NO20022274L - Fremgangsmåte og anordning for prosjektering av et elektrisk anlegg - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for prosjektering av et elektrisk anlegg med et nett, som går fra et innmatingssted til et forbrukersted. Oppfinnelsen vedrører videre en prosjekteringsanordning for utførelse av fremgangsmåten.

Fra DE 42 09 168 C2 er det kjent en datamaskinstøttet prosjekteringsMETODE, som tjener til prosjektering av en automatiseringsinnretning for et koblingsanlegg. Fremgangsmåten som beskrives der omfatter alle trinnene i forbindelse med planlegging og utforming av automatiseringsinnretningen. Til disse hører f.eks. prosjektering, parameterisering, fremstilling av dokumentasjonsunderlag, parametersetting av fjernvirknings-steder, generering av driftsdata for automatiseringsinnretningen og fremstilling av tekniske underlag, strømdiagrammer, bildeskjermdesign, apparatlister, priser, og spesielle tekniske data.

Derved fremstiller man, med utgangspunkt i et modulært program, og basert på en gruppe data fra informasjonen vedrørende standardkoblinger og standardapparater, en modell av anlegget som skal prosjekteres. Man tar ikke hensyn til integreringen med bryteranlegget som skal styres eller til det primære anlegget.

Ved konfigurering av et elektrisk anlegg, f.eks. for den elektriske energiforsyning av en bygning, er flere arbeidsskritt nødvendige. Derved er det spesielt problematisk å velge de enkelte driftsmidler på optimal måte med hensyn på forskjellige dimensjoneringsmuligheter, forskrifter, og spesielle grensebetingelser. En enkel velgemodus er ikke tilstrekkelig.

Oppgaven som ligger til grunn for oppfinnelsen er å stille til disposisjon en automatisk fremgangsmåte, som tillater beregning og visualisering av et nettbilde med hensyntagen til alle de nødvendige regnereglene for prosjekteringen, hvorved også ufaglærte personer kan utføre prosjekteringen. I tillegg skal det tilveiebringes en innretning for utførelse av fremgangsmåten.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en fremgangsmåte for prosjektering av et elektrisk anlegg med et nett, som når fra et innmatingssted til et forbrukersted, hvorved et nettbilde fastsettes enten ved

- fastsettelse en innmatingsstrømkrets basert på forutbestemte angivelser eller standarder til de elektriske midlene, effekten og strømkretslengden som er til disposisjon og ved - fastsettelse av en forbrukerstrømkrets basert på standardene for forutsett last og strømkretslengde eller ved - fastsettelse av en forbrukerstrømkrets basert på egenskapene til den forutsette lasten og strømkretslengden og ved - fastsettelse av en innmatingskrets basert på strømkretslengde og basert på resultater av algoritmer og standardene til forbrukerstrømkretsen, - hvorved hver av innmatingsstrømkretsen og forbrukerstrømkretsen er koblet ved et virtuelt grensesnitt.

På denne måten er det gitt en struktur, som muliggjør oppbygging av et enkelt nettbilde med standard elementer. Grunntanken er at nettet reduseres til de vesentlige elementer, nemlig generator og forbruker.

Det er gunstig hvis ved det virtuelle grensesnittet det kan kobles inn en underfordeling, hvorved det til standardene henholdsvis resultatene, på innmatingsstrømkretsen er anordnet en innmating for underfordelingens strømkretslengde. Derved er en simulering av etthvert vilkårlig nett mulig med enkelte midler.

Med fordel vil man ved fremgangsmåten gå frem slik at for hver strømkrets, også for parallelle grener i innmatingsstrømkretsen og/eller henholdsvis i forbrukerstrømkretsen, med utgangspunkt i summen av lastene helt til den betraktede strømkretsen utføres: a) Fastsettelse av anordninger og/eller beskyttelsestiltak for oppnåelse av overbelastningssikkerhet basert på den samlede lasten og forhåndsgitte tabeller og algoritmer og også basert på utvalgstabeller for bestemmelse av egnede apparater; b) Fastsettelse av innretninger og/eller beskyttelsestiltak for oppnåelse av kortslutningsbeskyttelse for kortslutningsstrømmer, som oppnås ut fra resultatene etter a) basert på algoritmer; c) Fastsettelse av anordninger og/eller tiltak for beskyttelse av levende vesener mot elektriske slag ved indirekte berøring basert på resultater av a) og b) og basert på tabeller og henholdsvis algoritmer; d) Fastsettelse av effekttverrsnitt og/eller av parallelle ledere basert på vurdering av effektlengde basert på resultatene av a)-c) for et betraktet effektsted mot en betraktet last ved den betraktningsmålestokk at det ved lasten på grunn av spenningsfall står en spenning for riktig drift av lasten; e) For tilfellet hvor to eller flere beskyttelsesanordninger er anordnet i serie, fastsettelse av innretninger, som har et selektivt forhold mot hverandre, basert på resultatene av a)-d) og basert på utvalgstabeller, hvis beskyttelsesanordningene ikke tilfredsstiller tilstrekkelige selektivitetskrav; f) Fastsettelse av nettbildet basert på akkumulerte resultatene fra a)-e).

