WinELSO 7 — развитие проектирования систем электроснабжения, связи и сигнализации

Олег Усатюк

Рабочие чертежи электроснабжения

Расчетные модели

Области применения программы

Состав программы

Элементы схемы

Группы элементов

Условное графическое отображение элемента

Базы данных технических характеристик элементов

Платформа

Заключение

Проектирование систем электроснабжения объектов в строительстве представляет собой комплекс процессов, направленных на выбор оборудования, проектирование и прокладку кабельных трасс. Результаты процессов оформляются в виде проектных документов.
В данной статье речь пойдет об основных особенностях 7-й версии программы WinELSO. Подробный перечень ее функциональных возможностей приведен в техническом описании, которое входит в состав демонстрационной версии, размещенной на сайте «Русской Промышленной Компании» — www.cad.ru.

Рабочие чертежи электроснабжения

Рабочие чертежи электроснабжения выполняются в виде схем в форматах расстановки оборудования и прокладки ЛЭП на подосновах и/или в виде функциональных электрических схем. Можно рассматривать чертежи как модели электроснабжения объектов с определенной степенью их приближения к будущим фактическим схемам.

Увеличение степени приближения модели к фактическим схемам достигается в WinELSO строгим графическим соединением устройств разветвления друг с другом и ЭП отдельными ЛЭП (фрагментами групповых ЛЭП), а также установкой:

• «неэлектрических» элементов (электромонтажные, электроустановочные изделия и им подобные);
• связанных 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.

Повышение степени соответствия моделей и фактических схем обеспечивает большую точность проектных документов и расчетной модели (см. ниже), уменьшение количества ошибок в них, возможность выполнения расчетов на планах.

Однако с увеличением числа разветвлений трудоемкость построения точных схемы и расчетной модели растет. Растет и количество элементов чертежа, что увеличивает время его обработки. Несмотря на это, применение точных моделей оправданно, если того требует точность получаемых результатов. В случае большого числа разветвлений, значительных временных затрат и незначительного влияния на точность результатов (например, для розеточных, осветительных и подобных групповых цепей) WinELSO предоставляет возможность выполнять сетевую и расчетную модели менее точно в формате групповых сетей. Модель схемы на планах реализуется 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 лишь служат для расчета и копирования результатов расчета во все фрагменты групповой линии.) Кабельный журнал выдается только по групповым линиям. Также возможны комбинированные варианты.

Расчетные модели

Расчетная модель в WinELSO не строится отдельно, а встраивается в рабочий чертеж (на плане и 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 ослабит требование 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.

Области применения программы

Далее мы рассмотрим, в каких областях используется программа WinELSO.

Параметры сети

Программа позволяет выполнять построения и расчеты трехфазных и однофазных сетей переменного и сетей постоянного тока как с подключением к нейтральной точке источника, так и без оного. Напряжения источника и сети могут быть любыми в соответствии с таблицей «Номинальные напряжения» базы WinELSO.mdb.

Проектируемые объекты

Опыт показал достаточную эффективность применения WinELSO при проектировании практически любых объектов, как-то:

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

Фрагмент плана расстановки оборудования и прокладки наружных сетей коттеджного поселка

Состав программы

Программа состоит из следующих подсистем:

• формирования схем электроснабжения;
• формирования расчетной модели и выполнения электротехнических расчетов;
• выполнения светотехнических расчетов;
• разработки проектных документов;
• сервисной.

Подсистема формирования схем электроснабжения выполняет:

• расстановку помещений на планах и задание их характеристик;
• расстановку силового (щиты, отдельные нагрузки, розетки и пр.), несилового оборудования и трехмерную прокладку силовых и несиловых (контрольных и пр. слаботочных) кабелей и проводов на подоснове в ручном, автоматическом и автоматизированном режимах;
• задание вертикальных участков ЛЭП в виде отдельных элементов или свойств ЛЭП;
• автоматический подсчет длин кабелей и проводов с учетом индивидуальной относительной и абсолютной погрешности на длину и 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 расчетными схемами РУ и схемами на планах.

Фрагмент плана групповой осветительной сети

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-нуль»;

• подбор оборудования и ЛЭП по результатам расчетов:

- выбор ЛЭП, шин клемм, РУ и пр. 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 : таблицы 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, кабельные журналы в форматах групповых линий и по каждому фрагменту по чертежу и фрагменту чертежа, ведомости потребностей кабелей и проводов, светотехническая ведомость;
• 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

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

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

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

Под предопределенными элементами мы будем понимать такие, 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, дома одноквартирные, 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 создания и обработки групп элементов. Например, группа, состоящая из трех силовых, одной телефонной, одной компьютерной розеток, пяти подрозетников, рамки на пять розеток и прочих элементов, может быть создана из отдельных ELSO-элементов, AutoCAD-блока ELSO-элементов и встроенных в основной элемент предопределенных и пользовательских элементов без назначения им условного графического отображения (УГО). Предопределенные и пользовательские элементы групп попадают в спецификацию оборудования в свои разделы в отсортированном виде.

Фрагмент схемы РУ ТП

Условное графическое отображение элемента

Каждый вид, класс и тип может иметь свое универсальное или индивидуальное 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 называемые 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 установленных примитивов AutoCAD (в том числе объектов).

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

При установке в автоматизированном режиме разработана двухуровневая 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 более точно может 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 Формат» — 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 реализована в виде набора DWG-файлов, в каждом из которых размещается один элемент.

Платформа

WinELSO представляет собой динамически подгружаемую к AutoCAD версий 2004-2009 библиотеку (группу библиотек) с расширением *.arx, находящуюся в каталоге System. Библиотеки подгружаются автоматически на этапе запуска программы. В 7-й версии этими библиотеками являются WinElso7_R16.arx для AutoCAD версий 2004, 2005, 2006, а для AutoCAD версий 2007, 2008 и 2009 — WinElso6_R17.arx. Для управления программным интерфейсом созданы пользовательские меню, которые также подгружаются автоматически на этапе запуска программы.

Заключение

В заключение хотелось бы отметить, что мы рассмотрели лишь основные возможности и изменения новой, 7-й версии программы WinELSO. Более подробную информацию вы всегда можете получить в «Русской Промышленной Компании».

Олег Владимирович Усатюк

«Русская Промышленная Компания», разработчик WinELSO.

САПР и графика 9`2008