計算機輔助設計軟件在發電廠電氣設計中的應用

何磊

摘 要：隨著計算機技術的不斷成熟和發展，各類新的設計手段正不斷深入，已影響到傳統的火力發電廠工程設計，在設計手段上帶來了方方面面的變革。該文著重根據近年來計算機輔助設計軟件在發電廠電氣設計中的開發和應用情況，提出一些軟件開發的建議和意見供大家參考。

關鍵詞：計算機 發電廠 設計軟件數字化

中圖分類號：TP470 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（c）-0006-02

在新中國發展的近70年中，全國的設計工作者一直都在提高設計水平的道路上不懈努力。從最早機械制圖（AutoCad）的廣泛應用，到后來三維軟件（PDMS）的深度開發，都在不同程度上通過工作方式的改變帶來設計思路上的轉變，在推進新技術應用水平的同時，不斷開拓著設計思路。近10年來，隨著國家電力建設水平的不斷提高、海外電力市場的不斷開拓以及電力市場競爭的日益加劇，對設計行業，特別是設計手段高效化、設計成品精細化以及設計過程可追溯等方面的要求正在不斷提高。該文將通過介紹近年來各類計算機輔助設計軟件在發電廠電氣設計中的開發和應用情況，提出一些軟件開發的建議和意見并介紹已經實施的方案，以供大家參考。

1 三維設計軟件在發電廠電氣設計中的應用

早在2005年，三維設計軟件的開發與應用就已經進入中國電力設計領域，但受計算機硬件和網絡技術發展水平的限制，三維設計軟件一直不具備替代傳統機械制圖（AutoCad）的條件。隨著發電市場的完善，各家發電公司對工程投資成本核算越來越精確，如何在滿足工程技術性和經濟性的要求下，有效提高設計行業設計成品精度的問題，就擺在了工程設計者的面前。加上計算機硬件水平的飛速發展，使三維設計軟件的廣泛應用成為可能，而對于電氣專業來說，電纜敷設就成為了應用三維設計軟件來提高設計精度的重要突破口。

傳統手工電纜敷設設計的主要問題有：（1）設計人員需手動對全廠進行分區并設置區域編號和區域內的節點編號，此環節工作量大，容易出現節點重號的問題；（2）需要手動設計全廠設備與橋架之間的電纜通道，此環節工作繁瑣，要求設計人員對各專業設備布置和三維空間位置相當清楚；（3）這些纜道信息都要人工輸入到計算程序中進行長度計算，此環節中的輸入錯誤更是大量存在。再加上電纜敷設工作量大，人員素質要求高，因此造成了錯誤率高、不易發現的特點，并且由此方式設計出的埋管布置圖也很難做到精確設計，在安裝材料統計上更是與實際偏差較大。

三維設計軟件PDMS在電纜敷設設計中的應用，大幅度地減少了需要設計人員做的簡單重復勞動。區域設置、節點編號、敷設路徑、數據填寫等工作均由軟件自動完成。設計成品完全以三維的方式展示出來，不但避免了現場增補電纜，同時也提高了施工圖對現場施工的指導作用。這種從原有的粗放型效益模式到精細化效益模式的轉變，無論業主還是設計院都從其中獲得了較好的經濟效益。

2 電氣輔助設計軟件在發電廠電氣設計中的應用

三維設計軟件在設備布置設計方面有較明顯的優勢，但在電氣廠用電配置接線圖、發電機變壓器保護以及發電廠自動化等系統設計方面，就需要求助于其他輔助設計軟件。目前應用較多的輔助設計軟件主要有Promis.e和歐聯。

Promis.e軟件是一款運行于AutoCAD基礎的應用程序，它最早是為電子控制系統設計人員設計開發的工具軟件。該軟件主要基于SQL工程數據庫，設計人員可以根據工程和專業需要，通過編制元器件數據庫、設計標準報表以及定制出圖等方式，使該軟件滿足各類設計工程需要。

