Аннотация
При проектировании понизительных подстанций проектировщик вынужден выполнять большой объем рутинных расчетов. Эти расчеты требуют от проектировщика умения ориентироваться в большом объеме нормативных документов, инструкций и ГОСТ, а также каталогов заводов-изготовителей электротехнического оборудования. Применение для этих целей САПР позволяет значительно сократить время, которое проектировщик затрачивает на выполнение расчетной части проекта. Однако существующие на сегодняшний день САПР либо автоматизируют один или несколько этапов проекта, либо основаны на нормах и стандартах, не действующих на территории РФ. Авторами данной статьи разработан алгоритм автоматизированного выбора и проверки жестких шин прямоугольного сечения, выполненных из одной полосы. Описанный в работе алгоритм позволяет выбрать сечение шины по условию его нагрева током утяжеленного режима, а также осуществить его проверку на термическую и электродинамическую стойкость. Алгоритм отличается наличием математического описания номограммы динамического коэффициента, что снижает возможность ошибки при его определении и значительно облегчает работу проектировщика. Алгоритм основан на действующих руководящих указаниях по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. Разработанный алгоритм реализован в оригинальной САПР понизительных подстанций, в которую интегрирована база данных электрооборудования. Такой подход позволяет автоматизировать разработку проекта комплексно. При выборе электрооборудования в данной САПР проектировщику на любом этапе доступны в базе данных только те аппараты и проводники, которые удовлетворяют условиям их работы в продолжительных и аварийных режимах.
Ключевые слова
Автоматизированное проектирование, термическая стойкость, электродинамическая стойкость, сборные шины, распределительное устройство, подстанция.
1. Официальный сайт Autodesk Inc. https://www.autodesk.ru/ products/autocad/overview.
2. Официальный сайт ООО «АСКОН - Системы проектирования». https://kompas.ru/
3. Бриштен А.В., Беляев Я.С. Разработка системы автоматизированного выбора высоковольтных выключателей // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. трудов. 2017. С. 136-138.
4. Воронин А.А., Одрузова В.А., Наурзов Т.Б. Система автоматизированного выбора гибких сборных шин распределительных устройств // Электроэнергетика глазами молодежи: материалы VIII Международной научно-технической конференции, 02 – 06 октября 2017, Самара. В 3 т. Т 1. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2017. С. 154-157.
5. Елисеев Д.С. Алгоритмы САПР для выбора проводов и кабелей. Волгоград: Волгоградский государственный аграрный университет, 2012. 184 с.
6. Гуляева А.K., Долин А.П. Оптимизация параметров жесткой ошиновки // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать четвертая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов (15–16 марта 2018 г., Москва): тез. докл. М.: ООО «Центр полиграфических услуг „Радуга“», 2018. С. 1033.
7. Y. Jiaxin, W. Yang, W. Lei, L. Xiaoyu, L. Huimin and B. Longqing, "Thermal-Dynamic Stability Analysis for the Enclosed Isolated-Phase Bus Bar Based on the Subsegment Calculation Model," in IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, vol. 8, no. 4, pp. 626-634, April 2018.
8. Y. Kanno, T. Amemiya, N. Takahashi and N. Kobayashi, "The Short Circuit Electromagnetic Force of the Three-Phase Encapsulated Gas Insulated Bus-Bar," in IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-103, no. 6, pp. 1386-1393, June 1984.
9. X. W. Wu, N. Q. Shu, H. T. Li and L. Li, "Contact Temperature Prediction in Three-Phase Gas-Insulated Bus Bars With the Finite-Element Method," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 50, no. 2, pp. 277-280, Feb. 2014, Art no. 7006704.
10. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования : нормативный документ / Рос. АО энергетики и электрификации «ЕЭС России»; [под ред. Б.Н. Неклепаева]. Москва: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. 150 с.
11. Разработка базы данных электрооборудования 35-220 кВ для САПР "ОРУ CAD" / А.В. Варганова, Е.А. Панова, Т.В. Хатюшина, В.С. Кононенко, Х.М. Багаева // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 2 (39). С. 28-33.
12. Панарина М.С., Панова Е.А., Варганова А.В. Алгоритм расчета токов короткого замыкания для САПР распределительных устройств подстанций // Наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: материалы междунар. науч.-практич. конф. 2018. С. 126-130.
13. Panova E.A., Varganova A.V., Panarina M.S. Automation of the process of electrical substations design through the development and application of CAD when choosing electrical equipment // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), 2019. P. 8867594. doi: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867594
14. ЗРУ CAD: свидетельство о гос. рег. программы для ЭВМ РФ. № 2019664573 / Варганова А.В., Панова Е.А., Кушмиль О.Е., Панарина М.С. Заявл. 01.11.2019. Опубл. 08.11.2019.