Derved er alle de vesentlige dimesjonneringsforskrifitene og grensebetingelsene

konsekvent og enhetlig, med bygging på hverandre, tatt hensyn til på automatisk måte og oppfylt på optimal måte.

Derved er det en fordel når man genererer, for to eller flere parallelt anordnede beskyttelsesinnretninger i serie med foran eller bak koblede

beskyttelsesinnretninger en omhyllingskurve for utløserkurvene til de parallelt anordnede beskyttelsesinnretninger og at disse visualiseres. Derved er det gitt en visuell fremstilling, som tillater at den som betjener innretningen har en optimal visuell kontroll. Derved kan man basert på forhåndsgitte verdier endre innstillingsparametrene for beskyttelsesanordningene og visualisere de resulterende utløsningskurver on-line. Små rettelser kan utføres på brukervennlig måte også uten omfangsrik kunnskap i faget.

Innstillingsparameterne for beskyttelsesinnretningen kan stilles til disposisjon ved et snittsted for en utgang i hvert beskyttelsesapparat. Derved er det mulig med en direkte datautveksling slik at tilleggsparametere eller innstillinger er unødvendige.

Med fordel vil nettbildet visualiseres som en trestruktur, som er generelt kjent fra datafremstillinger på PCer. På denne måten vil brukeren ha en generelt kjent fremstilling, som han allerede er vant til og på denne måten vil innarbeidelsen gjøres enklere.

Med fordel vil man gå frem slik at for dannelse av hus oppdeles det med underfordelinger for opptak av de beregnede apparater og innretninger i området for:

- hovedkoblingsskinner,

- tilbehør (måleapparater, koblingsskjemalommer),

- funksjonskomponenter for hvert anvendbart apparat, i det vesentlige bestående av et innbygningssett, for å kunne bygge inn et spesielt apparat, av klemmer og om nødvendig mellomskinner og - for huset.

r

Til slutt kan apparatene og anordningene som skal fastsettes med fordel underkastes en avdeling av den tilordnede fastsatte rammen i såkalte felter i form av fordelinger eller instrumentskap. På denne måten er også den fullstendige rommelige prosjektering av anlegget med hensyntagen av omfangsrike grensebetingelser, f.eks. skapmålinger og varmebehov automatisk gjennomført.

I tillegg er det ifølge oppfinnelsen en prosjekteringsinnretning for gjennomføring av den ovennevnte fremgangsmåten tilveiebragt, med en beregningsenhet, en bildeskjerm, et tastatur og eventuelt et grensesnitt, og et lager, hvor et flertall av virtuelle innretninger, apparater og beskyttelsesanordninger er lagret i tabeller med deres karakteirstikker, og en generator, som ut fra de fastsatte innretninger, apparater og beskyttelsesanordninger genererer nettbildet. De ovennevnte og etterfølgende fordelene ved fremgangsmåten gjelder også for prosjekteringsanordningen.

Utførelseseksempler av oppfinnelsen, ytterligere fordeler og detaljer, vil i det etterfølgende forklares nærmere ved hjelp av tegningen. Den viser i:

Fig. 1 standardelementer for oppbygging av et nettbilde,

Fig. 2 en bildeskjermfremstilling av et nettbilde,

Fig. 3 et bildeskjermbilde for en forbrukerstrømkrets,

Fig. 4 et bildeskjermbilde for en kabel,

Fig. 5 en fremstilling for bestemmelse av huset og

Fig. 6 og 7 bildeskjermfremstillinger for utløserkarakteristikker.

Formålet med prosjekteringsfremgangsmåten er å gjennomføre prosjektering av den elektriske energiforsyning for bygninger gjennomgående fra bygningens innmating helt til endeforbrukeren tilsvarende de til enhver tid gyldige normer og bestemmelser, for det spesifiserte landet, og hurtig og automatisk (ved hjelp av en PC) uten spesielle faglige eller apparatrelaterte kunnskap. Derved vil man anvende konkrete, tilgjengelige produkter.

Fremgangsmåten kan implementeres som software eller som program på en PC eller en arbeidsstasjon, hvorved betjeningen foregår med de vanlige display- og betjeningsmidlene: bildeskjerm, tastatur og mus, eventuelt også med andre vanlige tilleggsanordninger, f.eks. en skriver eller en plotter for å gi ut informasjon.

Prosjekteringen av den elektriske energiforsyningen for en bygning krever flere arbeidstrinn, spesielt de følgende: 1. Konseptfremstilling (avhengig av bygningstype). 2. Valg av driftsmidler slik som brytere og beskyttelsesapparater, kabler, transformatorer osv. 3. Fastsettelse av egenskapene for monteringen slik som installasjonsbetingelser for kabel og ledninger, allokering av beskyttelsesapparater til driftsmidler, valg av opprinnelsesstedsavhengige forskrifter og bestemmelser, osv. 4. Beregning av lastfordeling, kortslutningsstrømmer, spenningsfall osv. ut fra de kjente regler i teknikken og også fastsettelse av selektivitetspåvisninger. 5. Overprøving om alle lands spesifikke monterings- og bygningsforskrifter er oppfylt.

