关键词：集成设计选型校验系统模型

　　pivotalwords:integrateddesign,selectandverifyequipmenttype、constitutepowersystemmodel

　　在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。

　　很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用kyn28，低压柜采用抽屉式mns，主断路器采用cm1，电缆采用vv系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。

　　用电需求定义

　　水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。

　　现在随着计算机普及，很多设计院已经使用excel互提资料。

　　负荷分配

　　确定配电设备(配电箱、盘、柜)的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。

　　负荷计算

　　变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。

　　本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。

　　4.1所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作(运行)属性、短路属性、电气属性。

　　任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。

　　工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。

　　电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜……..

　　从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。

　　这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。

　　4.3系统模型的功能

　　立系统模型是从工程中的配电中心(配电间、配电室)建立。

　　统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置

　　4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷

　　5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算

　　6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。

　　统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。

　　10.可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。

　　软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。

　　压器选型:负荷分配->负荷计算->选型

　　电压损失计算

　　4、热稳定效验

　　电缆导线选型

　　负荷计算->按正常工作电流选型

　　1、效验电压损失：

　　2、效验经济电流密度：

　　3、效验热稳定

　　4、效验过载保护

　　集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。

　　集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。

　　集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。

　　三、结论

　　变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用cam/cad软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计cad将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。

　　参考书目：

　　《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社