變電電氣二次專業(yè)自動(dòng)化輔助設(shè)計(jì)軟件的研究

變電電氣二次專業(yè)自動(dòng)化輔助設(shè)計(jì)軟件的研究

1施工圖設(shè)計(jì)出圖對(duì)于能源和通信站的設(shè)計(jì)，二次電氣設(shè)計(jì)師應(yīng)通過電纜或光纜連接到站上的所有設(shè)備，如電源、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流補(bǔ)償、電壓補(bǔ)償、，輸出和二次控制的印刷板，以實(shí)現(xiàn)完善的設(shè)備保護(hù)、監(jiān)控和控制。這是基于兩部分含義的。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù)、監(jiān)控和控制。因此，二次電氣設(shè)計(jì)的圖紙相當(dāng)復(fù)雜。目前國內(nèi)電力設(shè)計(jì)院變電電氣二次專業(yè)出圖基本上是以AutoCAD作為圖板用,所有原理圖、端子排圖或電纜接線表、電纜清冊(cè)均由人工繪制,自動(dòng)化程度非常低,容易出錯(cuò),同時(shí)也給校對(duì)與審核帶來相當(dāng)大的工作量。隨著近年來電網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展,設(shè)計(jì)院均不同程度地面臨著生產(chǎn)任務(wù)重、工期緊和人員短缺等問題,因此研究開發(fā)專用于變電二次專業(yè)的自動(dòng)化輔助設(shè)計(jì)軟件,必將有效緩解變電二次專業(yè)的被動(dòng)局面,一定程度上減輕專業(yè)人員的手工制圖工作量和各級(jí)校審工作量,并提高電氣二次施工圖的設(shè)計(jì)效率。2以設(shè)備為主線所出的二次圖目前國內(nèi)電力設(shè)計(jì)院變電二次出圖方式大多沿用前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)模式,將一次設(shè)備劃分為若干二次安裝單位,并根據(jù)安裝單位劃分、按二次系統(tǒng)編列圖紙卷冊(cè)。圖紙內(nèi)容主要分為二次原理展開圖和端子排圖,其中二次展開圖以回路為主線分為電流回路、電壓回路、控制回路、信號(hào)回路、保護(hù)回路等,設(shè)備之間的連線上需標(biāo)注回路編號(hào),以完成端子排圖設(shè)計(jì),同時(shí)回路編號(hào)還由施工單位標(biāo)注在電纜芯線上以便查線。圖1即為以回路為主線所出的二次圖:另一種設(shè)計(jì)出圖方式則以設(shè)備單元為主線,將一個(gè)設(shè)備所有的對(duì)外連線集中在一張圖或連續(xù)的幾張圖中,連接電纜兩端的設(shè)備及其端子均清楚的標(biāo)注在圖上,不編列回路編號(hào),直接標(biāo)注回路意義。同時(shí)在連接電纜對(duì)端的設(shè)備框中給出相應(yīng)的二次圖號(hào),以便閱圖查線方便。圖2即為以設(shè)備為主線所出的二次圖:前一種出圖方式以二次回路為主線,單個(gè)回路相對(duì)清晰,系統(tǒng)性和原理性較強(qiáng),同時(shí)以一套圖紙應(yīng)用于同一類一次設(shè)備,僅以二次安裝單位和回路編號(hào)以示區(qū)分,雖然出圖數(shù)量相對(duì)較少,但二次屏柜與外部聯(lián)系的所有進(jìn)出回路表達(dá)得則不很清楚,回路編號(hào)必須與二次安裝單位一一對(duì)應(yīng),同時(shí)外引回路編號(hào)還需加框表示,極易混淆出錯(cuò),不方便現(xiàn)場(chǎng)施工接線和運(yùn)行維護(hù)。后一種出圖方式則以設(shè)備為主線,原理接線圖中較為清晰地表達(dá)了設(shè)備的所有輸入、輸出回路及連接電纜,并融匯了二次回路原理及相關(guān)二次設(shè)備信息,屏柜端子接線可根據(jù)業(yè)主習(xí)慣采用電纜接線表或端子排圖。該方式由于每個(gè)設(shè)備均需要詳細(xì)標(biāo)明對(duì)外接線,出圖數(shù)量相對(duì)較大,但無論是單個(gè)回路還是整個(gè)系統(tǒng)接線都能清楚表述,圖紙內(nèi)容深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出前一種方式,極有利于現(xiàn)場(chǎng)施工和運(yùn)行維護(hù)檢修等工作,而且與ABB、Siemens等國際工程公司的出圖方式相一致,更能滿足涉外工程業(yè)主的出圖要求。