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Concevoir le réseau de distribution de système d'alimentation électrique des installations industrielles: ElectriCA
Dans l'article donné on cite l'exemple de la coopération des divers programmes pour la réception des décisions de projets régularisées en forme de la documentation de projets de la partie de force électrique complexes industrielles objets.                          

La conception du canal de distribution suppose la décision de la série d'objectifs liés, qui en cas des objets complexes industriels peuvent se décider par de différents groupes des spécialistes. La conception du système de l'électroapprovisionnement comprend les étapes suivantes.

1. La définition des charges électriques en tenant compte des modes et le placement spatial des consommateurs de l'énergie électrique. à cette étape on accomplit l'élaboration préliminaire de la structure du réseau; on estime le nombre nécessaire des alimenteurs et les transformateurs; se réalise la distribution préliminaire des consommateurs selon les niveaux; on définit la composition préliminaire de l'équipement électrotechnique du réseau.

2. L'élaboration les configurations du schéma du canal de distribution. Se décident Ici les objectifs liés avec:
     – la définition des charges de comptes des éléments;
     – les pertes de l'effort en modes normaux, aux démarrages et les autodémarrages;
     – les niveaux des courants maximums du court-circuit (CC) pour la vérification de la résistance de l'équipement;
     – les niveaux des courants minimaux CC pour la vérification de la sensibilité des appareils protecteurs.
En outre on accomplit le choix de l'équipement principal selon les courants nominaux, selon la résistance aux courants CC, par les pertes de l'effort. Ainsi, se décide le regroupement des questions de l'aspect fonctionnel du réseau, ainsi que le placement préliminaire des appareillages dans l'espace des bâtiments et les constructions.

3. Le choix de l'équipement principal du réseau en tenant compte de son design par l'usine du fabricant concrète. à cette étape se réalise le choix des blocs de commande et les armoires des appareillages en tenant compte des objectifs formulés à la conception du processus de fabrication principal et conformément au schéma accepté du canal de distribution. La situation, quand de projets les organisations sont préparées seulement par le travail à l'usine du fabricant, où l'objectif donné et est accompli définitivement est possible. Au choix des blocs standard peut se trouver que les décisions acceptées à l'étape précédente, il est impossible de réaliser. Dans ce cas seront nécessaire les précisions des schémas et, en conséquence, les comptes réitérés.

4. Le placement de l'équipement principal dans l'espace des locaux et la définition des lignes de câble. Cette étape peut être accomplie parallèlement avec les étapes appelées au nombre de l'objectif du placement des équipements de fabrication. Les lignes de câble sont décidées aux stades précoces de la conception. Encore au placement des équipements de fabrication on prévoit l'espace pour les appareillages et les dispositifs de la gestion, ainsi que l'on définit les espaces pour les lignes de câble. Les questions du placement définitif de l'équipement électrotechnique se décident après le placement de l'équipement de fabrication et le choix de la composition des appareillages.

5. La répartition des câbles selon les lignes. à la conception des objets énergétiques la répartition de force, de contrôle, les câbles et les câbles du lien selon les lignes est produite, en général, pour une opération après le choix définitif et le placement de l'équipement technologique et électrotechnique, les exécutions du projet du SYSTÈME informatisé de gestion, les systèmes de la sécurité d'incendie, le système de la signalisation anti-effraction, le système etc. Pour l'exécution de la procédure de la répartition se réunit l'information sur les câbles de tous les systèmes. Si le projet du système de gestion le processus de fabrication et le choix de l'équipement des appareillages peuvent être accompli par les fournisseurs de l'équipement, la répartition de câble se réalise seulement par les subdivisions et les organisations responsables pour la conception de la partie électrique de l'objet.

