Аннотация
Степан Воробьев, Юрий Курило. Автоматизация комплексного проектирования ЛЭП. Рассмотрение инструментов, обеспечивающих выпуск проекта по проектированию линий электропередач.
GeoniCS, Model Studio CS ЛЭП, Фундамент
Давно и хорошо известно, с какими трудностями связаны передача и согласование проектных данных между отделами, каждый из которых работает с собственной специализированной САПР. Процесс усложняется еще больше, если САПР выпущена разными производителями и поставлялась разными поставщиками: приходится решать проблемы импорта/экспорта данных из одного приложения в другое, формировать исходные данные для смежного отдела… Всё это касается и проектирования ЛЭП.
Специалистами компании ЗАО «СиСофт» разработано комплексное решение для сквозного проектирования воздушных линий электропередач (ВЛЭП) всех классов напряжения (0,4-750 кВ) на базе сертифицированных программных комплексов GeoniCS, Model Studio CS ЛЭП и программы Фундамент (рис. 1-3).
GeoniCS представляет собой программный продукт, работающий на платформе AutoCAD/AutoCAD Civil 3D. Он позволяет автоматизировать проектно-изыскательские работы, а его основными пользователями являются специалисты отделов изысканий и генплана.
Рис. 1. Сертификат Model Studio CS ЛЭП
Рис. 2. Сертификат программы Фундамент
Рис. 3. Сертификат программного комплекса GeoniCS
Model Studio CS ЛЭП — единый программный комплекс, обеспечивающий расчет и выпуск комплекта документов при проектировании воздушных линий электропередач всех классов напряжений (0,4-750 кВ) и применяемый на стадиях строительства, реконструкции и ремонта.
Фундамент — специализированное программное обеспечение для специалистов строительного отдела. С его помощью рассчитываются фундаменты любых конструкций, в том числе и опор ЛЭП.
Рассмотрим на примере реального проекта, как при сквозном проектировании ЛЭП эти программные продукты взаимодействуют друг с другом.
Отдел изысканий
По результатам полевых изысканий проводится камеральная обработка данных. На этом этапе были выполнены все измерения, получены координаты точек и ведомости оценки измерений, благодаря чему исправлены грубые ошибки полевых измерений. Для обработки измерений применялся расчетный модуль GeoniCS Изыскания (RGS, RGS_PL), входящий в состав технологической цепочки GeoniCS (рис. 4).
Рис. 4. Камеральная обработка данных полевых изысканий
В модуле GeoniCS Топоплан по полученным координатам точек и примитивам на чертеж были нанесены точечные, линейные и площадные условные знаки, выделены характерные элементы рельефа местности, отрисованы топопланшеты. Использование семантической информации (описаний к съемочным точкам) и кодирования позволило автоматизировать отрисовку топознаков в чертеже (рис. 5 и 6).
Рис. 5. Топопланшет трассы ВЛ
Рис. 6. Автоматическая отрисовка топознаков на плане трассы ВЛ
Параллельно с отрисовкой топопланшета была создана цифровая модель, на базе которой проектировщики будут расставлять опоры ЛЭП.
При анализе цифровой модели был определен характер поверхности рельефа, продуманы дополнительные меры по защите будущего объекта от воздействия окружающей среды, а также рассмотрены возможные варианты прохождения трассы, что очень важно при проектировании воздушных линий электропередачи (рис. 7). При пересечении проектируемой высоковольтной линии с другими линейными сооружениями использовались возможности GeoniCS, связанные с определением отметок в точках пересечений.
Рис. 7. Трехмерная информационная модель трассы ВЛ
Проект, реализованный в GeoniCS, позволяет создать множество вариантов прохождения трассы. Оптимальное положение трассы в плане было подобрано средствами модуля GeoniCS Трассы. Еще один важный момент: при наличии параллельной трассы, чтобы не разбивать новый пикетаж при выносе, можно запроектировать новую линию в заданном пикетаже.
Согласно требованиям к оформлению был сформирован необходимый вид полученного профиля по рельефу, для чего использовались стили, позволяющие изменять цвета, типы линий, веса и т.д., а также подписи, которые отображают информацию о пикетаже, отметках, уклонах, пересечках, рабочих отметках…
Работа с трассами, профилями и другими объектами — геонами, в отличие от примитивов AutoCAD, дает более широкие возможности настройки отображения и автоматизации инженерных задач. При взаимодействии друг с другом такие объекты позволяют получать различные динамические подписи, таблицы, новые объекты и многое другое.
К трассам и профилям были применены ограничения по геометрии в плане, при выходе за которые на объектах отображались соответствующие уведомления.
По сути, в GeoniCS имеются инструменты, позволяющие сформировать очень сложные подпрофильные таблицы, которые можно сохранить в шаблон. При формировании подпрофильной таблицы («подвала») использовалась возможность сформировать «полоски» ситуации (плана), где блоки, тополинии и контуры способны разворачиваться относительно трассы.
На полученный профиль поверхности были выгружены данные геологии из программы GeoniCS Инженерная геология (GeoDirect) (рис. 8).
Упомянутые модули позволили многократно сократить время создания и оформления необходимой документации, а также подготовки технического задания для отдела ЛЭП.
Рис. 8. Продольный разрез профиля по трассе ВЛ с данными по геологии
Отдел ЛЭП
Полученные от отдела изысканий план и профиль с легкостью воспринимаются программным обеспечением Model Studio CS ЛЭП — единственным, которое поддерживает в одной модели работу с планом и профилем трассы.