Disse trinnene krever et stort tidsforbruk. Prosjekteringsprosessen er uoversiktelig siden de enkelte trinnene og innflytningsparameterne vil påvirke hverandre. Dette vil også dokumenteres ved at de internasjonale forbund til i dag ikke er blitt enige om en samlet fremgangsmåte hvordan man skal gå frem.

Hittil vil man som regel for prosjekteringen få tak i anlegg som er tilgjengelige eller anleggsdeler fra utførte prosjekter. Herved blir typiske utførelseseksempler i papirform eller i form av EXCEL- henholdsvis ACCESS-tabeller lagret og utnyttet.

Dette fører enten til stort tidsforbruk eller til uøkonomisk dimensjonerte anlegg, siden eldre utførte anlegg og nyere prosjekter er sjelden i overenstemmelse med hverandre. I tillegg kan en slik prosjektering bare utføres av spesialister.

De vanlige gjeldende beregningsreglene for kortslutning, laststrøm, spenningsfall (se også etterfølgende utførelser av prosjekteringsfremgangsmåten) benyttes som beregningskjerne i form av standardberegninger eller -formler. Prosjekteringsreglene benyttes avhengig av strømkretstype og prosjekteringsbetingelser som metoder.

Over default-innstillinger kan parameterne for metodene og også for beregningskjernen tilpasses landspesifikke eller brukerspesifikke krav. Gjennom land- eller brukeravhengige grunninnstillinger kan man følgelig over et ekspertsystem tilveiebringe en økonomisk prosjektering, som er tilpasset kravene til brukeren eller bygningstype, uten at det er nødvendig med spesiell fagkunnskap for brukeren. Prosjekteringen foregår automatisk i kortest mulig tid.

Ved behov kan man gjennom en endring i Default-verdiene eller en endring av enkelte driftsmidler tilpasse prosjekteringsfremgangsmåten til spesielle krav bestemt av fagfolk eller av bygningstypen. Brukeren kan også prosjektere både "fra toppen og nedover" dvs. med utgangspunkt i innmatingen og mot den enkelte forbruker og "fra bunnen og oppover", dvs. fremstille en energibalanse utgående fra forbrukeren til innmatingen.

Strukturert fremgang (fig. 1).

For at også uerfarne brukere fort skal kunne komme til økonomisk og teknisk riktige resultater er en strukturering av fremgangsmåten foretatt. Hensikten er å oppnå få betjeningstrinn som er alltid like. Se fig. 1. Følgende struktur, følgende standardnettelementer eller også grunnelementer defineres:

Innmating, nodeforbindelser og forbrukerforgreninger.

Hver av disse kan behandles etter samme skjema:

1. Definisjon av utgangsnoden (innmating, fordeling). Dette vil i største del

overtas fra det foregående trinn.

2. Definisjon av målnoden (fordeling, last).

3. Beregning og dimensjonering av forbindelsen (beskyttelsesfunksjon, kabel/skinne).

Utover dette vil man foreta en strukturering for betjening:

1. Angivelse og innmating av bare de absolutt nødvendige parametere (Default-innstillinger). 2. Ved behov detaljerte spesifikasjoner over ytterligere masker.

Strukturen til betjeningsoverflate (fig. 2).

Overflaten er delt i flere områder.

a. Faseskjema for forsyningsnettet som trestruktur (venstre side av bildet) med hovedfordeling, underfordeling, forbruker.

b. Fremstillingsflate (høyre side av bildet, oppe). Fremvisning avhengig av prosessering.

- Strømkretsdimensjonering

— > Fremstilling av det enpolede nettbildet med tekniske data for driftsmiddel eller resultatene av lastfordelingen/kortslutningsberegningen.

- Selektivitetsbetraktning

Fremstilling av strømtidskarakteristikker med innstillingselementer for beskyttelsesanordningene og grenseverdiene

- Husbestemmelse

—> Risstegninger, felttilordning, målinger, osv.

c. Meldingsliste (høyre side av bildet, nede). Med fremstilling av feilmeldinger, dimensjoneringsregler, betjeningsanvisninger.

Fra alle de tre vinduene i bildeflaten kan fremgangsmåten betjenes.

I trestrukturen (venstre bildedel) viser man i tillegg til faseskjema for nettet resultatene av overprøvingsfunksjonen for overbelastningsbeskyttelse, kortslutningsbeskyttelse, tillatte spenningsfall, beskyttelse mot elektriske slag og selektivitet ved hjelp av symboler og farger i reell tid, også i kjøretiden til programmet, ved hver endring. Brukeren ser med én gang virkningen av sine endringer.

Strukturering av betjeningen.

De egenskapene som beskriver et driftsmiddel er strukturert i tre nivåer for betraktning henholdsvis endring: - Nivå 1: Egenskaper til driftsmiddelet i nettoversiktsbildet tilsvarende fig. 2,

F.eks. Kabel - Kabellengde

- Antall parallelle systemer

- Tverrsnitt hovedleder

- Tverrsnitt N-leder

- Tverrsnitt PE-leder

- Betegnelse

F.eks. Bryter - Betegnelse

- Dimensjoneringsstrøm

-Type

- Nivå 2: Egenskaper til dialogfeltstrømkrets (se f.eks. fig. 3) Dialogfeltet strømkrets inneholder for hvert driftsmiddel i strømkretsen de viktigste egenskapene til driftsmiddelet for betraktning og endring.

