解決方案

• 初設階段軟件

欣電交直流一體化電源計算軟件ACDCCalculate

變電站交、直流一體化系統是給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。交、直流電源系統設計的準確性、可靠性是保障變電站安全運行的決定性條件之一。傳統的交、直流系統選型計算均由人工手動計算。由于交、直流計算參數組合多樣性，計算過程繁復，設計人員需要按實際項目需要人工進行多次的迭代修改和計算；任一環節參數錯誤會導致整個電氣二次的初設計算結果和后續的相關依據都會發生錯誤。因此需要一款能實現數據快速輸入，參數靈活變化，快速迭代計算的軟件，保證電氣二次的設計符合國家標準，為后期的設備選擇，原理設計提供有力的依據。

以現行設計規程為依據，設計并開發一套交、直流一體化電源計算軟件，對各種類型的交直流計算靈活的修改和計算，以期將設計人員從低效繁瑣的交直流計算迭代工作中解放出來，把更多的時間和精力放在方案設計上，從而提高成品質量，縮短設計周期。另外，將交、直流計算及相關設備自動選型作為公用模塊單獨剝離出來開發，有利于快速推進交直流計算上下游協同設計。

上海欣電公司開發的交、直流一體化電源計算軟件ACDCCalculate能夠獨立運行于任何WindowXP及以上的操作系統環境，又可和上海欣電開發的電氣二次輔助設計軟件ELEC同一數據庫，其主要目的為解決在電氣二次設計中交、直流一體化電源系統中各種設備的參數計算和選型，實現了方案規模數據的導入、負荷統計、蓄電池容量計算、充電裝置計算、電纜選型、斷路器選型，同時可以自動生成交、直流計算書、系統接線圖、系統電源圖以及端子排圖等CAD設計圖紙，極大的提高了設計人員的設計效率和準確性。

軟件遵循以下標準：

1） GB/T17544-1998 信息技術/軟件包/質量要求和測試；

2） GB8566 計算機軟件開發規范；

3） GB8567 計算機軟件產品開發文件編制指南；

4） GB/T 12505 計算機軟件配置管理計劃規范；

5） DL/T 5044-2014 電力工程直流電源系統設計技術規程

6） DL/T 5491-2014 電力工程交流不間斷電源系統設計技術規程

7） DL/T 5491-2014 電力工程交流不間斷電源系統設計技術規程.

8） DL/T 5136-2012 火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程.

• 詳設階段軟件

欣電電氣自動化輔助設計軟件ELEC常規站版

目前國內變電站設計系統二次的主要工作在于各設備之間的系統集成設計，完成各設備的端子排電纜圖以及電纜清冊。國內各設計院目前對于常規變電站的設計方式仍采用傳統的人工CAD繪制，回路圖、端子排圖需要人工繪制，電纜清冊均需要人工統計，工作量大，自動化程度低，容易出錯，圖紙校審工作量很大。對于500kV及以下變電站，卷冊及圖紙數量相對較少，此設計模式還可以應對。但對于特高壓、換流站及海外項目，每個工程二次部分往往有五、六十冊圖紙，近萬根電纜，若仍采用人工繪制端子排圖及電纜統計，設計、校審工作量、難度極大，卷冊間電纜接線較多，出錯率會大大提高，難以滿足工程設計進度要求和成品質量控制要求；同時，根據調研了解，對于特高壓、換流站，很多地方運檢單位要求在回路圖上就需要標出電纜標號等要求，國內各設計院目前的設計手段也難以實現此要求。

隨著各設計院國際市場的開拓，國內特高壓交、直流市場的不斷擴大，以及建設單位對設計成品質量的要求不斷提高，國內設計院當前設計手段將無法適應日益復雜的設計生產要求。

上海欣電公司研發的欣電電氣自動化輔助設計軟件ELEC常規站版（以下簡稱ELEC）是專供變電二次專業使用的軟件，可以完成二次原理圖設計，并自動生成電纜清冊、端子排接線圖等。在軟件的設計階段充分考慮了國內設計院的設計習慣及對涉外工程的設計要求。

