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供配電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)軟件
摘要：在工程電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，電力系統(tǒng)的設(shè)備選型計(jì)算、校驗(yàn)計(jì)算無疑是最復(fù)雜和最煩瑣的一件工作。問題復(fù)雜性在于電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性要求，必須將所有設(shè)備：如高壓、低壓配電設(shè)備、變電、輸電線纜等設(shè)備全部計(jì)算選型校驗(yàn)，要考慮各種運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備安全可靠運(yùn)行，短路時可靠動作。由于設(shè)備多、回路多、系統(tǒng)復(fù)雜、校驗(yàn)項(xiàng)目多，造成了工作煩瑣。目前國內(nèi)尚無模擬電氣工程師思路進(jìn)行自動選型、校驗(yàn)計(jì)算的軟件，以代替部分工作，把電氣工程師真正從煩瑣的計(jì)算和繪圖中解放出來。我公司最新科研成果------供配電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)軟件正好填補(bǔ)了這一空白。
關(guān)鍵詞：集成設(shè)計(jì)選型校驗(yàn)系統(tǒng)模型
pivotalwords:IntegratedDesign,Selectandverifyequipmenttype、ConstitutePowerSystemmodel
一、引言：
在工程電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，電力系統(tǒng)的設(shè)備選型計(jì)算、校驗(yàn)計(jì)算無疑是最復(fù)雜和最煩瑣的一件工作。問題復(fù)雜性在于電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性要求，必須將所有設(shè)備：如高壓、低壓配電設(shè)備、變電、輸電線纜等設(shè)備全部計(jì)算選型校驗(yàn)，要考慮各種運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備安全可靠運(yùn)行，短路時可靠動作。由于設(shè)備多、回路多、系統(tǒng)復(fù)雜、校驗(yàn)項(xiàng)目多，造成了工作煩瑣。目前國內(nèi)尚無模擬電氣工程師思路進(jìn)行自動選型、校驗(yàn)計(jì)算的軟件，以代替部分工作，把電氣工程師真正從煩瑣的計(jì)算和繪圖中解放出來。我公司最新科研成果------供配電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)軟件正好填補(bǔ)了這一空白。
二、詳述：
電氣設(shè)計(jì)的目標(biāo)
我們只有了解了電氣設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)才能進(jìn)行更明確的工作，為了詳細(xì)說明一個變配電所的所有電氣內(nèi)容，通常需要出的圖紙有：
1．1電氣主接線圖或高壓系統(tǒng)圖
1．2低壓系統(tǒng)圖
1．3平面布置圖、剖面圖
1．4配電柜立面圖
1．5電纜清冊
1．6設(shè)備材料表
1．7電氣計(jì)算書
1．8二次控制原理圖
1．9二次外部線路圖
以上圖紙中最復(fù)雜的圖紙，工作量最大的莫過于高低壓系統(tǒng)圖，因?yàn)樗麄冋加玫挠?jì)算工作量大。過去我們也提供一些計(jì)算工具軟件，但大都是零散的，不系統(tǒng)的，比如負(fù)荷計(jì)算、電壓損失計(jì)算、短路計(jì)算等，用戶對整個系統(tǒng)的認(rèn)識，一直停留在修改舊圖，反復(fù)的計(jì)算-填寫表格-替換設(shè)備-刪除-復(fù)制等低級的勞動中，造成了勞動效率無法大幅度提高。而且由于缺乏整個供-配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，往往上一級開關(guān)調(diào)整以后，沒有改下一級開關(guān)，或上一級開關(guān)整定變了，沒有跟著調(diào)整配線，造成許多前后不對照的錯誤圖紙和問題工程。舊圖中大量的圖元各自獨(dú)立并沒有共性，所以難以大規(guī)模的一次性修改成功。舊圖修改重復(fù)勞動特別多，反復(fù)的重復(fù)刪除、復(fù)制、替換、文字、移動等命令，容易造成筆誤。特別是當(dāng)前工程設(shè)計(jì)周期被業(yè)主大幅度縮短，怎樣提高設(shè)計(jì)、繪圖效率就成為了一個關(guān)鍵性的問題。
