Проектирование шинопроводных трасс
При проектировании электрических разделов проектов, в которых необходимо применение шинопроводов и шинных мостов, проектировщики редко задумываются о том, как именно будет проходить та или иная ветвь шинопровода. Это вызвано тем, что проектировщик зачастую не знает особенностей монтажа, прокладки и подключения конкретного вида шинопровода.
Как правило, в проектной документации трасса шинопровода выглядит как 2d линия, нанесенная на строительный план здания. Такой подход к нанесению трассы ведет к тому, что она имеет лишь информативный характер. Поэтому, задача по конечному проектированию и проработке трасс ложится на производителей шинопроводов.
В этой статье мы рассмотрим некоторые аспекты проектирования шинопроводных трасс и шинных мостов, опишем наиболее распространенные проблемы, которые могут возникать у проектировщиков. Наиболее распространенной САПР (система автоматизированного проектирования) для проработки трасс шинопровода является программа Autocad. В данной статье приводятся скриншоты из Autocad 12-й версии. Выбор программы зависит от предпочтений пользователя, необходимым условием является лишь наличие возможности трехмерного моделирования. Также, для удобства проектирования, производители выпускают так называемые плагины(Plug in – встраивать). Это такие надстройки с базами данных элементов оборудования, которые содержат в себе основные блоки элементов из ассортимента выпускаемой продукции.
Методы и основные подходы при проектировании шинопроводных трасс
Выделим основные виды трасс шинопроводов. Такое разделение будет обусловлено практическими нуждами заказчика, видом шинопровода, характером размещения электрических приемников.
- Трасса из точки A в точку B. Чаще всего такая конфигурация применяется для питающих сетей объекта (питающие сети – от трансформаторной подстанции (далее ТП) до главного распределительного щита (далее ГРЩ)). Применяют магистральные шинопроводы от 1000А. Пример: трасса от панели ТП до ГРЩ. Трассы данных типов могут выполняться на различных марках шинопроводов. Например: Siemens серий LD,LX; СОЭМИ серий ШМА-4
- Шинопроводный мост. В данном классе применяют шинопроводы на различные токи: от 1600А до 6300А. Эти шинопроводные трассы зачастую имеют небольшую длину, применяются для того, чтобы соединить клеммы низкого напряжения трансформатора и распределительную панель, находящуюся в ТП. В этом случае применяются шинопроводы магистральных серий с большими сечениями проводников. Примеры оборудования: Graziadio серии Isolsbarra; EAE серии E-LINE KB.
- Распределительная трасса. Такая конфигурация применяется там, где по ее длине рассредоточены единичные мощные электроприемники, либо распределительные электрощиты. На распределительных трассах применяются шинопроводы магистрального типа с возможностью установки точек отбора энергии, а также специальные шинопроводы распределительных типов с встроенными отводными коробками. Пример: шинопроводный стояк высотного здания (электроприемники рассредоточены по этажам).
- Разветвляющаяся трасса. К данному виду трасс принадлежат конфигурации, при которых шинопровод имеет места ответвления с таким же номинальным током (используются элементы ответвления), а также места, где необходимо перейти от большего номинального тока к меньшему (используются элементы редукции с защитным аппаратом). Такие трассы выполняют преимущественно на шинопроводах магистрального типа.
Инструменты. Исходные данные. Методы моделирования.
Для проработки трассы шинопровода, прежде всего, нужны исходные данные:
- Однолинейные электрические схемы из проекта
- Планы распределительных и питающих сетей
- Информация о требованиях к шинопроводу: из какого материала выполнены токоведущие части, каковы требования к степени защиты от пыли и влаги
- Архитектурные планы и разрезы
- Информация об электрических панелях, к которым будет подключаться шинопровод: высота панелей, расположение вводов, фазировка
- Информация о трансформаторах (в случае с шинными мостами). Здесь необходима техническая документация от завода-изготовителя по конкретному виду трансформатора.
- Планы расположения точек отбора мощности (в случае с распределительным шинопроводом)
Для того чтобы проработать трассу шинопровода, можно воспользоваться одним из двух методов:
Двухмерное моделирование. Этот вариант предполагает нанесение трассы на двухмерную поверхность листа, с отдельной прорисовкой каждой из проекций.
Рисунок 1 "Боковая проекция"
Рисунок 2 "Вид сверху"
3d- моделирование. Данный вариант прорисовки является наиболее информативным и практичным. Как видим на рисунках 3 и 4, существует возможность получения любой из проекций без отдельной прорисовки каждой из них.
Рисунок 3 "Изометрическая проекция 3d-модели"
Рисунок 4 "Изометрическая проекция 3d-модели с другого ракурса"
Описание трехмерного метода
Рассмотрим в качестве примера создание небольшой 3d-модели, изображенной на рисунках 3,4. В качестве исходных данных имеем фрагмент двухмерного плана условного помещения электрощитовой. На его основе будем выполнять все последующие операции.
