3 - 2009

Model Studio CS ЛЭП — реальная автоматизация процесса проектирования ЛЭП

Степан Воробьев, Максим Карпов

О программе

Ввод исходных данных

Расстановка опор на профиле и расчеты

Арматура и изоляторы

Расчет переходов

Выходная документация

Заключение

Некоторое время назад в журнале «САПР и графика» были опубликованы статьи по первым программным продуктам серии Model Studio CS (разработчик — компания CSoft Development). Эти продукты быстро нашли своих потребителей и продолжают динамично развиваться. Так, в конкурсе проектных институтов победу одержала трехмерная модель подстанции 35/110/220 кВ, выполненная специалистами ОАО «Дальэнергосетьпроект» (г. Хабаровск) при помощи Model Studio CS ОРУ.
Недавно серия этих программных продуктов пополнилась новым решением –— программным комплексом Model Studio CS ЛЭП. С ним мы и собираемся познакомить читателей.

О программе

Система Model Studio CS ЛЭП — это единый программный комплекс, обеспечивающий расчет и выпуск комплекта документов при проектировании воздушных линий электропередач всех классов напряжений (0,4-750 кВ) и применяемый на стадиях строительства, реконструкции и ремонта. Текущая версия Model Studio CS ЛЭП работает на основе AutoCAD и программных средств, в состав которых входит AutoCAD (AutoCAD Architecture, AutoCAD Civil 3D, AutoCAD MEP и др.).

Воздушные линии электропередач постоянно подвергаются воздействию ветра, льда и колебаниям температуры. Нагрузки, достигающие значительных величин, вызывают большие механические напряжения проводов, тросов и опор. Тем более ответственным становится процесс проектирования ЛЭП, в котором принимают участие специалисты разных отделов. Наше решение предназначено для сотрудников линейного отдела и обеспечиваяет возможность работы в существующей технологии проектирования независимо от того, в каком программном продукте работу выполнил отдел инженерных изысканий — это может быть и GeoniCS, и CREDO, и Civil 3D, и даже чертеж, изготовленный вручную, при условии, что он будет отсканирован и подгружен в AutoCAD и Model Studio CS ЛЭП.

После получения информации от изыскателей специалист с помощью Model Studio CS ЛЭП сможет безошибочно и максимально быстро (по нашим сведениям, – быстрее всех в мире) выполнить на продольном профиле расстановку опор в заданном масштабе, сделать расчеты и сформировать необходимую документацию. Полагаем, что человек, начавший расстановку опор на продольном профиле длиной в 5- 15 км, завершит работу быстрее, чем вы закончите читать эту статью. В целом ему придется совершить четыре действия:

  • задать исходные данные;
  • расставить опоры на продольном профиле и произвести расчеты;
  • проверить допустимые габариты и расстояния до пересекаемых объектов;
  • сформировать проектную документацию.

Все это сделает… вернее, поможет сделать Model Studio CS ЛЭП.

Рис. 1. Продольный разрез профиля

Рис. 1. Продольный разрез профиля

В начало В начало

Ввод исходных данных

Основными исходными данными для Model Studio CS ЛЭП являются продольный профиль и информация по климатическому району.

Информация по продольному профилю предоставляется смежными отделами в формате AutoCAD или закачивается из внешней программы через файл обмена (рис. 1). Остальные данные по оборудованию, опорам, арматуре и пр. выбираются проектировщиком из базы данных программы и в процессе проектирования могут многократно изменяться. Предоставляется возможность оперативного добавления всей недостающей информации, например, по региону (рис. 2).

Рис. 2. Выбор климатического района выполняется в специальном диалоговом окне

Рис. 2. Выбор климатического района выполняется в специальном диалоговом окне

В начало В начало

Расстановка опор на профиле и расчеты

После задания в диалоговом окне условий и подготовки продольного профиля, полученного из отдела
изысканий или от субподрядчика, производится расстановка опор. Прежде всего отметим, что все расставляемые опоры и отрисовываемые провода — это особые параметрические объекты, наделенные определенным узкоспециализированным «интеллектом», а также параметрами и свойствами, необходимыми для выполнения расчетов и формирования проектных документов.

Рис. 3. Расстановка опор с помощью шаблона

Рис. 3. Расстановка опор с помощью шаблона

Программный комплекс Model Studio CS ЛЭП позволяет проектировщику самостоятельно выбрать способ расстановки опор: «вручную», при помощи автоматически формируемого шаблона или автоматически. Это обеспечивает проектировщику возможность использовать хорошо известный и привычный ему инструмент расстановки, шаблон (рис. 3) или встроенные алгоритмы автоматической расстановки. На мой взгляд, наиболее эффективным и быстрым является метод автоматической расстановки опор. В конце концов, если вам не понравится, вы всегда можете вручную или более привычным способом –— на основе шаблона — исправить сделанное. Запуск автоматической расстановки позволяет за считаные секунды установить опоры в необходимых местах, на любом, даже самом протяженном анкерном участке (рис. 4), при этом механический расчет провода производится автоматически.

