摘要：随着电网建设规模的不断扩大，电网结构的日渐复杂，电网管理对信息系统依赖程度不断提高。电力行业迫切需要采用更先进的数字化建模技术来提升变电工程的设计、施工及运行中的信息管理水平。基于三维设计技术开展变电工程数字化设计是满足电网工程数字化移交要求的重要途径，国家电网公司也已陆续发布了一系列电网工程的三维设计和数字化移交的规范。而变电二次专业更多的是体现功能原理，难以形象为三维实物模型，因此对其三维数字化设计方案的研究还较少，设计手段智能化、自动化程度较低，生成的设计成品无法与三维设计平台或ＧＩＭ模型文件进行交互，不能满足三维设计和数字化移交的要求。 关键词：电气二次设计；设计软件；数字化交付；三维设计
引言
激光笔
电力行业改革步伐的加快，对电力企业服务能力及设施水平提出了新的要求。为了提升电力生产水平、优化生产方式，需要加强电网尤其是变电站的建设。变电站作为电力流和信息流的中枢，是智能电网和电力物联网建设的重要领域。近年来国家电网有限公司持续推进变电
站智能化建设，积累了丰富的经验。但由于现有专业管理细分等原因，智能变电站顶层设计时没有体现“开放、共享”的互联网思维，仍存在信息孤岛和数据烟囱。这无论与电网安全还是企业经营的角度都是不相符的，所以重构、优化变电站二次系统构架是十分有必要的。
1电气二次专业数字化设计
为提高数字化设计水平，引进上海欣电电气数字化软件（ ＥＬＥＣ ）。 ＥＬＥＣ 软件是针对传统ＣＡＤ 软件设计问题，基于变电站集成模式开发，从源头将二次信息数字化的平台。通过 ＥＬＥＣ 软件，可根据原理图实现接线设计、自动校核、端子排及电缆清册生成等，提高变电站二次系统设计自动化、精细化程度，减少手工输入错误，提高设计效率和质量。变电站二次系统采用数字化软件设计的主要流程如下：根据项目建立工程，确定项目用户保存于数据库中，同时建立设备库、电缆型号库、芯线功能库、回路库等；利用设备库进行电气原理接线图设计，包括电流回路、电压回路、控制回路、信号回路等；根据电气设备原理图和端子排自动生成电缆接线图，包括电缆编号、回路号、互联端子等；自动生成含设备编码、电缆编号、起点、终点等信息的电缆清册，并根据需要导出相应的格式。 2变电站电气二次专业数字化施工图绘制与成果移交
2.1开入回路学分制管理系统
在检查某个开入回路时，如果需要将端子排外部线拆出检查，先断开遥信电源空开，方可拆出接线。拆出接线后，需要将裸露的线头用绝缘胶带包裹，防止遥信电源空开由于其他试验需要再次推上，导致误触碰裸露的线头或线头触碰屏体。另外，在短接开入回路核对信号时，必须严格按照一人操作一人监护的原则，对端子排进行反复确认辨识，防止误点至控制回路，导致开关跳闸或刀闸误动。
2.2实回路与虚回路模型的结合
二次回路中实回路与虚回路结合的关键是ＩＥＤ设备的建模。由于ＩＥＤ的ＩＣＤ文件与ＩＥＤ的物理模型是完全独立的，因此现有的设计模式将实回路设计和虚回路设计独立进行，该设计模式不利于设计人员对二次回路的整体清晰认知，也不利于设计人员排查问题，因此ＩＥＤ建模需要将ＩＥＤ的物理模型与ＩＥＤ的ＩＣＤ文件进行关联，利用上述实回路的建模方法将二次回路的实回路与ＩＣＤ文件结合起来，并且通过软件实现信息模
型图形化配置，方便设计人员的设计工作。完成装置物理建模后，导入该设备包含物理信息模型的ＩＣＤ文件，设计人员可以通过解析此文件将设备信息展示在绘图软件中。
2.3备用电源处理
在变电站电气二次系统安装调试环节，不同母线之间由母联开关进行联络，并互相作为备用处理，为保障整个系统的安全稳定运行，需要进行备用电源处理。常规处理方式是将不同母线三相电压及单相电流引入装置模拟量，此时系统根据开关情况判断断路器所在位置，在系统运行环节，母联开关处于跳位，在其满足充电条件后，经过15s会完成自动充电。若母线电压较低，且充电持续时间大于预定时间时，故障开关会发出开关指令，确认其电路状态后，备用母联开关才会运作，完成备用电源投入。在其二次系统安装处理环节，核心要点在于确定开关状态后再进行母联开关启动，防止备用电源故障状态出现二次跳闸。此外，防误闭锁装置对于变电站电气二次系统的备用电源处理安全有着重要作用，能够在误操作发生时及时中断变电网，防止误操作事故的发生。应选择质量过硬，品牌性能好的防误闭锁装置，严格按照进行装置安装，保证装置的正确运行状态。变电站技术人员也要全面了解防误闭锁装置的工作性能、保护原理、维护方案等内容，定期进行装置检
查工作。随着科学技术的发展，防误闭锁装置也在向着更小、更快、更智能的方向发展，例如，现阶段适用性较广的微机型防误闭锁装置就比传统防误闭锁装置具备更好的防护性能，且自身体积更小，维修便捷。
恩斯特迈尔
2.4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nBB ，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。
2.5数字化设计过程
在实回路建模成功后，就可以用配置虚回路的方式来处理实回路。基于二次回路传输的各
信号有固定的路由流向，因此智能变电站各二次设备之间基于二次回路传输的信息流向本质上构成一个图论中的有向图。智能变电站利用智能变电站配置描述ＳＣＤ文件可以描述二次设备的数据集，并可以描述各二次设备实现各功能所需的采样或信号输入，通过外部接入数据对象和内部数据对象属性之间的映射关系表示出各ＩＥＤ设备间的联系。采用现有的虚端子设计流程，即可方便地表示出设计意图，并且还可以涵盖实回路的部分。当然，实回路还需要进一步制作成可以让施工人员读懂的接线图。利用已经数字化设计的成果和程序轻松实现自动生成电气二次施工接线图及符合变电站数字化移交规范的成果文件。
结语
本文对变电站二次系统进行了大幅的优化，以传输网络化、设备集成化为原则，重构了站端整体网络结构，减少电缆、光缆、交换机数量，其整体运行效率将会提高，并使智能变电站可靠性增强，可满足电力生产计划实施的实际要求。但是二次系统顶层设计由保护、自动化、计量、运检等专业管理部门独立归口，从思考到实现需要跨越专业管理界线，打破传统藩篱，从原始业务需求出发，定义功能模块和数据流，最终形成系统设计、实施方
案，只有这样才能实现统一规划、统一标准、统一建设，从而达到业务、数据、设备整体优化提升的目标。
参考文献童装论坛
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