李明芳

（中國能建廣東省電力設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510663）

1 電氣二次工程特點(diǎn)分析

電氣二次設(shè)計(jì)工作，與其它專業(yè)相比，施工圖階段是工作量集中且最大的一個(gè)階段。施工圖紙內(nèi)容主要包括原理圖，端子排圖，設(shè)備平面布置，功能接線示意等。其中原理圖和端子排圖占圖紙的絕大部分。繪制端子排圖在其中又占了大部分的工程量，且極易出錯(cuò)。在軟件性能評(píng)價(jià)中原理圖自動(dòng)生成端子排圖的功能是最核心部分，這也是本文的討論重點(diǎn)。下面以變電站為例對(duì)二次圖紙稍做抽象剖析。

1.1 名詞定義

這里先規(guī)定一些概念，以便于在復(fù)雜的二次圖中分清工程界限，設(shè)備裝置歸類和相互關(guān)系。

間隔——根據(jù)電壓等級(jí)和接線形式劃分的在電力系統(tǒng)中能獨(dú)立完成某一接線功能的電氣設(shè)備組合。這里指組合中所有的一二次設(shè)備總稱。

安裝單位——以屏、柜、箱為單位的設(shè)備制造安裝與工程施工安裝的分界。

安裝單元——安裝單位內(nèi)的設(shè)備、裝置及組件或無外接線的分接線箱及端子單元組。

安裝元素——二次圖中可分割的最小部分，即端子和導(dǎo)線。

回路編號(hào)——通常是安裝元素（端子和導(dǎo)線）的回路屬性和邏輯電位屬性的標(biāo)注

1.2 在二次工程及軟件設(shè)計(jì)中的意義及作用

那么以上名詞在變電站二次圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中有什么意義和作用呢？以下來分別敘述：

1.2.1 間隔劃分的意義及作用

間隔是根據(jù)電壓等級(jí)、接線形式和電氣功能劃分的，對(duì)于母線類的接線：如單母線、雙母線及旁路類的接線，我們可分為線路間隔、主變XX側(cè)間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電容器間隔等；對(duì)于非一個(gè)斷路器類的接線：如橋接線、3/2斷路器接線等接線，我們會(huì)分為線路間隔、主變XX側(cè)間隔、XXXX斷路器間隔、母線PT間隔、高抗和串容間隔等，這種情況下會(huì)把斷路器相關(guān)設(shè)備組合單獨(dú)分出來。一個(gè)電力系統(tǒng)的主接線就是以間隔為單位組成的。同類間隔無論在空間結(jié)構(gòu)還是設(shè)備類型組合及接線原理上都有重復(fù)性，因此二次圖卷冊(cè)主要是根據(jù)間隔種類及相互聯(lián)系劃分的，一個(gè)或多個(gè)同類型間隔或電氣聯(lián)系較多的間隔分為一個(gè)卷冊(cè)。二次回路編號(hào)、電纜編號(hào)在同一間隔內(nèi)是不能重復(fù)的，在不同間隔可重復(fù)，不相同間隔的電纜編號(hào)通常用間隔編號(hào)做前綴來區(qū)分。以間隔為單位對(duì)應(yīng)的二次圖作為固定的圖紙組合，在成品圖模板庫可成組存儲(chǔ)和成組調(diào)用。

1.2.2 安裝單位和安裝單元?jiǎng)澐值囊饬x及作用

在原理圖中安裝單位名稱、編號(hào)及安裝單元的型號(hào)都做為回路屬性的描述。其中安裝單位做為工程的分界點(diǎn)，同時(shí)也是電纜的起止點(diǎn)。這些屏、柜和箱內(nèi)有線槽相連時(shí)就是一個(gè)安裝位置，當(dāng)分左右兩側(cè)而又沒線槽相連時(shí)，又分為左右兩個(gè)位置。對(duì)于電纜芯線，只有起止點(diǎn)都在同一個(gè)不分側(cè)的安裝單位或左右分側(cè)的安裝單位的同側(cè)位置才能合在同一根電纜。

