WinELSO 6.x — новый поворот на пути к проектированию систем электроснабжения, связи и сигнализации

Олег Усатюк

Рабочие чертежи и их модели

Расчетные модели

Области применения программы

Состав программы

Элементы схемы

Платформа

Проектирование систем электроснабжения объектов в строительстве — это комплекс процессов, направленных на выбор и проектирование оборудования и прокладку кабельных трасс. Результаты процессов оформляются в виде проектных документов.
В отличие от предыдущих версий WinELSO, которые фактически являлись расчетными программами, начиная с версии 6.0 для WinELSO выбрано направление на поэтапную реализацию автоматизации всех процессов в области проектирования систем электроснабжения, связи и сигнализации.
В данной статье речь пойдет об основных особенностях программы. Полное описание функциональных возможностей приведено в техническом описании, которое входит в состав демонстрационной версии. Ознакомиться с демо-версией можно на сайте «Русской Промышленной Компании» — www.cad.ru.

Рабочие чертежи и их модели

Рабочие чертежи в WinELSO выполняются в формате как расстановки оборудования и прокладки ЛЭП на подосновах (условно — планы), так и функциональных электрических схем РУ (условно — схемы). В WinELSO чертежи рассматриваются как модели с определенной степенью их приближения к реальным планам и схемам.

Приближение модели к реальным планам и схемам достигается в WinELSO установкой:

• «неэлектрических» элементов (электромонтажные, электроустановочные изделия и им подобные);
• связных вспомогательных элементов (соединительные провода между автоматами и шинами, коробками и светильниками и пр.);
• устройств разветвления ЛЭП (клеммы, разветвительные коробки, распределительные устройства и им подобные);
• вертикальных участков ЛЭП (опуски, подъемы, переходы на другие планировки) для двумерных чертежей;
• элементов с полюсами, которые физически присутствуют в элементе. Например, если ЛЭП состоит из отдельных фазного и защитного кабелей, то они должны быть отображены двумя элементами. Исключение может быть для одножильных кабелей равного сечения;
• строгим графическим соединением устройств разветвления друг с другом и ЭП отдельными ЛЭП (фрагментами групповых ЛЭП).

Повышение соответствия моделей и реальных чертежей обеспечивает большую точность проектных документов и расчетной модели, уменьшение ошибок и возможность выполнения расчетов на планах.

Однако с увеличением числа разветвлений трудоемкость построения точной модели чертежей и расчетной модели растет. Увеличивается и количество элементов чертежа, что удлиняет его обработку. И все-таки применение точных моделей оправдано, если этого требует точность получаемых результатов.

В случае большого числа разветвлений, значительных временных затрат и незначительного влияния результатов на точность WinELSO предоставляет возможность сетевую и расчетную модели выполнять менее точно в формате групповых сетей. Модель схемы на планах выполняется без строгого графического соединения устройств разветвления с остальными элементами. Расчетная модель формируется на схемах РУ, для чего вводятся так называемые расчетные групповые элементы (в данном случае ЛЭП и ЭП), когда один расчетный элемент заменяет группу ЛЭП или ЭП. (Расчетные групповые элементы не попадают в проектные элементы, а служат лишь для расчета и копирования результатов расчета во все фрагменты групповой линии.) Кабельный журнал выдается только по групповым линиям. Возможны комбинированные варианты.

Расчетные модели

Расчетная модель в WinELSO не строится отдельно, а встраивается в рабочий чертеж (на плане или на схеме) путем установления связей между элементами (необязательно связанными графически) по фазным, нейтральным и земляным полюсам. Имеются разнообразные функции назначения и редактирования связей. Точность последующих расчетов зависит от точности построения рабочего чертежа. Так, включение в схему соединительных проводов от шин до автомата уменьшит максимальный ток КЗ за ним и снизит требования к автомату по отключающей способности. Одновременно это значительно облегчит установку связей за счет автоматического режима, позволит правильно выбрать эти соединительные провода и автоматически включить их в спецификацию данного щита. Этот пример, кстати, наглядно показывает взаимосвязь разных подсистем программы.

Связанные между собой элементы образуют цепи и сети. Разработаны процедуры контроля правильности сборки цепей и сетей.

Области применения программы

Напряжение сети

Формально программа предполагает напряжение 0,4 кВ. Однако ведущиеся в настоящее время доработки, направленные на применение всех номиналов напряжения, уже сейчас позволяют выполнить расчет схемы с источником любого номинала. Для этого, используя механизм группового редактирования, задаются номинальные напряжения питания элементов в соответствии с таблицей «Номинальные напряжения» базы WinELSO.mdb.

