Глава II. ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА
Электроэнергия в растениеводстве используется главным образом на стационарных процессах: очистка, сушка и обмолот зерна, орошение, освещение, обогрев парников и теплиц и частично на мобильных машинах.
Электроэнергия приводит в действие как отдельные машины, так и их комплексы, обеспечивающие полную механизацию и автоматизацию целого технологического процесса. В частности, объединение отдельных машин по очистке, сортировке, сушке, погрузке и разгрузке зерна дает возможность организовать комплексно механизированные пункты по дообработке зерна с поточным методом производства.
§ 1. Электрификация стационарных машин в полеводстве
Имеется много вариантов зерноочистительных пунктов, но в зависимости от зон страны распространение получили два вида зернотоков. В сухих районах применяются собственно зерноочистительные пункты, а в районах повышенного увлажнения к ним добавляется оборудование для искусственного подсушивания зерна.
В качестве привода рабочих машин применяются электродвигатели с пускозащитной аппаратурой, рассмотренные нами ранее.
Для очистки семян применяются электромагнитные семеочистительные машины. Принцип действия их основан на следующем: семена клевера, льна, люцерны, подлежащие обработке, смешивают с порошком, обладающим электромагнитными свойствами. При пропуске этой смеси через машину в магнитном поле порошок прилипает к семенам сорняков, имеющим неровную (ворсистую) поверхность, и отсортировывает их.
В степных и засушливых районах для получения устойчивых урожаев электрическая энергия широко используется на поливе земель.
§ 2. Электрификация мобильных машин в полеводстве
Имеются экспериментальные образцы электрифицированных тракторов и комбайнов. Электроснабжение их осуществляется по одному из следующих трех способов: а) аккумуляторному; б) кабельному; в) троллейному. Однако по сравнению с сельскохозяйственными машинами, работающими на двигателях внутреннего сгорания, они оказались более дорогостоящими и менее маневренными.
Хорошими технико-экономическими данными обладают сельскохозяйственные мобильные машины с комбинированным приводом. Основной двигатель, работающий на жидком топливе, приводит в движение саму машину, а также установленный на ней электрогенератор. На отдельных рабочих органах устанавливаются электродвигатели, которые снабжаются электроэнергией от этого генератора. В то же время эти сельскохозяйственные машины, работающие от двигателя внутреннего сгорания, обладают относительно невысоким коэффициентом полезного действия. У них несовершенна и система управления, что отрицательно сказывается на технологическом процессе. Кроме того, механическая ступенчатая передача затрудняет внедрение автоматики.
В будущем на самоходных машинах будут установлены независимые источники электрической энергии. Очень обнадеживающие данные получены в опытах с электрохимическими генераторами, получившими известность под названием топливных элементов.
Самоходные машины с топливными элементами не будут иметь ни двигателей внутреннего сгорания, ни систем охлаждения, ни коробок передач. Рядом с местом для водителя будет находиться небольшой регулятор, с помощью которого можно легко управлять трактором или другой машиной путем регулировки электрического тока, вырабатываемого топливными элементами. Управление этими машинами может быть полностью автоматизировано.
Рис. 98. Обогрев парника с помощью теплового кабеля:
1 — тепловой кабель для обогрева воздуха; 2 — тепловой кабель для обогрева грунта; 3 — почва; 4 — песок; 5 — шлак.
§ 3. Электрическая энергия в парниках и теплицах
В парниках и теплицах электроэнергия используется для освещения, обогрева почвы и воздуха, привода различных машин и на других работах.
Много энергии расходуется на обогрев парников и теплиц, который осуществляется несколькими способами. Одним из них является кабельный, при котором кабель может обогревать как воздух, так и почву.
Конструктивно кабель состоит из проводника, покрытого теплостойкой и влагостойкой изоляцией, защитными оболочками и оплеткой. Проводниковая жила кабеля выполняется из провода большого сопротивления. На рис. 98 показан в разрезе парник с тепловым кабелем.
Почву можно обогревать также проложенными в грунте электродами голых проводов или металлическими пластинами, по которым пропускается электрический ток.
Для электрообогрева применяются специальные трансформаторы, лучше использовать комплектную трансформаторную подстанцию типа КТП-50-ОБ, выпускаемую Минским электротехническим заводом (рис. 99, 100).
Подстанция состоит из силового трансформатора и шкафа управления, которые смонтированы на общей раме-салазках. В подстанции применяется трехфазный двухобмоточный трансформатор типа ТМОА-50. Система охлаждения трансформатора принята масляная. В комплект подстанции входят аппараты и приборы, позволяющие осуществлять оперативные переключения, защиту трансформатора от перегрузок и коротких замыканий, измерять ток и напряжение.
Подстанция с высшей (первичной) стороны подключается к напряжению сети 380 в, а с низшей (вторичной) — происходит распределение электроэнергии напряжением 49—121 в.
