4 - 2011

Использование электротехнических САПР при конструировании энергетических и электротехнических установок

Алексей Комраков

Создание трехмерной модели подстанции 500/220/35 кВ

Актуальной задачей проектирования энергетических объектов является переход к трехмерным технологиям, обеспечивающим более высокое качество работ, сокращение сроков разработки за счет автоматизации рутинных операций и процесса получения выходной документации, а также ее оперативное обновление и переиздание при внесении изменений. Реализация указанных факторов предоставляет проектной организации существенные конкурентные преимущества.

Дополнительным фактором, стимулирующим внедрение технологий 3D-проектирования, могут стать требования заказчика по предоставлению трехмерной модели проектируемого объекта, что и произошло при разработке «Нижегородскэнергосетьпроект», филиалом ОАО «Инженерный центр энергетики Поволжья», проекта подстанции 500/220/35 кВ Красноармейская для ОАО «ФСК ЕЭС».

Задача создания трехмерной модели подстанции решалась с помощью комплекса программных средств, разработанных компанией Bentley Systems для платформы Autodesk AutoCAD. Поскольку основная часть технических решений по проекту подстанции уже была принята, разработка модели пятью проектировщиками при консультационной поддержке специалистов компании «Ребис РАША» заняла всего две недели (рис. 1).

Рис. 1

Рис. 1

Компоновка оборудования — трансформаторов, выключателей, разъединителей и т.п. — выполнялась в приложении Bentley AutoPLANT Equipment. Этот модуль из состава программного комплекса Bentley AutoPLANT Design позволяет создавать и размещать оборудование любого назначения: технологическое, энергетическое, промышленное, инженерное — и, благодаря легко настраиваемой базе данных, назначать ему требуемую специфическую атрибутивную информацию (описания, эксплуатационные характеристики и т.д.). Графическая составляющая интеллектуальной модели единицы оборудования может быть сформирована как непосредственно модулем AutoPLANT Equipment, так и любым другим программным средством моделирования, поддерживающим формат данных Autodesk AutoCAD. Все модели типового оборудования, созданные в процессе работы над проектом подстанции, пополнили библиотеку оборудования и могут быть использованы в дальнейшем для проектирования других объектов.

Рис. 2

Рис. 2

Разработка моделей порталов, стоек и других металлоконструкций осуществлялась в среде программного комплекса Bentley ProSteel (рис. 2). Благодаря адаптации, выполненной компанией «Ребис РАША», данный программный продукт полностью соответствует российским нормам и практике проектирования как по составу базы данных металлопроката, так и по формам выходных документов (спецификаций, ведомостей и т.д.), а кроме того, дополнен модулями для моделирования типовых конструкций и соединений по типовым сериям. ProSteel имеет встроенные средства интеграции с расчетной системой STAAD.Pro от компании Bentley, а также дополнительный модуль, входящий в состав адаптации «Ребис РАША», для связи с популярными в России программами SCAD и «Лира». Использованные в проекте подстанции металлоконструкции являются главным образом унифицированными, выполненными по типовым сериям. Поэтому в начале работы над моделью была создана библиотека блоков по составляющим элементам (стойки, траверсы и т.д.), а затем уже из них были быстро сформированы портальные конструкции требуемой конфигурации.

Архитектурная часть проекта — здания, сооружения — была выполнена с помощью программного обеспечения Autodesk AutoCAD Architecture. С учетом того, что детальная разработка конструкции зданий не требовалась, применение этого инструмента моделирования обеспечило максимальную эффективность выполнения данной части проекта.

Моделирование проводов и оснащение их гирляндами изоляторов производилось с помощью разработанного специалистами компании «Ребис РАША» приложения для AutoCAD, что позволило снизить трудоемкость выполнения этой части работ на 90%.

Прокладка трасс кабельных лотков осуществлялась в модуле AutoPLANT Raceways комплекса Bentley AutoPLANT Design.

Просмотр и визуализация общей модели подстанции, а также проверка на наличие коллизий выполнялись посредством программного обеспечения Bentley Navigator, обеспечивающего полный доступ не только к графической информации, но и к структуре проекта и свойствам объектов (рис. 3).

Рис. 3

Рис. 3

В ближайшей перспективе планируется внедрение для еще более эффективного решения подобных задач специализированного программного комплекса Bentley Substation, который, имея тесную интеграцию с электротехническим программным пакетом Bentley promis•e, обеспечит объединение схемной части проекта и трехмерной компоновки оборудования на площадке. В настоящий момент специалистами компаний Bentley и «Ребис РАША» ведутся работы по дополнению графической системы расчетным функционалом и адаптации баз данных указанных программных продуктов.

Создание трехмерной модели парогазовой электростанции ОАО «Мордовцемент»

Парогазовая электростанция (ПГЭС) ОАО «Мордовцемент» предназначена для обеспечения цементного завода тепловой и электрической энергией (рис. 4).

ОАО «Мордовцемент» располагается в поселке Комсомольский (Республика Мордовия).

В состав ПГЭС входит следующее основное оборудование:

  • две газовые турбины типа LM2500+G4DLE фирмы General Electric;
  • паровая турбина типа SST-PAC 300 фирмы Siemens;
  • котел-утилизатор пароводяной словацкого производства;
  • резервный паровой котел типа Vitomax 200HS фирмы Viessmann.
  • Мощность ПГЭС — 70 МВт.

В процессе работы над проектом в ЗАО «Северо-Западная ижиниринговая корпорация» были впервые применены методы комплексной автоматизации проектирования, а именно: тепломеханический отдел, отдел водоснабжения и канализации, отдел вентиляции и кондиционирования и строительный отдел — работали в едином пространстве, используя все преимущества, предоставляемые программными решениями Bentley для коллективной работы над проектом. Общее время разработки комплексной модели составило чуть больше месяца.

Рис. 4

Рис. 4

Проектные работы выполнялись на платформе AutoCAD с использованием программного комплекса Bentley AutoPLANT Design. Создание и компоновка оборудования осуществлялись в модуле AutoPLANT Equipment, моделирование трубопроводных систем — в модуле AutoPLANT Piping (рис. 5). Следует отметить, что модуль AutoPLANT Piping, являясь универсальным по своей архитектуре, при соответствующем наполнении базы данных позволяет с одинаковым успехом проектировать как основные технологические трубопроводы, так и инженерные системы промышленных сооружений — тепло- и водоснабжения, вентиляции и кондиционирования. Кроме того, он имеет средства для обмена (импорта/экспорта) данными с системами прочностного расчета трубопроводов, такими как Bentley AutoPipe и «Старт», что применялось для наиболее ответственных участков трубопроводов.

Рис. 5

Рис. 5

На основании базы данных трехмерной модели с помощью специального приложения AutoCOVT разработки компании «Ребис РАША» в автоматическом режиме были сформированы заказные спецификации и ведомости трубопроводов, отвечающие всем нормативным требованиям и не нуждающиеся в ручной доработке (рис. 6).

Рис. 6

Рис. 6

Рис. 6

Разработка строительных металлических конструкций осуществлялась в программном комплексе Bentley AutoPLANT Structural. Для визуализации комплексной трехмерной цифровой модели ПГЭС и автоматического выявления коллизий использовался инструментарий программы Bentley ProjectWise Navigator.

Такой комплексный подход с применением средств 3D-проектирования компании Bentley, адаптированных компанией «Ребис РАША», позволил не только получать промежуточные результаты на любой стадии проектирования, но и избежать при прокладке трубопроводов и вентиляционных шахт коллизий со строительной частью.

САПР и графика 4`2011