Для осуществления комплексного проектирования систем электроснабжения напряжением 0.4-6-10-20-35 кВ городов и промышленных предприятий необходимо выполнение различных типов расчетов для различных конфигураций (равно как и для выбора тех или иных схемных решений) электрической сети. Данные, полученные в ходе расчета, важны не только для определения технико-экономического оптимума по выбору оборудования (т.е. выбор оптимального оборудования с точки зрения капиталовложения в него, отвечающего необходимым техническим требованиям), но и определения экономически выгодных эксплуатационных режимов работы, как то:(таких как)

- параметры режима при различных коммутационных конфигурациях схемы, а также запуске-останове электрооборудования;

- ремонтный и послеаварийный режимы;

- определение пиков электропотребления;

- перерасчет нагрузок в зависимости от параметров режима и т.д.

Для схем сетей, имеющих в своем составе более 50-100 узлов и/или замкнутые участки, «ручное» выполнение расчетов (даже осуществление «простого» расчета установившегося режима для данных сетей ведет к серьезным трудностям как с точки зрения осуществления самого алгоритма расчета, так и с точки зрения высокой вероятности ошибочности полученных результатов) либо невозможно, либо требует серьезных упрощений модели, что в свою очередь ведет к неточности результатов.

На сегодняшний день, от систем электроснабжения требуются не только надежная работа, но и, что немаловажно, энергоэффективная работа, а рыночные отношения диктуют требования по минимизации капиталовложений в оборудование с учетом выполнения критериев надежности и энергоэффективности.

Решение данной многокритериальной задачи возможно только при наличии единой адекватной модели электрической системы, которая позволяет не только проводить широкий перечень всевозможных расчетов в автоматизированном режиме, но и осуществлять оптимизацию конфигураций схемы и режимов ее работы по ряду технических и/или экономических критериев.

На сегодняшний день в мире существует не так много программных комплексов, позволяющих эффективно решать данную задачу. Одним из них является ETAP, прошедший более чем двадцатипятилетний путь в своем развитии и признанный стандартом в области расчета электроэнергетических систем (ЭЭС) для ряда промышленных секторов стран Азии, Европы и Америки. Использование ETAP в атомном секторе также подтверждает его надежность.

К сожалению, в нашей стране, в большинстве проектных организаций, расчет и проектирование систем электроснабжения по-прежнему ведется либо «руками», либо с использованием программ, которые позволяют решать только узкий класс задач, к тому же написанных десятки лет назад, что не способствует надежности и эффективности процесса проектирования.

Ниже, в качестве примера, приводятся ориентировочные затраты в человекочасах на выполнение расчетов установившегося режима, токов короткого замыкания и проверку кабелей (по различным параметрам) с формированием кабельного журнала, при использовании ETAP и в -считая вручную.

 1. Данные по времени создания модели и расчета установившегося режима для одной конфигураций схемы (имеющей замкнутые участки)

Таблица 1. Данные по времени создания параметризованной модели в ETAP с последующим расчетом

Величина схемы, узлов

Затраты времени, чел•часов

100

2-4

500

7-15

1000

13-25

Таблица 2. Данные по времени создания параметризованной модели для ручного счета или использующей макроинструкции, узкоспециализированные программы и т.д. – одна конфигурация

Величина схемы, узлов

Затраты времени, чел•часов

100

2-15

500

10-80

1000

20-200

 Следует отметить, что модель, единожды созданная в ETAP, позволяет в автоматизированном режиме просчитать всевозможные варианты конфигурации сети (осуществлять любые коммутационные сценарии) с формированием отчетов практически без дополнительных затрат времени, в то время как при ручном счете изменение конфигурации ведет к необходимости изменения модели, что ведет к дополнительным затратам по человекочасам на величину от 10% до 50% от значений, указанных в колонке 2 таблицы 2.

Суммируя полученные результаты, можно утверждать, что математическое ожидание среднего выигрыша затрачиваемого времени при расчете установившегося режима для двух конфигураций схемы в человекочасах, при моделировании в ETAP по сравнению с ручным счетом и ускоспециализированным ПО составляет приблизительно пятикратную величину производительности труда.

Как правило, для корректного выбора оборудования с соответствующей проверкой требуется расчет не менее 3 конфигураций схемы (послеаварийные, ремонтные и т.д), что еще более увеличивает выигрыш в трудозатратах

Аналогичный анализ для расчета токов короткого замыкания и расчета кабелей (как наиболее востребованных расчетов в проектной практике) ведет к следующим результатам:

2. Данные по созданию модели и расчету токов короткого замыкания одной конфигурации схемы (в зависимости от числа узлов) при использовании узкоспециализированных программ и макроинструкций.

 Данные приведены в таблице 3

 Таблица 3. Данные по времени создания параметризованной модели для ручного счета или использующей макроинструкции, узкоспециализированные программы и т.д. – одна конфигурация

Величина схемы, узлов

Затраты времени, чел•часов

100

1-25

500

5-140

1000

5-360

 3. Данные по созданию модели и расчету кабелей (с формированием кабельного журнала) одной конфигурации схемы (в зависимости от числа узлов) при использовании узкоспециализированных программ и макроинструкций.

 Данные приведены в таблице 4 

Таблица 4. Данные по времени создания параметризованной модели для ручного счета или использующей макроинструкции, узкоспециализированные программы и т.д. – одна конфигурация

Величина схемы, узлов

Затраты времени, чел•часов

100

1-5

500

5-70

1000

10-140

Из приведенного анализа видно, что суммарный выигрыш по трудозатратам при использовании ETAP как основного инструмента для проектирования и расчета может составлять от семи до двенадцати крат.

Следует отметить, что,помимо указанных выше видов расчета, которые с некоторыми упрощениями могут быть выполнены «вручную» (хотя получение корректных значений токов короткого замыкания в сети, имеющей более 500 узлов, выглядит весьма сомнительным фактом).

В дополнение к указанным видам расчетов существуют такие, осуществление которых с помощью «подручных средств» не представляется возможным. Речь идет о расчете динамических режимов, гармоник в сети, надежности и др.

Области применения

Инжиниринг

 

Дата центры

 

Нефтяная и газовая

 

Возобновляемые источники 

энергии 

Тепловые электростанции 

 

Атомные электростанции

 

Линии электропередач

 

Транспорт 

Предприятия правительственного или
военно-промышленного комплекса

 

Металлургия и горнодобывающая
промышленность 

 

Производство 

 

Образование 

Модули ЕТАР, (3 из 39) Краткое описание

Модуль управления энергосистемой в режиме реального времени ETAP Real-Time

AP Real-Time представляет собой совокупность программных средств, обеспечивающих полностью интегрированное решение для предприятий.

Защитные устройства - Согласование и Селективность

Модуль ETAP РЗиА является новым средством статической и динамической координации защитных устройств, селективности  рабатывания устройств релейной защиты и тестирования оборудования. Это достигается за счёт комбинации однолинейных схем, 

Термический анализ кабелей

Помогает инженерам проектировать кабельные системы с извлечением из них максимума возможностей, обеспечивая безопасную и надёжную эксплуатацию. Дружественный пользователю графический интерфейс позволяет проектировать кабельные системы с учётом текущих требований и перспектив развития с помощью расчётных методик высокой точности, определяющих сечения