Рис. 4. Автоматическая расстановка опор

Рис. 4. Автоматическая расстановка опор

Кроме того, программа позволяет выполнять любые операции с опорами: передвигать, удалять, добавлять, изменять тип и марку и т.д. При этом расчет автоматически обновляется в режиме реального времени, что позволяет инженеру видеть результат непосредственно после внесения необходимой правки.

Интеллектуальная система оформления чертежа выполняет все необходимое оформление документов (рис. 5).

Рис. 5. Вид чертежа после автоматического оформления

Рис. 5. Вид чертежа после автоматического оформления

Как уже было отмечено, в процессе расстановки опор осуществляется механический расчет проводов и тросов в строгом соответствии с ПУЭ 7.

Механический расчет проводов производится с учетом не только свойств провода и климатических нагрузок, но и нагрузок от арматуры крепления, гирлянд изоляторов и прочего оборудования. Стандартная поставка настроена таким образом, чтобы выполнять расчеты для 17 режимов различного сочетания температурных, ветровых и гололедных параметров (условий). Эти расчетные режимы при необходимости можно включать и выключать. Кроме того, предусмотрена возможность добавления дополнительных расчетных режимов либо корректировки существующих (рис. 6).

Рис. 6. Режимы расчета провода

Рис. 6. Режимы расчета провода

Подсистема расчета проводов и тросов работает в режиме реального времени: после отрисовки провода расчет выполняется автоматически и обновляется каждый раз при изменении условий. Например, при перемещении или изменении типа и марки опор или провода происходит мгновенный перерасчет и перестроение кривых провисания (рис. 7). Кривая провисания провода отображается в заданном расчетном режиме. В стандартной настройке по умолчанию принят наиболее тяжелый режим.

Рис. 7. Результаты расчета кривой провисания провода

Рис. 7. Результаты расчета кривой провисания провода

Параметры проводов и тросов, а также арматура (подвесная, натяжная, защитная) и дополнительное оборудование могут быть изменены на любом этапе проектирования.

По просьбе проектировщиков, которые помогали с анализом эргономики и качеством расчетов, была реализована возможность систематического расчета провода. Как и всё в программе, функционал для систематического расчета провода выполнен просто и удобно, позволяя мгновенно, нажатием одной кнопки просчитывать любой выбранный провод с любым шагом пролета при любых климатических сочетаниях (температура, ветер, гололед) — рис. 8.

Рис. 8. Систематический расчет провода

Рис. 8. Систематический расчет провода

В начало В начало

Арматура и изоляторы

Правильный выбор таких важных элементов воздушных линий, как изоляторы и арматура,  — одно из основных условий надежной эксплуатации ЛЭП. Этот аспект был учтен разработчиками программы.

В проектах, выполняемых средствами Model Studio CS ЛЭП, могут применяться как каталожные комплекты арматуры, так и комплекты, состав которых отличается от представленного в базе данных. Поскольку существует множество различных видов арматуры, для упрощения работы проектировщика предусмотрен специальный инструмент   — «Конструктор гирлянд» (рис. 9), который позволяет наглядно и быстро создать гирлянду либо с нуля, либо на основе существующей (путем ее изменения). В конструкторе выполняется расчет, где количество изоляторов подбирается в зависимости от степени загрязнения и напряжения линии. Особо отметим, что программный комплекс Model Studio CS ЛЭП рассчитан на проектирование ВЛ всех классов напряжения   — от 0,4 до 750 кВ. Поэтому в проектах предусмотрена возможность применения как линейных, так и штыревых изоляторов.

Рис. 9. Мастер создания комплектов арматуры и гирлянд

Рис. 9. Мастер создания комплектов арматуры и гирлянд

Кроме того, программный комплекс Model Studio CS ЛЭП позволяет оценить необходимость установки гасителей вибрации, определить точки их крепления на проводе и грозозащитном тросе (рис. 10).

Рис. 10. Учет и расчет защитной арматуры

Рис. 10. Учет и расчет защитной арматуры

В начало В начало

Расчет переходов

Когда воздушные линии электропередач пресекают железные дороги, судоходные реки и автострады, следует строго соблюдать расстояния в соответствии с требованиями ПУЭ-7. Программный комплекс Model Studio CS ЛЭП снабжен мощным инструментом, позволяющим осуществлять проверку допустимых расстояний между объектами:

  • между опорами и пресекаемыми объектами;
  • между проводами и пересекаемыми объектами;
  • между проводом и грозотросом.

