- •Министерство сельского хозяйства
- •1. Пояснительная записка
- •1.1. Актуальность изучения учебной дисциплины
- •1.2. Цели и задачи учебной дисциплины
- •1.3. Требования к уровню освоения содержания учебной дисциплины
- •2. Основные термины и определения
- •3. Содержание учебной дисциплины
- •Тема 10. Автоматизация насосных станций……………………….. 96
- •Тема 11. Автоматизация насосных установок артезианских
- •Тема 12. Автоматизация гидротехнических сооружений и мелиоративных систем……………………………………………………….117
- •Тема 13. Телемеханизация…………………………………………....126
- •Тема 14. Электроснабжение автоматизированных систем………130
- •Тема 15. Экономическая эффективность автоматизации мелиоративных систем………………………………………………………….147
- •Введение
- •Тема 1. Мелиоративные системы как объекты автоматизации
- •1.1. Степень автоматизации мелиоративных систем
- •1.2. Автоматический контроль за состоянием оборудования и сооружений
- •1.3. Автоматическая защита от ненормальных режимов работы и повреждений
- •1.4. Автоматизация работы отдельного объекта
- •1.5. Очередность автоматизации
- •1.6. Объекты автоматизации
- •Контрольные вопросы к теме 1
- •Тема 2. Классификация систем автоматизации
- •2.1. Общие сведения о системах автоматизации
- •2.2. Классификация автоматических систем
- •2.3.Типы систем автоматического регулирования
- •2.4. Три основных класса систем автоматического регулирования
- •2.5. Принципы автоматизации гидромелиоративных систем
- •2.6. Основные сведения по составлению схем автоматики
- •2.7.Функуиональные и структурные схемы автоматики
- •Контрольные вопросы к теме 2
- •Тема 3. Элементы автоматики
- •3.1. Функции элементов автоматики
- •3.2. Основные параметры элементов автоматики
- •3.3. Виды автоматизации
- •3.4. Элементы автоматики
- •3.5. Характеристики элементов автоматики
- •3.6. Контактные и бесконтактные элементы
- •Контрольные вопросы к теме 3
- •Тема 4. Электрические цепи
- •4.1. Электрическая цепь и ее элементы
- •4.2. Классификация электрических токов и напряжений
- •4.3. Классификация электрических цепей и их элементов
- •4.4. Параметры элементов электрической цепи
- •4.5. Изображение электрических цепей
- •4.6. Положительные направления токов и напряжений
- •Контрольные вопросы к теме 4
- •Тема 5. Датчики в системах автоматики
- •5.1. Общие сведения о датчиках
- •5.2. Реостатные датчики
- •5.3. Индуктивные и трансформаторные датчики
- •5.4. Емкостные и пьезоэлектрические датчики
- •5.5. Теплоэлектрические и тепломеханические датчики
- •5.6. Электромеханические датчики уровня, давления, расхода и скорости
- •5.7. Датчики влажности
- •Контрольные вопросы по теме 5
- •Тема 6. Системы автоматических измерений
- •6.1. Измерение уровня воды
- •6.2. Измерение давления.
- •6.3. Измерение расхода воды
- •6.4. Измерение влажности
- •Контрольные вопросы по теме 6.
- •Тема 7. Усилители, блоки сравнения, задатчики, командные устройства.
- •7.1. Полупроводниковые усилители
- •7.2. Гидравлические и пневматические усилители
- •Контрольные вопросы по теме 7.
- •Тема 8. Исполнительные элементы.
- •8.1. Электромагнитные реле
- •8.2. Реле выдержки времени и программные устройства
- •8.3. Электрические исполнительные механизмы.
- •8.4. Гидравлические исполнительные механизмы.
- •Контрольные вопросы к теме 8.
- •Тема 9. Электроприводы в системах автоматизации.
- •9.1. Устройство трехфазных асинхронных машин
- •9.2. Вращающееся двухполюсное поле
- •9.3. Вращающееся многополюсное поле
- •9.4. Режимы работы трехфазной асинхронной машины
- •9.5. Режим генератора
- •9.6. Элементы электропривода
- •9.7. Заземления и зануления в трехфазных сетях
- •9.8. Расчет мощности и выбор электродвигателя
- •9.9. Классификация режимов работы электропривода
- •9.10. Выбор типа электродвигателя
- •9.11. Аппаратура и схемы управления
- •9.12. Релейно-контакторное управление
- •Контрольные вопросы к теме 9.
- •Тема 10. Автоматизация насосных станций
- •10.1. Схемы управления насосными агрегатами
- •10.2. Заливка насосов водой
- •10.3. Автоматический пуск и остановка центробежных насосов
- •10.4. Автоматическое, полуавтоматическое и программное управление насосными станциями
- •10.5. Регулирование подачи центробежных насосов
- •10.6. Гидропневматические напорно-регулирующие установки
- •10.7. Источники питания повышенной частоты
- •Тема 11. Автоматизация насосных установок артезианских скважин.
- •11.1. Особенности автоматизации артезианских насосных установок
- •11.2. Схемы автоматического управления артезианскими насосными агрегатами
- •11.3. Схемы самозапуска артезианских автоматических насосных установок
- •11.4. Электродные датчики и их установка в водопонижающих скважинах
- •Тема 12. Автоматизация гидротехнических сооружений и мелиоративных систем.
