Эволюция традиционных методов проектирования (кустарный, чертежный) позволили сформировать последовательность этапов так называемого инженерного и архитектурного проектирования. За различной и несколько условной терминологией, принятой в этих двух областях деятельности, проглядывается
1. Зарождение идеи
2. Возможность осуществления
3. Эскизное предложение
Эскизное проектирование. Отбор и разработка оптимальной концепции. Принципиальное решение планировок
Рабочее конструирование. Инженерное описание конструкций. Рабочее проектирование
Планирование. Оценка и изменение концепции в соответствии с требованиями производства, сбыта, эксплуатации и ликвидации использованного изделия. Производственная информация. Спецификация материалов. Сбор заявок на подряды. Организация строительства. Строительные работы. Завершение работ. Обратная связь.
Наблюдается явное сходство методик. В обоих случаях начинается (этап 1) с восприятия информации. На ее основе быстро выстраивается некоторый комплекс альтернативных решений изделия в целом. На этапе 2 нужно отобрать одно из этих решений для дальнейшей разработки. Когда эта конструкция продумана настолько, что удовлетворяет главного конструктора, начинается рабочее конструирование, во время которого работу параллельно ведет много людей (этапы 3 и 4). Чтобы определить сильные и слабые стороны традиционных методов, попытаемся ответить на четыре принципиальных вопроса:
1. Как решаются сложные задачи при традиционном проектировании?
Из наблюдений о характере творческого мышления можно сделать вывод, что основной метод решения сложных задач заключается в их преобразовании в более простые, и сложность создания проекта преодолевается путем выбора временного решения в качестве средства для оперативного исследования как ситуации, которой должен удовлетворять проект, так и взаимосвязей и зависимостей между составными частями конструкций.
2. В каком отношении современные задачи проектирования сложнее традиционных?
Одним из явных признаков того, что нам нужны более современные методы проектирования и планирования, являются крупные неразрешенные проблемы, возникшие в связи с применением искусственно созданных предметов. Эти недостатки нельзя считать ошибкой природы или "бичом божьим " и пассивно мириться с ними, напротив, их можно рассматривать как результат человеческого неумения предвидеть ситуации, которые возникают в результате появления проектируемого человеком изделий. В современных условиях проектирования проектировщики сталкиваются с рядом дополнительных осложнений, которые не встречались им.
Перенос технических решений, т.е. планомерный поиск в отдаленных отраслях технологий, таких как изобретения и разработки, которые позволяют решать данную задачу проектирования.
Возможность возникновения побочных эффектов при использовании нового разрабатываемого изделия, которую необходимо прогнозировать на ранней стадии проектирования, когда еще можно изменить конструкцию изделия и организацию системы.
Применение единых стандартов для обеспечения совместимости изделий взаимодействующих систем.
Чувствительность к совпадениям, часто возникающая в тех случаях, когда один и тот же человек использует изделия, принадлежащие двум различным системам. Невозможность устранения крупных несоответствий между изделиями без реорганизации всей системы отношений и коренного преобразования изделий, которое позволяло бы перераспределять функции.
Постоянный рост капиталовложений, необходимых для получения существенного экономического эффекта от новой конструкции. Трудность приложения сведений, заимствованных из посторонних источников, к имеющейся задаче проектирования без нарушения внутреннего равновесия между частями конструкций, которые удалось добиться на предыдущей стадии проектирования. Крайняя сложность определения рациональной последовательности принятия решений, когда поток новых потребностей, новых технологических процессов и новых идей непрерывно изменяет систему отношений между параметрами решения.
3. Какие межличностные барьеры мешают решению современных задач проектирования?
Существует множество сложных объектов – автомобили, больницы или ракетные системы, при проектировании которых принципиальные решения принимаются коллективно и не могут быть приняты единолично.
Межличностные трудности проектирования можно преодолеть, если найти способ объединения усилий бригады проектировщиков, и эти трудности сильно возрастают, если необходимое изменение проекта идет вразрез с интересами тех, кто признан сотрудничать в этом деле. Для преодоления этих трудностей каждому члену группы нужно выделить роль, соответствующую его компетентности в каждом из рассматриваемых вопросов. Но как это сделать, если никто из присутствующих не может судить о знаниях других членов группы или о том, насколько эти знания существенны или несущественны для принятия правильного решения. И это не единственное затруднение, которое возникает, когда бригада проектировщиков, состоящая из представителей различных профессий с различными интересами, ищет решение задачи на уровне системы, причем задача не может быть решена без преобразования и упрощения существующих зависимостей между переменными, а для этого пришлось бы отказаться от существенных конструктивных решений и создать новые комплексы изделий, лучше увязанных друг с другом.
Рассмотрим межпрофессиональные и межличностные препятствия, возникающие при необходимости проведения проектных работ одновременно на уровне систем и на уровне изделий. Информация, полезная для варианта А проекта Информация, которой располагает бригада проектировщиков Информация, полезная для варианта С проекта Информация, полезная для варианта В проекта. Информационность проекта различными группами проектировщиков
Заказчики, финансирующих разработку новой системы, чаще всего имеют слишком узко направленную материальную заинтересованность и обладают недостаточным влиянием на других операторов системы, с которыми приходится сотрудничать, и проектировщики получают краткое техническое задание, отражающие интересы заказчика на данный момент. В ответ проектировщиками могут быть выдвинуты встречные предложения, по мнению проектировщиков улучшающие или повышающие эксплутационные характеристики, обрисованы принципиально новые виды изделий, необходимые для осуществления этих идей.
Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.
К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:
- надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;
- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
- возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;
- легкость ревизии и осмотра контактов;
- взрыво- и пожаробезопасность;
- удобство транспортировки и эксплуатации.
Выбор выключателей производят по следующим параметрам:
напряжению Uном > Uсет. ном;
длительному току Iном > Iнорм. расч;
Проверку выключателей следует производить на симметричный ток отключения Iоткл. ном > Iп. τ., Iп. τ – периодическая составляющая тока.
Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ
iа. ном = √2∙βнорм∙Iоткл. ном / 100 ≥ iа. τ,
где iа. ном – номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ; βнорм – нормированное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе,% (рис.4.33 Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций); iа. τ – апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов; τ – наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов
τ = tз min + tс. в,
где tз min= 0,01 с – минимальное время действия релейной защиты; tс. в. – собственное время отключения выключателя.
Если условие Iп. τ ≤ Iоткл. ном соблюдается, а iа. τ > iа. ном, то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току КЗ:
√2∙Iоткл. ном (1+βнорм / 100) ≥ √2∙Iп. τ+ iа. τ.
По включающей способности проверка производится по условию
iвкл ≥ iуд; Iвкл ≥ Iп0,
где iвкл ─ наибольший пик тока включения; iуд ─ ударный ток КЗ в цепи выключателя; Iвкл ─ номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей); Iп0 ─ начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя. Заводами-изготовителями соблюдается условие iвкл = 1,8∙√2∙Iвкл, где kуд = 1,8 ─ ударный коэффициент, нормированный для выключателей. Проверка по двум условиям необходима потому, что для конкретной системы kуд может быть более 1,8.
На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:
iпр. скв ≥ iуд; Iпр. скв ≥ Iп0,
где iпр. скв ─ наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу; Iпр. скв ─ действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ (по каталогу).