与AutoCAD绘图方式不同，开展数字化设计之前，首先要建立工程数据库。工程数据库主要包括电气符号库、电缆型号库和产品型号库，如图1所示。工程数据库的建立，一方面为工程数据信息的实时入库做好了准备，另一方面也保证了电气符号和设备选型的标准化，为实现电气二次标准化设计提供了保障。通过设置各类数据的显示样式，建立报表模板和端子排模板，能实现工程出图内容和出图样式的和谐统一，避免由于设计人员个人风格所导致的图纸差异，实现电气二次图纸的标准化[7]。
(a) (b)
图2 电气原理图
Fig.2 Schematic Diagram
以往我院电气二次设计以AutoCAD绘制原理图为基础进行，大多采用框图的形式，如图2（a）所示。电气二次原理图中不表示设备内部接线，只表示外部接线的端子号。这种出图方式绘制二次设备之间相互联系的原理图，注重系统内各二次设备之间整体、宏观的连接，是一种相对常规的、传统的出图方式。
山南变采用数字化设计软件设计，出图方式以屏柜为单位，在各屏柜厂家资料的基础上展开设计。各个相关设备之间交叉链接，可显示对侧屏柜的屏柜名称、接线端子号、所属卷册、电缆接线等相关信息。如图2（b）所示，原理图的左侧为设备内部接线及端子，中间绘制电气回路号及回路属性，右侧显示对侧设备名称、端子号及相关图纸编号。原理图中的端子信息、回路信息和电缆信息均可实时入库，箭头右侧的对侧设备信息通过数据链接符号的放置自动生成。当对侧设备端子号、回路号等信息发生变更时，接线图中的相关信息将自动更新，保证了前后数据的一致性。同一回路的信息只需赋值一次，就可在相关图纸中自动关联，为图纸查询提供了方便。
2.3端子排图数字化设计
山南变端子排图通过从数据库中读取原理图接线信息自动生成。端子排除回路号、电缆编号和电缆去向外，还包含电缆型号和备用芯，为施工单位提供了更多的电缆接线信息。通过使用相同的端子排模板，可实现端子排格式的标准化。端子排成品如图3所示。
图3 端子排图
Fig.3 Wiring Diagram
2.4电缆清册数字化设计
数字化设计软件能实现电缆清册的精确开列。山南变电缆清册通过配置模板，从工程数据库中提取电缆信息自动生成，保证了原理图和电缆清册信息的一致。只要原理图绘制正确，电缆清册就可避免错漏。电缆清册模板（图4(a)）和电缆清册成品（图4(b)）如下图所示。通过使用统一的电缆清册模板，可实现电缆清册的标准化；电缆清册格式变化时，只需修改电缆清册模板即可重新生成电缆清册。
(a)
(b)
图4 电缆清册模板及电缆清册成品
Fig.4 Template and Report of Cable List
2.5数字化成品的深化设计
运用数字化技术进行电气二次施工图设计，除了能提供传统设计成品外，还能根据业主和施工单位的需求从数据库中提取多种形式的报表，如端子接线表，屏柜统计表等。在山南变数字化设计中，基于定制的报表模板从工程数据库中提取出电缆接线表，以电缆编号为序提供电缆每一芯的详细接线信息，为施工单位的接线和校验提供了方便。除纸质图纸外，数字化设计成品还可打印成带数据链接信息的PDF文件提供给业主和施工单位。业主和施工单位只需安装Adobe软件就可进行浏览，当点击PDF文件中的数据链接信息时，文件页面可自动跳转，为图纸信息查询提供方便。
3 数字化校审
电气二次专业成品通常采用打印纸质图纸方式进行人工校审。数字化设计使得借助数字化设计工具进行图纸的校对和审核成为可能。
（1）与传统校审方式不同，数字化设计工具的自动校审功能将与图纸的绘制同步进行。在设计过程中，数字化设计软件能自动检测重复的元器件名称和电气线编号，提示未链接的电气线和未接线端子，还能显示电缆芯数的使用情况，避免实际使用芯数超过电缆总芯数或是备用芯过剩。
（2）图纸绘制完毕后，数字化设计工具通过实时导航和精确定位功能为校审人员提供便利。实时导航能实现原理图两侧设备及原理图与端子排图之间的导航，方便校审人员随时查看对侧设备及相关端子排信息，实现对原理图和端子排图的一致性校审。精确定位功能，能通过设备名称对图纸信息进行检索，查找并定位到该设备所在的页面，提高校审效率。
4 数字化设计与传统设计方式对比分析4.1工程实例对比
西藏墨竹工卡220kV变电站也按照智能变电站建设，工程规模与山南变电站类似。为更好地说明数字化设计与传统设计方式的差异，下面将两个工程的出图数据进行对比，如表2所示。由表2可知，山南变用数字化软件设计，图纸数量增加，图纸深度加深，成品质量和图纸完整性均有所提高，满足了业主对设计成品的精细化要求，取得了良好的应用效果。
