代晓康
中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北省武汉市 430063
摘要：针对现阶段铁路低压配电系统开关整定值确定及配电线缆选型设计存在的诸多问题，基于AutoCAD制图软件，利用可视化编程软件进行程序开发，结合国家、行业规范及国标图集、设计手册的设计及选型要求，按照低压配电设计人员的画图习惯运用程序智能计算，在自动绘制低压配电系统图的同时自动完成开关整定计算和线缆选型，为铁路工程低压配电设计提供有价值的参考。
关键词：铁路低压配电；AutoCAD；开关整定；导线选型
引言
铁路低压配电系统是铁路供电系统的重要组成部分，低压配电系统需要实现对除动车组外的所有低压用电负荷供电，同时保证所有电气设备的安全性和可靠性。伴随着飞速发展的经济建设，铁路低压配电系统设计的工作量也不断地随着设计工程的规模增大和电气设备的多样化而增加。低压配电设计人员花费大量的精力用于繁琐的开关整定及线缆选型设计上，而且重复工作量非常大。设计铁路工程规模越大，低压供电回路越多，越容易出现错误，严重影响设计效率和准确度。在新基建尤其是交通强国建设的大环境下，开发一款适用于铁路低压配电系统的智能开关整定及线缆选型软件非常必要。
一、铁路低压配电系统开关整定及线缆选型设计
1.1 配电箱（柜）计算
在开始铁路低压配电系统设计计算时，电气设计人员一般会由末端配电箱（柜）开始进行计算。低压配电系统配电箱(柜)计算所需基础数据参照《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016版)的第4.5.7条配电、照明设计图要求确定，包括电气设备的容量、需要系数、功率因数等，基于以上数据可计算出有功功率、计算电流等数据。在负荷计算之后，程序根据计算的结果生成保护开关的整定值、电流表量程、电流互感器变比、电线电缆及保护管的截面数据。多个馈出回路输入数据后可计算配电箱（柜）进线总的安装功率、计算有功功率、计算电流等数据。同样会给进线总开关的整定值、电流表量程、电流互感器变比、电线电缆及保护管的截面数据。
1.2 保护开关选择
按照《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）第3章“电器和导体的选择”及第6.3节“过负荷保护”、《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）第9.2.3~9.2.7条进行保护开关的选择。并按照《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）中公式（6.3.3-1）（6.3.3-2）、《民用建筑电气设计标准》（GB 51348-2019）第7.4~7.6节考虑保护开关整定值和电线电缆的载流量。
1.3 短路计算
短路电流计算依据是《工业与民用供配电设计手册》(第四版)第4.6节实用短路电流计算法。高压系统短路电流计算依据该手册第4.6.3小节(2)远端短路的单电源馈电的三相短路电流标幺值计算，低压网络短路电流计算依据该手册第4.6.4小节的要求，按有名值计算方法计算。并按《全国民用建筑工程技术措施电气》(2009) 5.3.2条第3) 款的公式(5.3.2-3)~(5.3.2-5)计算。
1.4 线路电压降计算
线路电压降计算原则是依据《工业与民用供配电设计手册》（第四版）第9.4节线路电压降计算。按第9.4.2小节电压降计算式表9.4-3中三相平衡负荷线路的公式计算。线路电压降需满足《铁路电力设计规范》（TB 10008-2015）第4.4.1及4.4.2条的要求。
二、软件开发
2.1开发流程
将低压配电系统的开关整定和导线选型设计作为AutoCAD软件的设计对象，低压配电系统图作为AutoCAD软件的输出对象，具体流程如图1所示。
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图1 开发和数据传递流程
二次开发过程是将低压开关整定和导线选型所需的基础参数（工作电压、功率因数、负荷类型、额定工作制式等）通过编程转化为输入界面，将低压配电常用数据（低压开关额定电流数据、整定值调整系数、短路分段能力以及不同导线截面对应的载流量等）进行整理并形成标准数据库，将低压配电设计常用计算公式（回路正常工作电流计算公式、回路短路电流计算公式、回路相保阻抗计算公式等）转化为逻辑条件，通过编程计算，得到回路计算电流、短路电流等参数，并产生回路开关整定推荐值、分段能力推荐值、导线截面推荐值，并按照铁路低压配电系统图画法自动生成低压配电系统图。低压配电系统图进线及出线回路确定详细流程见表1和表2。
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三、结语
通过对铁路低压配电系统电气设计进行浅析，结合AutoCAD软件进行智能开关整定及导线选型设计的可视化编程软件程序开发，按照低压配电设计人员的画图习惯运用程序智能计算，在自动绘制低压配电系统图的同时自动完成开关整定计算和线缆选型，可在一定程度上提高低压配电设计效率，降低设计人员的出错率，为铁路工程低压配电设计提供有价值的参考。
参考文献：
1.铁路电力设计规范TB 10008-2015[S].中国铁道出版社.北京.2016.
2.低压配电设计规范GB 50054-2011[S].中国计划出版社.北京.2012.
3.民用建筑电气设计标准 GB 51348-2019[S].中国建筑工业出版社.北京.2019.
4.工业与民用供配电设计手册（第四版）[S].中国电力出版社.北京.2016.