При проверке модели осуществляется анализ коллизий между объектами на основе соответствующих настроек (рис. 11). Информация об обнаруженных в процессе проверки коллизиях отражается как графически, так и в табличном виде.

Рис. 11. Учет пересечений в Model Studio CS ЛЭП

Рис. 11. Учет пересечений в Model Studio CS ЛЭП

По результатам работы проектировщика в программе Model Studio CS ЛЭП автоматически формируется выходной документ — ведомость переходов (рис. 12).

Рис. 12. Ведомость переходов

Рис. 12. Ведомость переходов

В начало В начало

Выходная документация

Описав основные функции программы, обратимся к процессу выпуска документов — в конце концов, ведь именно они и нужны проектировщику.

Model Studio CS ЛЭП позволяет формировать и выпускать комплект проектной документации — оформленные чертежи и табличные документы. Важно, что табличные документы могут автоматически генерироваться в форматах Microsoft Word, Microsoft Excel, Rich Text Format (*.rtf) и, конечно же, в формате AutoCAD (*.dwg). Кроме того, программный комплекс обеспечивает возможность настраивать собственные форматы документов и собственный состав информации в этих документах, отвечающие стандартам отрасли или внутренним стандартам проектной организации  — с рамками, штампами, эмблемами и т.п. В стандартную поставку входят все основные типы документов  — например, монтажные стрелы провеса провода и троса (рис. 13), ведомость изолирующих подвесок проводов и тросов, ведомость опор, ведомость переходов, ведомость гасителей вибрации, спецификации оборудования и др.

Получать выходную документацию можно как целым пакетом, так и по отдельности.

Рис. 13. Пример выходной документации: монтажные стрелы провеса провода и троса

Рис. 13. Пример выходной документации: монтажные стрелы провеса провода и троса

В начало В начало

Заключение

Если вы обратили внимание, мы всячески старались сократить текст статьи, чтобы вы успели дочитать ее раньше, чем коллега завершит работу над проектом. Но не получилось. Он справился быстрее… И это благодаря использованию в Model Studio CS высокотехнологичных алгоритмов, а также результатов новейших исследований в области эргономики и интерактивных технологий. Более того, программный комплекс получился очень простым для освоения: проектировщик может приступить к работе непосредственно после краткого знакомства с интерфейсом: установил — и сразу к работе! Кроме того, нельзя не обратить внимание и на цену программного продукта: приобрести его может позволить себе не только проектная организация, но и практически любой инженер, работающий на дому.

Разработчики программного продукта отмечают: «Сегодня никакая другая программа не сравнится c Model Studio CS ЛЭП по интерактивности и интеллектуальности, а тем более по динамике развития!» Однако следует принимать во внимание, что это все же только первая версия программного продукта. Уже в ближайшее время (может быть, к моменту выхода данной статьи) в программе будут доработаны и бесплатно, в рамках действующей технической поддержки добавлены функции переноса результатов расстановки опор обратно на план (в 2D и 3D), а также ведомость вырубки просеки.

Подытожим все вышесказанное. Допустим, нас спросили, чем же Model Studio CS ЛЭП привлекательна и почему мы должны купить и использовать именно эту разработку. Отвечая на поставленный вопрос, мы, пожалуй, не стали бы говорить, что Model Studio CS ЛЭП — это:

  • действительно не имеющая аналогов интерактивная технология проектирования и расчета;
  • достоверные результаты расчета, доступные в любое время;
  • отображение всей необходимой графической и инженерной информации в режиме реального времени;
  • возможность работы с инженерными данными в табличном и графическом виде с синхронизацией в режиме реального времени;
  • интеллектуальная система оформления чертежей, реагирующая на изменение параметров расчета и графики;
  • продуманная эргономика;
  • быстрое освоение программы проектировщиком (не верите  — возьмите бесплатную версию на месяц и проверьте!);
  • возможность обмена данными с другими программами и интеграция со всеми известными технологиями проектирования ЛЭП.

Пожалуй, мы ограничились бы словами ведущего разработчика: «Model Studio CS ЛЭП –— это революционный продукт. Благодаря использованным при его создании технологиям проектировщик получает не просто инструмент, а сверхскоростного помощника, чуткого к любому действию, помогающего осознать правильность принятого решения и подтверждающего его точным расчетом. В конце концов, — это тот редкий инструмент, с которым невозможно расстаться».

К этому, пожалуй, остается добавить лишь то, что у нас нет секретов. Вы можете установить у себя на компьютере рабочую версию Model Studio CS ЛЭП и проверить ее в работе!

В начало В начало

САПР и графика 3`2009