1. No category

© ABB Group - 1 19-May-14
ABB Profila CENELEC – Ilmajohtosuunnittelu
Heikki Pajala
ABB Oy, Power Systems, Tampere
[email protected]
Puh. 010-22 52725, 050-33 52725
Profila- koulutusmateriaali
Päivitetty 19.5.2014
ABB Profila CENELEC – Ilmajohtosuunnittelu
n
Uusi ABB Profila CENELEC versio julkaistiin keväällä 2011.
n
Uutta suomalaista ETRS-TM35FIN koordinaattijärjestelmää tukeva
ABB Profila CENELEC’in TM35FIN versio julkaistiin kesällä 2013.
© ABB Group - 2 19-May-14
n
n
Taustakarttojen lataaminen Maanmittauslaitoksen Avoimien aineistojen
tiedostopalvelusta, https://tiedostopalvelu.maanmittauslaitos.fi/tp/kartta.
n
Vanhat suomalaiset KKJ taustakartat myös edelleen käytettävissä.
n
Vanhat KKJ koordinaatiston suunnitelmat kohdistuvat TM35FIN kartalle
Kj/pj- ilmajohdon suunnittelu ABB Profila CENELEC- ohjelmistolla:
n
Lähtötietona maaston sivuprofiili (GPS, takymetri, MML korkeusmalli)
n
Säteittäisen ilmajohtoreitin pylvästys ja rakenteet suunnitellaan yhtenä
kokonaisuutena, ei hankalasti pylväs kerrallaan
n
Laskenta aina todellisilla jänneväleillä ja maaston kaltevuuksilla
n
Profila optimoi pylväspituudet, CENELEC versiossa nyt myös jääkuorma
huomioidaan. Käyttäjä määrää pylväspaikat.
n
Pylväsluokkien, orsi- ja harus- ym. rakenteiden autom. valinta =>
HeadPower Oy:n Vakiorakenteet- portaali => Tarvikeluettelo
n
Suunnitellut pylväspaikat viedään ProfilaCLC:stä takaisin
GPS:lle => pylväspaikkojen merkintä maastoon
ABB Profila CENELEC – Ilmajohtosuunnittelu
Muutokset ABB Open++ Profila VIM versioon verrattuna näkyvät lähinnä kiristysvälikohtaisten
CENELEC- parametrien säätämisessä.
n
Tuuli- ja jääkuormien arvojen määrittämisestä on tullut lähes tähtitiedettä – pienetkin muutokset
CENELEC- luokkiin aiheuttavat dramaattisia muutoksia johdinkuormiin ja pylväsmitoitukseen.
n
=> Profila CENELEC- käyttäjäkään ei pärjää ilman CENELEC- standardeja ja SFS Käsikirjoja 601&603!
© ABB Group - 3 19-May-14
n
ABB Profila CENELEC – Ilmajohtosuunnittelu
n
CENELEC- parametrit talletetaan
ProfilaCLC:ssä kiristysvälikohtaisesti, mutta
käytön helpottamiseksi muokattavissa myös
yleiset CENELEC- parametrien oletusarvot
n
Luotettavuustaso (1-3)
n
n
© ABB Group - 4 19-May-14
n
n
määrää osavarmuusluvut tuulelle ja jäälle
Maastoluokka (1-4, käytännössä 2-3)
n
määrää tuulikuormaan vaikuttavat jänneja puuskakertoimet
n
maastoluokan kasvaessa jännekerroin
pienenee, mutta puuskakerroin kasvaa!
Jäätymisluokka (I-IV, käytännössä I-II)
n
paikan korkeustaso ympäristöön (r=10km)
nähden määrää jäätymisluokan, joka
määrää jääkuorman perusarvon
n
jääkuorma vaikuttaa yhdistelmäkuormilla
(J+T, T+J) myös tuulikuormaan jäisen
johtimen kokonaishalkaisijan kasvaessa.
