宋华铖
安徽顺安电网建设有限公司
摘要：电气二次部分设计，是整个变电站设计的重要组成部分，也是最为复杂和精细的部分。因此，变电站建设时，对于电气二次系统设计质量提出了很高的要求。然而电气二次专业设计属于下游专业，加上建设过程各环节的把控问题，留给设计的时间相对较少，使得设计质量和设计效率难以兼顾。
关键词：变电站; 电气二次; 数字化设计;技术优化；策略
1 数字化设计软件平台
1.1 软件基本功能
目前，已应用的电气二次数字化设计软件一般包括如下功能：
(1）芯线数字化连接：将原理图中设备、端子、电缆、芯线均采用数字化方式设计，并将数据提交至后台。(2）端子排自动生成：根据后台储存的电缆信息（去向、型号、编号等）、芯线接线位置，自动生成端子排安装图。(3）电缆清册自动开列：根据后台数据，自动生成电缆清册。(4）错误校核：根据数据核对，自动校验不同卷册之间配合差错。(5)SCD文件设计：根据已读取的ICD文件，设计虚端子连接，并生成设备虚回路连接情况和SCD文件。
1.2 数字化设计难点
电气二次数字化设计推广过程中发现，设计效率提升不明显甚至降低，新技术应用仍存在一定难度。
(1）重复工作量大：由于采用数字化设计方案，全站所有电缆及接线均需绘制，若变电站内有主变、线路等相同间隔较多，采用数字化设计方案将大幅增加绘制工作量和图纸数量。(2）多次更新端子排：与传统方案不同，数字化设计采用自动生成端子排安装图，若原理图修改，则需重新刷新端子排图，工作量大且容易出错。(3）原理图绘制难度大：采用数字化设计方案，原理图信息量增大，且缺乏典型图集，将大幅增加设计工作量。
2 数字化设计功能优化
2.1 多间隔图纸绘制功能
相似间隔一次参数、保护测控厂家等均相同的情况，若每个间隔的二次线均需要设计一次，则图纸量和工作量都会相应增加。若按照传统方案只绘制一个间隔，其余间隔通过手动添加说明和手动复制电缆清册的方案，则容易增加错误率，且不利于发挥数字化设计的优势。采用多间隔绘制方案能有效降低绘制工作量。根据电气二次专业作图要求，全站电缆编号不允许重复，相同屏柜之间的回路号不允许重复，因此在绘制光电缆连接时，引入可变化参数n、m、p、q，用于系统识别多间隔调整规律。以某变电站4台主变间隔为例，进行多间隔绘制。
(1）建立设备的时候，我们会建立4面主变测控柜，设备编号分别是1BCK、2BCK、3BCK、4BCK，同理建立4面主变保护柜1BB、2BB、3BB、4BB。同时建立一个特殊设备，nBCK和nBB，作为多间隔设备。(2）绘制主变间隔内部二次接线时，插入多间隔设备，例如插入nBCK，设置n的取值区间（例如n=1,2,3,4），插入芯线，对侧设备设置为nBB，电缆编号设置为nB-131，回路号设置为nB:811，设置n的取值区间，相连设备由系统判断n取值是否一致，如果不一致则报错；(3）绘制多个主变间隔至同一个多间隔接入二次设备，如第一套母线保护（设置其设备编号为EMB1），插入多间隔设备n BB，设置n的取值区间（例如n=1,2,3,4），插入芯线，对侧设备设置为EMB1，电缆编号设置为nB-132，回路号设置为nB:31，设置n的取值区间，相连设备由系统判断n取值是否一致，如果不一致则报错；(4）提交检查时，根据n的设置值（此处n=1,2,3,4），形成5组数据组：分别为保留n的电缆编号、回路号、设备编号的一组数据组，以及将n替换为1,2,3,4的四组数据组。保留n的数据组用于原理图显示和查看使用，替换的数据组用于和对侧设备交叉链接以及电缆清册使用。(5）交叉链接时，n替换为1,2,3,4的四组数据组分别进行交叉链接。若链接成功，则提示交叉成功；若链接失败，则提示失败数据组。
2.2 自动更新端子排、光配架功能
