Методы и алгоритмы автоматизированного проектирования электрических сетей машиностроительных и металлообрабатывающих цехов

• Автор: Федотов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Куйбышев
• Количество страниц: 208 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Актуальность проблемы автоматизации проектирования

1.2. Системное использование средств вычислительной техники основа новой технологии проектирования

1.3. Проектирование цеховых электрических сетей ЦЭС как объект автоматизации

1.4. Основные задачи, решаемые в диссертационной работе

АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ И СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ

ОПТИШЗАПИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕХОВЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

2.1. Характеристика использования ЭВМ при решении локальных задач проектирования

2.2. Характеристика пакетов программ, систем и подсистем автоматизированного проектирования
2.3. Формализация и математическое моделирование схем электрических сетей
2.4. Выводы по главе
ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СЕТИ, ВЫПОЛНЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИЛОВЫХ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ
3.1. Исследование геометрических характеристик радиальной распределительной сети
3.2. Определение и анализ техникоэкономических показателей элементов цеховой электрической сети
3.3. Исследование аналитической модели задачи оптимизации структуры ЦЭС с распределительными пунктами
3.4. Рациональное размещение распределительных пунктов
3.5. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АЛГОРИТМ СИНТЕЗА РАЦИОНАЛЬНЫХ
ВАРИАНТОВ СТРУКТУРЫ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ПУНКТАМИ
4.1. Обоснование метода и принципов построения алгоритма структурной и параметрической оптимизации распределительной ЦЭС
4.2. Разработка формализованного алгоритма и технологии автоматизированного проектирования рациональной структуры распределительной ЦЭС
4.3. Результаты апробации алгоритма и программы С1ТЕ
4.4. Направления дальнейшего совершенствования и область возможного использования алгоритма и программы ст
4.5. Выводы по главе
5. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
5.1. Общая характеристика САПР ЦЭС
5.2. Информационное обеспечение САПР ЦЭС
5.3. Характеристика методов и алгоритмов определения параметров ЦЭС
5.4. Улучшение эксплуатационных свойств и внедрение САПР ЦЭС
5.5. Методика опенки экономической эффективности САПР
5.6. Выводы по главе
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Первый этап использования ЭВМ характеризуется автоматизацией локальных, в основном, расчетных задач, требовавших от проектировщиков большой и однообразной работы. Разработанные алгоритмы и программы, ориентированные на традиционные метода неавтоматизированного проектирования, при сравнительно небольших затратах на их разработку дают определенный эффект, связанный с повышением точности и скорости расчетов. До сих пор во многих проектных и учебных институтах страны применение ЭВМ ограничено эксплуатацией программ для решения локальных задач. Особенностью методик большинства расчетов систем электроснабжения является их последовательность и сравнительная простота, что позволило создать достаточно эффективные программы даже для ЭВМ малого класса типа "Проминь", "Мир", "Наири". Доступность таких ЭВМ, несложные языки программирования, позволяющие быстро выполнять расчеты, ускоряют адаптацию проектировщиков, помогая преодолевать существующий, связанный с автоматизацией проектирования психологический барьер. Наибольшее количество программ разработано для расчета электрических нагрувок трехфазных приемников электроэнергии [2,3,,,,,,-] . Возможности и ограничения использования программ зависят как от искусства разработчика, так и от технических возможностей ЭВМ, Качество программы расчета электрических нагрузок определяется, с одной стороны, ее предельными количественными характеристиками (максимальное число приемников электроэнергии и узлов сети, степень сложности иерархической взаимосвязи узлов сети), с другой стороны, объемом подготовки исходных данных. Анализируя, в частности, отмеченные выше работы, можно отметить неоправданность неавтоматизированной группировки приемников электроэнергии (ЭП) в зависимости от режима работы [], а также ошибочность использования упрощенных способов расчета эффективного числа приемников [, ] . Наиболее программно просто его определять по точной формуле [зз] , неиспользуемой, как правило, при неавтоматизированном проектировании. Кроме того, программы, описанные в отмеченных работах, позволяют рассчитать за однократный ввод исходных данных электрические нагрузки лишь по одному узлу схемы (трансформатору, ШМ, ШР, СП и т. Поэтому проектирование разветвленных цеховых сетей потребует значительных затрат как машинного времени, так и на подготовку и ввод исходной информации. Так,в улучшенном варианте алгоритма [ ] исходная информация по узлам сети характеризуется неоправданной избыточностью, увеличивающей трудоемкость подготовки исходных данных. Отмеченных недостатков лишены алгоритмы и программы расчета электрических нагрузок, разработанные при участии автора на кафедре "Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства" Куйбышевского политехнического института. Компактный алгоритм, реализуемый даже на малых ЭВМ типа "Мир" и "Наири", позволяет за однократный ввод данных определять расчетные нагрузки для любого количества приемников, узлов (элементов) сети, для любой сложности разомкнутых схем ЦЭО [з,,] . С целью сокращения объема исходных данных (в данном случае на %) сформирован справочный массив расчетных коэффициентов, номер строки которого и вводится в ЭВМ для каждой группы однотипных приемников электроэнергии. Автором разработана также универсальная программа (для ЭВМ "Наири") расчета электрических нагрузок, отличающаяся дополнительной возможностью учета однофазных нагрузок, в том числе, машин контактной сварки. Разработанные программы несколько лет успешно эксплуатируются как в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании, так и в составе САПР ЦЭО. При этом эффективность их использования возрастает по мере увеличения сложности рассчитываемых схем. Кроме расчета электрических нагрузок на этом этапе были автоматизированы и другие вычислительные работы: расчет токов короткого замыкания [2,3,,,, ] , расчет потерь и отклонений напряжения [2,3,] , расчет центра сети, расчет сечений распределительной сети по условию минимума проводникового материала [] и т. Чуть позже появились разработки программ, автоматизирующих не только расчетные работы, но и выбор параметров элементов цеховой сети, составление спецификаций, расчет смет.