Рис. 99. Комплектная трансформаторная подстанция типа КТП-50-ОБ.
При этом на вторичной стороне напряжение в пределах 49—121 в регулируется ступенями. Этим обеспечивается рациональный режим прогрева грунта с наибольшей экономией электроэнергии. Регулировка осуществляется с помощью переключателей ПТО-10/63 и ПО-3-250. Первый установлен на крышке трансформатора и применяется для изменения коэффициента трансформации, а второй смонтирован на панели прибора шкафа управления и служит для переключения обмоток трансформатора со звезды на треугольник. Значения величины токов и напряжений в зависимости от схемы и группы соединений обмоток трансформатора и положений переключателя ПТΌ-10/63 показаны в табл. 25.
Рис. 100. Схема электрических соединений комплектной трансформаторной подстанции типа КТП-50-ОБ:
1 — трансформатор ТМОА-50; 2 — вольтметр; 3 — переключатель ΠΠ-3; 4 — переключатель ПО-3-250; 5 — амперметр; 6 — магнитный пускатель ПА-512; 7 — кнопка управления КУ-122-2М; 8 — выключатель пакетный ПВ-1/10; 9 — трансформатор тока ТК-20, 100/5; 10 — предохранитель Ц-27, 6 а; 11 — лампа НВ-37, 50 вт; 12 — сопротивление ПЭ25.1500 Ом; 13 — выключатель автоматический А-3144; 14 — переключатель ПТО-10/63.
Таблица 25
Зависимость токов и напряжений от положения переключателей
Мощность, ква | Схема и группа соединений обмоток трансформатора | Положение переключателя ПТО-10/63 | Первичная сторона | Вторичная сторона | ||
напряжение, в | номинальный ток, а | напряжение при холостом ходе, в | номинальный ток, а | |||
50 |
| III | 380 | 76 | 121 | 239 |
43 | Y/Y-0 | II | 380 | 65 | 103 | 239 |
35 |
| I | 380 | 53 | 85 | 239 |
50 |
| III | 380 | 76 | 70 | 413 |
43 | Υ/Δ-11 | II | 380 | 65 | 65 | 413 |
35 |
| I | 380 | 53 | 49 | 413 |
Таблица 26
Аппаратура, входящая в комплект подстанции КТП-50-ОБ
Наименование и тип | К-во | Примечание |
Трансформатор ТМОА-50 | 1 |
|
Вольтметр Э-421 | 1 |
|
Переключатель ПП-3 | 1 |
|
Переключатель ПО-3-250 | 1 |
|
Амперметр Э-421 | 3 |
|
Пускатель магнитный ПА-512 | 1 | Напряжение втягивающей катушки 380а |
Кнопка управления КУ-122-2М | 1 |
|
Выключатель пакетный ПВ-1-10 | 2 |
|
Трансформатор тока ТК-20, 100/5 | 3 |
|
Предохранитель Ц27, 6а | 1 |
|
Лампа НВ-37, 50 вт, 220 в | 1 |
|
Сопротивление ПЭ25, 1500 Ом | 1 |
|
Выключатель автоматический А-3144 | 1 | Комбинированный расцепитель: переднее присоединение, 400 в |
Переключатель ПТО-10/63 | 1 |
|
Электрические аппараты и приборы, входящие в комплект подстанции, приводятся в табл. 26.
Комплектная подстанция может применяться также для обогрева бетона при выполнении строительных работ в зимнее время.
Электрическая энергия в парниках и теплицах применяется также для приведения в действие электрокалориферов, почвообрабатывающих машин и других механизмов. Электроэнергия используется также для стерилизации почвы.
Эксплуатация электрической части парников и теплиц должна осуществляться в соответствии с определенными требованиями. Каждое парниковое хозяйство обязано иметь схемы электрифицированного участка закрытого грунта и комплект защитных средств.
Помещения распределительных устройств, групповые распределительные щиты, кабельные каналы и торцовые колодцы с нагревательными элементами должны быть обязательно закрыты.
Перед включением парников и теплиц, в которых напряжение электронагревательных элементов выше 65 в, на действующем участке не должны находиться люди. Вход на территорию необходимо закрыть и вывесить плакаты: «Парники и теплицы под напряжением», «Вход на территорию воспрещен».
О предстоящем включении парников и теплиц, в которых напряжение электронагревательных элементов ниже 65 в, в известность ставятся все работающие в это время люди и вывешиваются плакаты: «Парники и теплицы под напряжением».
В парниках и теплицах, в которых напряжение электронагревательных элементов ниже 65 в, при включенном обогреве можно производить лишь работы, не вызывающие необходимость применения инструментов, а также те работы, при которых металлическая часть инструментов (рукоятки из изолирующего материала) погружается в почву не более чем на 25 см.
Напряжение для устройств по регулированию температуры и влажности должно быть не выше 36 в. Все рукоятки устройств по регулированию изготавливаются из изолирующего материала.