6. La formation des spécifications commandées sur l'équipement électrique et les câbles. En général, cette étape doit être accomplie après l'achèvement du choix de l'équipement et la répartition de câble, cependant dans les conditions modernes pour la réduction des délais totaux de la construction des objets complexes industriels et le support de la commande de l'équipement il faut produire les spécifications commandées aux stades précoces de la conception, mais puis plusieurs fois les préciser.

La séquence décrite ci-dessus peut être présentée par le bloc-diagramme représenté sur le dessin.

Le bloc-diagramme de la séquence des procédures de projets à la conception de la partie électrique de l'objet industriel


Il est supposé que le schéma technologique est formé avec l'utilisation du logiciel spécial (PLANT-4D le P& ID, PDS 2D, SmartPlant le P& ID etc.). La nomenclature de l'équipement électrifié est donnée dans l'aspect électronique à titre du cahier des charges de projet de la partie électrique, les TAS et le SYSTÈME informatisé de gestion.

Pour l'exécution de l'élaboration de la configuration du canal de distribution et l'exécution des comptes complexes peut être utilisé EnergyCS de l'Électricien – considérablement variante perfectionnée du programme livré auparavant ElectriCA.

Le programme permet de décider les objectifs suivants:
- la définition des charges de comptes pour tous les éléments du canal de distribution par les diverses méthodes, y compris présenté à “les Indications par intérêt les charges électriques 36.18.32.4-92”;
- le compte des courants ouvriers à phases et nul les fils les quatre fils réseaux selon les charges données, le compte des efforts à phases et linéaires dans chaque point du réseau, ainsi que la définition des plus grands rejets de l'effort en mode établi;

- le compte des trafics et les pertes de la capacité dans tous les éléments du réseau dans le mode établi;
- le compte de la valeur dégagement de chaleur dans les conducteurs et le matériel électrique dans les locaux donnés;
- le compte des courants de pique (de mise en marche) et le temps de leur cours dans tous les éléments du réseau, ainsi que les efforts dans chaque point au cours des courants de pique avec l'estimation des plus grands rejets des efforts des significations nominales;
- la définition pour chaque élément du réseau des courants maximums au moment initial du temps à triphasé et à une phase CC et la plus grande signification du courant de choc CC. Pour triphasé CC on prend en considération les suralimentations possibles de synchrone et les moteurs à induction en tenant compte des paramètres du mode établi précédant CC;
- la définition pour chaque élément du réseau des courants minimaux à une phase, biphasé et triphasé CC en tenant compte de la résistance de l'arc, ainsi que les chauffes de transport de courant des parties par le courant ouvrier et le courant CC (le compte de la diminution thermique);
- la définition pour chaque point possible CC du temps du déclenchement conformément aux caractéristiques données du fonctionnement des appareils principaux et de réserve protecteurs;
- l'estimation de la température des veines des fils et les câbles aux courants ouvriers et aux moments du déclenchement des courants CC par les sécurités principales et de réserve pour la vérification des câbles de la résistance thermique et pas de feu;
- le choix automatique de la base de données insérée des sections des fils et les câbles, les appareils de commutation et protecteurs;
- la vérification de la sélectivité du fonctionnement des appareils protecteurs avec la caractéristique dépendante et indépendante du courant du temps du fonctionnement, ainsi que la construction des cartes de la sélectivité;
- le choix automatisé consigne des automates et les courants nominaux des fusibles des protecteurs;
- les comptes pour les réseaux du courant continu avec les batteries d'accumulateurs: le compte des charges, le compte des courants maximums et minimaux CC.

Tout le regroupement des comptes est accompli sur le modèle commun informatique et permet d'examiner la multitude d'états shemno-de régime. Pour le dépôt au schéma des modifications par la poussée assez simple de la touche de la souris changer l'état des appareils de commutation.

Le programme on peut utiliser et comme le produit indépendant pour l'exécution des comptes complexes, et comme le composant du système de la conception assistée par ordinateur. Dans le premier cas toutes les données sont introduites à la main avec l'utilisation des rédacteurs graphiques et tabulaires. À la deuxième introduction d'information formelle sur la nomenclature des consommateurs de l'énergie électrique se réalise des systèmes de CAD du processus de fabrication.

