基于三维设计平台和专业软件的智能变电站集成设计方法

摘要

本发明提供一种基于三维设计平台和专业软件的智能变电站集成设计方法，在三维设计平台MicroStation中分别设置两个功能模块：设备布置模块，用于设备布置和属性定义功能；设备编码模块，用于设备编码，编码作为设备属性的一部分，能与设备信息绑定，能从编码提取位置信息，计算电缆长度。本发明通过在MicroStation平台中集成使用VisualSCD智能变电站系统集成设计软件和BRCM电缆敷设软件，将智能变电站施工图设计及系统集成工作融合，实现在设计中除完成常规的变电站一、二次接线图外，还能够根据各设备厂商提供的ICD模型文件及变电站一、二次设备的配置原理完成全站完整的数据模型配置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能变电站系统集成设计方法，属于电力系统自动控制技术领域。

背景技术

目前，国内智能变电站设计基本采用AutoCAD二维设计平台，设计手段落后，工作量大，重复劳动多，不能联动修改相关内容，且容易出错，也无法实现相关的专业计算与校验，设备材料需人工统计，设计流程也受设备厂家、集成商的模型文件输入和设计工具不通用等多方因素制约，需要多次人工输入信息，增加了工作量，对于后期改扩建也会有一定影响。

长期以来，电缆/光缆敷设卷册都是智能变电站设计中最繁琐的卷册。其电缆/光缆长度的计算、电缆/光缆清册中各类型的汇总、场地电缆埋管的敷设、电缆沟（支、吊）架及电缆竖井爬梯材料的统计等纷繁复杂，耗时耗力且容易出错，急需电缆敷设专业设计软件来改进现有电缆敷设卷册工作模式，也急需一种适用的、智能的智能变电站设计方法。

智能变电站三维设计平台以数据库为核心，以三维模型数据为依托，完成设计过程，设计直观、精准、高效。三维设计平台能实现设备材料统计、计算、提供施工图成品等功能。智能变电站三维设计平台，不仅可以提升设计手段，还能为业主提供一个可以终生储存变电站设备数据的数字化平台，包括工程设计数据、设备布置数据、材料数据等，为变电站的后期维护和改造提供方便。

智能变电站专业设计软件设计统一了各厂家装置的接口，规范了各图纸间的逻辑关系，提高了图纸的套用率，更为自动设计图纸提供了契机。改善设计人员手工套改图纸、统计电缆、统计信息表等机械工作状况，提高设计图纸的正确率。

电缆敷设专业设计软件提取三维设计平台数据信息，导入智能变电站设计软件电缆/光缆清册数据，计算并导出电缆/光缆清册及电缆材料表，完成电缆/光缆敷设施，大大提高工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能变电站图模设计方法，实现了Visual SCD、BRCM软件在三维设计平台上的应用，完成智能变电站施工图设计和全站数据模型配置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于三维设计平台和专业软件的智能变电站集成设计方法，包括以下步骤：

1）在三维设计平台MicroStation中分别设置两个功能模块：设备布置模块，用于完成智能设备布置和属性定义；设备编码模块，用于完成智能设备编码；

2）通过MicroStation的数据接口模块将智能设备信息导入到Visual SCD智能变电站系统集成设计软件；

3）Visual SCD智能变电站系统集成设计软件完成智能设备及相互之间连接关系设计，全站智能设备间逻辑关系设计，输出SV/GOOSE信息逻辑图、过程层组网、光纤联系图及全站电缆/光缆清册；配置IEC 61850模型文件，完成全站虚端子关联配置，输出虚端子图或表以及全站配置文件SCD；

4）通过MicroStation的数据接口模块将智能设备电缆/光缆清册导入到BRCM电缆敷设软件； 

5）BRCM电缆敷设软件识别站内设备布置与电缆沟布置，进行智能设备间的电缆/光缆通道设计，布置电缆桥架，铺设电缆沟架，计算电缆/光缆长度，统计电缆桥架材料，生成电缆/光缆清册，完成电缆/光缆敷设施工图纸。