Pakkaslämpötila
n
Riippuu alueesta ja luotettavuustasosta.
Suomessa 3 aluetta.
ABB Profila CENELEC - Ilmajohtosuunnitteluohjelmisto
n
Kuvaus Ilmajohdon suunnittelusta Profila CENELEC ohjelmistolla:
n
Profilan tarvitsemat lähtötiedot
n
© ABB Group - 5 19-May-14
n
Yleiset lähtötiedot
n
Pylväiden, orsien, harusten, kalliotukien käytönrajat ja hinnat
n
Oletusrakenteet
n
Johdinten johdinvakiot, rakennetulkkitiedot
Suunnitelmakohtaiset lähtötiedot, ts. maastotiedot:
n
Maaston sivuprofiili (juokseva etäisyys alkupisteestä, korkeus)
n
Huomautustiedot (tien ylitykset ym. esteet, johtoristeilyt, pylväspaikat jne.)
n
Maastotiedot saadaan…
n
Maastossa tapahtuvan GPS- mittauksen tuloksena, tai…
n
Maastossa tapahtuvan takymetri- mittauksen tuloksena, tai…
n
… mikäli käytetettävissä MML:n numeerinen korkeusmalli (25m, 10m
tai 2m ruudukolla): Koodaamalla johtoreitti MML:n peruskartalta jolloin
maaston sivuprofiili saadaan numeerisesta korkeusmallista
© ABB Group - 6 19-May-14
ProfilaCLC - Johtoreitti peruskartalta, profiili MML:n korkeusmallista
•
Uutta ABB Profila CENELEC’issä on myös että se tukee nyt Maanmittauslaitoksen
numeerista korkeusmalliaineistoa ’Korkeusmalli 2 m’, joka on maanpinnan korkeutta
kuvaava malli, jonka ruutukoko on 2 m x 2 m ja korkeustiedon tarkkuus 0,3 metriä,
ks. http://www.maanmittauslaitos.fi/digituotteet/korkeusmalli-2-m (HUOM! Profila ei
tue suoraan ”ascii grid” formaattia, missä ”Korkeusmalli 2m” on tarjolla MML:n
Avoimien aineistojen tiedostopalvelussa, mutta pyydettäessä MML pystyy kyllä
toimittamaan aineiston myös Profilan ymmärtämässä formaatissa ”ascii xyz”).
•
Näin ProfilaCLC toimii:
•
”Tiedosto” / ”Uusi johtoprofiilisuunnitelma...”
•
”Muokkaa” / ”Johtoreitin koodaus peruskartalta” => anna hiirellä johtoreitin lähtöpiste
© ABB Group - 7 19-May-14
ProfilaCLC - Johtoreitti peruskartalta, profiili MML:n korkeusmallista
•
Tarkistetaan johtoreitin alkupisteen tiedot
•
Alkupisteen (x,y,z)- koordinaatit suoraan peruskartalta ja korkeusmallista
© ABB Group - 8 19-May-14
ProfilaCLC - Johtoreitti peruskartalta, profiili MML:n korkeusmallista
•
Koodataan johtoreitti peruskartan avulla
•
ABB Open++ Profila hakee johdon sivuprofiilin saman tien MML:n korkeusmallista
•
Talletetaan suunnitelma kun 1. reitti valmis! (”Tiedosto” / ”Tallenna nimellä...)
ProfilaCLC - Johtoreitti peruskartalta, profiili MML:n korkeusmallista
© ABB Group - 9 19-May-14
•
Seuraavaksi haetaan mahdollisesti parempia reittivaihtoehtoja (mikäli johtoreittiä ei ole
jo sidottu valmiisiin maankäyttösopimuksiin)
•
Viimeinen reittipiste on aina poistettavissa klikkaamalla pistettä uudelleen,
välipisteet voidaan siirtää uuteen paikkaan hiirellä osoittamalla.
•
Siirron jälkeen näkyy apuikkunassa välittömästi uuden johtoreitin mukainen profiili.