繪圖計(jì)算軟件的現(xiàn)狀
目前國內(nèi)電氣設(shè)計(jì)軟件提供這部分的主要偏向于繪圖功能。繪制高低壓柜的一次方案，許多家廠商生產(chǎn)的軟件都包含了這部分圖庫。我們繪圖主要集中在插入相應(yīng)的圖塊進(jìn)行繪制，然后填寫定貨圖表格。計(jì)算則是分開的。
也有個別軟件對高低壓系統(tǒng)提供了部分計(jì)算，但大都是零碎的，不是對系統(tǒng)整體的計(jì)算，或是對其中一個回路、某一種負(fù)荷類型（如電動機(jī)）進(jìn)行計(jì)算，其他回路或負(fù)荷類型無法計(jì)算，也無法作到上下級配合選型，也沒有全面的綜合校驗(yàn)電氣設(shè)備所有技術(shù)參數(shù)，沒有用電需求表，和實(shí)際工程需要的設(shè)計(jì)過程相差太多等等。所以在設(shè)計(jì)變配電所過程中，大部分工作仍集中在修改舊圖，重新計(jì)算，選型上。計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)功能沒有什么提高。
電氣設(shè)計(jì)的過程分析
選型統(tǒng)一規(guī)定
很多設(shè)計(jì)院在一個工程的協(xié)同設(shè)計(jì)過程中都采用了一種選型方案，比如高壓配電柜選用KYN28，低壓柜采用抽屜式MNS，主斷路器采用CM1，電纜采用VV系列，等等，這個選型方案在同一工程中都是相同的。也可以應(yīng)用到下一個工程中。
用電需求定義
水、暖、工藝等上行專業(yè)提供的用電需求,主要內(nèi)容是用電設(shè)備的編號，設(shè)備名稱，安裝位置，額定電壓，負(fù)荷等級，場所屬性，負(fù)荷性質(zhì)等對電氣設(shè)計(jì)的要求。
現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)普及，很多設(shè)計(jì)院已經(jīng)使用EXCEL互提資料。
負(fù)荷分配
確定配電設(shè)備（配電箱、盤、柜）的位置，把每一個負(fù)荷分配到配電設(shè)備上。
負(fù)荷計(jì)算
對每個配電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。主要采用需要系數(shù)法。
分配電中心計(jì)算選
分配電中心（如某層的配電間、豎井、或機(jī)房的配電間）的配電柜供給下聯(lián)的配電盤或箱。對這些配電盤、箱、柜進(jìn)行選型。
變配電中心計(jì)算選
變配電中心對分配電中心供電。對變配電中心的所有設(shè)備包括母線、高壓電纜、高壓柜、低壓柜、低壓抽屜組件、低壓出線等進(jìn)行選型。
短路計(jì)算
選型完成以后，查表得出各組件和線纜的阻抗，并設(shè)定短路點(diǎn)，計(jì)算每個短路點(diǎn)的三相和單相短路電流。
校驗(yàn)計(jì)算
對于高低壓設(shè)備進(jìn)行短路校驗(yàn)、電壓損失校驗(yàn)、電機(jī)啟動校驗(yàn)以及靈敏度校驗(yàn)等。校驗(yàn)不合適的值，要重新進(jìn)行選型。直到校驗(yàn)通過。
繪制系統(tǒng)圖
根據(jù)系統(tǒng)模型，繪制系統(tǒng)圖。
排列柜子。
根據(jù)平面情況，布置柜子。并繪制立面圖、剖面圖。
根據(jù)柜子布置情況分別調(diào)整系統(tǒng)圖抽屜柜位置和編號以及進(jìn)線柜、母聯(lián)柜位置
回路庫和設(shè)備庫符號庫
高低壓柜的一次方案是廠家樣本提供的。在CAD繪圖中要調(diào)用這些方案，必須將這些方案組織成一個回路庫。每個回路都是由很多組件組成的。這些組件的電氣屬性（技術(shù)參數(shù)）則在設(shè)備庫中定義。符號庫是規(guī)定了這些組件對應(yīng)的圖例。以上三者在選型繪圖過程中必不可少。
為了應(yīng)對眾多的廠家和不同的型號規(guī)格產(chǎn)品，我們符號庫、設(shè)備庫、回路庫都是開放的。用戶可以新增設(shè)備系列，新增回路方案等等。
符號庫采用新國標(biāo)圖例。回路庫和設(shè)備庫也采用了最流行最先進(jìn)的高低柜型號，特別是中國建筑標(biāo)準(zhǔn)所出的《統(tǒng)一技術(shù)措施電氣設(shè)備選型卷》和電力出版社出的最新版《工廠常用電氣設(shè)備手冊》上下冊以及上下冊補(bǔ)充本。
回路庫結(jié)構(gòu)中每個回路都可以設(shè)定盤內(nèi)組件的型號規(guī)格和數(shù)量或額定電流、控制電機(jī)功率，這樣完全按照樣本提供的內(nèi)容錄入，對選型提供了“電子
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