3基于二次回路的設(shè)計(jì)軟件眾所周知,無論采用哪一種出圖方式,手工繪制圖紙由于個(gè)人工作熟練程度、責(zé)任心、作圖習(xí)慣等諸方面均因人而異,在標(biāo)寫工程名稱、設(shè)備名稱、端子名稱和線芯功能時(shí),存在著較大的隨意性,容易造成筆誤、遺漏或相互間標(biāo)識(shí)不一致以及兩端電纜的交叉鏈接錯(cuò)誤等,從而加大了圖紙的校核、審核工作量,甚至影響工程進(jìn)度。此外,端子排圖(電纜接線表)、電纜清冊(cè)作為對(duì)回路原理圖的二次表述和電氣安裝的主要依據(jù),不僅耗費(fèi)大量的人力資源,亦是出錯(cuò)率比較高的卷冊(cè)圖紙。因此,采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件應(yīng)是解決問題的根本途徑。目前在變電站或換流站的設(shè)計(jì)中也有一些相關(guān)應(yīng)用軟件,如ELCAD和HIDRAW軟件分別是Siemens和ABB在高壓直流換流站設(shè)計(jì)中使用的專有輔助設(shè)計(jì)軟件,此外還有PROMIS.E軟件、BSE軟件以及國內(nèi)博超電力工程設(shè)計(jì)軟件、浩辰ICAD電氣軟件等,其功能或偏重于屏柜內(nèi)部的接線設(shè)計(jì)、柜內(nèi)設(shè)備布置以及端子排布置,或適用于開關(guān)柜配置、平斷面布置、以及短路電流計(jì)算和設(shè)備選型校驗(yàn),或適合制造廠商、電氣一次廠用電設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)二次接線設(shè)計(jì),每款軟件雖各有所長(zhǎng),但均與變電二次專業(yè)設(shè)計(jì)出圖需求相去甚遠(yuǎn)。為了解決上述問題對(duì)二次設(shè)計(jì)專業(yè)的制約和發(fā)展,在結(jié)合變電二次專業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合比較上述兩種出圖方式的優(yōu)劣,顯見以設(shè)備為主線的出圖方式,各二次回路之間的相關(guān)性和邏輯性較強(qiáng),在AutoCAD環(huán)境下的自動(dòng)化輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)應(yīng)是完全可行的。4電纜監(jiān)控系統(tǒng)的功能軟件開發(fā)的基本思路是將設(shè)計(jì)人員的主要精力專注于回路原理圖的設(shè)計(jì),二次回路之間的互連及端子排接線圖(或電纜接線表)、電纜清冊(cè)開列等工作則由軟件完成,因此軟件的主要功能有:(1)實(shí)現(xiàn)原理圖接線繪制,提供設(shè)備、端子、芯線等繪圖模塊,所繪制的圖形符號(hào)自動(dòng)附加相應(yīng)屬性。(2)實(shí)現(xiàn)電纜芯線的自動(dòng)交叉鏈接,同時(shí)自動(dòng)匹配與其對(duì)應(yīng)的對(duì)側(cè)數(shù)據(jù),并補(bǔ)充在芯線的對(duì)側(cè)。(3)自動(dòng)生成電纜清冊(cè)、端子排電纜圖、電纜接線表等成品。(4)自動(dòng)監(jiān)測(cè)人工輸入錯(cuò)誤并報(bào)警。(5)實(shí)現(xiàn)文件的圖框管理,自動(dòng)更新項(xiàng)目編號(hào)、名稱、圖名、圖號(hào)等數(shù)據(jù),自動(dòng)簽名和自動(dòng)標(biāo)注日期等。(6)實(shí)現(xiàn)文件在線集中管理,提供文件新建、上傳、檢查、下載等功能。(7)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理、用戶管理、項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫管理等。5出圖專業(yè)設(shè)計(jì)方面隨著計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于建筑、結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)專業(yè),但電氣設(shè)計(jì)由于自身專業(yè)特點(diǎn)、出圖模式、出圖深度等等方面的原因,計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的研發(fā)一