Les données initiales pour le regroupement de programme ElectriCA sont les nomenclatures des consommateurs de l'énergie électrique (avec l'indication des exigences à leur électroapprovisionnement), les locaux possibles aux alimenteurs, ainsi que le catalogue de l'équipement avec l'information nécessaire référentielle.

Le schéma structural de la base de données intérieure du programme ElectriCA


La nomenclature des consommateurs de l'énergie électrique peut être présentée sous la forme tabulaire.

Le volume de l'information dans la nomenclature des consommateurs doit être suffisant pour la conception de l'électroapprovisionnement de l'objet et sa connexion à l'AS. En général, on affiche ici les informations suivantes:
- la désignation (pour les stations thermiques et atomiques ce peut être le code par le système KKS);
- le code du groupe (l'indice de l'identité des paramètres de quelques consommateurs accomplissant la fonction identique et ayant les paramètres identiques);
- le nom;
- la capacité nominale;
- l'effort nominal;
- le facteur de puissance (cosφ);
- le taux du chargement du dispositif;
- le courant de mise en marche du dispositif;
- le temps attendu de la démarrage à l'effort nominal;
- le temps attendu de la démarrage à l'effort baissé (80%);
- l'information sur le mode;
- la nécessité de la participation de l'autodémarrage;
- l'indice de la nécessité de la gestion de central DCS;
- l'indice et le moyen de la gestion locale;
- la présence du bouton d'avarie local des Pieds;
- le type d'usine du moteur (si est défini);
- le mode du dispositif etc.

La partie de ces paramètres est nécessaire à l'exécution du compte, mais la partie est destinée à la transmission sur l'étape suivante de la conception (par exemple, pour le choix des blocs de commande et la décision de l'aspect d'études de la conception des appareillages).

À l'entrée tous les électrorécepteurs se divisent en groupes du principe de l'identité et la possibilité de la redondance mutuelle. Ainsi, si trois pompes sont nécessaires au support du processus de fabrication normal, mais sous les conditions du support du niveau demandé de la sécurité et la redondance la décision de l'installation de cinq, toutes ces cinq pompes forment un groupe est acceptée. Dans le tableau des groupes tous les paramètres principaux des consommateurs de l'énergie électrique, mais dans le tableau des électrorécepteurs – seulement les paramètres individuels de chaque pompe (par exemple, la désignation unique, les coordonnées spatiales (X, l'Y, Z) etc.) se trouvent.

Au début de la conception du réseau il est nécessaire de distribuer au projeteur les électrorécepteurs selon les alimenteurs, mais à une phase – encore et selon les phases. Dans le premier cas on doit prendre en considération la nécessité de l'alimentation des interaction réserver dispositifs technologiques de deux différents alimenteurs indépendants. L'alimenteur dans le programme est considéré le système d'énergie: un supérieur réseau, l'oscillateur horli, la batterie d'accumulateurs. Le lien avec le système, en général, se réalise dans les abaisseurs de tension. À la distribution des charges on doit assurer le chargement égal des transformateurs. Des oscillateurs horlis et les batteries d'accumulateurs se nourrissent les électrorécepteurs les plus signifiants demandant l'alimentation garantie.

Les résultats de l'estimation des charges de comptes permettent à la fois d'estimer le coefficient d'activité du consommateur, ainsi que la capacité nécessaire de l'abaisseur de tension et les sources horlies de l'énergie.

Il est nécessaire d'assurer les électrorécepteurs à une phase à la distribution selon les phases par le chargement égal défini à la suite du compte des modes.

