- Последовательность проектных операций и их автоматизация. Как указывалось ранее, автоматическая система ENEL для проектирования линий электропередачи и подстанций только создается, но ради ясности в последующем изложении принято, что все системы действуют. Однако время от времени отмечается, какие пункты уже осуществлены, а какие только планируются.
Структурная схема проектирования подстанций показана на рис. 4. Исходными данными для проектирования подстанций [Л. 1] являются их характеристики, представляемые схемой электрических соединений, напряжением, номинальными токами и токами короткого замыкания.
Проектирование начинается с неавтоматизированных действий, т. е. с выбора площадки и проведения изысканий, необходимых для определения характеристик местности, которая будет рассматриваться в проекте. Прежде всего, производится топографическая съемка площадки. При этом для того, чтобы полностью использовать все потенциальные возможности автоматического способа, данные изысканий записываются в таблицы в форме, в какой они считываются с тахиметра. В этих же таблицах указываются характеристики грунта (в случае скалистых или разнородных грунтов должен быть приведен вертикальный разрез). На этой стадии определяются и вводятся в ЭВМ любые характеристики окружающей среды, представляющие интерес, например степень загрязнения атмосферы.
Первая автоматическая обработка тахиметрических данных дает геометрию площадки. При этом выявляются ошибки и дается топографическая основа. По этим данным изыскатель может внести необходимые коррективы.
На этом этапе вступает в работу проектировщик. Прежде всего, имеются различные варианты выбора типовых элементов, которые дают возможность получить подстанции с различной структурой и различным использованием имеющейся площади; затем имеются различные возможности объединения разных типовых элементов и возможные пути для расположения на площадке РУ разных напряжений.
Рис. 4. Структурная схема проектирования подстанций.
Эти решения могут быть выражены ограниченным числом инструкций, но приводят к проектам подстанций, существенно отличающимся друг от друга; достаточно, например, взглянуть на рис. 5, на котором изображены шесть вариантов выполнения РУ 380кВ, которые функционально идентичны, но получены применением различных конструкций ячеек и их различной группировкой.
На основе этих инструкций ЭВМ составляет проект, который состоит в основном из:
выборки из памяти типовых элементов, требуемых в соответствии с местными условиями;
проведения решения вертикальной планировки подстанции с минимальным перемещением грунта;
выбора наиболее экономичных трасс для внутриплощадочных дорог и потоков кабелей собственных нужд и цепей управления и защиты и т. п.;
установления полной и объектной стоимостей работ.
Рис. 5. Функционально-идентичные компоновки распределительного устройства 380 кВ.
1—линия А; 2 —линии В;
3— линия С.
Эти стоимости и чертеж объединенного плана всей подстанции, аналогичный приведенному на рис. 6 (в настоящее время в автоматической системе проектирования ENEL этот чертеж выполняется неавтоматически), дают возможность инженеру оценить результаты, основанные на различных решениях, и в случае необходимости провести корректировку.
После выбора окончательного решения ЭВМ выполняет проектную документацию, состоящую из рабочих чертежей каждого РУ и спецификаций.
Рис. 6. Общий план подстанции 380/220 кВ.
Чертежи (рис. 7—9) относятся к РУ 380 кВ, приведенному на рис. 6. Чертежи выполнены автоматическими графопостроителями. На рис. 7 слева показаны типовые ячейки, из которых компонуется РУ. План сетей водопровода и канализации пока выполняется неавтоматически.
2.2. Специфические особенности автоматизации проектирования подстанций. Следует указать, что в проектировании подстанций (которое является типичным примером компоновки целого из отдельных частей) нет очень сложных расчетов, и поэтому функцией ЭВМ будет автоматизация процедур, которые требуют последовательной и повторяющейся графоаналитической обработки соответствующего числа данных даже при минимальном уровне математизации.
Рис. 7. План распределительного устройства 380 кВ.
Рис. 8. Часть маркировочного плана строительных конструкций распределительного устройства 380 кВ.
Рис. 9. Часть плана заземляющего устройства распределительного устройства 380 кВ.
В этом случае использование ЭВМ позволяет выполнить проект и последующие изменения его с минимальной затратой человеко-часов (только с участием) инженера-энергетика; при этом появляется также возможность значительно сократить время проектирования и справиться с большим объемом работ. Кроме того, пользуясь ЭВМ, можно получить решения, близкие к оптимальному, повторяя несколько раз проект с различными основными решениями, принимаемыми инженером. При этом полученное решение будет наилучшим а стоимости и другие результаты проектирования — правильными; другим крайне важным преимуществом является возможность полного описания проекта в закодированной форме, соответствующей ЭВМ, что может быть использовано автоматизированными системам ми ENEL.
Все эти преимущества в полном объеме могут быть получены; когда процесс полностью автоматизирован. Вмешательство человека хотя и незначительное, на уровне исполнения (не руководства) значительно уменьшает указанные выше преимущества и влечет за собой недостаточную загруженность персонала. Кроме того, необходимо учитывать психологический фактор: в то время как инженер-энергетик, ответственный за основные решения и контроль, рассматривает автоматический метод как средство, усиливающее его возможности, любой другой человек, ответственный за промежуточные стадии проекта, не может относиться к автоматической системе иначе, как к конкуренту, и будет иметь тенденцию преувеличивать встречающиеся трудности вместо того, чтобы их преодолевать. Поэтому не рассматривается применение ЭВМ на стадии оптимизации решений (например, по выбору трасс внутриплощадочных дорог и потоков кабелей на подстанциях), которые человек принимает, руководствуясь здравым смыслом, в то время как ЭВМ требует инструкций, которые могут быть очень сложными.
Заключение
Подтверждаются осуществимость и экономические преимущества автоматизированного проектирования объектов электроэнергетических систем для больших энергетических предприятий. Вообще говоря, автоматическое проектирование тем более целесообразно, чем меньше стадия замысла в проекте и чем выше степень автоматизации связанных с проектированием операций. В частности, автоматическое проектирование лучше приспосабливается к проектам, в которых реализуется компоновка типовых элементов.
Преимущества полной автоматизации проектирования следующие:
- Исключение малоквалифицированного труда, что приводит к снижению стоимости проектирования, которая, как можно ожидать, будет быстро увеличиваться в будущем; сокращению времени проектирования; возможности справиться с большим объемом работ; независимости результатов от квалификации оператора.
- Лучшие возможности достижения оптимального решения благодаря автоматическим средствам поиска оптимума и возможности рассмотрения разных вариантов с небольшими затратами, чтобы сопоставлять их на основе точных данных о стоимости.
- Возможность численного описания проекта на подходящей основе для ЭВМ и легкость связи с другими автоматизированными системами.
Следует помнить, что для полного использования этих преимуществ необходимо, чтобы автоматическая система была цельной,
позволяла вносить изменения на любой стадии проектирования и автоматически модернизировать документы, и организация работы проектных учреждений соответствовала бы этим новым средствам.