F.eks. Type forbindelse

- Kabel

- Lengde

- Anordning

- Tverrsnitt:

Ytre-, N-, PE-leder

- Iz tillatelig belastningsstrøm

- Betegnelse

F.eks. Type bryterapparat

- Effektbryter

- Dimensjoneirngsstrøm/kortslutningsbryterevne

- Type beskyttelsesapparat

- Nivå 3: Egenskaper detalj-dialog driftsmiddel (se f.eks. fig. 4)

Detalj-dialogfeltet driftsmiddel inneholder alle egenskapene som beskriver driftsmiddelet. Alle verdiene kan endres. Samtidig kan disse bestemmes for et bestemt driftsmiddel ut fra databanken:

F.eks. Type forbindelse

- Ledermateriale

- Isolasjonsmateriale

- Antall parallelle systemer

- Tverrsnitt ytre leder

- Tverrsnitt pen-leder

- Anordning av lederen

- Installasjonstype

- Reduksjonsfaktor

- Tillatelig spenningsfall for strekningen

- Betegnelse

Siden egenskapsfeltene for driftsmiddelet presenteres i ekspertsystemet ved hjelp av variable Default-verdier, vil man bare måtte endre egenskapene i et lite antall strømkretser i de enkelte nivåene. Ved hjelp av oppdelingen i nivåer vil fremstillingen bli oversiktlig (en effektbryter har over 17 egenskapsverdier) og tidskostnadene for betjeningen vil reduseres betraktelig.

En vesentlig fordel ved prosjekteringsfremgangsmåten ligger i struktureringen av prosessen og av betjeningen, i utarbeidelsen av strukturen til egenskapene til de byggeteknisk anvendte driftsmidlene og også i utviklingen av en egnet softwarestruktur for betjening av dimensjoneringsverktøyene, for i kortest mulig tid å kunne komme til et resultat.

For prosjektering henholdsvis bestemmelse av komponentene i strømforsyningen til en bygning bør man gjennom prosjekteringsfremgangsmåten og med en softwarekomponent eller softelementer (regnekjerne) sikre det følgende: Måling av de nødvendige driftsmidlene for den elektriske strømforsyningen i bygningen slik som

- bryter- og beskyttelsesapparater

- kabler, ledninger, strømskinner osv.

- transformatorer, generatorer

- osv.

ut fra de kjente tekniske regler (byggeforskrifter, monteringsbestemmelser, osv.)

Valg av driftsmiddel med deres relevante egenskaper for bestemmelse og for valget ut fra en databank

Overprøving

- av overbelastnings- og kortslutningsbeskyttelsen

- av beskyttelsen mot elektrisk slag ved indirekte berøring

(personvern)

- av det høyeste tillatelige spenningsfall.

Fremgangsmåten bør på den ene siden føre til entydige økonomiske realiserbare løsninger (ekspertsystem) uten spesiell fagkunnskap og på en annen side tillate at de spesielle prosjekteringsvanene til brukerne i hvert land tas inn.

Hittil ble forsyningskonseptet grovt fremstilt basert på erfaringsverdier for utførte prosjekter. Laststrømmene, spenningsfallene og kortslutningsstrømmene ble beregnet manuelt eller med nettberegningsprogrammer. Til slutt ble driftsmidlene valgt fra kataloger for apparat- og systemprodusenter og tillateligheten overprøvd. Dette er på den ene siden tidskrevende på grunn av de gjentatte innmatinger av data, av mediebrudd mellom de enkelte fremgangsmåter og på den annen side oppstår faren for utlegningsfeil på grunn av overføringsfeil.

Strukturen til den elektriske strømforsyningen

Strømforsyningsnettet for en bygning vil deles i klasser, underklasser og dertil knyttede egenskaper og metoder.

Eksempler: a. Klasse strømkrets:

- innmating

- fordeling

- endestrømkrets

a. 1 Underklasse innmating

- tranformatorinnmating

- generatorinnmating

- innmating

a.2 Underklasse endestrømskrets

- endestrømkrets med motorer

- endestrømkrets med kondensatorer

- endestrømkrets med stikk-kontakter

- endestrømkrets med lys

a. 1.1. Underklasse transformatorinnmating f.eks.

- middelspenningsfelt

- middelspenningskabel

- transformator

- trasformatorbryter

- lavspenningskabel

- innmatingsbryterfordeler

a. 1.1.1 Egenskaper transormator

- referanseeffekt

- byggetype

- referansekortslutningsspenning

- tapseffekt

- omsetningsforhold

- osv.

a. 1.1.1 Metode

- herved hører til fremgangsmåtene ifølge 1.1.2

Til dette anvendes standardelementene ifølge fig. 1. Enkelte prosjekteringstrinn, beregningsmetoder og egenskaper kan tilordnes på entydig måte. Over landspesifikke og brukerbestemte default-verdier er de tekniske data for prosjektering og valg av driftsmidler forhåndbestemt avhengig av klassen.