軟件分為設計和管理兩部分，設計部分輔助用戶進行原理圖繪制、端子排及電纜生成等圖紙處理工作；管理部分主要包括項目、用戶、權限、基礎數據管理、項目復用等功能。

軟件主要功能如下：用戶管理、權限管理、項目管理、卷冊管理、文件安管理、成品管理、二次原理圖設計、自動生成設計成品（包括電纜清冊、端子排接線表、端子排接線圖等）、施工圖轉竣工圖、電子簽名、下載歸檔、自動鏈接芯線、設計錯誤報警、圖紙和端子導航等功能。ELEC還能夠實現協同設計、資源共享和安全等功能。

主要特點如下：

1、可定制和擴展性強：ELEC基于開放式架構設計，因此能夠在不改變底層數據結構的前提下對設計樣式進行定制，最大程度的滿足用戶的需求、保留原來的設計習慣。

2、涵蓋面廣：ELEC所提供的功能幾乎覆蓋了變電二次的所有設計工作，通過分級權限設置讓主設人能夠清晰的把握設計的進度和質量。

3、智能化程度高：ELEC配有強大的智能數據引擎，能夠對設計人員的設計動作進行跟蹤和判斷，盡可能的避免了設計錯誤的出現。智能芯線對接功能實現了芯線兩端的自動鏈接和數據同步更新，極大的提高了設計效率，降低了設計失誤。ELEC能夠實現基于圖紙和端子等設計對象的自動導航，點擊芯線上的端子就能夠自動打開對側端子所在的圖紙并且進行定位。

4、方便設計：該軟件可進行電氣二次原理圖的設計，根據電纜兩端的設備和電纜線芯功能，自動進行交叉鏈接，并以自動標注對側設備信息和端子號的方式完成原理接線圖的設計，圖紙表達正確、清晰。

5、成品形式多樣：ELEC能夠根據客戶的要求定制各種形式的成品，可以定制并且生成包括二次原理圖、電纜清冊、電纜接線表、端子排接線表等成品。所有這些成品均可按照用戶所提供的標準模板進行定制，滿足不同的需求。

欣電電氣自動化輔助設計軟件ELEC智能站版

目前，智能變電站的設計仍然按照常規變電站的方式進行。以變電二次專業設計為例，對于常規變電站，變電二次專業設計由設計院完成，現場施工和維護可以依據設計院的設計圖紙。對于智能變電站，變電二次專業設計由設計院根據設備集成商提供的智能設備能力描述（ICD）文件，完成虛端子配置表和光纜清冊，設備集成商依據虛端子配置表配置變電站配置描述（SCD）文件的二次虛回路。這樣，變電二次專業在智能變電站的設計中已不能獨立完成，需要設備集成商配合完成。

兩個環節的獨立工作模式帶來了設計和配置的不一致性問題，集成商的配置文件可能與設計輸出不一致，現場更改也不能及時有效。因此，需要開發一套適用于智能變電站設計的變電二次設計軟件。一方面提供變電二次專業的設計手段，滿足智能變電站的發展趨勢，另一方面提高變電二次專業的設計效率。

上海欣電公司在常規版本的功能上開發了欣電電氣自動化輔助設計軟件ELEC智能站版，二個版本在同一數據平臺上，實現了數據互通，二次專業只需使用一個平臺就可完成整體設計。

三維換流站/變電站電纜敷設軟件

 換流站/變電站電纜敷設軟件基于Autodesk Revit 2018和AutoCAD 2010開發，用于常規換流站/變電站工程的電纜敷設自動化設計，實現了通過本軟件錄入電纜清冊數據后，根據讀取現有電纜溝、電纜橋架、一次設備、二次屏柜、埋管等模型，或者通過人工建立并布置這些模型的方式，自動敷設清冊中的電纜，計算電纜長度，并實現了三維展示、通道剖面詳圖、通道節點圖、材料統計等成品自動生成。