L'objectif du projeteur à l'étape de la conception fonctionnelle du schéma de l'électroapprovisionnement comprend dans l'élaboration de la configuration du réseau et le choix de l'équipement, capable d'assurer les caractéristiques données fonctionnelles:
- l'électroapprovisionnement sûr de tous les électrorécepteurs présentés dans les données initiales;
- les taux du chargement de tout l'équipement de réseau en tenant compte de la correction sur la température de l'environnement conformément au travail;
- la distribution égale selon les phases à la charge asymétrique;
- la conformité des rejets des efforts à tout normal et les post-accident modes, ainsi qu'aux démarrages normales des mécanismes aux efforts stipulés dans le travail; la possibilité de leur réglage par les moyens prévus du réglage de l'effort;
- la résistance thermique aux plus grands courants CC pendant le temps de l'action des sécurités principales, excluant les avaries liées à l'inflammation des câbles, au refus des essentiels et le fonctionnement des sécurités de réserve;
- la résistance aux actions dynamiques des courants CC;
- la sensibilité aux courants au minimum possibles CC, qui doivent être désactivés par les sécurités correspondantes;
- la consistance des sécurités du différent niveau selon la sélectivité.

L'exécution des conditions énumérées est souvent compliquée par ce qu'ils peuvent se contredire. Comme montre le praticien, à la conception sans programmes semblables, en général, tout le regroupement des exigences n'est pas accompli: ou est admis non-sélectivité dans les parties séparées du schéma, ou l'équipement est quelque part instable aux refus des sécurités etc.

Telles bogues de la conception se révèlent souvent et sont corrigés en train des opérations de mise en route, mais peuvent rester inaperçu avec toutes les conséquences découlant.

À EnergyCS de l'Électricien l'entrée de la configuration du schéma est accomplie avec l'utilisation du rédacteur inséré graphique. De plus le compte du mode à n'importe quel moment est possible déjà à la partie introduite du schéma et la précision de ses paramètres.

Le schéma de l'électroapprovisionnement de la station de pompage (le schéma total du niveau supérieur
Le schéma de l'assemblage de la station de pompage
La partie du schéma de l'assemblage de la station de pompage


Le modèle commun du schéma de l'électroapprovisionnement peut être présenté sur quelques feuilles. On prévoit la possibilité d'afficher comme le schéma en tout, ainsi les schémas des assemblages séparés.

Dans le programme on accomplit toujours le compte complexe. Tout l'ensemble des paramètres de régime de chaque élément du réseau, à la base de qui se réalise le choix à n'importe quel moment est accessible ou on contrôle l'utilité à l'exécution de n'importe quelle fonction. Estimateur dirige seulement la visibilité des paramètres sur le schéma et dans les tableaux.

Parmi les autres les messages sur les conditions violées on visualise le message sur les conditions non exécutées de la sélectivité.

Assurer la sélectivité le graphique de la dépendance du temps du courant (la carte de la sélectivité), où on visualise l'information suivante aide.
1. La ligne du courant de mise en marche ouvrier les charges (rouge).
2. La ligne de la courbe du fonctionnement de la sécurité principale du terrain (l'appareil affecté protecteur) en tenant compte de ses coulant consigne (la ligne noire).
3. La ligne de la courbe du fonctionnement de la sécurité de réserve du terrain (supérieur par rapport à l'appareil affecté protecteur) en tenant compte de ses coulant consigne (la ligne bleue).
4. Les lignes des courants minimaux du court-circuit (à une phase, biphasé et triphasé) pour l'appareil donné protecteur, reflétant le changement du courant en fonction du temps (le pointillé). Dans la partie supérieure ces lignes peuvent s'achever en forme de croix, qui désigne le point de la chauffe du brin de câble jusqu'à la température, limite selon l'inflammation.
5. La ligne de la signification maxima du courant du court-circuit. L'incoordination des sécurités aux courants excédant maximums, n'est pas contrôlée et il ne croit pas comme la violation de la sélectivité.