© ABB Group - 10 19-May-14
ABB Profila CENELEC - Pylväiden lisäys
•
Kun johtoreitti ok, vaihdetaan näkymät – johtoprofiili pääikkunaan
•
Pylväiden lisäystoiminnon ollessa aktiivisena hiiren vasemmalla napilla lisätään
yksittäinen pylväs...
ABB Profila CENELEC - Pylväiden lisäys
© ABB Group - 11 19-May-14
•
... ja hiiren oikealla napilla lisätään useampia pylväitä tasavälein
klikkaamalla jänneväliin johon pylväät halutaan lisätä:
ABB Profila CENELEC - Pylväiden lisäys
© ABB Group - 12 19-May-14
•
Yksittäisen pylvään voi lisätä, poistaa tai siirtää myös näyttämällä
uusi/poistettava/siirrettävä pylväspaikka peruskartalla näkyvältä johtoreitiltä
ABB Profila CENELEC - Pylväiden lisäys
© ABB Group - 13 19-May-14
•
Profila- ikkunan tilarivillä näkyvät pylvästyksen ekvivalenttijänne
(kuvassa Sekv= 69.20), hiirikursorin etäisyys johtoreitin alusta (X=214),
korkeus merenpinnasta (Y=89.21) sekä etäisyydet viereisiin pylväisiin
(D1=25 D2=30) – oli näkymänä sitten johtoreitti tai johtoprofiili.
© ABB Group - 14 19-May-14
ProfilaCLC – Kiristysvälien johdintyypit ja CENELEC parametrit
•
Seuraavaksi määritellään Profilalle pylväisiin ripustettavat johtimet . Ensin on
annettava ”ykkösjohtimet” (yleensä 20 kV johtoja), ts. ne johtimet joille rakenteet
valitaan. Ne ripustetaan ensin johtoreitin ensimmäisestä pylväästä viimeiseen
saakka, sitten vasta on mahdollista määrittää yhteiskäyttöjohtimet (puhelin-, pj-,
ukkos- ym. johtoja).
•
Kiristysväli kerrotaan Profilalle siten, että ”ykkösjohdin” päätetään ennen viimeistä
pylvästä. Tällöin Profila vaatii seuraavaksi johdoksi edelleen ”ykkösjohtimen”, joka
alkaa siltä pylväältä mihin edellinen ”ykkösjohdin päättyi.
© ABB Group - 15 19-May-14
ProfilaCLC – Kiristysvälien johdintyypit ja CENELEC parametrit
•
Lopuksi saadaan yhteenveto kaikista pylväisiin ripustetuista johtimista ja kiristysvälien
CENELEC luokista ja -tasoista.
•
Tässä vaiheessa johdintietoja on mahdollista vielä tarvittaessa muutella, mutta jos
kaikki on ok, siirrytään suoraan laskentaan, ks. seuraava sivu.
© ABB Group - 16 19-May-14
ABB Profila CENELEC - Johtoprofiilin laskenta
•
Johtoprofiilin laskennan alussa käyttäjällä on mahdollisuus laittaa päälle
”Pylväspituuksien optimointi”, ts. pylväspituuksien minimointi helleriippuman
perusteella
•
Jos ruksataan lisäksi ”Notkopylväiden autom. pidennys”, tarkistaa Profila laskennassa
tilanteen myös pakkasella, ja tarvittaessa pidentää notkoissa olevia pylväitä niin ettei
pylväiden orsiin kohdistu liian suurta ylöspäin vaikuttavaa voimaa
•
Mitoituksen lopputulokseen vaikuttaa suuresti tässä valittava tuulikuormayhdistelmä!
ABB Profila CENELEC - Rakenteiden valinta
•
Sitten valitaan vielä valituille ”ykkösjohtimille” sopivat orsisarjat..
•
... minkä jälkeen Profila näyttää käyttäjälle valitsemansa pylväskalusteet...