Рисунок 5 "Окно программы Autocad с фрагментом плана помещения"
Далее, необходимо выполнить переход в другой вид. С помощью кнопки «ящик» вводим в чертеж модель электрической панели, задавая длину, ширину и высоту в командной строке.
Рисунок 6 "Моделирование электрической панели"
С помощью этого же инструмента получаем модели шинопровода. Чтобы каждый раз не задавать размеры заново, можно пользоваться инструментом «3d поворот». Таким образом, получили заготовку (розового цвета), которую можно поворачивать, растягивать или зжимать до необходимого размера.
Рисунок 7 "Моделирование элементов шинопровода"
Для того чтобы отслеживать положение элементов, часто возникает необходимость в работе с двумя видами одновременно. Для этого вызывается дополнительный видовой экран. Таким образом, можно перемещать элементы на одном виде и контролировать ситуацию на другом.
Рисунок 8 "Видовые экраны"
Рассмотрение проектирования шинопроводного моста
В качестве примера из жизни возьмем реальную задачу по проектированию шинопроводного моста на ток 4000А от трансформатора S=2500кВА. Чтобы убедиться в том, что ток шинопровода соответствует номинальной мощности трансформатора, рассчитаем номинальный ток трансформатора по стороне низкого напряжения:
Iн=Sн/(Uн*1,73)=2500000/(380*1,73)=3802 А
Где Sн – номинальная мощность трансформатора,Вт, Uн – номинальное напряжение низкой стороны,В.
Рисунок 9 "Фрагмент плана контейнера"
Рисунок 10 "Разрез контейнера с видом на оборудование"
На рисунке 9 видим фрагмент плана контейнера Трансформаторной подстанции. Снизу зеленым цветом показан трансформатор, внутри него видим фазировку NABC. Выше 3-я панель слева – точка подключения шинного моста, идущего от трансформатора Тр.1. Задача состоит в выполнении нескольких важных условий:
- Соблюдение фазировки со стороны трансформатора и со стороны электрической панели
- Соблюдение габаритов. Нужно, чтобы размеры вертикальной секции были такими, чтобы шинный мост не «уперся» в потолок ограниченного по высоте контейнера
- Нужно следить, чтобы место стыка элементов шинного моста не попало в область прохода через стену.
- Желательно выдержать расстояние с обеих сторон порядка 200 мм. Это облегчит монтаж и обслуживание моста.
- Соблюдение соответствия расположения выводов терминальной секции шинопровода со стороны трансформатора расположению выводов трансформатора
Соблюдение достаточного для монтажа гибких связей расстояния со стороны подключения к трансформатору. Гибкие связи необходимы для компенсации вибраций, источником которых является трансформатор, поэтому гибкие связи должны иметь достаточную длину для выполнения своих функций (порядка 250-400 мм).
Рисунок 11 "3d-модель шинного моста, выполненная с помощью встраиваемого в Autocad модуля блоков"
Трансформатор в данном случае смоделирован с помощью инструмента «ящик». При этом принимались в расчет его максимальные габариты. В таких случаях необходимость в точном моделировании оборудования отсутствует, так как это сильно загрузило бы чертеж и осложнило бы работу. Выводы трансформатора, как и подключения к ним, смоделированы с помощью 3d-полилиний. На виде сверху можно видеть, что соблюдены все условия: стык элементов не попадает в стену, расстояния между выводами проводников соответствую расстояниям между клеммами трансформатора, фазировка соблюдена (нейтраль в модели показана голубым цветом).
Для более наглядной визуализации, на виде слева (рисунок 10) произведена смена визуального стиля на «реалистичный». Сделать это можно, нажав на надпись, которая находится в левом верхнем углу видового экрана (рисунок 11). Проверить размеры по каждой из плоскостей можно одним из двух следующих способов:
Инструмент «линейка». Для этого следует найти на панели инструментов значок «измерить».
Чаще всего контролировать необходимо линейные размеры (от некоторой точки шинопровода до нулевой отметки плана). Эту высоту определяет координата Z. Чтобы определить размер, необходимо выбрать две точки: верхнюю (точка на шинопроводе или другом элементе) и нижнюю (отметку плана 0.000). Если на панели снизу отключена функция динамического ввода, значения расстояний отобразятся в листе командной строки под чертежом.
Рисунок 12 "Измерение высоты"
Проставление линейных размеров. Необходимо задать нужную нам рабочую плоскость и проставить линейный размер между двумя точками.
Рисунок 13 "Проставление размеров"
Заключение
В целом выполнение правильности проектов трасс шинопроводов сводится к следующим условиям:
А) трасса должна быть максимально короткой для снижения затрат на производство Б) Должна быть соблюдена фазировка в точке А и точке B. В) Стыки элементов не должны попадать в место, где трасса проходит через стену Г) Оборудование электрической системы должно быть совместимо друг с другом. Необходимо, чтобы распределительная панель была совместима с терминальной секцией шинного моста, а трансформатор соответствовал пропускной способности шинопровода.
Полностью со статьёй можно ознакомиться на сайте Shinoprovod.ru