Здравствуйте, мы рады презентовать вам программное обеспечение, позволяющее выполнять специализированные расчёты при проектировании электрической части современных электростанций и подстанций – Учебную САПР электрической части станций и подстанций, разработанную авторским коллективом кафедры «Электрические станции» Донецкого Национального Технического Университета.
На рисунке 1 Вы можете увидеть общую структурную схему подсистемы УСАПР. Учебная система автоматизированного проектирования (УСАПР) получила условное название «CAD_Electric_Education» [1]. Она включает в себя две подсистемы. Подсистема проектирования электрических схем первичных соединений включает в себя проектные процедуры для расчета: токов короткого замыкания (ТКЗ) и выбора основного силового оборудования KZ & Select; распределения мощностей в схемах выдачи мощности тепловых (ТЭС) и ветровых электрических станций (ВЭС) – на рисунке она подписана как flow distribution; пусков и самозапусков двигателей – сокращенно CZ.
Вторая подсистема реализует проектную процедуру трассировки кабелей Kbl_truse. Проектные процедуры проектирование первичных схем имеют единое информационное обеспечение в виде библиотеки графических блоков (БГБ) и символьных баз данных (СБД), а также общие фрагменты программного обеспечения. На рисунке 1 блок БГБ – это файл в корневой папке CAD_Electric_Education blocks.dwg. Этот файл содержит условно постоянные данные. Изменение или добавление новых графических блоков должно выполняться под контролем администратора БД. СБД или SBD латиницей является открытой символьной базой с файлами с расширением *.exl. Базу можно постоянно дополнять, создавать новые листы в книгах электронных таблиц. Не забывайте, что для использования ЭТ у вас на компьютере должен быть установлен Microsoft Office Excel, или полностью Microsoft Office.
На рисунке 2 изображены вышеупомянутые графические блоки УСАПР. В нем есть возможность черчения принципиальной электрической схемы элементами, которые были разработаны на кафедре «Электрические станции» ДонНТУ в соответствии с ГОСТ [2-4], а также трудов [5-6], предлагающих адаптацию стандартов. Полный набор графических элементов приведен в приложении А учебного пособия [1].
УСАПР предусматривает использование символьной исходной информации, которая помещена в плоские электронные таблицы (ЭТ). Отдельные разделы СБД размещаются на отдельных именованных листах книги ЭТ MC Exсel. Она включает в себя современное силовое оборудование отечественных производителей, а также мировых лидеров в области электротехники, таких компаний как: АВВ®,Siemens®, SchneiderElectric®, GeneralElectric®, AlstomGrid®, Legrand® и др. На рисунке 3 изображен в качестве примера фрагмент СБД; в данном случае это лист, содержащий информацию о двухобмоточных трансформаторах с расщепленной обмоткой низшего напряжения.
УСАПР постоянно совершенствуется и дополняется новыми функциями, возможностями дополнительных расчетов, автоматизацией отдельных процессов проектирования, информацией касающейся электротехнического оборудования.
Совершенствование УСАПР
Давайте рассмотрим небольшую, но быстро меняющуюся историю Учебной САПР. Как и в других программах все начиналось с версии 1.0.
Версия v 1.0 на тот момент включала всего две подсистемы:
1) Расчет ТКЗ и выбора основного силового оборудования (последнее включало только выбор выключателя);
2) Расчет потокораспределения в схемах выдачи мощности ТЭС и ВЭС;
- режим документирования результатов расчетов и исходных данных, а также символьная база данных были реализованы в формате *.txt.
Далее было совершенствование первой версии v 1.1:, в результате которой были добавлены к уже существующим подсистемам еще две новые.
1) Оценки пуска и самозапуска электродвигателей при проектировании систем с.н. электростанций;
2) Трассировки силовых и контрольных кабелей на высоковольтных подстанциях;
- СБД реализована в формате *.exl. Режим документирования результатов расчетов и исходных данных по-прежнему в формате *.txt.
Последняя версия v 1.2, существующая на конец 2017 года включает:
- документирование с использованием таблиц AutoCAD на форматных листах А4 и А3 с использованием угловых штампов и спецификаций согласно ГОСТ;
- использование буквенных кодов и цветового исполнения уровней напряжений, которое реализовано согласно Государственному стандарту и соответствующему Отраслевому стандарту.
В ходе совершенствования программы изменениям подверглись не только технические аспекты, но и визуальные объекты. Рассмотрим этот вопрос на примере основной подсистемы – расчета ТКЗ, выбора оборудования и токопроводов. На рисунке 4 изображено контекстное меню версии УСАПР v 1.0. Это меню, вызывается щелчком правой клавиши мыши.
Для удобства в версии v 1.2 с помощью Microsoft Visual Basic forApplications (VBA) было создано кнопочное контекстное меню изображенное на рисунке 5. Его можно закрепить, а потом переместить в любую часть экрана. При необходимости меню можно закрыть и позже снова вызвать его.
На рисунке 6 показан пример созданной на экране монитора расчетной схемы в прежней версии УСАПР. Недостатки блоков (в частности двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой низкого напряжения) были устранены в последующей версии ПО.
Рисунок 7 демонстрирует пример созданной на экране монитора схемы для расчета токов КЗ и выбора основного оборудования в версии v 1.2. Как видно на рисунке НН1 и НН2 трансформаторов с расщепленной обмоткой низкого напряжения имеют отдельные узлы. Также введены выключатели для исследования режимов работы ЭС и динамический блок секции с.н. и шин резервного питания, имеющий собственное сопротивление.
Видео презентации:
Полностью статья на нашем сайте: https://es-cad.ru/CAD-Electric-Education/
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Павлюков В.А. Учебная САПР электрической части станций и подстанций [учебное пособие] / Павлюков В.А., Ткаченко С.Н., Коваленко А.В. – Харьков: ФЛП Панов А.Н., 2016. -124 с.
2. ГОСТ 2.755-87 (СТ СЭВ 5720-86). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - Введ. 1988-01-01. - М., 1988. - 12 с.
3. ГОСТ 2.709-89 (СТ СЭВ 3754-82, СТ СЭВ 6308-88). Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах. - Введ. 1990-01-01. - М., 1991. - 10 с.
4. ГОСТ 2.710-81 (СТ СЭВ 6300-88). Правила выполнения схем. - Взамен ГОСТ 2.710-75; введ. 1981-07-01. - М., 1982. - 11 с.
5. Александров, К. К. Электротехнические чертежи и схемы / К. К. Александров, Е. Г. Кузьмина. – Москва: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с.
6. Каминский, Е. А. Практические приемы чтения схем электроустановок. - Москва: Энергоатомиздат, 1988. – 368 с.
7. ГОСТ 2.710-81 (СТ СЭВ 6300-88). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. - Введ. 1981-07-01. - М., 1981. - 10 с.
8. СТО 56947007-25.040.70.101-2011 Правила оформления нормативных схем электрических соединений подстанций и графического отображения информации посредством ПТК и АСУ ТП. Стандарт организации ОАО ФСК ЕЭС. Дата введения: 22.09.2011. – 46 с.