功能概述：

（1）基于現有CAD圖紙數據，實現電纜溝、橋架、設備、埋管的布置；

（2）通過設置基點以及縮放、旋轉等參數設置，實現了多個二維圖紙間的坐標系統一；

（3）實現了設備的高度設置和埋管的深度設置；

（4）實現了以連接點的方式，建立多圖紙間通道交接處的連接;

（5）實現了三維軟件Revit直接導入CAD模塊數據自動生成三維模型；

（6）實現了自動生成節點，并按自定義規則自動編號節點；

（7）實現了電纜清冊導入功能，并自動提取清冊中電纜規格和設備清冊；

（8）實現了電纜敷設優先級、敷設規則設置；

（9）實現了基于敷設優先級和規則的電纜自動敷設功能，并自動計算電纜長度和路徑節點，生成詳細的敷設報告。

（10）三維展示所有通道、設備和電纜；

（11）自由剖取任意通道截面，自動生成通道剖面詳圖，顯示剖面上所有電纜三維空間位置；

（12）根據用戶自定義要求，統計所有材料數量；

（13）根據用戶自定義模板，生成所需成品。

純三維智能輔助控制系統設計系統

此軟件主要功能如下：

1.    可以高效率完成照明計算，照明燈具的布置。

2.    可以提前發現專業內外的配合問題，使施工階段差錯降到最低。

3.    可以自動生成配電系統圖。

4.    可以高效率完成多項接地計算。

5.    可以根據房間分隔，自動布置室內接地環網。

6.    可以自動繪制屋面接閃帶及專設引下線。

7.    可以精確統計各設備材料的數量并生成清單。

8.    可以根據梁的情況，按規范的公式，自動布置點式探測器位置。

9.    可以實現照明燈具、消防探測器的自動連線，包括垂直方向上的敷設路徑。

10. 可以對有設置距離要求的設備進行校驗糾錯。

11. 可以使設備的布置達到位置的最合理，數量的最優化，避免死角和盲區。

12. 數據實現和電氣二次輔助設計軟件ELEC同一平臺交互。

• 運維階段軟件

二次專業數字化移交及展示平臺

1、二次專業設計數字化移交的主要過程

工程設計數字化移交主要分為四個階段，即數據采集、數據封裝、數據移植、數據移交四個過程。每個過程既相對獨立，又相互聯系，保持上下游的緊密關系。

1）數據采集

數據采集是一個很重要的環節，但對正在使用電氣自動化輔助設計軟件ELEC的客戶就相當方便，不需要多做額外的工作。

2）數據封裝

數字化的內容是呈現給客戶一個最終的正確結果，要求保持其永久性，不可更改性，因此必須對其進行統一格式封裝和加工處理過程。

3）數據移植

數據完成采集、封裝處理過程之后，需要整合到數字化平臺中，這個將數據加入平臺數據倉庫的過程，稱之為數據移植。

4）數據移交

當數據完整地存儲在數字化平臺數據倉庫中，并可進行檢索和查詢的時候，也意味著整個工程項目的正式完成，這時將這個數據倉庫完整地移交給客戶的過程，稱之為數據移交

2、工程設計數字化移交的各階段具體建設要求

1）數據采集

數據采集的對象主要有：

全站主接線圖

設計院使用ELEC軟件出的施工圖，包括原理圖、接線圖

廠家資料圖（設備）

2）數據封裝

按需求將圖形文件轉化為SVG格式，實現熱點技術的數據超鏈接，將其他文檔和模型數據進行相互連接，增加了數據瀏覽方式的多樣性。其主要用途在于主接線圖圖、控制回路圖、光纜聯系圖等，便于使其與其他文檔和數據以的掛接和相互檢索以及查找。