Metode ved beregning ved hjelp av prosjekteringsprogram/-verktøy:

For å redusere beregningssløyfene for gjennomføring av prosjektering til de absolutt påkrevde tiltak fastsettes følgende prosjekteringsrekkefølger:

1. prosjektering av overbelastningsbeskyttelse

2. prosjektering av kortslutningsbeskyttelse

3. prosjektering av beskyttelse mot elektriske slag

4. prosjektering av spenningsfall

5. prosjektering av det selektive forhold til beskyttelsesanordningen (se punkt 3)

Denne spesielle måte å gå frem fører til en "forhånds-verdiprosjektering", som f.eks. i prinsipp bare vil føre til høyere påkrevde kabel- henholdsvis ledertverrsnitt. Derved vil unødige sløyfer i prosjekteringen unngås og man har i prinsipp den økonomisk mest gunstige løsningen.

De enkelte prosjekteirngstrinn har sin grunn i de til enhver tid gyldige anerkjente regler i teknikken. Ved bruk av landspesifikke innstillinger kan fotnoter som er vanlige i de forskjellige landene tas i betraktning i prosjekteringsreglene.

Type beregning

De enkelte strømkretsklassene dimensjoneres etter de kjente reglene i teknikken og også etter nasjonale og internasjonale forskrifter, bestemmelser og monteringsbestemmelser. De påkrevde driftsmidlene slik som bryterapparater, kabler osv. bestemmes ved hjelp av et ekspertsystem og med grunnlag i default-verdier, som kan tilpasses kravene til den enkelte planlegger, og også av valgreglene for driftsmidlene (Fuzzy-Logic). Dette fører til realiserbare løsninger med minimale tidsforbruk. Ved behov kan man tilpasse hver strømkrets til fremstillingen til brukeren av softwaren over manuelle innstillinger. Man også ta hensyn til de personlige utførelsesønsker til brukeren på denne måten.

For at det bare skal tas hensyn til standard produkter ved dimensjoneringen, benytter man en databank hvor alle produktene med de nødvendige egenskapene for et automatisk program er plassert. Til dette vil tre dimensjoneringsfremgangsmåter stilles til disposisjon:

a. Energibalanse

Effektkravene for en bygning vil i prinsipp gjennomføres ut fra "fra bunnen og oppover" metoden, dvs. fra sluttforbruker til innmatingen av bygningen. For å kunne komme til en energibalanse for en bygning raskt, kan forsyningsstrukturen til bygningen med dataene som er viktige for energib al ansen, slik som effektiv effekt, blindeffekt, antall poler, referansespenningen, samtidighetsfaktor

(fordeler) eller benyttelsesfaktor (forbruker) inngis, henholdsvis kan de forhåndsinnstilte default-innstillingene endres. Energib al ansen vil gjennomføres i reell tid, altså i programmets kjøretid ved endringer og innmatinger. Innmating henholdsvis utfyllingen av bryter- og beskyttelsesfunksjoner eller overføringsstrekningene oppstår ikke. Dette kan prosjekteres ved et senere tidspunkt (se punkt b eller c).

b. Automatisk dimensjonering

Som default-verdi gir programmet også "automatisk dimensjonering". Dette betyr at ved innmating av forsyningsspesifikasjonene vil programmet selvstendig dimensjonere de nødvendige bryter- og beskyttelsesapparater, de nødvendige kabel- henholdsvis skinneforbindelser etter metoden "fira toppen og nedover" (fra innmatingen mot forbrukeren). Driftsmidlene velges ut fra databanken med valgmetoder avhengige av fra strømkretsen og deres egenskaper.

Automatisk og parallelt med kjøretiden vil det ved hver innmating henholdsvis endring av en energibalanse ifølge punkt a, fremstilles en lastfordelingsberegning og en kortslutningsberegning så vel for den maksimale som for den minimale kortslutningsbelastningen.

Med overprøvingskomponentene vil de fem betingelsene for den forskritfsmessige oppbygning av strømkretsen overprøves. Resultatet fremstilles i trestrukturen til nettet (grønt = overprøving i orden; rødt = minst én overprøving som ikke er i orden eller feil dimensjonering, f.eks. fordi ingen egnede beskyttelsesapparater kunne bestemmes).

c. Ikke-automatisk dimensjonering

Hvis brukeren endrer en egenskap ved driftsmiddelet henholdsvis bestemmer ut fra databanken et nytt driftsmiddel med nye egenskaper vil man for dette driftsmiddelet automatisk koble om fra "utomatisk dimensjonering" til "manuell dimensjonering" (blå hånd ved tilsvarende nodefordeler, innmating, forbruker i trestrukturen henholdsvis i strømkretsdialogfeltet ved driftsmiddelet).

I dette tilfellet vil ikke bestemmes nye driftsmidler, men bare gjennomføres beregning og overprøving med det driftsmiddelet som er innstilt av brukeren etter metoden "fra toppen og nedover" (fra innmatingen mot forbrukeren). Resultatfremstillingen - alle betingelsene oppfylt eller ikke oppfylt - vil fremstilles i trestrukturen på samme måte som ved punkt b.