前述的步骤2）中智能设备信息是指设备编码及装置组柜信息。

前述的步骤3）中智能设备及相互之间连接关系设计是指插件及端口配置和端口连接配置；所述智能设备间逻辑关系设计是指各虚回路中虚端子连接配置。

前述步骤3）和步骤4）中电缆/光缆清册不含长度。

前述步骤4）中智能设备电缆/光缆清册包含每根电缆/光缆的起点设备柜、起点设备柜编码、终点设备柜、终点设备柜编码和电缆/光缆类型。

前述Visual SCD软件和BRCM软件均从三维设计平台MicroStation的数据库中获得设备位置、设备配置、设备编码的原始数据，并将电缆/光缆信息返回至数据库，实现信息共享。

本发明通过开发一种智能变电站图模设计方法，实现了Visual SCD、BRCM软件在三维设计平台上的应用。在三维设计平台上进行设备布置、设备编码及设备属性关联设置，Visual SCD通过数据接口模块读取工程信息和设备信息后，在Visual SCD软件中完成智能设备及相互之间连接关系设计，全站的智能设备间逻辑关系设计，输出SV/GOOSE信息流图、过程层组网、光纤联系图、虚端子配置表及全站电缆/光缆清册等，电缆/光缆清册导入到BRCM软件中，在BRCM中实现电缆/光缆的通道设计和敷设，并完成长度计算，导出电缆/光缆清册、设备材料表及敷设施工图。

本发明所达到的有益效果是：

1）智能化变电站的设计，由以往的各专业平台独立设计，改为多专业统一数据平台协同设计，实现了设计手段质的飞跃，大大提高了效率。

2）Visual SCD、BRCM等专业设计软件的使用，使得智能变电站图模设计方法实现了自动化。

3）工程改扩建时，由于直接由设计院设计并生成模型文件，因此不再局限于原工程厂商的配置工具，厂商选择更为灵活。

4）本方法减少了当前智能变电站图模设计的工作量，有效的提高了智能变电站设计工作效率和图纸的准确度，省时省力。

附图说明

图1为本发明的总体方案图；

图2为基于本发明的智能变电站图模设计流程图；

图3为本发明中软件模块与三维数据平台SQL Server数据库的关联图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式，对本发明进行进一步的阐述：

如图1和图2 所示，以某变电站为例，基于本发明的三维设计平台和专业软件的智能变电站系统集成设计方法，具体实施步骤如下：

1）在三维设计平台MicroStation中分别设置两个功能模块：设备布置模块，用于完成智能设备布置和属性定义，如220kV线路保护柜保护装置、220kV线路测控柜测控装置、220kV线路智能控制柜合并单元等；设备编码模块，用于完成智能设备编码，如：Y0ARL31EE101、Y0APB20EC001、Y0ASL31CD201等；

2）Visual SCD智能变电站系统集成设计软件通过MicroStation的数据接口模块读取设备编码及装置组柜信息，如：Y-0-ARL-31-EE-101表示220kV第一回线路保护柜A中的光纤分相电流差动保护装置；

3）Visual SCD完成智能设备及相互之间的连接关系设计如插件及端口配置和端口连接配置，以及全站智能设备间逻辑关系设计如各虚回路中虚端子连接配置，输出SV/GOOSE信息逻辑图、过程层组网、光纤联系图及全站电缆/光缆清册（不含长度）等；配置IEC 61850模型文件，完成全站虚端子关联配置，输出虚端子图或表以及全站配置文件SCD；

4）BRCM电缆敷设软件通过三维数据平台MicroStation的数据接口模块读取智能设备电缆/光缆清册（不含长度）中每根电缆/光缆的起点设备柜、起点设备柜编码、终点设备柜、终点设备柜编码、电缆/光缆类型等；

5）BRCM电缆敷设软件识别站内设备布置与电缆沟布置，进行设备间的电缆/光缆通道设计，布置电缆桥架、电缆层吊架，铺设电缆沟支架等，计算电缆/光缆长度，统计电缆桥架材料，生成电缆/光缆清册，完成电缆/光缆敷设施工图纸。BRCM软件计算的电缆/光缆长度结果输出列于表1中。

