CN113742897B - 一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，该方法包括以下步骤：步骤1：对电气一次设备进行数字化系统设计并建立设备模型；步骤2：通过典型工程的计算功能对不同的设备进行热稳定校验；步骤3：通过空间校验技术解决布置设计中专业间协同问题，以提高设计质量，与现有技术相比，本发明具有等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电气一次设备设计领域，尤其是涉及一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法。
背景技术
目前，电网的三维数字化设计软件才刚刚起步，国内电力设计行业设计还停留在CAD成图基础上，再用三维软件建模，仅在移交成品上多了三维模型这一项，同80年代的设计的理念相比没有从根本上得到改变，传统的工程建设信息从纸介质搬移到了模型中，以模型、图纸和文档的文件形式向运行单位移交，各类信息分散在不同的图档中，运行阶段故障处理时常因费时寻找正确的文件和准确信息而延迟，三维模型的出现并未改变真实现状，由于信息之间没有关联，无法相互校验，同一信息在不同数据源中重复出现，相互矛盾的情况也时有发生。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：对电气一次设备进行数字化系统设计并建立设备模型；
步骤2：通过典型工程的计算功能对不同的设备进行热稳定校验，；
步骤3：通过空间校验技术解决布置设计中专业间协同问题，以提高设计质量。
所述的步骤1中，数字化系统设计的流程具体如下：
步骤101：创建电气一次设备模型库，对常用厂家数据进行梳理，形成模型标准，在设备选型时提供厂家数据信息；
步骤102：通过调用符合电气一次系统要求的可视化设计软件的功能实现主接线系统图数字化绘制和设备三维布置；
步骤103：在主接线图设计和进行设备三维布置的过程中，实时统计工程量并生成设备清册；
步骤104：实现主接线系统图与电气一次设备的三维族关联，保证设计关键参数数据一致贯通，且在后续维护过程中可以动态调整；
步骤105：对电气一次系统的合理性和完整性进行校验，确保设计成品模型与设计目标数据一致。
所述的步骤101中，电气一次设备模型库包括二维模型库和三维模型库，所述的三维模型库通过将三维族统一载入族库管理工具，进而对族进行管理和修改；所述的二维模型库将主接线图的绘制过程中使用到的二维族进行汇总、梳理并建模。
所述的步骤102中，软件调用的功能包括母线绘制、线路绘制、插入节点、族土元插入和组合电器功能。
所述的步骤2中，通过设计参数实现计算功能，计算出短路电流数据后根据设备的不同按照不同的公式进行热稳定校验。
所述的热稳定校验根据设备的不同按照不同的方法和公式进行校验，热稳定校验所需数据来自于模型中已有的数据。
所述的步骤3中，空间校验技术包括带电距离校验、大型设备在运输通道中的校验以及电缆转弯半径校验。
所述的带电距离校验包括输电线路对地距离校验、设备相间距离校验、耐压试验以及软硬碰撞校验，以减少安全事故、发现绝缘的局部缺陷、受潮和老化的问题以及降低施工过程错误率。
所述的大型设备在运输通道中的校验的流程具体如下：
步骤a：预先模拟设备的移动路径，选择一条合适的路径；
步骤b：选择模型正面以及侧面，进而确定模型轮廓；
步骤c：在界面中选择平面生成路径；
步骤d：按照设备的双侧生成对应模型，若出现碰撞则出现碰撞显示。
所述的电缆转弯半径校验通过弯曲率的识别进行校验，对于不符合半径的部分进行提示，所述的电缆包括控制电缆、橡皮绝缘橡皮绝缘、橡皮绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、自容式充油电缆以及铝合金导体电力电缆。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
通过数字化模型布置，可实现智能变电数字化设计、三维可视化设计目标，基于三维数字化设计理念统一管理模式，不仅能提高设计效率，还能完成数字化移交过程，并且可实现二维和三维的贯通，提高设计精确度；其中碰撞检查部分可降低施工过程错误率；其中安全距离校验可以减少不必要的安全事故；通过设备属性的参数化，可实现智能电网数据全寿命周期的管理工作。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为电气一次设备的数字化系统设计流程图。
图3为三维族库管理图。
图4为二维族库管理图。
图5为主接线图数字化绘制部分图。
图6为运输通道中校验的流程图。
图7为大型设备模型左视图。
图8为大型设备模型正视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：对电气一次设备进行数字化系统设计；
步骤2：通过典型工程的计算功能以对不同的设备以及相应的参数进行校验；
步骤3：通过空间校验技术解决布置设计中专业间协同问题，及时发现并解决专业间配合问题，提高设计质量。
如图2所示，数字化系统设计的流程具体如下：
步骤101：创建电气一次设备模型库，包括二维模型库和三维模型库，对常用厂家数据进行梳理，形成模型标准，在设备选型时提供厂家数据信息；(
步骤102：通过软件调用实现主接线系统图数字化绘制；(其中包含了母线绘制、线路绘制、插入节点、族土元插入、组合电器功能)
步骤103：在主接线图设计和设备三维布置的过程中，实时统计工程量并生成设备清册；
