АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДГОТОВКА РАБОЧЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА ВТОРИЧНЫЕ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИПОВЫХ РЕШЕНИЙ

COMPUTER AIDED DESIGN OF OPERATION DOCUMENTATION ON SECONDARY CIRCUITS OF POWER STATIONS AND SUBSTATIONS WITH USE OF TYPICAL SOLUTIONS

Бондаренко Г.Н.,
Ванин А.С., канд. техн. наук, 
Иванов С.В., канд. техн. наук, 
Трофимов А.В., канд. техн. наук

            Рассмотрены вопросы повышения эффективности разработки рабочей документации на вторичные цепи электростанций и подстанций за счет использования типовых заводских проектных решений в рамках системы автоматизированного проектирования цепей вторичной коммутации на примере проектов релейных шкафов комплектных распределительных устройств  и низковольтных комплектных устройств. 
            К л ю ч е в ы е    с л о в а: системы автоматизации проектирования; вторичные цепи электроустановок; шкафы КРУ; низковольтные комплектные устройства

            Aspects of development efficiency increase when working out of operation documentation on secondary circuits for power stations and substations by use of typical factory design solutions within the framework of computer aided design of secondary circuits using designs of relay cabinets of switchgears and low-voltage control gears as examples are considered 
            K e y w o r d s:  computer aided design systems; electric installation secondary circuits; switchgear and control gear cabinets; low-voltage control gears

