ПНВСВ. Промышленность вы­пускает электрообогреваемые коврики ЭП-935, представляющие собой маты из химостойкой резины, внутри которой равномерно распределен стальной нагревательный провод. Существуют другие модификации таких изделий.

Для обогрева сбоку применяют электрообогреваемые па­нели аккумулирующего типа. Панели мощностью 1,6 кВт выпол­няют из бетона габаритными размерами 1640 х 820 х 50 мм и мас­сой 155 кг. Кроме них выпускают панели типа РТЭ мощностью 9 кВт. Их выполняют из бетона или кирпича массой до 1500 кг. Это позволяет отключать их без ущерба для микроклимата поме­щения в утренние и вечерние часы наибольших нагрузок энерго­системы. Таким образом повышают надежность теплоснабжения объектов при аварийных перерывах подачи электроэнергии.

Электроосветительные и облучательные установки. Источники светового 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 световое излучение).

В качестве источников общего назначения используют лампы накаливания типов 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 взрывозащитного ис­полнения.

Для ультрафиолетового облучения животных и птицы применяют эритемные облучатели ЭО1-30М, 30-1 и 30-2; светильники-облучатели ОЭСП 02-2 х 40; облучатели ОРК и ОРКШ; механизированные облучающие установки УО-4 и УОК-1.

Смешанное назначение имеет комбинированный об­лучатель ИКУФ (две инфракрасные лампы ИКЗК-220-250 и одна ультрафиолетовая эритемная лампа ЛЭ-15). В последнее время инфракрасные лампы заменяют низкотемпературными электро­нагревательными элементами, что повышает стабильность КПД облучателя в процессе эксплуатации и срок службы источника из­лучения до 10 тыс. ч.

В тепличном хозяйстве применяют облучатели ОТ 400 с лампами ДРЛФ-400, РСП-2000 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 —40...+35 °С и относительной влажности не более 80 %. В животноводческих помещениях для этих целей предназна­чены пыленепроницаемые и водозащитные ящики управления се­рий ЯРВ и ЯПВ, которые могут работать при температуре —40 ...+40 °С и относительной влажности до 98 %.

Для дистанционного управления электроприемниками исполь­зуют магнитные пускатели типов ПМЕ, ПАЕ, ПМА или контакто­рами серий КВТ и КТ-600. Освоено производство новых пускате­лей типа ПМЛ. Все эти аппараты различают по назначению, за­щищенности, габаритам и другим параметрам.

Для нечастых оперативных коммутаций и защиты цепей от ко­ротких замыканий или перегрузок широко применяют установоч­ные автоматические выключатели (автоматы) типов АП 50, А63, АЕ 2000 и А 3100. Они имеют широкую шкалу номинальных то­ков, видов расцепителей и токов их срабатывания. Каждый тип автомата предназначен для работы в условиях окружающей среды, регламентированных его паспортными данными.

Для защиты электроустановок от коротких замыканий ис­пользуют плавкие предохранители (ПРС, НПН-2, ПН-2 и др.) или расцепители автоматических выключателей. Последние имеют лучшие защитные характеристики (при правильной на­стройке).

Для защиты от перегрузок предназначены тепловые реле с биме­таллическими элементами типов ТРН, 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 несимметрию напряжения сети.

Совершенствуют пускозащитную аппаратуру за счет примене­ния новой элементной базы — тиристоров, герконов и т. п., а также за счет разработки новых систем автоматизации производственных процессов: шкафов типа ШАИ 5909 для управления кормопригото­вительными машинами, комплектов оборудования типа «Климат», ПВУ для управления температурно-влажностным режимом поме­щения, станций КЦС для управления кормоцехами и т. д.

Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий осуществ­ляют 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 20...60 трансформаторных пунктов (средняя мощность 110 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 1.3.

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.

Понятие «типовое хозяйство» отражает структуру товарной продукции, посевных площадей, стада и основных фондов. Одно­типные хозяйства различных зон страны строят и ведут производ­ство на основе одних и тех же принципов, методов и нормативов. Они имеют сходные показатели электрификации и задачи по экс­плуатации электрооборудования.

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