© ABB Group - 17 19-May-14
•
... ja ”Kyllä”- napin painamisen
jälkeen käynnistyy lopulta
johtoprofiilin laskenta.
ABB Profila CENELEC - Johtoprofiilin laskenta
© ABB Group - 18 19-May-14
•
..minkä jälkeen johtoprofiili onkin nähtävissä tietokoneen kuvaruudulla.
ABB Profila CENELEC - Jodinkorkeusvaatimusten syöttö
•
Tietenkin vasta tässä vaiheessa huomataan että johdinkorkeusvaatimukset ovat
puutteellisia, oikeaoppinen takymetri/GPS- maastomittaus olisi säästänyt vaivaa..
© ABB Group - 19 19-May-14
•
Mutta “no hätä”, valitaan ensin isoon ikkunaan johtoprofiilinäkymä, sitten valitaan
“Pylvästietojen muokkaus”- ikkunasta toiminto “J-kork. vaat” , ja lopuksi
ruksataan “Jakso”..
•
... sitten annetaan uusi johdinkorkeusvaatimus- jakso
näyttämällä hiirellä johtoprofiilinäkymästä ensin jakson
alkupiste ja sitten loppupiste. Annetulla jaksolle näppäillään
johdinkorkeusvaatimukset erikseen helteelle ja jääkuormalle...
•
HUOM! Korkeusvaatimuksen kysyminen erikseen
jääkuormalle joutaisi nyt CENELEC- aikana turhana
poistettavaksi, sillä helteellä ja jääkuormalla vaatimus on nyt
sama!
ProfilaCLC - Johtoprofiilin laskenta uusilla j-korkeusvaatimuksilla
© ABB Group - 20 19-May-14
•
..minkä jälkeen uusien johdinkorkeusvaatimusten mukaan laskettu johtoprofiili onkin
nähtävissä tietokoneen kuvaruudulla.
© ABB Group - 21 19-May-14
ProfilaCLC - Laskentatulostarkastelu
n
Koska tahansa ilmajohtosuunnitelman muokkauksen eri
vaiheissa on tutkittavissa juuri
sen hetkisen tilanteen mukaiset
pylväisiin, orsiin, haruksiin
ym. rakenteisiin kohdistuvat
rasitukset...
n
Uutta CENELEC revisiota
odotellessa nykyinen Profila
CENELEC versio vielä
approksimoi pylväiden
käytönrajat vanhojen VIMkäytönrajojen pohjalta
© ABB Group - 22 19-May-14
ProfilaCLC - Laskentatulostarkastelu
n
... johtimien
pylväisiin
aiheuttavat
voimat ...
n
Pylväsanalyysissä
Profila
CENELEC
laskee
jokaiselle
pylväälle
oman
mitoitustuulenpaineen –
tähän
vaikuttaa
mm. pylvään
korkeus
merenpinnasta
ProfilaCLC - Laskentatulostarkastelu
© ABB Group - 23 19-May-14
n
... johtimien
vaihevälitarkastelu...
ProfilaCLC - Laskentatulostarkastelu
© ABB Group - 24 19-May-14
n
... kiristysvälien
CENELECparametrit jne.
ProfilaCLC - Tulosteet
© ABB Group - 25 19-May-14
n
Koska
tahansa
ilmajohtosuunnitelman
muokkauksen
eri vaiheissa
on
tulostettavissa
juuri sen
hetkisen
tilanteen
mukainen
johdon
sivuprofiili...
ProfilaCLC - Tulosteet
© ABB Group - 26 19-May-14
n
... ja jos koko
suunnitelman
sivuprofiilituloste ei sovi
yhdelle
sivulle, Profila
CENELEC
sivuttaa
tulosteen
automaattisesti...
ProfilaCLC - Tulosteet
© ABB Group - 27 19-May-14
n
... niin
monelle
sivulle että
koko johdon
sivuprofiili
saadaan
tulostettua.