Приступать к работе можно с плана трассы ВЛ — это особенно актуально для сетей напряжением 0,4 кВ. Впрочем, такая возможность востребована и при проектировании других сетей, до 750 кВ включительно.
Инструменты Model Studio CS позволяют разместить анкерные опоры на плане, а также сколоть с него (указать графически) места установки анкерных опор. В результате размещения «сколки» опоры, обозначенные на плане, автоматически переносятся на профиль. На профиле производится расстановка промежуточных опор с учетом габарита ВЛ до земли и объектов, пересекающих трассу ЛЭП. Расставленные на профиле опоры размещаются на плане. Таким образом, проектировщик получает уникальную возможность работать и с планом, и с профилем (рис. 9).
Рис. 9. Профиль и план — два представления одной трассы на 220 кВ
Разумеется, как и при работе с профилем, всё оформление, необходимые надписи и подписи выполняются в плане автоматически.
Программный комплекс Model Studio CS ЛЭП осуществляет все необходимые расчеты в момент установки опор на профиль и сразу отрисовывает кривые провеса провода. Иными словами, как только опоры установлены на профиль, вы можете видеть все результаты расчетов провода, нагрузки на опоры, фундаменты и т.д. Эти расчеты автоматически обновятся при перемещении опоры, ее замене на другую, замене провода или любом другом изменении.
Как пример, иллюстрирующий уникальные возможности Model Studio CS ЛЭП, можно рассмотреть журнал проверочного расчета нагрузок на опоры и фундаменты (рис. 10).
Рис. 10. Отчет по расчету нагрузок на опоры и фундаменты
В отчете детально описано всё: от тяжений провода до выбора расчетного режима и проверки максимального напряжения в нижнем поясе опоры. Такие возможности Model Studio CS позволяют устранить любые сомнения специалистов строительного отдела, касающиеся качества расчетов, и обеспечивают проектировщика неопровержимыми аргументами в защиту его решений.
Качество решения не может быть гарантировано, если не производится проверка допустимых расстояний, то есть поиск всевозможных нарушений. Программный комплекс Model Studio CS ЛЭП оснащен мощным инструментом проверки допустимых расстояний между объектами: опорами и пересечениями, проводами и пересечениями, проводами и грозотросом.
Программа осуществляет проверку расстояний, регламентируемых ПУЭ-7, анализирует расстояния между объектами и фиксирует факты нарушений.
Информация о всех обнаруженных коллизиях выводится графически и в табличном виде. По желанию проектировщика проверку на предмет коллизий можно выполнить в любой момент: постоянно контролируя и корректируя результаты работы, удается добиться высокого качества проекта.
Крайне трудоемкой и очень важной задачей при выпуске проектной документации по ЛЭП является оформление перехода линии электропередач через объекты различного значения. Model Studio CS ЛЭП формирует ведомость переходов автоматически.
Инструменты Model Studio CS ЛЭП, формирующие ведомость переходов, могут использоваться на любом этапе — для принятия решений и их проверки, а при выпуске проекта позволяют сформировать высококачественные документы (рис. 11 и 12).
Рис. 11. Ведомость переходов
Рис. 12. Пример автоматического оформления перехода в Model Studio CS ЛЭП
Для пользователя Model Studio CS ЛЭП самый легкий этап работы — формирование выходной документации: специальные функции обеспечивают быстрый (нажатием одной кнопки) вывод как отдельных документов, так и целого пакета (рис. 13).
Рис. 13. Пакетный вывод документов
Очень важно и то, что выходная документация может быть настроена под требования смежного проектного отдела, которым в нашем случае является строительный отдел. По итогам работы программы было сформировано техническое задание для расчета и выбора фундаментов под опоры ВЛ.
Строительный отдел
Информацию по расчету нагрузок на фундаменты опор ЛЭП принимает разработанное ООО ПСП «Стройэкспертиза» программное обеспечение Фундамент.
Специалисту строительного отдела достаточно подгрузить в программу данные по нагрузкам на фундамент, которые рассчитаны в Model Studio CS ЛЭП для каждого типа опор — анкерных, анкерно-угловых, промежуточных и т.д. Далее нажимается только одна кнопка, и программа выполняет подробный расчет — на его основе делаются выводы о возможности применения выбранного типа фундамента для данной климатической зоны и данного типа опоры.
В программе Фундамент реализованы все без исключения расчеты СНиП 2.02.02-83* «Основания зданий и сооружений», СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений», СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», СНиП 2.02.05-87 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками» и почти все расчеты СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах», в том числе теплотехнические. Кроме того, осуществляется ряд востребованных расчетов, не входящих в СНиП (рис. 14 и 15).
Рис. 14. Расчет анкерных фундаментов
Рис. 15. Расчет свайных фундаментов
Заключение
Решения компании CSoft Development и ее партнеров, выстроенные специалистами ЗАО «СиСофт» в гармоничную технологическую линейку, позволяют комплексно автоматизировать сложную задачу проектирования ЛЭП — от изысканий до выпуска всей необходимой проектной документации.
В этой статье мы рассмотрели лишь инженерные инструменты, обеспечивающие выпуск проекта, но было бы несправедливо не упомянуть, что комплексные решения CSoft Development охватывают и документооборот: все продукты могут интегрироваться в систему TDMS.
В заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что комплексные решения на базе Model Studio CS ЛЭП позволяют существенно уменьшить число ошибок, возникающих при передаче информации из модуля в модуль, из программы в программу. Так обеспечивается по-настоящему высокое качество всего проекта.