            В последнее время стало модным говорить об интеллектуальных электроэнергетических системах, цифровых подстанциях и т.п. А проектирование этих умных систем часто ведется старыми «дедовскими» способами. Автоматизация проектирования при разработке рабочей документации на вторичные цепи электростанций и подстанций позволяет кратно повысить производительность труда проектировщиков и существенно улучшить качество проекта. Это связано с тем, что существенная часть документации состоит из принципиальных и монтажных схем. И, если разработка принципиальных схем требует напряжения инженерной мысли, то монтажная документация (схемы кабельных соединений, схемы подключения рядов зажимов, монтажные схемы устройств) во многом может быть сформирована автоматически, так как содержит в основном информацию из принципиальных схем (марки цепей и номера контактов аппаратов), представленную в другой форме [1,2]. 
            В связи с высокой сложностью вторичных цепей электроустановок важной особенностью при их разработке является широкое использование типовых решений и устройств, позволяющих унифицировать разрабатываемую документацию. Это могут быть шкафы КРУ-6(10) кВ, выпускаемые щитовыми заводами, или типовые панели защит и управления (линий, трансформаторов, генераторов), предлагаемые разработчиками микропроцессорных интеллектуальных электронных устройств. При этом обычно организации, выпускающие щитовые устройства передают в проектные организации заводскую документацию на бумаге или в электронном виде в формате PDF или какого-нибудь графического редактора (Visio, AutoCad), что в общем случае не сильно отличается от бумажного носителя. После этого проектная организация начинает сначала перерисовывать и «привязывать» принципиальные схемы, а затем на их основе разрабатывать монтажную документацию. Как уже отмечалось, процесс формирования монтажа по принципиальным схемам может быть существенно ускорен за счет использования САПР. Однако существенно больший эффект может быть достигнут при обмене документами на типовые комплектные устройства в формате, пригодном для автоматизации проектирования. 
            Такая возможность может быть реализована в системе автоматизированного проектирования цепей вторичной коммутации электроустановок (САПР ЦВК) [3], которая применяется в ряде проектных организаций энергетического профиля и на заводах, выпускающих щитовые изделия. Естественно, что для решения такой задачи кроме технического вопроса должны быть решены как минимум два организационных: работа в САПР как проектной организации, так организации, разрабатывающей щитовые устройства, и наличие «доброй воли» для обмена базами данных проектов. 
Рис. 1
            На рис. 1 показаны основные виды и последовательность разработки документации на цепи вторичной коммутации.
            На основе принципиальных схем выполняются практически все дальнейшие проектные процедуры. Разработка этого вида документа является сложной инженерной задачей, опирающейся на удачные технические решения ранее спроектированных образцов, учитывающей накопленный опыт изготовления. При этом используются большие объемы иформации, сложной по структуре и разнообразной по своему содержанию. Реализация схем осуществляется в виде комплектных устройств (типовых или нетиповых , на которых размещаются аппараты схемы, и кабелей, объединяющих соответствующие цепи. 
            Принципиальные схемы типовых устройств часто являются основой для подготовки полных принципиальных схем. На следующем этапе проектирования на основе принципиальных схем ведется разработка документации на нетиповые НКУ, формируются схемы кабельных соединений и кабельные журналы. На заключительном этапе на основе схем рядов зажимов НКУ и схем кабельных соединений разрабатываются схемы подключения рядов зажимов. 
            Подготовленная в САПР полная схема является не просто набором чертежей, но и содержит информацию о соединениях всех элементов. С перечнем аппаратуры связаны данные о размещении, габаритах и схемах аппаратов. На их основе формируется база данных проекта, позволяющая использовать ее для создания других документов. Использование именно базы данных проекта, а не отдельных чертежей, позволяет значительно повысить эффективность выпуска рабочей документации проектными организациями. 
            В зависимости от вида присоединения объем рабочей документации и степень ее «взаимоучастия» может существенно различаться. 
            При разработке документации на электродвигатели 6 кВ собственных нужд электростанций полная схема управления практически более чем на 90% состоит из схемы релейного блока шкафа КРУ, к которой добавляются лишь команды на включение/отключение и сигналы о состоянии ячейки (включен/отключен, срабатывание РЗА, ток электродвигателя), направляемые в АСУ ТП. Следует отметить, что средний размер схемы – форматка А1. Затем берется заводская схема соединения рядов зажимов и на ее основе формируется схема подключения кабелей. И хотя кабелей обычно не много (10-20 жил), перечерчивать приходится весь ряд (примерно 200 клемм). 
            При наличии базы данных проекта на шкаф КРУ в рамках САПР ЦВК в рамках программы процесс разработки рабочей документации состоял бы в следующем. Ввод названия новой монтажной единицы (электродвигателя); ввод названий щитовых устройств (шкаф КРУ и шкаф программно-технического комплекса (ПТК) АСУ ТП); автоматический импорт проекта на шкаф; небольшая доработка принципиальной схемы в плане связей с АСУ ТП; автоматический синтез схемы кабельных связей и схемы подключения рядов зажимов. Объем «механических» трудозатрат, вероятно, не превышает половины дня. На выходе – гарантированные от рутинных ошибок перечерчивания две форматки А1. 
Рис. 2
            Для более сложных присоединение объем документации значительно возрастает. На рис. 2,3 приведены фрагмент принципиальной схемы и соответствующий ему фрагмент ряда зажимов из заводской документации на шкаф резервных защит и АУВ ВН двухобмоточного трансформатора 35кВ производства ИЦ Бреслер. Обратим внимание, что на схеме не проставлены марки цепей, которые задаются проектной организацией на этапе разработки полных принципиальных схем. Соответственно и на клеммах прописано назначение цепи, которое в рабочей документации будет заменено на марку провода. Показанные на схеме выноски в купе с поясняющими надписями фактически дают проектировщикам шаблон для привязки входных и выходных сигналов.
Рис. 3
            Последовательность разработки документации аналогична рассмотренной выше, хотя трудозатраты на порядок выше. Должны быть описаны все устройства, участвующие в схеме, определены контакты, показанные на выносках, подключены цепи трансформаторов тока и напряжения, проставлены марки цепей. После этого в САПР автоматизировано могут быть сформированы схема кабельных связей и схемы подключения рядов зажимов.
            Следует отметить, что рассмотренный обмен проектными базами данных в рамках САПР ЦВК между различными организациями не требует дополнительных усилий по синхронизации информации базы данных САПР, так как все необходимые сведения содержатся в проекте. 
Заключение 
            Использование средств автоматизации проектирования позволяет существенно повысить производительность труда проектировщиков за счет снижения трудозатрат на разработку документации; повышает качество выпускаемых документов за счет снижения вероятности появления ошибок и использования типовых решений; увеличивает привлекательность труда проектировщика за счет возможности сосредоточиться на инженерной деятельности, перекладывая рутинную работу на компьютер. 
            Обмен документацией между проектными организациями и изготовителями щитовых изделий в формате баз данных проектов в рамках САПР ЦВК позволяет организовать многократное использование информации при однократном ее вводе. 
            Имеются объективные предпосылки для реализации предлагаемого подхода в проектировании. Так схемы релейных блоков шкафов КРУ завода «Мосэлектрощит» уже много лет разрабатываются в САПР ЦВК [4]. В настоящее время САПР активно используется для разработки типовых шкафов «ИЦ Бреслер». Проектные организации могут запросить заводскую документацию в виде баз данных проекта. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. Трофимов А.В. Автоматизация проектирования вторичных цепей электрических станций и подстанций. – Электрические станции, 2009, N10, с. 
2. Трофимов А.В. Методика автоматизированного проектирования вторичных цепей электроустановок. – Электро, 2008, N6, с.42-45. 
3. Брызгалов Ю.Н., Новиков А.А., Трофимов А.В. Автоматизированное проектирование электротехнических устройств в среде САПР цепей вторичной коммутации электроустановок. – Электро, 2004, N6, с.38-40. 
4. Бондаренко Г.Н., Злобин К.Б., Трофимов А.В. Опыт организации обмена данными систем управления ресурсами и автоматизации проектирования вторичных цепей при производстве шкафов КРУ. – Электро, 2012, N2, с.37-39. 

Бондаренко Галина Николаевна -         
начальник отдела ОАО «Мосэлектрощит»            
+7(495) 7874222 bondarenko@moselectro.ru            

Ванин Александр Сергеевич -         
кандидат технических наук,             
начальник сектора ООО «Энергоавтоматика»            
+7(495) 6459407 vanin_@mail.ru              

Иванов Сергей Владимирович -         
кандидат технических наук,            
директор центра исполнения проектов ИЦ Бреслер            
+7(8352) 240650 ivanov_sv@ic-bresler.ru

Трофимов Алексей Валентинович -         
кандидат технических наук,            
доцент кафедры Электрические станции, МЭИ            
+7(910) 4231761 trofimovAV@mpei.ru            
Ċ
САПР ЦВК,
25 мар. 2013 г., 3:08