L'analyse de la sélectivité des sécurités


Le programme n'automatise pas le procès de la coordination des sécurités, mais informe seulement de la consistance ou l'incoordination consigne . La sélection consigne est produite estimateur pour le nombre fini des opérations. Dans le programme on prévoit le mode “l'autocompte” permettant d'estimer instantanément l'influence de n'importe quel ajustement sur les paramètres de régime.

Souvent la réception de la décision acceptable doit changer la configuration initialement choisie du réseau. L'utilisation du modèle informatique permet de produire un tel changement avec les dépenses minimales: le temps est dépensé pour l'essentiel pour la considération et la prise de décisions.

Nous examinerons la documentation des résultats des comptes sous la forme graphique.

Les résultats des calculs peuvent être présentés et dans l'aspect graphique, et en forme des documents de texte tabulaires. La sortie directe de la graphique sur l'imprimante ou le traceur est possible. Si l'imprimante a le format limité (A4 ou A3), la représentation peut être cassée au nombre donné des feuilles et est collé après la mise à l'impression. Sa mise à l'échelle à l'écart de l'augmentation, ainsi qu'à l'écart de la réduction de plus est possible.

Cependant il est rationnel de former les documents définitifs avec l'utilisation AutoCAD ou MS Word. L'outil spécial permet directement du programme ou avec l'aide du fichier du format DXF transmettre la représentation à AutoCAD (à présent on peut réaliser une telle transmission seulement pour AutoCAD 2004-2005). Le format DXF est supporté par n'importe quelle version du Windows. À n'importe quel moyen de la transmission l'information sur la couleur est retransmise aux couches que permet de recevoir après l'ajustement simple la représentation colorée du plan AutoCAD.

À MS Word la représentation du schéma peut être transférée au moyen du presse-papiers systémique. De plus grâce au format intérieur WMF (windows metafile) transmis à MS Word la représentation reste vectoriel et mis à l'échelle. Selon la qualité je fleuris lui enregistre la conformité sévère initial dans le programme et en plus occupe un petit volume de la mémoire. Si le schéma s'inscrit dans le format jusqu'à A3, mais les imprimantes supportent un tel format est une meilleure décision pour l'organisation.

Nous examinerons la documentation des résultats des comptes sous la forme tabulaire.

Les résultats sous la forme tabulaire peuvent être directement visualisés sur l'imprimante. Cependant pour la présentation de la documentation finale à la base des comptes il est rationnel de se servir du programme extérieur – par exemple, MS Word avec l'application des bibles d'avance stockées. Sur le dessin on cite l'exemple de la revue de câble automatiquement reçue par ce moyen.

L'exemple du document de sortie reçu en le mode automatique à la base des comptes


Ainsi, le programme EnergyCS de l'Électricien permet de former la configuration du réseau et choisir la composition nécessaire de l'équipement. Cependant cela seulement la partie de l'objectif de projets. On ne résout pas les problèmes du design. On choisit les conjoncteurs-disjoncteurs abstraits, mais on n'examine pas le moyen de leur montage, on ne définit pas la formule de la commande. On utilise d'habitude l'équipement clés en main, mais les conjoncteurs-disjoncteurs avec leurs déclencheurs sont des composants des armoires ou les blocs de commande.

Nous examinerons la conception constructive des appareillages.

L'exécution de la partie constructive du projet de l'électroapprovisionnement assure ElectriCS ADT. Si on établit le type de l'appareillage, à la base de l'information sur la configuration du réseau reçu du programme EnergyCS de l'Électricien, ce système permettra:
- choisir les types nécessaires des blocs, qui correspondent à l'espace au réseau et sa destination fonctionnelle;
- accomplir la désignation de tous les éléments conformément aux règles données définies par le standard de l'entreprise;
- créer l'assortiment complet de la documentation de projets décrivant les décisions prises (ce peut être le travail à l'usine sur la fabrication des appareillages et les tableaux de distribution ou la documentation finale de projets en forme des schémas monolinéaires électriques avec le remplissage des cellules des écrans et et avec le schéma du remplissage des armoires par les blocs).