ProfilaCLC - Tulosteet
© ABB Group - 28 19-May-14
n
Koska tahansa
ilmajohtosuunnitelman
muokkauksen
eri vaiheissa on
tulostettavissa
juuri sen
hetkisen
tilanteen
mukainen
johtoreitti...
ProfilaCLC – Tarvikeluettelo
© ABB Group - 29 19-May-14
n
Yhteenveto rakenteista ja tarvikkeista rakennepaketti- tasolla on myös tulostettavissa...
ProfilaCLC – Tarvikeluettelo
Materia- lisenssillä
tarvikeluettelo Profilasta MS
Excel- taulukkoon. Erillinen
tarviketietokanta, joka
muokattavissa Open++
Materia- sovelluksella.
n
Profilassa on nyt vakiona
mukana tiedostorajapinta
HeadPower Oy:n
Vakiorakenteet- tietokantaan
=> Profila- suunnitelman
tarvikeluettelo saadaan
HeadPower- portaalin kautta
© ABB Group - 30 19-May-14
n
ABB Profila CENELEC – Maastomittaus takymetrillä / GPS:llä
n
n
Lajikooditaulukko
n
Takymetri/GPSmittauspiste
talletetaan
koodinumerona
n
Open++ Profilan
Taky/GPSmuokkausohjelma
tulkkaa lajikoodin
huomautuspisteeksi
Erikoispisteiden
määrittely
© ABB Group - 31 19-May-14
n
Määritellään miten
Profila käsittelee
huomautuspisteen
n
Johdinkorkeusvaatimus?
n
Pylväspaikka?
n
Pylvästyyppi?
ABB Profila CENELEC – Maastomittaus takymetrillä / GPS:llä
© ABB Group - 32 19-May-14
n
GPS / Takymetrimittausten muokkaus
n
Mittaustiedostossa
maastopisteiden
lajikoodit ja (x,y,z)koordinaatit.
n
Johtoreitti alku-,
kulma- ja loppupisteiden kautta.
Muille mittaus-pisteille
sivu-etäisyys
johtoreitistä (S-et)
n
Muokatut maasto-ja
huomautustiedot
avataan Profilaan =>
automaattisesti saadut
johdinkorkeusvaatimuksetjaksot
listautuvat ensin infoikkunaan…
ABB Profila CENELEC – Maastotiedot Takymetri/GPS- mittauksesta
© ABB Group - 33 19-May-14
n
Muokatut maasto-ja huomautustiedot avataan Profilaan (jatkoa)
n
…sitten näkyvät pylväspaikatkin Profilan sivuprofiilikuvassa
n
“Erikoispisteiden määrittely” ja itse takymetri/GPS- maastomittaus
kannattaa ennakkoon suunnitella mahdollisimman hyvin…
ABB Profila CENELEC – Maastotiedot Takymetri/GPS- mittauksesta
© ABB Group - 34 19-May-14
n
... niin jää toimistolle
vähemmän ihmeteltävää ja
Profilalla saadaan
nopeammin valmis
ilmajohtosuunnitelma
tulostettavaksi!
TM35FIN karttojen lataaminen MML:n sivuilta...
n
Avaa linkki: https://tiedostopalvelu.maanmittauslaitos.fi/tp/kartta
© ABB Group - 35 19-May-14
Vasemmalla listatut kartta-aineistot ovat saatavilla uudessa koordinaattijärjestelmässä. Tässä
esimerkissä ladataan ja kohdistetaan aineistoa nimeltä Peruskarttarasteri.
1.
Valitse ”peruskarttarasteri” ja aktivoi ”taustaväri” painamalla vihreää plus –merkkiä.
Tiedostomuoto ja koordinaattijärjestelmä näkyvät valintapuun alapuolella.
2.
Zoomaa kartta hiirellä sopivalle alueelle kunnes peruskarttalehdet tulevat näkyviin. Valitse
haluamasi karttalehdet. Ne tulevat näkyville oikealla olevaan listaan.
