Опыт применения программного комплекса Energycs при проектировании электроэнергетических объектов

Журнал "Энергетик" N1, 2008г., январь

ОАО "Ивэлектроналадка" уже более 30 лет работает в электроэнергетике. Сфера деятельности − инжиниринг, энергоаудит, проектирование, комплектация, монтаж, наладка электротехнического оборудования, тепловой автоматики и АСУ ТП. Основной объем работ осуществляется на тепловых и атомных электростанциях, ГЭС, подстанциях до 750 кВ, в нефтегазовом комплексе, промышленности и коммунальном хозяйстве.

В настоящее время ОАО "Ивэлектроналадка" является ведущей в группе компаний "Интерэлектроинжиниринг", которая объединяет около 20 профильных предприятий, выполняющих комплекс работ "под ключ". Основной пакет заказов компании формируется на базе крупных корпоративных заказчиков: РАО "ЕЭС России", ОАО "ФСК ЕЭС", АК "Транснефть" и пр.

В последние годы ОАО "Ивэлектроналадка" активно развивает направление проектирования (30 % общего объема работ). В первую очередь это автоматизированные системы управления для энергетики, в том числе полный комплекс работ по устройствам релейной защиты, автоматики, АИИС КУЭ, АСДУ и пр. С учетом дефицита кадров в условиях реализации плана "ГОЭЛРО‑2" сокращение времени на проектирование − одна из задач отрасли.

При проектировании расчеты токов КЗ - наиболее трудоемкий процесс. Кроме того, в связи с увеличением объемов работ, связанных с проектированием подстанций электрических сетей, возникла необходимость расчетов установившихся режимов сетей.

В целях сокращения времени на выполнение этих расчетов был рассмотрен вариант использования программного обеспечения компании CSoft из комплекса EnergyCS. При анализе программы EnergyCS на предмет внедрения в систему проектирования энергетических объектов определены следующие достоинства комплекса:

• получение качественного графического изображения расчетной схемы c нанесенными результатами;
• наличие модуля расчета токов КЗ и модуля расчета установившегося режима. Причем оба вида расчетов выполняются на единой модели;
• возможность быстрого расчета разных вариантов схем вследствие "гибкости" программного комплекса;
• документирование исходных данных и результатов расчетов;
• помощь разработчиков программы в случае ее сбоя;
• проблемы ее разработчики в кратчайшие сроки помогают снять все коллизии;
• приемлемая цена лицензии на программный продукт.

Однако комплекс EnergyCS не имеет сертификата соответствия, что впрочем широко распространено на рынке указанных программ. Вместе с тем есть общепризнанные программы, присутствующие на рынке продолжительное время присутствуют, которым доверяют специалисты.

В настоящее время можно с уверенностью сказать, что комплекс EnergyCS соответствует ГОСТ в части расчетов токов КЗ. Одновременно можно отметить, что нормативные документы в части расчета установившихся режимов отсутствуют, поэтому требование сертификации по данному модулю программы можно снять. Таким образом, было принято решение о приобретении соответствующего программного обеспечения.

Как уже отмечалось ОАО "Ивэлектроналадка" также выполняет проектирование энергетических объектов. В целях ускорения процесса расчетов было приобретено по пять лицензий каждого модуля комплекса EnergyCS. Программный комплекс установили на компьютерах отдела, а также на ноутбуке, который используется при выездах персонала на объекты.

Программный комплекс был впервые применен на двух проектах реконструкции:

открытых РУ (ОРУ) 110 кВ и групповых РУ (ГРУ) 6,3 кВ Киришской ГРЭС;

ПС 110/6/10 кВ "Базовая".

Их основная задача − замена высоко- и низковольтного оборудования, а также замена ошиновки ОРУ 110 кВ. Далее приведен пример первого применения программного комплекса EnergyCS для выбора оборудования Киришской ГРЭС. В программе собрали расчетную схему, приведенную на рис. 1. Программа EnergyCS позволяет быстро получить результат, который так же легко проверить.

Рис. П.1 Ввод исходных данных для расчетов токов КЗ (модуль EnergyCS для расчета ТКЗ)

Проверка показала, что все параметры схемы замещения рассчитаны правильно, а затраты труда на составление схемы даже с учетом проверки оказались меньше в 3 раза. Особенность схемы такова, что в ней ожидались предельно большие токи КЗ. Расчет по программе эти опасения как раз подтвердил. Для отдельных частей схемы был выполнен расчет в соответствии с нормативом РД 153‑34.0‑20.527‑98, результаты которого показали, что начальные значения токов КЗ рассчитываются правильно, а небольшие расхождения объясняются спецификой моделирования схемы.

В схеме замещения модели, созданной программой имеются как активные сопротивления элементов, так и поперечные проводимости. Однако параметры схемы замещения, полученные с помощью программы, очень легко привести к схеме для ручного расчета путем обнуления активных сопротивлений и поперечных проводимостей. Результаты получились идентичные.

В результате расчета токи КЗ получились больше допустимых токов для принимаемого оборудования, что вызвало некоторые сомнения в правильности выполнения расчета. Было принято решение связаться с разработчиками для консультации. В результате выяснилось, ЭДС генератора определяется на основе результатов расчета установившегося режима (что не было учтено).

Режим системы с участием этой станции поддерживается таким, что мощность, выдаваемая в систему, не превосходит мощности генераторов, а напряжение на шинах генераторов при этом должно быть в строго заданных пределах. Таким образом, в расчете не учтено, что напряжение на шинах генератора может превышать номинальное значение до 10 %. Реактивная мощность генератора определяется не номинальным cos φ, а режимом станции в системе с учетом заданного уровня напряжения на шинах генераторов. Для правильного расчета должна быть выполнена фиксация напряжения.

После внесения соответствующих изменений токов КЗ (начальные и ударные) позволили применить оборудование, которое предполагалось использовать в данной схеме без изменения ее структуры (рис. 2). С помощью программного комплекса выявление ошибки, изменение исходных данных в расчете и выполнение нового расчета заняло минимальное время. Благодаря данной программе и своевременной консультации разработчиков в проекте было принято приемлемое оборудование для данной схемы, что в дальнейшем снизило затраты труда на разработку других частей проекта.

Рис. П.2 Результаты расчета токов КЗ (модуль EnergyCS для расчета ТКЗ)

Для определения перетоков мощности по ошиновке ОРУ 110 кВ был применен модуль для расчета установившихся режимов. Таким образом, на ввод исходных данных для расчета установившегося режима потрачено значительно меньшее время, если бы это были разные программы. Расчет и документирование его результатов также сократил время проектирования.

Применение программного комплекса при выполнении проекта оказалось эффективным. Имело место сокращение сроков и повышение качества проектирования. С учетом всей сложности и трудоемкости самих расчетов токов КЗ и установившихся режимов освоение персоналом программного комплекса занимает относительно небольшое время. Работа в программном комплексе, а также возможность консультации с его разработчиками позволяют молодым специалистам обрести дополнительный опыт в области расчетов.

По вопросам применения обращаться в ОАО "Ивэлектроналадка" по адресу:
153032, г. Иваново, ул. Ташкентская, д.90,
тел.: 8(4932) 230-230,
факс: 8(4932) 298-822

Ильичев Н.Б., Долотов В.А., Мастраков Н.В.,
ЗАО "CSoft" - ОАО "Ивэлектроналадка"