Le transfert d'information sur la configuration du réseau se réalise au moyen du tableau spécial du programme EnergyCS de l'Électricien. Ce tableau également avec l'information spécifique structurale contient les informations sur tous les résultats du compte complet complexe. Le tableau est transmis à ElectriCS ADT dans le fichier de l'échange du format CSV ou XML (se planifie d'assurer par la suite la transmissibilité par inter-programmes l'interface).

Nous examinerons la répartition des câbles.

La répartition des câbles selon les lignes des bâtiments et les constructions est produite sur la période finale de la conception de l'électroapprovisionnement. À son exécution sont nécessaires: la description des lignes reçue du modèle en trois dimensions, la nomenclature des points-consommateurs finaux et la nomenclature proprement les câbles pour la répartition. En général, sur tels objets, comme les stations thermiques ou atomiques, pour une opération étalent selon les lignes non seulement les câbles de force, mais aussi les câbles du SYSTÈME informatisé de gestion, les liens, les systèmes d'alarme etc. le Programme ElectriCS 3D, destiné à la décision notamment tels objectifs, possède les outils effectifs pour le groupement des nomenclatures des câbles étant la partie du modèle total informatique et formés dans de différents systèmes projetant: EnergyCS de l'Électricien, ElectriCS ADT, AutomatiCS ADT. En outre ElectriCS 3D a les moyens personnels de l'entrée de la description des câbles reçus finalement non-automatisée.

Les descriptions des lignes de câble peuvent être présentées dans l'aspect tabulaire ou sont reçus directement du modèle en trois dimensions du chaînage de l'objet préparé dans les systèmes PLANT-4D, PDS 3D, Smart Plant 3D etc. le Résultat de la répartition de câble est la revue de câble avec la description des lignes. Sur le dessin on montre le document de sortie automatiquement formé à la base du modèle.

L'exemple du document de sortie reçu en le mode automatique à la base des comptes


À la suite de la répartition de câble inévitablement l'augmentation des longueurs les câbles. Cela peut amener à l'augmentation des pertes de l'effort et la violation de la sensibilité de certaines sécurités. C'est pourquoi après la répartition des câbles la tenue du compte réitéré est nécessaire. Puisque les programmes travaillent avec le modèle informatique, l'exécution des comptes de contrôle est possible. Les résultats de tels comptes, naturellement, peuvent amener au changement des décisions séparées acceptées de projets.

Dans cet article on cite l'exemple de la coopération des divers programmes pour la réception des décisions de projets régularisées en forme de la documentation de projets de la partie de force électrique des objets complexes industriels. À la description de la séquence de l'exécution des procédures de projets on suppose toujours la présence des systèmes projetant pour d'autres parties du projet coopérant avec le système de la conception de la partie électrique. Les paroles vont non tant sur les programmes concrets, il est combien de sur la possibilité de leur utilisation au nombre du système de la conception. L'application des moyens de programme mentionnés dans l'article conduit aux réductions essentielles du travail à l'exécution de la conception électrotechnique et l'augmentation de la qualité des décisions reçues.


Les sources:
1. Il'ichev N., Salin A., Serov V. Conception assistée par ordinateur de réseau de distribution électrique des installations industrielles//CADmaster, #4 (29), 2005 [http://csf.ru/file/JRqPFMmXOOFOWfQs8298466/cm_29_proekt_raspr_seti.pdf]
2. Il'ichev N., Serov V. Design du canal de distribution des besoins personnels à la base du modèle informatique avec l'utilisation du programme ElectriCA//CADmaster, #1 (21), 2004 [http://csf.ru/file/MkMIpHlvLlmupriL8298467/cm_21_electrica.pdf]

L'auteur: Челябэнергопроект
La date: 22/07/2009

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