Укажите цели и задачи САПР.

Ответ: Основными целями создания САПР являются: 1)повышение качества и технико-экономического уровня проектируемых объектов на основе применения математических методов и моделей, отражающих специфические особенности проектируемых объектов, алгоритмов, программ и современных средств вычислительной техники, а также за счет применения многовариантного проектирования и оптимизации; 2)увеличение производительности труда проектировщиков путем автоматизации процессов поиска, обработки и выдачи информации; 3)сокращение сроков подготовки проектной документации и улучшение качества оформления проектной документации; 4)повышение доли творческого труда проектировщиков за счет

автоматизации повторяющихся однотипных (рутинных) работ. Автоматизация процесса проектирования может применяться на всех или отдельных стадиях создания проектной документации для объектов электроэнергетики в целом или их составных частей. Наибольшая

эффективность от внедрения САПР достигается при автоматизации всего процесса проектирования, начиная от постановки задачи и заканчивая выпуском рабочей проектной документации. Использование САПР позволяет сократить сроки разработки проектов в 3–4 раза и повысить качество принимаемых решений. Основными проектными задачами в области электроэнергетики являются следующие: 1)Анализ и выбор приемников электроэнергии (ПЭ ). Исходной информацией для решения этой задачи являются требования технологического процесса и технологического оборудования, для обеспечения функционирования которых предназначена СЭС (электропривод; электротермические установки; светотехническое оборудование; устройства и системы контроля работы технологических установок; специальное

оборудование), а также справочно-нормативные данные по электрооборудованию, с помощью которого выполняются эти требования. На базе перечня ПЭ составляются группы потребителей электроэнергии и рассчитываются нагрузки отдельных групп электроприемников на различных уровнях системы электроснабжения с учетом всех возможных режимов работы, включая аварийные режимы, выбираются ответвления к электроприемникам, а также пускозащитная аппаратура. 2)Выбор и размещение узловых точек электроэнергетических систем (ЭЭС). При этом выполняется построение структурной схемы СЭС, которая показывает направления передачи электроэнергии от первичных источников ко вторичным и ПЭ, и выбор классов напряжений на

различных уровнях СЭС. Обычно ПЭ питаются электроэнергией: 1)на уровне энергосистемы – от источников питания (ИП) через систему понижающих трансформаторных подстанций (ПС), связанных с ИП и между собой районными и местными электрическими сетями высокого напряжения; 2)на уровне СЭС промышленных предприятий – от главных понижающих подстанций или распределительных пунктов (ГПП или ГРП), распределительных устройств (РУ) и распределительных пунктов (РП), связанных распределительной сетью 6–10 кВ; 3)на уровне внутрицехового электроснабжения – от цеховых ТП (ЦТП), распределительных и силовых пунктов (СП). В целом ПС, ГПП, ГРП, РУ, ЦТП, СП так же, как и первичные и вторичные источники, в рамках структурных схем можно рассматривать как узловые точки, через которые происходит передача энергии от источников к ПЭ. Выбор и размещение указанных узловых точек, в основном, зависит от трех факторов: 1)структурной схемы ЭЭС; 2)размещения потребителей электроэнергии по территории района или предприятия; 3)типовой конфигурации электрической сети (разомкнутая, замкнутая и т. п.). Все три фактора при решении данной задачи предполагаются известными. Тогда множество вариантов выбора и размещения узловых точек определяется допустимыми зонами и трассами прокладки электрических сетей. Выбор конечного варианта из указанного множества также является решением оптимизационной задачи, удовлетворяющей критерию минимуму приведенных затрат, а также требованиям надежности электроснабжения. В самом простейшем случае за критерий оптимальности можно принять минимум суммарной длины электрических сетей. 3)Разработка принципиальных электрических схем. Эта задача требует детализации схем подстанций и других узловых элементов ЭЭС путем выбора силового и коммутационного оборудования, исполнения электрических сетей (воздушные, кабельные, токопроводы, шинопроводы), количества трансформаторов на ПС. Выбор, как правило, осуществляется на заданном множестве соответствующих элементов, выпускаемых промышленностью, и типовых схем подстанций. В целом задача может иметь ряд вариантов решения и в общем случае также относится к классу оптимизационных задач. В результате решения должны быть получены принципиальные электрические схемы и полный перечень всех элементов, входящих в схему. 4)Выбор элементов и функциональный анализ ЭЭС. После разработки принципиальных схем необходимо выбрать элементы ЭЭС – типы и мощность трансформаторов, типы и сечение проводов и кабелей ЛЭП, а также трасс их прокладки, типы выключателей и другого подстанционного оборудования. Выбор элементов осуществляется по ряду технических и экономических критериев (для проводников – экономической плотности тока, допустимому нагреву расчетным током и др., для силовых выключателей – рабочим током, коммутационной способностью и др.). Выбор элементов сопровождается проверкой работоспособности схем ЭЭС с учетом требований качества и надежности электроснабжения в рабочих и аварийных режимах. Например, при проектировании электрических сетей энергосистемы необходимо проверить выполнение требований к качеству напряжения в узлах сети в режиме минимальных и максимальных нагрузок, при проектировании СЭС предприятий – к провалам напряжения при кратковременных набросах нагрузки при пуске и самозапуске высоковольтных электродвигателей или внезапныхmтоках короткого замыкания в различных режимах и т. д. Функциональный анализ обычно осуществляется путем математического моделирования работы ЭЭС на ЭВМ. Последовательное решение указанных выше задач определяет основное содержание этапов проекта. Завершаются эти этапы выпуском проектной документации, в которой должны быть отражены спецификация электрооборудования ЭЭС на уровне принципиальных однолинейных схем, схемы размещения узловых подстанций в географическом пространстве, принципиальные схемы, расчетные нагрузки, технико-экономическое обоснование проекта.