歐聯軟件同Promis.e一樣，也是一款運行于AutoCAD基礎的應用程序，它最早應用于熱工專業設計，在編制接線表和測點清單方面有較大優勢。

上述兩款輔助設計軟件在發電廠電氣設計中均有過使用。Promis.e軟件通過簡單的訂制，目前已經可以完成發電廠用電配置接線圖的設計。設計人員只需在設計好的標準報表中完成電源段的劃分、負荷分配、標準回路設定以及主要開關設備的選型，后繼的出圖工作均由軟件一次性完成。在出圖過程中，軟件還能對設計中不合理的地方，如：上級變壓器容量與所接負荷不匹配、上下級斷路器分斷能力不匹配、重復配置負荷等進行統計和反饋，大大提高了設計效率，降低了設計過程中出現低級錯誤的情況。

歐聯軟件則可以直接應用于發電廠電氣二次的保護、測控等圖紙的設計中。與傳統的cad制圖相比，設計人員在進行原理圖設計時的工作量會有較大增加，但后期的端子排接線表的生成、測點清單的統計以及制圖標準和統一等方面，則都由軟件統一完成。總體來講，工作量得到了減輕，施工圖的出圖精度得到了明顯的提升。不僅如此，在網絡技術成熟的今天，利用上述兩款軟件實現的協同設計和協同校審功能，其配合易、更新快、反饋及時、升版準確的優勢也逐漸體現了出來。

上述款軟件不但對于設計人員完成單個分冊設計起到了輔助作用，得益于網絡技術的發展，現在還可以完成多個分冊協同設計。具體來說，軟件會為每個工程設立一個獨立的設計平臺，當多個設計人同時在這一平臺上進行多個分冊的設計時，軟件會自動比對平臺上各分冊間的連接信息。當各分冊或系統間接口信息，如：測點編號、回路名稱、對側設備描述等信息匹配時，軟件會直接將兩側的接口進行對接并在兩冊均完整示意對側的交互參考信息。從根本上杜絕了以往的兩側設備連接錯誤、接口連接遺漏以及電纜重復開列等問題。

3 電氣輔助設計軟件應用中的問題總結

經過近10年的軟件開發與應用，電氣輔助設計軟件在多個工程中已經得到了應用，其帶來的生產力的提高、設計思路的轉變以及工作方式的革新都已得到了廣大設計工作者的接受和認可。但在電氣輔助設計軟件的應用之初，情況卻并不樂觀，軟件的開發過程也走了不少彎路。其中最主要的問題還是在應用初期的思維模式上。

軟件應用之初，工程設計人員很難放棄多年養成的設計習慣和工作流程，一直要求軟件能通過將現有設計習慣和工作流程直接數字化的方式，實現設計人員與設計軟件間的無縫對接。但現實是，我國軟件設計實力和技術儲備當時還達不到這個要求，幾乎所有的設計輔助軟件均是在國外成熟的設計軟件的基礎上移植過來，有些甚至沒有中文的說明書。在這些情況下，強行要求軟件商為中國設計人員開發定制的設計軟件，無論是中方設計人員的配合成本，還是軟件商的學習成本都會非常高。特別是在工程進度要求高、工期緊的情況下，任何一套軟件都很難達到全面應用于實際工程的要求。多數情況都是將軟件應用于某一個專業的某幾個次要分冊中，以達到在實際工程中檢驗應用效果的目的，并為后期深入應用儲備力量。

經過多年的軟件應用經驗和工作應用總結，工程設計人員越來越多地接受了圖外設計軟件的開發思路，軟件開發人員也對中國設計人員的需求有了越來越深刻的理解。有了前期近10年的積累，才有了今天越來越多的設計軟件應用到實際工程中，并為設計院和業主帶來顯而易見的經濟效益。

4 結語

在計算機技術和網絡技術日臻成熟的今天，使用電氣輔助設計軟件已不僅僅是完成圖紙繪制的工作，還要完成設計成品的數字化、設計流程的數字化以及成品交接的數字化，進而為實現數字化電廠貢獻力量。以開放的態度接受新事物、學習新知識、開辟新道路，則是我們走設計行業數字化之路的重要基礎和力量。

參考文獻

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