3）數據移植

數據移植要求對數據封裝后的數據進行正確性校驗和確認，以及規范合理性的分辨歸類，之后才能正式開始進行數據的移植。

數據的移植過程應能夠實現自動化的移植，不需要過多的人為干涉和操作。

4）數據移交

數據移交包括以下內容：

項目的設計過程文件，包括說明書、施工圖；

項目過程管理文件，包括圖紙交底紀要等工程相關文件；

移交內容清單

數據移交的測試報告。

3、建設成果

使用SVG文件能成功的解決智能變電站圖紙與配置文件SCD之間的映射問題，方便運維、檢修人員要在二次回路上工作，可以更直觀的了解圖紙與SCD文件的對應關系，提高運維檢修效率。根據SVG數據，可以實現從運維人員的角度出發，將裝置、屏柜的信息，與SCD和實時通信狀態相結合。

4、數據展示

數字化移交可建立全站數據模型，為后續各模塊功能提供有力的數據支撐。上海欣電信息技術有限公司，提供解決方案進行數字化移交提供全站數據模型，并可根據數據模型提供實時運維、檢修、擴建等等變電站投產后各項工作事項數據支撐。

1）全站拓撲圖

根據全站數據模型，進行全站拓撲圖展示，可直觀的顯示以小室為單位的全站連接關系，點擊小室即可展示以屏柜為單位的小室連接關系，點擊屏柜則可展示該屏柜相關圖紙。

2）便捷查閱

根據全站數據模型，提供全站數據快速查詢，相比于紙質圖紙和電子版PDF文檔，提供更高效、準確的查閱功能。

3）設備定位

根據二維碼、室內定位技術，結合數據模型，提供運維人員走至設備附近時，可識別附近設備，提供各相數據支撐，并可以立即查詢附近設備相關圖紙信息。

柜內接線識別軟件

由于設計院圖紙最終使用方是運維單位，不少運維人員反應，現階段二次施工圖紙大部分是以設備為主對外接線的方式畫出的原理圖，查找某條回路的接線信息需要翻看多張圖紙，對于現場人員能力要求較高，因此希望我們能開發一些新的功能，例如能夠在點擊一些內部裝置時顯示完整的回路或者點擊一些元器件時能顯示出這個元器件所有相關的節點信息并用不同顏色標識。這就需要識別廠家的原理圖（柜內接線），并和設計院用ELEC軟件繪制的原理圖（柜外接線）相關聯，最終實現以下大概功能：

1、二次圖紙智能化：根據二次圖紙模型，可方便在電腦、平板、手機進行查看，查找，方便現場人員查找故障，熟悉設備。

a、二次接線拓補化，當需要對某一回路進行深入分析時，雙擊即可將整個正負極之間的所有繼電器、二次節點、回路展示出來。

b、繼電器模型化，對所有斷路器、刀閘、操作箱等常用、難點進行模型化，右擊或者長按時，顯示繼電器的所有直接相關回路。

c、查找功能：在某個屏柜的界面點擊查找功能時，查找該屏柜所有繼電器，節點，并將相關回路顯示出來。

2、圖紙與現場結合化：在二次圖紙模型庫中，增加現場照片，方便后續運維。

3、增加圖紙管理功能。

a、現場維護人員在發現現場圖實不符的情況下，可在現場做簡單的標記、修改、拍照。管理人員可在后臺驗證后走審批流程。

b、工程擴建、設備退役時，運維人員可根據設備的改動情況進行圖紙核實。而現有的圖紙管理流程難以分析改動情況，經常遺漏部分圖紙。

c、圖層管理：新建，擴建，改建工程的圖紙管理:設計初始階段，施工圖階段，竣工圖階段，每個階段的圖紙和沒有改動的圖紙應該有明確的區分，并能快速選擇，最終合并到運行單位正常的圖庫時，應該由運維單位確認。

d、每期改造工程，每個設計院改造的回路應可明確區分，方便往后追責。