Проектируемые объекты

Опыт показал эффективность применения WinELSO практически для любых объектов:

Рис. 1. Фрагмент плана расстановки оборудования и прокладки наружных сетей коттеджного поселка

• поселки, городские кварталы с несколькими питающими подстанциями (рис. 1);
• цеха промышленных предприятий;
• жилые здания (многоквартирные, коттеджи, общежития и пр.);
• общественные здания (управления, финансирования, предприятия общественного питания, бытовые и пр.);
• многотрансформаторные подстанции, ГРЩ (ВРУ) любой сложности.

Состав программы

Программа состоит из следующих подсистем:

• разработки рабочих чертежей (рис. 2);
• формирования расчетной модели и выполнения электротехнических расчетов;
• выполнения светотехнических расчетов;
• разработки проектных документов;
• сервисной.

Рис. 2. Фрагмент плана групповой осветительной сети

Подсистема разработки рабочих чертежей выполняет:

• расстановку помещений на планах и задание их характеристик;
• расстановку силового (щиты, отдельные нагрузки, розетки и т.д.) и несилового оборудования и трехмерную прокладку силовых и несиловых (контрольных и прочих слаботочных) кабелей и проводов на подоснове в ручном, автоматическом и автоматизированном режимах;
• установку вертикальных участков ЛЭП в виде отдельных элементов;
• автоматический подсчет длин кабелей и проводов с учетом индивидуальных относительной и абсолютной погрешностей на длину, а также вертикальных участков;
• группировку кабелей и проводов, автоматический подсчет количества электроприемников, суммарной мощности, средневзвешенного коэффициента мощности группы;
• построение схем ТП, ВРУ и ГРЩ, распределительных, групповых и других щитов;
• установку ярлыков элементов для информационной связи между фрагментами чертежа, контроль ярлыков, назначение им независимых от элементов свойств отображения;
• автоматизированную передачу данных между схемами РУ и оборудованием на планах.

Подсистема формирования модели и выполнения электротехнических расчетов осуществляет:

• построение расчетной модели;
• контроль соединений;
• электротехнические расчеты:

- расчет нагрузок по методикам коэффициентов использования и коэффициентов спроса,

- расчет мощностей, токов, напряжений и отклонений напряжения на элементах от номинального в нормальных, аварийных и пусковых режимах схемы,

- расчет ударных и установившихся с учетом дуги и без трех-, двух- и однофазных на рабочий (N) и защитный (PE) проводники токов КЗ на элементах по методикам ГОСТ 28249-93 и «петле фаза-ноль»;

• подбор оборудования и ЛЭП по результатам расчетов:

- выбор ЛЭП, шин клемм, РУ и прочего по расчетным токам и в соответствии с выбранным нормативным документом,

- выбор коммутационных элементов по совокупности расчетных параметров и схемных параметров,

- коррекция сечений ЛЭП по допустимому отклонению напряжения в нормальных, аварийных и пусковых режимах работы схемы;

• сохранение расчетных данных для последующего отображения в документах;
• управление режимами (нормальный, аварийный, пусковой) схемы.

Подсистема светотехнических расчетов выполняет:

• выбор режимов освещения;
• выполнение расчетов:

- необходимого количества светильников;

- средней освещенности по выбранному помещению;

- освещенности в точке (точках) точечным методом для помещений и площадок с учетом фактического направления оптической оси и затенения от интерьеров помещений и сооружений.

Подсистема автоматизированной разработки проектных документов выполняет:

• формирование в автоматическом режиме текстовых проектных документов в формате Excel:

- таблиц нагрузок в формате, основанном на РТМ 36.18.32.4-92,

- спецификации оборудования по ГОСТ 21.110-95 по чертежу, фрагменту чертежа и группе чертежей,

- кабельных журналов в форматах групповых линий и по каждому фрагменту по чертежу и фрагменту чертежа,

- ведомостей потребностей кабелей и проводов,

- светотехнической ведомости;

• настройку справочных записей элементов и их ярлыков по составу, размещению относительно элемента и порядку следования;
• автоматическое обновление справочных записей элементов и ярлыков после выполнения расчетов;
• построение графиков селективности автоматических выключателей, предохранителей и реле.

Сервисная подсистема выполняет:

• оцифровку времятоковых кривых автоматических выключателей, предохранителей и реле и занесение результатов в базу;
• оцифровку кривых силы света светильников и занесение результатов в базу.

Элементы схемы

Классификация элементов

1. По функциональному назначению элементы делятся на виды, виды  — на классы, классы — на типы.

2. По графическому представлению — на протяженные и сосредоточенные. Как правило, вид графического представления связан и с единицами учета (длина или количество) в отчетных документах.

3. По возможности образовывать электрические цепи и сети — на «электрические» (коммутаторы, ЛЭП, РУ и им подобные) и «неэлектрические» (электроустановочные, электромонтажные изделия и им подобные).