Oppgaven for programmet er i kortest mulig tid, automatisk å dimensjonere et økonomisk anlegg og å velge de nødvendige driftsmidlene. Av denne grunnen vurderes i beregningsfremgangsmåten produsentangivelser som fører til en økonomisk dimensjonering av driftsmidlene. Til dette hører f.eks. den strømbegrensende virkningen av strømbegrensende effektbrytere, ledningsbeskyttelsesbrytere og sikringer ved kortslutningsstrømmer. Til dette digitaliseres gjennomgangsenergi-karakteristikkene og også gjennomgangsstrøm-karakteristikkene til disse driftsmidlene og de legges inn i databankene etter en spesiell fremgangsmåte.

Disse tiltakene fører til en økonomisk utlegging av driftsmidlene, spesielt ved kabler og ledninger og derved til en vesentlig reduksjon i brennlasten i bygningene ved reduksjon av kabelisolasjonen (f.eks. PVC), ved utlegging av mindre kabeltverrsnitt.

Spenningsfallet ved den enkelte strømkrets vil beregnes etter den til enhver tid gyldige regel for teknikken. For en praktisk tilnærmet tilpasning av beregningsresultatene er det mulig å tilpasse driftsmiddeltemperaturene til de virkelige forholdene.

En ytterligere fordel ved den foreliggende idé ligger i den oppnådde utvikling av en egnet software-algoritme for avbildning av den enkelte strømkretsklasse, driftsmiddelklasse, egenskaper, beregnings- og utlegningsmetoder for strengformede energiforsyningssystemer og også sammenstillingen avhengig av de gjeldende normer og bestemmelser. I tillegg vil det betraktes som trinn ifølge oppfinnelsen type datainnhold for driftsmidlene, beregning, henholdsvis digitalisering av utløserkarakteristikker, gjennomstrømsenergi-karakteristikker, gjennomstrømsstrøms-karakteristikker for bryter- og beskyttelsesapparatene, slik som åpne effektbrytere, strømbegrensende effektbrytere, ledningsbeskyttelsesbrytere, sikringer, lastbrytere, FI-beskyttelsesbrytere osv. og også beregning av strømbelastbarhetstabellér og impedanstabeller.

Bare den spesielle formen til databeregningen og også den utviklede software-algoritmen sikrer:

a. en atskillelse av datainnhold og program

b. en økonomisk gunstig, realiserbar løsning

for den elektriske energiforsyning i bygninger. Begge fører til en høyere forkortning av prosjekteirngstiden som skal anvendes og til at man unngår prosjekteringsfeil.

Selektivitetsbetraktninger (fig. 6 og 7)

For den elektriske energiforsyningen i bygninger er det påkrevd at det selektive forhold mellom overbelastnings- og kortslutningsinnretninger er påvist. Hvis nødvendige sikkerhetsanordninger er anordnet i bygningene, slik som sikkerhetsbelysning, brannvarsling, slukkevannpumper osv., foreligger på grunn av nasjonale, europeiske og internasjonale anleggs- og byggeforskrifter også anvisningsplikt. Hvis man imidlertid endrer bryter- og beskyttelsesapparatene i en strømkrets for å oppnå et selektivt forhold har dette en innflytelse på de andre driftsmidlene i en strømkrets så som kabler, ledninger, strømskinner osv.

Hittil oppstod selektivitetsanvisningen enten over den tegnede fremstilling i den mellomliggende strøm-tidskarakteristikk (fig. 6 og 7) til bryter- og beskyttelsesapparatet på dobbelt logaritmisk papir for et utløsningstidsområde større enn 100 ms eller ved vurdering av selektivitetsgrenseverditabeller fra produsenten. Dette krever høyt tidsforbruk, siden hver bryter og beskyttelsesapparatkombinasjon plassert foran henholdsvis bak (når man betrakter to apparater) må fremstilles henholdsvis vurderes. Heller ikke innføringen av moderne softwareprogrammer som overtok den grafiske fremstilling på dobbelt logaritmisk papir fikk ikke redusert kostnadene vesentlig, siden det ikke var noen direkte forbindelse med beregningsprogrammet for kortslutning og laststrømning.

Programmet spesifiserer automatisk strømkrets-treet med de anvendte bryter- og beskyttelsesapparater. Det overtar de relevante nettdata for bestemmelse av de riktige beskyttelsesinnstillinger fra strømkretsdimensjoneringen og stiller disse i et strømtidsdiagram (se f.eks. ifølge fig. 6 og 7).

På grunn av innstillingsdataene for de enkelte karakteristikklinjeavsnitt (overbelastning, korttids forsinket og ikke-forsinket) og også ut fra de øvre og nedre toleransebånd gitt av produsenten (ut fra databanken) vil programmet sette sammen toleransebåndet for beskyttelsesutløsningen for hvert beskyttelsesapparat selvstendig og automatisk. De av programmet automatisk beregnede snittpunktene i karakteirstikkene foran henholdsvis bak anordnede bryter- og beskyttelsesapparater bestemmer selektivitetsgrensene. Hvis selektivitetsgrensene ligger i området ikke-forsinket (kortslutnings-hurtigutløser) vil selektivitetsgrenseverditabellene fra produsenten for fastsettelse av selektivitetsgrensene bli tatt inn i tillegg.