安裝單位是間隔的組成部分，同時(shí)安裝單元又是安裝單位的組成部分。當(dāng)安裝單位內(nèi)包含多個(gè)設(shè)備單元時(shí)，安裝單元和設(shè)備單元通過端子連接建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，安裝單元信息包含在端子序號(hào)當(dāng)中。安裝單位和安裝單元隨一次設(shè)備的選型變化相互位置也會(huì)變化，如敞開式設(shè)備、GIS設(shè)備、罐式斷路器及其它一些電氣組合設(shè)備等，都隨設(shè)備的組成方式不同工程界限也不同。

因此，在設(shè)計(jì)過程中安裝單元是廠家內(nèi)部配線或電纜芯線的起止點(diǎn)。對(duì)應(yīng)屬于同一間隔的安裝單位的端子排圖以安裝單位為模板進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)用，對(duì)應(yīng)屬于多個(gè)間隔的安裝單位則以安裝單元為模板進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)用。

1.2.3 安裝元素和回路編號(hào)的意義及作用

對(duì)于安裝元素我們把端子叫做點(diǎn)元素，導(dǎo)線叫做線元素。

元素屬性：分為位置屬性和電氣屬性。

位置屬性：間隔 、安裝單位和安裝單元 是元素的位置屬性。

電氣屬性：回路屬性 邏輯電位屬性是元素的電氣屬性。

實(shí)際，回路編號(hào)就是元素的電氣屬性?；芈肪幪?hào)的編制規(guī)則按回路屬性編制，相同的回路編號(hào)有相同的電位屬性。

2 傳統(tǒng)二次原理圖的軟件轉(zhuǎn)化分析

在我國電氣工程的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中一直延用前蘇聯(lián)的做圖體系，其特點(diǎn)是：原理圖與端子接線圖相互影射對(duì)應(yīng)，原理圖圖面簡(jiǎn)潔、邏輯清晰，各部分原理流程整體感強(qiáng)，方便閱讀；端子排圖直觀、具體，方便接線安裝。其中原理圖和端子排圖通過安裝元素相互影射對(duì)應(yīng)，每一根導(dǎo)線或電纜芯線兩端都有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的端子。如果把間隔、安裝單位、安裝單元都看做安裝元素的位置描述，那么原理圖和端子排圖就是由這些安裝元素組成的，端子排圖還包含了所屬電纜的全部信息。

對(duì)于點(diǎn)元素來說只要把工程中應(yīng)用到的在原理圖全部標(biāo)出，它在端子排圖中就能找到一一對(duì)應(yīng)的位置。但對(duì)于線元素，以往的大多數(shù)電氣二次設(shè)計(jì)軟件在原理圖生成端子排圖的過程中都是以回路編號(hào)的線或線組做為線元素，這樣就存在兩端線和多端線的情況。其中多端線雖然原理圖和端子排圖是對(duì)應(yīng)的，但卻不是一一對(duì)應(yīng)，軟件將無法作出判斷。因?yàn)槎喽司€的轉(zhuǎn)換過程存在諸多不確定性。而多端線在現(xiàn)有做圖體系的二次原理圖中大量存在，如：電流回路公共端，電壓回路，信號(hào)回路公共端，控制回路的跳閘輸入等，還有電流回路的多級(jí)串接，電壓回路的多級(jí)并接，和電流回路，計(jì)量回路按相接線等，使多端線的情況更為復(fù)雜，軟件很難進(jìn)行識(shí)別。

3 提出一種新的二次智能軟件處理方法

通過上述分析，我們可以確定原理圖中用回路編號(hào)標(biāo)注線元素的方法很不方便，尤其是在復(fù)雜的工程中。另外，隨著電氣設(shè)備集成化水平越來越高，電氣工程原理圖不再能詳細(xì)描述回路原理的細(xì)節(jié)，而重在體現(xiàn)設(shè)備外部的工程接線。使用電氣原理推演判別的方法也不易實(shí)現(xiàn)。有沒有更好的方法實(shí)現(xiàn)原理圖到端子排圖的順利轉(zhuǎn)化呢？