Предопределенные элементы

Так называются элементы, каждый из которых имеет собственный интерфейс установки, редактирования и расчета, а также свою структуру баз. В программе обрабатываются следующие виды предопределенных элементов:

• источники питания;
• преобразователи;
• коммутационные элементы (автоматические выключатели, дифференциальные автоматические выключатели, предохранители, контакторы и пр.);
• ЛЭП (кабели, провода, шинопроводы);
• распределительные устройства (щиты, панели, ящики, коробки и пр.);
• распределители-шины;
• приемники электрической энергии (силовые, электроосветительные, квартиры, коттеджи, компенсаторы реактивной мощности и пр.).

Пользовательские элементы

Для всех видов пользовательских элементов разработан единый интерфейс установки, редактирования и расчета, а также единая структура баз. Введение в WinELSO пользовательских элементов и универсального механизма их обработки позволяет практически на ходу создавать любые их виды и классы, которые тут же могут обрабатываться программой.

Группы элементов

В WinELSO разработан механизм обработки групп элементов, например группа может состоять из трех силовых розеток, одной телефонной, одной компьютерной, пяти подрозетников, рамки на пять розеток и прочих элементов. Такая группа может состоять как из отдельных элементов, так и AutoCAD-блока ELSO-элементов. Предопределенные и пользовательские элементы групп попадают в спецификацию оборудования в свои разделы в отсортированном виде (рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент схемы РУ ТП

Условное графическое отображение элементов

Каждый вид, класс и тип может иметь свое универсальное или индивидуальное условное графическое отображение (УГО).

Индивидуальные графические отображения отражают физические свойства элемента, например принцип функционирования, количество фаз, полюсов и т.д.

В качестве УГО используются следующие графические примитивы AutoCAD:

• стандартные примитивы (блоки, отрезки, полилинии, мультилинии и т.д.);
• разработанные примитивы-объекты с расширенными возможностями управления — в дальнейшем они будут называться объектами.

К любому примитиву после его установки в чертеж автоматически приписывается неграфический элемент-контейнер AutoCAD, в котором сосредоточены все свойства схемного элемента.

Существует два основных режима установки и редактирования примитива-УГО элемента:

• автоматизированный режим, когда УГО элемента выбирается в зависимости от физических свойств элемента, при этом может быть предложено несколько вариантов;
• режим назначения, когда примитив-УГО просто назначается из состава любых уже установленных примитивов AutоCAD (в том числе объектов).

В качестве основных примитивов-УГО WinELSO в автоматизированном режиме установки УГО используются блоки.

При установке в автоматизированном режиме разработана двух-уровневая система доступа к файлу УГО.

Ссылки на общие УГО хранятся в таблицах классов каждого вида элементов. Например, для коммутаторов — это таблица «Классы» базы «Коммутаторы.mdb». Как правило, но необязательно, в таблицах классов устанавливается несколько вариантов общих УГО.

Ссылки на индивидуальные УГО хранятся в таблицах с физическими свойствами элементов. В последнем случае вид УГО может более точно отражать физические свойства элемента. Как правило, при этом нет необходимости устанавливать несколько вариантов изображений.

Базы данных технических характеристик элементов

Базы данных реализованы в виде отдельных MDB-файлов. Для каждого предопределенного и пользовательского вида элементов существует отдельный MDB-файл. В составе каждого MDB-файла в обязательном порядке присутствуют следующие таблицы:

• «Классы» — сводная таблица классов данного вида со ссылками на таблицы по виду элемента, общими УГО и некоторыми другими данными;
• «Маркировка Размещение» — варианты графического размещения справочных данных относительно элемента;
• «Маркировка Состав» — варианты состава справочных данных по виду;
• таблицы с техническими характеристиками элементов.

Все базы и таблицы в них являются открытыми и доступными для добавления и изменения.

База УГО элементов

База УГО элементов реализована в виде набора DWG-файлов, в каждом из которых размещается один элемент.

Платформа

Программа WinELSO представляет собой динамически подгружаемую к AutоCAD версий 2004-2008 библиотеку (группу библиотек) в формате arx, находящуюся в каталоге System. Библиотека подгружается автоматически на этапе запуска программы. В версии 6.х это WinElso6_R16.arx для AutоCAD версий 2004, 2005, 2006 и WinElso6_R17.arx для AutоCAD версий 2007 и 2008. Для управления программным интерфейсом созданы пользовательские меню, которые также подгружаются автоматически на этапе запуска программы. Работа программы осуществляется в пространстве модели AutоCAD.

Получить консультацию и демо-версии упомянутых в статье программных продуктов вы можете у специалистов «Русской Промышленной Компании» (www.cad.ru). Для того чтобы изучить упомянутые в статье программные продукты в полном объеме, предлагаем пройти обучение и получить сертификат в Академии САПР и ГИС.

САПР и графика 9`2007