变电电气二次专业自动化辅助设计软件的研究

变电电气二次专业自动化辅助设计软件的研究

1施工图设计出图对于能源和通信站的设计，二次电气设计师应通过电缆或光缆连接到站上的所有设备，如电源、隔离开关、接地开关、电流补偿、电压补偿、，输出和二次控制的印刷板，以实现完善的设备保护、监控和控制。这是基于两部分含义的。为了实现设备的保护、监控和控制。因此，二次电气设计的图纸相当复杂。目前国内电力设计院变电电气二次专业出图基本上是以AutoCAD作为图板用,所有原理图、端子排图或电缆接线表、电缆清册均由人工绘制,自动化程度非常低,容易出错,同时也给校对与审核带来相当大的工作量。随着近年来电网建设的高速发展,设计院均不同程度地面临着生产任务重、工期紧和人员短缺等问题,因此研究开发专用于变电二次专业的自动化辅助设计软件,必将有效缓解变电二次专业的被动局面,一定程度上减轻专业人员的手工制图工作量和各级校审工作量,并提高电气二次施工图的设计效率。2以设备为主线所出的二次图目前国内电力设计院变电二次出图方式大多沿用前苏联设计模式,将一次设备划分为若干二次安装单位,并根据安装单位划分、按二次系统编列图纸卷册。图纸内容主要分为二次原理展开图和端子排图,其中二次展开图以回路为主线分为电流回路、电压回路、控制回路、信号回路、保护回路等,设备之间的连线上需标注回路编号,以完成端子排图设计,同时回路编号还由施工单位标注在电缆芯线上以便查线。图1即为以回路为主线所出的二次图:另一种设计出图方式则以设备单元为主线,将一个设备所有的对外连线集中在一张图或连续的几张图中,连接电缆两端的设备及其端子均清楚的标注在图上,不编列回路编号,直接标注回路意义。同时在连接电缆对端的设备框中给出相应的二次图号,以便阅图查线方便。图2即为以设备为主线所出的二次图:前一种出图方式以二次回路为主线,单个回路相对清晰,系统性和原理性较强,同时以一套图纸应用于同一类一次设备,仅以二次安装单位和回路编号以示区分,虽然出图数量相对较少,但二次屏柜与外部联系的所有进出回路表达得则不很清楚,回路编号必须与二次安装单位一一对应,同时外引回路编号还需加框表示,极易混淆出错,不方便现场施工接线和运行维护。后一种出图方式则以设备为主线,原理接线图中较为清晰地表达了设备的所有输入、输出回路及连接电缆,并融汇了二次回路原理及相关二次设备信息,屏柜端子接线可根据业主习惯采用电缆接线表或端子排图。该方式由于每个设备均需要详细标明对外接线,出图数量相对较大,但无论是单个回路还是整个系统接线都能清楚表述,图纸内容深度远远超出前一种方式,极有利于现场施工和运行维护检修等工作,而且与ABB、Siemens等国际工程公司的出图方式相一致,更能满足涉外工程业主的出图要求。3基于二次回路的设计软件众所周知,无论采用哪一种出图方式,手工绘制图纸由于个人工作熟练程度、责任心、作图习惯等诸方面均因人而异,在标写工程名称、设备名称、端子名称和线芯功能时,存在着较大的随意性,容易造成笔误、遗漏或相互间标识不一致以及两端电缆的交叉链接错误等,从而加大了图纸的校核、审核工作量,甚至影响工程进度。此外,端子排图(电缆接线表)、电缆清册作为对回路原理图的二次表述和电气安装的主要依据,不仅耗费大量的人力资源,亦是出错率比较高的卷册图纸。因此,采用计算机辅助设计软件应是解决问题的根本途径。目前在变电站或换流站的设计中也有一些相关应用软件,如ELCAD和HIDRAW软件分别是Siemens和ABB在高压直流换流站设计中使用的专有辅助设计软件,此外还有PROMIS.E软件、BSE软件以及国内博超电力工程设计软件、浩辰ICAD电气软件等,其功能或偏重于屏柜内部的接线设计、柜内设备布置以及端子排布置,或适用于开关柜配置、平断面布置、以及短路电流计算和设备选型校验,或适合制造厂商、电气一次厂用电设计及电动机二次接线设计,每款软件虽各有所长,但均与变电二次专业设计出图需求相去甚远。为了解决上述问题对二次设计专业的制约和发展,在结合变电二次专业设计特点的基础上,综合比较上述两种出图方式的优劣,显见以设备为主线的出图方式,各二次回路之间的相关性和逻辑性较强,在AutoCAD环境下的自动化辅助设计软件开发应是完全可行的。4电缆监控系统的功能软件开发的基本思路是将设计人员的主要精力专注于回路原理图的设计,二次回路之间的互连及端子排接线图(或电缆接线表)、电缆清册开列等工作则由软件完成,因此软件的主要功能有:(1)实现原理图接线绘制,提供设备、端子、芯线等绘图模块,所绘制的图形符号自动附加相应属性。(2)实现电缆芯线的自动交叉链接,同时自动匹配与其对应的对侧数据,并补充在芯线的对侧。(3)自动生成电缆清册、端子排电缆图、电缆接线表等成品。(4)自动监测人工输入错误并报警。(5)实现文件的图框管理,自动更新项目编号、名称、图名、图号等数据,自动签名和自动标注日期等。(6)实现文件在线集中管理,提供文件新建、上传、检查、下载等功能。(7)实现项目管理、用户管理、项目数据库管理等。5出图专业设计方面随着计算技术的迅猛发展,计算机辅助设计应用软件已广泛应用于建筑、结构等设计专业,但电气设计由于自身专业特点、出图模式、出图深度等等方面的原因,计算机应用软件的研发一