| 类目 工程 | | | |
| | | （1）原理图只包含对侧屏柜名称及端子号； （2）端子排图只包含电缆编号和对侧屏柜名； （3）相似线路合并绘制。 |
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| | | （1）原理图中包含了对侧设备的名称、图号及连接端子号； （2）端子排图中包含了电缆的编号、规格型号、备用芯等信息； （3）每回线路单独绘制。 |
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表2 墨竹工卡变与山南变出图数据对比
Tab.2Data Comparison between Mozhugongka Substation and Shannan Substation
4.2 数字化设计与传统设计的差异
数字化设计与传统设计的差异主要体现在以下几个方面：
（1）数字化设计以工程数据库为基础，设计图纸中的电气符号、电缆类型均从数据库中调取，有利于工程规范统一，且所有设计成品均是一种风格，不再因人而异，提高了设计的标准化水平；AutoCAD软件绘图为机械绘图，随意性较大，设计时可能出现图面上电气符号、屏柜名称不一致等情况，设计出手成品的质量完全由设计人员的认真、仔细程度决定。
（2）使用数字化软件设计，屏柜的原理接线包含了屏柜内部接线、对侧设备屏柜名称、图纸编号等信息，信息更完整更细致，也方便图纸信息的快速查询；而且，原理图中对侧设备信息为软件自动生成，降低了手动添加对侧设备名称、端子号等信息出错的几率，甚至避免出错，提高了成品质量，减少了校审时间,提升了校审效率。
（3）数字化设计时端子排自动生成，包含回路号、电缆去向、电缆编号、电缆型号和备用芯等信息，为施工单位电缆接线提供更多信息；AutoCAD软件设计端子排图手动绘制，仅包含回路号、电缆去向和电缆编号信息。
（4）数字化设计软件可以精确地统计电缆，自动生成电缆清册，且只要原理图绘制正确，电缆清册可以避免错漏。AutoCAD软件设计则需手动开列电缆清册，容易出错。
（5）数字化设计软件可以基于项目数据库提取多种形式的成品，只要数据信息存储于数据库中，只需配置模板，就可获得多种成品；而传统设计需要其它形式成品时，则需要重新绘制。
（6）数字化校审方式除导出纸质图纸校审外，还可通过数字化设计软件实现电子化校审。
5 结论
我院在山南220kV变电站中运用数字化设计技术，通过建立工程数据库，实现了电气二次图纸的标准化；通过运用数字化手段绘制电气原理图保存接线信息，实现了对侧设备信息的自动生成；通过配置模板提取数据库信息，实现了端子排图和电缆清册的自动输出；通过对数字化成品的深化设计，提取了多种形式的报表，生成了具有数据链接功能的PDF文件。通过运用数字化设计工具的自动校审和导航定位功能，实现了电气二次图纸的数字化校审。与传统设计相比，数字化设计成品质量提高，设计深度加深，满足了业主对工程精细化设计的要求。
参考文献：
[1] 王春成.ELCAD软件在±800kV云广直流工程设计中的应用[A]中国电机工程学.2008年中国电机工程学会年会论文集[C].陕西西安：中国电机工程学会，2008.1-2
[2] 陆欣星,邹北骥,彭小宁,刘丽丽.一种优化的二次接线自动生成方法研究[J].工程图学学报，2006，27(4):32-37.
[3] 陆欣星.二次接线自动生成方法研究与系统实现[D].长沙：湖南大学，2006.
[4] 危元华,任晓东,李智等. 数字化电厂的概念及方案研究[J]. 电力建设, 2013, 34(4): 51-54.
[5] 李志远，张璟.在电力院集成设计中应用智能设计软件PROMIS-E[J].电气时代，2007,(7):114-115.
[6] 李越茂，姚枫，宋佩珂，朱纹羲.数字化设计在±400kV拉萨换流站中的应用[J].电力建设，2012，33(10)：19-24.
[7] 谢峰，刘洪斌，王成明.制图标准化软件在输变电工程设计中的应用[J].人民长江，2009,40(20):50-52.
发表于 1970-1-1 08:00:00
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