Реконструкція системи електрифікації зернопункту з розробкою автоматизованої системи керування сушкою та зберіганням зерна

Присевко, Іван Миколайович; Prysevko, I. M.

Реконструкція системи електрифікації зернопункту з розробкою автоматизованої системи керування сушкою та зберіганням зерна

Присевко, Іван Миколайович; Prysevko, I. M.

URI: https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15816

Дата: 2026

Короткий опис(реферат):

У роботі досліджено стан існуючої системи електрифікації зернопункту та розроблено технічні рішення з її комплексної реконструкції з одночасним впровадженням автоматизованої системи керування технологічними процесами сушіння та зберігання зерна. Виконано розрахунок електричних навантажень методом коефіцієнта попиту, за результатами якого розрахункова активна потужність становить 413 кВт. Розроблено реконструйовану систему електропостачання на основі двотрансформаторної підстанції 10/0,4 кВ з трансформаторами ТМГ-400/10, секціонованим головним розподільним щитом з автоматикою АВР, конденсаторною батареєю УКМ58-0,4-160 квар для підвищення коефіцієнта потужності до 0,95 та новою кабельною мережею ВВГнг-LS. Розроблено трирівневу автоматизовану систему керування на базі програмованого логічного контролера Siemens SIMATIC S7-1500 та SCADA-системи Wonderware InTouch. Реалізовано каскадну систему регулювання кінцевої вологості зерна з предиктором Сміта для компенсації транспортного запізнення 45 хвилин, систему автоматичного керування вентиляцією восьми силосів за температурними профілями зерна, а також логіку блокувань транспортного обладнання. Результати роботи можуть бути використані для реконструкції систем електрифікації зернопереробних підприємств аналогічного типу, а також як основа для подальших досліджень у галузі енергоефективних систем керування агропромисловими об'єктами.

Суть розробки, основні результати:

The qualification project investigates the condition of the existing electrification system of a grain elevator with a capacity of 500 tonnes per day and develops technical solutions for its comprehensive reconstruction, simultaneously introducing an automated control system for grain drying and storage processes. Analysis of the existing power supply system revealed critical deficiencies: a physically worn TM-630 transformer with excessive no-load losses, absence of backup power supply, cable line overloading up to 135% of permissible current, a low power factor of 0.68, and a complete lack of automated control means. Annual losses from the inefficient operation of the system were estimated at UAH 320,000. The project performs electrical load calculation using the demand factor method, yielding a calculated active power of 413 kW. A reconstructed power supply system has been developed based on a dual-transformer 10/0.4 kV substation with TMG-400/10 transformers, a sectioned main distribution board with automatic transfer switch, a UKM58-0.4-160 kvar capacitor bank to raise the power factor to 0.95, and a new VVGng-LS cable network. Short-circuit current calculations and verification of Schneider Electric protective equipment compliance with regulatory requirements have been performed. The expected annual electricity savings from power supply system reconstruction amount to 50,128 kWh. A three-level automated control system has been developed based on a Siemens SIMATIC S7-1500 programmable logic controller and Wonderware InTouch SCADA system. A cascade control system for final grain moisture content with a Smith predictor to compensate for a 45-minute transport delay has been implemented, along with an automatic ventilation control system for eight silos based on grain temperature profiles and interlocking logic for conveying equipment. Automation implementation provides a 14.6% reduction in specific natural gas consumption, a 12% reduction in electricity consumption, and stabilisation of final grain moisture content with a standard deviation of ±0.25%. Occupational safety measures have been developed, including a TN-S earthing system with a calculated resistance of 2.99 Ohm, residual current devices, and an automatic fire alarm system. The techno-economic analysis confirmed project viability: capital investment UAH 2,720,300, annual savings UAH 438,214, payback period 6.2 years, net present value UAH 479,000.

Показати повний опис матеріалу