De innstillingsverdiene som programmet genererer, kan endres av brukeren. Til dette er de virkelige innstillingstrinnene for de enkelte bryter- og beskyttelsesapparater lagt i databanken. Innstillingen foregår da i den mellomliggende delen av bildet med såkalte softknapper.

Samtidig fremstilles i strømtidsdiagrammet de adderte toleransebåndene for beskyttelsesanordningene koblet foran og bak. For de betraktede grenene kan man se direkte om det foreligger et selektivt forhold, uten at hver mulig kombinasjon av bryter og beskyttelsesapparater må betraktes enkeltvis.

Hvis man velger innstillingsdata som fører til at de anvendte driftsmidlene enten ved den maksimale belastningen av strømkretsen eller ved kortslutningen belastes på utillatelig høyt nivå eller at feilutløsninger vil kunne påventes, vil disse med én gang også vises i kjøretiden med "RØDT".

Ved denne fremgangsmåten har den prosjektansvarlige følgende fordeler:

- vesentlig kortere prosjekteringstid (tids- og kostnadsfordeler)

- nøyaktig resultat siden man arbeider med virkelige mulige innstillingstrinn - innflytelse av valget av driftsmidler slik som kabel, ledninger osv. på selektiviteten vises direkte og automatisk

- Feilmeldinger vil automatisk overtas i nettberegningen.

Ved bruk av disse verktøy er det ved sterkt reduserte kostnader, som kan opptre, garantert at et selektivt forhold for beskyttelsesanordningen er sikret. Dette fører til sist også til sikrere energi forsyningsanlegg i byggeteknikken.

En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ligger i anvendelse av egnede software-algoritmer og fremgangsmåteavsnitt for

- tilvirkning av de riktige, toleranseavhengige utløserkurver,

- tilvirkning av de adderte toleranseutløserkurver fra flere bryter- og beskyttelsesapparater anordnet foran henholdsvis bak,

- beregning av de riktige snittpunktene for utløserkurvene.

Ved en egnet datahåndtering er den ovennevnte funksjonalitet sikret, hvorved under kjøretiden til programmet vil en overvåking av selektiviteten henholdsvis delselektiviteten oppstå. Endringer vil bearbeides online.

Fastsettelse av huset (se fig. 5)

Den som planlegger et elektrisk energianlegg for bygninger må allerede ved et veldig tidlig planleggingstidspunkt ha spesifikasjoner om den nødvendige plass for fordelinger, transformatorer, generatorer og energioverføringstraséen. Han har som regel ikke spesiell kunnskap om bygging av fordelingsanlegg, oppvarmingsproblemer i bestemte fordelere osv.

Man har således som oppgave å tilveiebringe spesifikasjoner for fordeleren som bestemmer størrelsen, vekten og pengekostnadene avhengig av de ønskede egenskapene til fordeleren og den anvendte plass.

Hittil ville man ved prosjekteringen som regel gå ut fra tilgjengelige anlegg tilstede eller anleggsdeler fra utførte prosjekter. Til dette ville typiske utførelseseksempler i papirform eller i form av f.eks. DXF-grafikker lagres og vurderes. Dette fører til et høyt tidsforbruk, siden avhengig av det bestemte driftsmiddel vil de nødvendige feltene søkes og henholdsvis eventuelt endres. I tillegg kan en slik prosjektering bare utføres av spesialister.

På tilsvarende måte som ved bestemmelsen av driftsmidlene vil man her også utføre en strukturering slik at

1. betjeningen kan utføres på enkel måte (alltid samme skjema)

2. forskjellige fordelere bestemmes på mest mulig automatisk måte.

Driftsmidlene (bryter- og beskyttelsesapparatene) fra dimensjoneringen av strømkretsen tas inn i husdefinisjonen ut fra deres egenskaper. Ut fra databanken fordeler hentes funksjonselementene for innbygning av bryter- og beskyttelsesapparatet. Alle fordelerne som har et funksjonselement for bryter- og beskyttelsesapparatet vil sammen med deres egenskaper automatisk stilles til disposisjon for valg.

Ved å innskrenke de tilgjengelige egenskapene slik som beskyttelsesklasse, farge, type indre underfordeling osv. kan de fordelerne som er tillatt for valg innskrenkes. Brukeren vil derved gis et verktøy som tillater at han basert på vanlige egenskaper i kortest mulig tid bestemmer en fordeler som oppfyller kravene.

Et riss fra forsiden og ovenfra av fordeleren genereres automatisk og den er tilgjengelig for en ytterligere anvendelse, for eksempel i CAD-programmet. Samtidig vil en vanlig beskrivelse av fordeleren, bryter- og beskyttelsesapparatene som er en del av den og også en pris formidlet.

Ved bestemmelsen tas det hensyn til at bryter- og beskyttelsesapparatet bare har en redusert strømbæreevne etter innbygningen i en fordeler. Dette fører til en tilstrekkelig bestemmelse av bryter- og beskyttelsesapparatene.

Kjernefordelen ved den nye fremgangsmåten når det gjelder bestemmelse av huset ligger i utviklingen av klasser, underklasser osv. som kan beskrives ved hjelp av egenskaper, som forstås av en som planlegger eller en som bygger et bryteranlegg.