变电站电气二次施工单位主要依据端子排图和光配架图进行电缆接线和光缆熔纤，当二次原理图更改时，也需要对应修改相关的端子排图和光配架图。若每次修改原理图都需要重新绘制一遍端子排图，则会增加大量重复工作量。采用传统设计方法，每次修改原理图后都需要手动同步修改多张端子排图，重复工作量较高，且在排版不变的情况下，修改端子排图的操作步骤机械且统一，完全可以采用计算机软件根据厂家资料自动化方式实现。具体步骤如下：
(1）粘贴二次设备的端子排，并按照需求完成端子排布置；(2）选择需要生成接线图的端子，并完成该节端子的所属设备、端子排头、端子号、端子排各元件长度等参数设置；(3）选择端子排的出线方向（左侧或右侧），软件在端子排左上角或者右上角生成“端子排刷新块”，并生成该节端子排接线图。(4）修改原理图后，点击某张端子排图更新，首先删除原图所有软件生成的接线，然后根据“端子排刷新块”自动生成端子排接线图。若在插入“端子排刷新块”后修改该节端子排的内容，包括端子排长度、节数等，则需要重新设置并插入新的“端子排刷新块”。若仅修改端子排的排版，则可以将“端子排刷新块”连同端子排一起移动，无需重新插入。
2.3 点表生成功能
点表是电网调度端和变电站内电气二次信号传输核对表，通过其完成调度端三遥功能。目前设计方案均是通过手工方式，根据电气二次专业所有施工图提取变电工程中遥信量、遥控量和遥测量，从而绘制成业主单位所需要的监控信息点表。其中提取遥信量工作量最大。点表中除各单位的特殊要求外，通常包括遥信点内容、间隔名称、装置名称、信号类型（软报文、硬接点）、电压等级、报警级别、是否上光字牌、告警延时、是否取反等内容。以110 kV商务变电站为例。点表的自动生成步骤如下：
(1）建立设备库：新增设备，对该设备赋予屏柜名称、柜内装置名称及型号、柜内装置类型（测控、保护等）、屏柜所属电压等级等属性；(2）连接芯线：插入屏柜设备及柜内装置，插入端子，将两个设备间端子通过芯线连接（设置单独的遥信接线以区分其它连线），并设置芯线功能。(3）虚端子连接：智能站包含虚端子连接设计，其中GOOSE信号中包含点表所需的软报文和硬接线信息，设计过程中对各GOOSE遥信量标注区分软硬接线。(4）点表数据提取：提取工程中所有遥信接线的芯线功能、两侧设备名称、设备型号、设备类型、屏柜所属电压等级等信息，提取虚端子GOOSE信息中的遥信量的遥信名称、两侧设备名称、设备型号、设备类型、屏柜所属电压等级等信息。由于图纸中的智能组件接线和虚端子表中的GOOSE信息重复，因此提取过程中应剔除智能组件的遥信接线信息。(5）点表生成：点表信息中的遥信点内容、间隔名称、装置名称、信号类型（软报文、硬接点）、电压等级分别从遥信接线和虚端子GOOSE信息中提取填入，点表按照电压等级由高到低、间隔名称由小到大、遥信类型先硬接点后软报文顺序排布。
3 数字化设计标准设计流程
变电站电气二次专业图纸设计按间隔可以分为两大类：公共间隔（如计算机监控、公用测控、直流电源、对时系统等）和独立间隔（线路间隔、主变间隔等）；按照接线可以分为两大类：开出侧和开入侧。数字化设计的主要思路有两个：(1)先独立间隔后公共间隔；(2)先开出后开入。
4 结束语
变电站电气二次数字化设计是国网三维数字化设计的重要组成部分，也是全面提升电气二次设计效率和质量的关键技术。针对目前电气二次数字化设计的难点，提出多间隔绘制方案、自动更新端子排和光配架方案、自动生成点表方案，并根据数字化设计特点提出标准化设计流程。通过优化数字化设计方案，进一步提高了变电站电气二次系统设计效率，推进电力企业输变电工程的三维数字化设计提供参考。
参考文献
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