表1 BRCM软件计算的电缆/光缆长度结果

　　FROMTO　Cable NoCable TypeIDIDLength1E-4129尾缆220kV母联智能控制柜A220kV母联智能控制柜B117E-4101光缆220kV母联智能控制柜A故障录波及网络记录分析一体化A柜397E-4102光缆220kV母联智能控制柜B故障录波及网络记录分析一体化B柜4010E-4102光缆故障录波及网络记录分析一体化A柜110kV母线保护柜2410E-4101光缆故障录波及网络记录分析一体化A柜220kV母线保护柜A3210E-4103光缆故障录波及网络记录分析一体化B柜220kV母线保护柜B503Y-4101光缆110kV母联智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化A柜2810Y-4112光缆110kVI母线智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化A柜3010Y-4108光缆110kVI母线智能控制柜110kV备用线智能控制柜2710Y-4107光缆110kVI母线智能控制柜110kV金鸡线智能控制柜2410Y-4106光缆110kVI母线智能控制柜110kV陈渡线智能控制柜2310Y-4105光缆110kVI母线智能控制柜110kV清凉线智能控制柜2210Y-4101光缆110kVI母线智能控制柜110kV母线保护柜2910Y-4102光缆110kVI母线智能控制柜#1主变中压侧智能控制柜1710Y-4103光缆110kVI母线智能控制柜#2主变中压侧智能控制柜2010Y-4104光缆110kVI母线智能控制柜110kV城南线智能控制柜2110Y-4113光缆110kVII母智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化B柜3010Y-4111光缆110kVII母智能控制柜110kV母线保护柜2810Y-4110光缆110kVII母智能控制柜#2主变中压侧智能控制柜1810Y-4109光缆110kVII母智能控制柜#1主变中压侧智能控制柜161Y-4107尾缆#1主变中压侧智能控制柜#1主变保护柜A301E-4134尾缆#1主变中压侧智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化A柜271Y-4109尾缆#1主变中压侧智能控制柜#1主变保护柜B321Y-4108尾缆#1主变中压侧智能控制柜110kV母线保护柜261Y-4123光缆#1主变中压侧智能控制柜主变电度表柜1331Y-4124光缆#1主变中压侧智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化B柜281E-4116尾缆#1主变本体智能控制柜#1主变测控柜722E-4103光缆#1主变本体智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化A柜751E-4111尾缆#1主变本体智能控制柜#1主变保护柜B702E-4105光缆#1主变本体智能控制柜故障录波及网络记录分析一体化B柜741S-4109光缆#1主变保护柜A主变电度表柜1111S-4110光缆#1主变保护柜A故障录波及网络记录分析一体化A柜141Y-4116尾缆#1主变保护柜A#1主变低压侧分支2智能控制柜541Y-4113尾缆#1主变保护柜A#1主变低压侧分支1智能控制柜601E-4101尾缆#1主变保护柜A#1主变本体智能控制柜711E-4121尾缆#1主变保护柜A220kV母线保护柜A351Y-4110尾缆#1主变保护柜A110kV母线保护柜231Y-4118尾缆#1主变保护柜B110kV母线保护柜221S-4111光缆#1主变保护柜B故障录波及网络记录分析一体化B柜141E-4123尾缆#1主变保护柜B220kV母线保护柜B531Y-4117尾缆#1主变保护柜B#1主变低压侧分支2智能控制柜531Y-4114尾缆#1主变保护柜B#1主变低压侧分支1智能控制柜592E-4101光缆#1主变高压侧智能控制柜A主变电度表柜1511E-4103尾缆#1主变高压侧智能控制柜A#1主变测控柜481E-4118尾缆#1主变高压侧智能控制柜A220kV母线保护柜A222E-4102光缆#1主变高压侧智能控制柜A故障录波及网络记录分析一体化A柜451E-4117光缆#1主变高压侧智能控制柜A#1主变保护柜A482E-4104光缆#1主变高压侧智能控制柜B故障录波及网络记录分析一体化B柜471E-4119尾缆#1主变高压侧智能控制柜B#1主变保护柜B511E-4120尾缆#1主变高压侧智能控制柜B220kV母线保护柜B11

前述Visual SCD软件和BRCM软件均从三维设计平台MicroStation的数据库中获得设备位置、设备配置、设备编码等原始数据，并将电缆/光缆信息返回至数据库，实现信息共享。

图3为本发明中软件模块与三维数据平台SQL Server数据库的关联图。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。