Til dette bidrar innsatsen av utvalgsalgoritmer, som tildeler de av dimensjoneringsverktøyene i fremgangsmåten bestemte bryter- og beskyttelsesapparater, på grunn deres egenskaper slik som målestrøm, belastningsstrøm, antall poler, kortslutningsbryterevne, kortslutningsbryterevne, drivtype, innbygningstype osv. et bestemt felt og anleggstype.

Selvfølgelig er de enkeltvis beskrevne fremgangsmåtetrinn og detaljer ved den nye fremgangsmåten og den ved hjelp av en PC-realiserbar anordning kombinerbare med hverandre uten at grunntanken ved den foreliggende idéen blir forlatt. Det er vesentlig derved at den hittil kostbare og ikke nødvendigvis systematiske prosjektering av anlegget vil kunne gjennomføres automatisk med høy grad av brukervennlighet.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for prosjektering av et elektrisk anlegg med et nett som når fra et innmatingssted til et forbrukersted, karakterisert ved at et nettbilde fastsettes enten ved - fastsettelse av en innmatingsstrømkrets basert på forutbestemte angivelser for elektriske midler, effekten som er til disposisjon og strømkretslengden, og - fastsettelse av en forbrukerstrømkrets basert på egenskaper for forutsatt last- og strømkretslengde eller ved - fastsettelse av en forbrukerstrømkrets basert på egenskaper for forutsatt last og strømkretslengde og ved - fastsettelse av en innmatingskrets basert på strømkretslengde og basert på resultater av algoritmer og egenskaper til forbrukerstrømkretsen, - hvorved hver av innmatingsstrømkretsen og forbrukerstrømkretsen er koblet i et virtuelt grensesnitt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ved det virtuelle grensesnittet kan det mellomkobles en underfordeling, hvorved det er anordnet en innmating for underfordelingens strømkretslengde i standardene henholdsvis resultatene til innmatingsstrømkretsen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at for hver strømkrets, også for parallelle grener i innmatingsstrømkretsen og henholdsvis eller i forbrukerstrømkretsen, med utgangspunkt i summen av lastene helt til den betraktede strømkretsen utføres: a) fastsettelse av anordninger og/eller beskyttelsestiltak for oppnåelse av overbelastningssikkerhet basert på summen av lastene og forhåndsgitte tabeller og algoritmer og også basert på utvalgstabeller for bestemmelse av egnede apparater; b) basert på algoritmer, fastsettelse av anordninger og/eller beskyttelsestiltak for oppnåelse av kortslutningsbeskyttelse for kortslutningsstrømmer, som oppnås som resultatene av a); c) fastsettelse av anordninger og/eller tiltak for beskyttelse av levende vesener mot elektriske slag ved indirekte berøring basert på resultater fra a) og b) og basert på tabeller og henholdsvis algoritmer, d) fastsettelse av effekttverrsnitt og/eller av parallelle ledere basert på vurdering av effektlengde basert på resultatene av a) til c) for et betraktet ledningssted til en betraktet last under en referansemålestokk, det på lasten på grunn av spenningsfallet står en spenning for den virkelige driften av lasten, e) for det tilfellet, hvor to eller flere beskyttelsesanordninger er anordnet i serie, fastsettelse av anordninger som har et selektivt forhold til hverandre, basert på resultatene av a) til d) og basert på utvalgstabeller, i tilfelle beskyttelsesbryteranordningen ikke har nok selektivitetskrav, f) fastsettelse av nettbildet basert på de akkumulerte resultatene av a) til e).

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at for to eller flere parallelt anordnede beskyttelsesinnretninger i serie med foran eller bak koblede beskyttelsesinnretninger registreres en omhyllingskurve for utløserkurvene til de parallelt anordnede beskyttelsesanordningene og at disse kurvene visualiseres.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at basert på forhåndsgitte verdier endres innstillingsparametere for beskyttelsesanordningen og de resulterende utløserkurvene online.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at innstillingsparameterne for beskyttelsesanordningene stilles til disposisjon på et grensesnitt for en utgang ved hvert beskyttelsesapparat.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at nettbildet visualiseres som en trestruktur.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at for dannelse av hus oppdeles det med underfordelinger for opptak av beregnede apparater og innretninger i området for: - hovedkoblingsskinner, - tilbehør (måleapparater, koblingsskjemalommer), - funksjonselementer for hvert apparat som skal anvendes, i det vesentlige bestående av en innbygningsdel, for å kunne bygge inn et spesielt apparat, av klemmer og fortrinnsvis mellomskinner og - for huset.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at apparatene som skal fastsettes og anordningene som skal fastsettes blir underkastet en oppdeling av den tilordnede fastsatte rammen i såkalte felt i form av fordelinger eller bryterskap.

10. Prosjekteringsanordning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-9, med en beregningsenhet, en bildeskjerm, et tastatur og eventuelt et grensesnitt, og et lager, hvor et flertall av virtuelle anordninger, apparater og beskyttelsesanordninger er lagret i tabeller med deres karakteristikker, og en generator, som ut fra de fastsatte anordninger, apparater og beskyttelsesanordninger genererer et nettbilde.