3.
Paina ”Tee lataustilaus” painiketta
© ABB Group - 36 19-May-14
...TM35FIN karttojen lataaminen MML:n sivuilta
4.
Avautuva dialogi näyttää valitut kartat.
Paina ”Jatka”
5.
Täytä yhteystietosi. Ainoastaan
sähköpostiosoite on pakollinen. Paina
”Jatka”
6.
Saat vahvistusdialogin. Paina ”Lähetä
lataustilaus”
7.
Hetken kuluttua saat sähköpostiisi linkin
varsinaiselle lataussivulle. Jotta karttojen
kohdistus onnistuu Profilassa, sinun tulee
ladata karttatiedostot (TIFF) ja
kohdistustiedostot (tab).
8.
TIFF –muotoiset tiedostot eivät ole
yhteensopivia DMS 600:n kanssa vaan ne
täytyy muuntaa Windows Bitmap (bmp)
muotoon. Muunnos on tehtävä erillisellä
ohjelmalla (esim. Paint Shop Pro tai
IrfanView), samalla myös bmp- taustakartan
värimääräksi tulee asettaa enintään 256.
9.
Ks. lisää dokumentista ”ETRS-TM35Fin
karttojen haku ja kohdistus”...
ABB Profila CENELEC - Ilmajohtosuunnittelu
n
Loppukevennys - Profilan Historiaa, osa 1
n
1982-1983: Diplomityö “Avojohdon
mekaaninen mitoitus” , Heikki Pajala,
Tampereen Teknillinen Korkeakoulu (TTKK)
n
© ABB Group - 37 19-May-14
n
MEKMIT-ohjelmiston ensimmäinen versio
n
Johdinvoimien ja riippumien laskenta
n
Pylväspituuksien optimointi
n
Profiilin syöttö digitointipöydällä
n
Tulostus kynäplotterilla
Digital VAX 11/780 tietokone,VMS
käyttöjärjestelmä, Fortran IV+
ohjelmointikieli, graafinen VT-100
näyttöpääte
ABB Profila CENELEC - Ilmajohtosuunnittelu
n
Loppukevennys - Profilan Historiaa,
osa 2
n
1985 Versoft Oy
n
1986 - 1995 MEKMIT-ohjelmisto
n
Orsi- ja harusrakenteiden sekä
pylväsluokkien valinta kehitettiin
yhteistyössä Hämeen Sähkön
kanssa
n
IBM PC-AT mikrotietokone (Intel
80286 prosessori), EGA/VGA
värinäyttö, MS DOSkäyttöjärjestelmä
© ABB Group - 38 19-May-14
n
n
Digitointipöytä, esim.
Summagraphics, Kurta...
n
HPGL kynäplotteri
1990-luvulla 386/486 mikrot
n
Profiilitulostus HPGL/2 laserille
(HP LaserJet III)
n
Yli 10 sähkölaitosta MEKMITkäyttäjinä
ABB Profila CENELEC - Ilmajohtosuunnittelu
n
Loppukevennys - Profilan Historiaa, osa 3
n
© ABB Group - 39 19-May-14
n
1995 - 1997 Versoft Open++ Profila
n
32-bittinen Windows-sovellus, johtoreitti- ja
johtoprofiilinäkymien rinnakkainen tarkastelu
n
Pentium mikro, Windows 95/NT
käyttöjärjestelmä, Visual C++/ Visual
Fortran
n
Ensimmäinen toimitus tammikuussa 1996
1997 - 2011 ABB Open++ Profila (VIM)
n
1997 lokakuussa Versoft Oy myytiin ABB
Transmit Oy:lle
n
1999 ABB Substation Automation Oy
n
2002 ABB Oy, Sähköasema-automaatio
n
2004 ABB Oy, Sähkönjakeluautomaatio =>
n
2011 => ABB Profila CENELEC
n
2013 => ABB Profila CENELEC / TM35FIN