- •12.1. Выбор затворов автоматизированных сооружений.
- •12.2. Минимальная мощность электропривода
- •12.3. Выбор электропривода
- •12.4. Скорость маневрирования затворами
- •12.5. Автоматизация капельного орошения
- •Тема 13. Телемеханизация.
- •13.1. Требования мелиоративных систем к устройствам телемеханики
- •13.2. Объемы телемеханизации
- •Тема 14. Электроснабжениеавтоматизированных систем.
- •14.1. Особенности энергоснабжения
- •14.2. Централизованное электроснабжение
- •14.3. Система электроснабжения напряжением 6 - 10 кв
- •14.4. Резервирование электроснабжения
- •14.5. Трансформаторные подстанции
- •30% В течение 2 ч
- •14.6. Расчет линии электропередачи
- •14.7. Конструктивные особенности электроснабжения 6 – 10 кВ.
- •14.8. Электроснабжение напряжением до 380/220 в
- •14.9. Определение предельной длины линии 380/220 в
- •Тема 15. Экономическая эффективность автоматизации мелиоративных систем.
- •15.1. Основные источники экономической эффективности
- •15.2. Расчет единовременных затрат.
- •15.3. Эксплуатационные расходы
- •15.4. Затраты по заработной плате
- •15.5. Амортизационные отчисления
- •15.6. Затраты на электроэнергию
- •15.7. Затраты на материалы, необходимые для обслуживания технических средств.
- •15.8. Прочие затраты
- •15.9. Определение ожидаемой годовой экономии.
- •Леонид Иванович Кумачев
Тема 14. Электроснабжениеавтоматизированных систем.
14.1. Особенности энергоснабжения
Характерной особенностью энергоснабжения мелиоративных систем является низкий коэффициент использования установленной мощности источников энергии. При централизованном электроснабжении прокладываемая вдоль канала линия электропередачи также имеет очень низкий коэффициент использования. Объясняется это тем, что изменение положения затворов происходит редко. При неблагоприятных обстоятельствах можно принять, что маневрирование затворами с переводом их в крайние положения производится 2 - 3 раза в сутки. При более благоприятных условиях, когда, например, применяются затворы-автоматы, строго выдерживается график водопотребления и на системе осуществляются круглосуточные поливы, изменение положения затворов может производиться 1 - 2 раза в декаду и реже.
Особенностью централизованного электроснабжения является также незначительная величина удельной линейной нагрузки (ква/км).
Поэтому электроснабжение потребителей линейного водораспределения является специфической задачей при передаче малой мощности на большие расстояния. В этом случае потеря электроэнергии существенной роли не играет. Наиболее важным фактором является увеличение допустимой длины линии при минимальных капитальных затратах на ее сооружение.
Местные источники энергии также имеют свои особенности. Они обычно маломощны и, как правило, работают около 20 мин в сутки. Такие источники должны быть экономичны, надежны в эксплуатации и не требовать систематического ухода.
14.2. Централизованное электроснабжение
Электрический привод и передача электрической энергии на большие расстояния обеспечивают необходимую надежность эксплуатации. Централизованными источниками электроснабжения обычно служат подстанции энергосистем, а распределение энергии осуществляется при помощи линий электропередач.
Во всех случаях, когда это возможно, целесообразно сооружать линию электропередачи для питания энергией как потребителей оросительной системы, так и других потребителей, лежащих в зоне влияния сооружаемой линии. Создание таких объединенных линий носит индивидуальный характер и каждый раз решается в зависимости от конкретных условий. Мы рассматриваем случаи централизованного электроснабжения, предназначенного специально для обеспечения энергией объектов оросительных систем в связи с их комплексной автоматизацией.
Для таких объектов линии электроснабжения, как правило, сооружаются по радиально-лучевой схеме с односторонним питанием потребителей. Распределенные вдоль линии потребители подключаются к ней при помощи понизительных трансформаторов. Предельная длина питающей магистрали ограничивается допустимой потерей напряжения. На каналах большой протяженности может быть использовано несколько источников электроснабжения, расположенных в районе трассы канала. В этом случае общая предельная длина линии увеличивается в соответствии с количеством используемых источников и их расположением. Увеличение предельных длин питающих фидеров достигается не только за счет использования нескольких источников питания или соответствующего выбора материала и сечения проводов, но и за счет следующих специальных мер:
1) допускается повышенный процент потери напряжения в линии. Для этого понизительные трансформаторы, устанавливаемые у потребителей, выполняются с секционированными обмотками, позволяющими иметь у потребителей номинальное напряжение, независимо от места их включения в линию;
2) в тех случаях, когда нагрузка потребителей соизмерима с суммарными потерями холостого хода приключенных к линии трансформаторов, последние нормально отключены от линии и приключаются к ней лишь на время работы потребителя.
Изложенные мероприятия позволяют для большинства распространенных длин оросительных каналов и количества потребителей на них осуществить электроснабжение либо напряжением 6 - 1,0 кв, либо напряжением до 380/220 в. Основанием для выбора варианта служит линейная удельная нагрузка, зависящая от мощности электропривода подъемных механизмов затворов, их количества и расстояний между ними. Существуют также и другие способы увеличения предельных длин линий при передаче малых мощностей на большие расстояния, в частности метод продольной компенсации потери напряжения в линии.