這里提出一種通過改變現(xiàn)有原理圖繪制方式的新方法加以解決。電氣工程的實(shí)質(zhì)就是用電纜作為設(shè)備間的連接。把雙端線（電纜芯線或?qū)Ь€）作為線元素，在原理圖中定義每根電纜芯線，這和工程實(shí)際是符合的。在施工過程中每根電纜芯線在原理圖中都是一一對(duì)應(yīng)的雙端線，再加上電纜選型、芯線組纜等原則，一定能自動(dòng)生成端子排圖，因?yàn)檫@種方法描述的是每根電纜芯線的細(xì)節(jié)。這就說明以兩端線為線元素在原理圖轉(zhuǎn)化端子圖的過程中是必要的。

只要定義了原理圖的每個(gè)線元素的位置屬性，每一條實(shí)際的接線都有兩個(gè)明確位置的端子，既可以有明確唯一的接線方式，又不依賴回路編號(hào)。這樣我們就可以在同邏輯電位點(diǎn)有不同回路編號(hào)時(shí)（如果有必要）也不影響軟件生成安裝接線圖。但這并不是說回路編號(hào)沒有用了，而是原理圖轉(zhuǎn)換端子排的過程不以它為條件。為保持簡(jiǎn)潔的原理圖面，很多屬性是不顯示出來的，沒有回路編號(hào)的圖紙是不完整的，對(duì)于圖紙閱讀者來說是需要回路編號(hào)的，而且十分重要。在一套系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的回路編號(hào)原則下，電氣工程人員只要見到回路編號(hào)，就能大致確定什么回路的什么線甚至去向等。且回路編號(hào)在電纜選型，芯線組纜中也起到主要作用?？梢娀芈肪幪?hào)確實(shí)十分重要。如果說工程圖紙中的圖面結(jié)構(gòu)是骨架，聯(lián)線和端子就是肌肉和皮膚，而回路編號(hào)就是神經(jīng)系統(tǒng)，通過它方便閱讀回路原理并與端子排圖相對(duì)應(yīng)。

這里提出的是原理圖輸入的一些方法，即在原理圖階段完成雙端線元素的定義劃分，在原理圖自動(dòng)生成端子排的過程前消除轉(zhuǎn)化過程中的不確定性因素。自動(dòng)生成過程的接線方案是由每段雙端線的兩側(cè)位置確定。

解決了線元素在原理圖和端子排安裝圖之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，如何在原理圖中既能精準(zhǔn)表達(dá)回路間的邏輯關(guān)系又能完整定義線元素呢？可以通過廠家內(nèi)部接線圖反應(yīng)回路的邏輯關(guān)系，通過定義設(shè)備間的外部接線實(shí)現(xiàn)線元素的屬性描述。因此，以安裝單位來進(jìn)行卷冊(cè)劃分，將每一面屏、柜作為一個(gè)卷冊(cè)，以廠家原理圖為基礎(chǔ)，在廠家原理圖中直接繪制與外部設(shè)備的連接關(guān)系，從而詳細(xì)描述每個(gè)線元素。與廠家設(shè)備連接的其它外部設(shè)備，均以框圖的形式進(jìn)行繪制，同理繪制對(duì)側(cè)設(shè)備卷冊(cè)下的原理圖。這樣，不同卷冊(cè)下會(huì)有兩張圖紙中存在相同的連接關(guān)系，這樣卷冊(cè)間既可以相互一一對(duì)應(yīng)又能在邏輯回路上相互補(bǔ)充。對(duì)廠家原理圖設(shè)置完連接導(dǎo)線信息后（包括：電纜編號(hào)，回路編號(hào)，芯號(hào)），可以對(duì)卷冊(cè)間原理圖信息進(jìn)行校對(duì)與刷新，自動(dòng)生成端子排接線圖，同時(shí)還能提供端子導(dǎo)航功能，對(duì)指定端子進(jìn)行定位查看。

結(jié)語

軟件是為需求而設(shè)計(jì)的，本文對(duì)電氣二次施工圖中的一些概念進(jìn)行歸類和定義，提出一種原理圖自動(dòng)生成端子排接線圖的新思路。電氣二次工作瑣碎且繁雜，希望通過對(duì)二次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)梳理分析，找出規(guī)律，在電氣二次智能軟件開發(fā)工作中少走彎路，開發(fā)出更好的產(chǎn)品，更好地為二次設(shè)計(jì)人員服務(wù)。

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