步骤104：实现主接线系统图与电气一次设备的三维族关联，保证设计关键参数数据一致贯通，且在后续维护过程中可以动态调整；
步骤105：对电气一次系统的合理性和完整性进行校验，确保设计成品模型与设计目标数据一致；
步骤106：开发适用于电气一次系统要求的可视化设计软件；
如图3和图4所示，二三维族库管理功能用于创建电气一次设备模型库，包括二维模型库以及三维模型库，通过对电气一次专业构件归类，制作了对应内容的族，包括22个专业类别的内容，其中每个分类中的模型均有所补充，以开关柜SCT为例，包含了建模过程中可能涉及到的各种类型，且文件夹中均有带有.rfa后缀的文件用于模型创建以及.png格式的图片，用于在选择模型的时候方便查看，三维族的调用通过统一的入库，即族库管理工具，通过族库管理工具可以统一的对族进行管理、修改，点击加载按钮即可把选中的族加载到界面中，点击删除按钮可把族库中的族删除，同时也可以选择批量处理功能进行对族的批量处理；二维族的处理与三维族有所不同，电气一次设备的二维族集中体现在主接线图的绘制，在图面中会有大量的二维族符号，对于这些在建模过程可能使用到的二维族进行了汇总、梳理和建模。
对于电气一次设备的建模通过单独专门的模块进行，即主接线绘制模块，其中包括母线绘制、线路绘制、插入节点、族图元插入和组合电器功能；
母线绘制：点击母线绘制，默认创建一个主接线标高视图，已经进入编辑状态，在视图中，鼠标左键点击两个点，进而出现一条母线；
线路绘制：点击线路绘制，在主接线标高视图，进入编辑状态；
插入节点：有两种操作，一种是在母线上插入，一种是在模型线上插入，效仿主接线图中连接节点，点击插入节点，在需要插入的母线或者模型线上鼠标点击；
族图元插入：通过在线路上选点能够在选择点打断线路，并在插入点插入图元。点击图元插入出现图元选择界面，选择要插入的图元，按下确认，再在线路点击插入的点；
组合电器：点击组合电器菜单，进入编辑状态，框选要组合的图元后出现组合电器配置界面，选择的组合变成整体并且具有配置的属性。
如果多分段的母线，可以多次绘制，或者复制处理，在母线的基础上对常用厂家数据进行梳理，形成模型标准，在设备选型时提供厂家数据信息，主接线图数字化绘制部分主要通过单线图绘制主接线并结合其他快捷工具快速生成，如图5所示。
在主接线图设计和设备三维布置的过程中，实时统计工程量并生成设备清册，具体过程包括：
开关柜布置：开关柜布置是基于一根模型线，进行开关柜布置，先选中一根绘制的模型线，然后选择开关柜的名称以及状态，不同的开关柜可以在开关柜配置按钮中进行设置，开关柜布置完成后，进行开关柜与主接线图的匹配功能；
开关柜匹配：每一个开关柜匹配的都需要对应主接线中的“组”，也就是说需要把模型预先成组，点击选择后软件会自动跳转到“主接线标高视图”进行选择成组构件，点选开关柜匹配，选择所需匹配的开关柜，弹出绘制界面，按照开关柜的匹配，顺序选择主接线图中的对应部分，点击确认后对应属性进行匹配，然后通过实际接线图进行出图绘制；
材料清册：该功能用于统计开关柜数量及型号，选中该功能，框选需要统计的开关柜，在需要生成表格的位置单击后生成材料表；
实际接线图：该功能用于在完成开关柜布置及匹配之后进行实际接线图的绘制，图中图标的部分需要手动进行缩放调整，数据部分已经通过上述步骤进行关联，并自动填入表格内。
主接线系统图与电气一次设备三维关联，保证设计关键参数数据一致贯通，且在后续维护过程中可以动态调整，通过三维布置工具直接布置出来的设备可以直接实现数据的贯通。
电气一次完整性检查的作用在于检查模型构件是否按照标准建模、各个专业的模型数量是否正确、工程编号是否正确以及所对应的属性是否正确。
典型工程的计算功能通过设计参数，实现短路电流计算功能，进而进行相应的校验工作，以对不同的设备以及相应的参数进行校验，当短路持续时间大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下公式校验：
其中，S为绝缘导体的线芯截面，单位为mm2，I为短路电流有效值，单位为A，t为导体内短路电流持续作用的时间，单位为s，K为不同绝缘的计算系数。
空间校验技术包括带电距离校验、大型设备在运输通道中的校验以及电缆转弯半径校验。
带电距离校验解决静态下的带电安全距离，包括对地距离校验、相间距离校验、耐压试验、以及软硬碰撞校验，通过填入的海拔信息、电压等级、设备参数类型计算出该设备的安全距离，在该设备的范围内绘制安全范围，若该范围内有设备，则表示该设备的安全距离不符合规则。
如图6所示，设备的体积较大，在通道中移动和旋转都比较困难，在运输通道中的校验的流程具体如下：
步骤a：预先模拟设备的移动路径，选择一条合适的路径；
步骤b：选出设备轮廓，选择模型正面以及侧面，进而确定模型轮廓；
步骤c：在界面中选择平面生成路径；
步骤d：按照设备的双侧进行生成对应模型，若出现碰撞则出现碰撞显示。
转弯半径的校验通过弯曲率的识别进行校验，对于不符合半径的部分进行提示，各种电缆的最小弯曲半径如下表所示：
表1电缆最小弯曲半径
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：对电气一次设备进行数字化系统设计并建立设备模型；
步骤2：通过典型工程的计算功能对不同的设备进行热稳定校验；
步骤3：通过空间校验技术解决布置设计中专业间协同问题，以提高设计质量；
所述的步骤1中，数字化系统设计的流程具体如下：
步骤101：创建电气一次设备模型库，对常用厂家数据进行梳理，形成模型标准，在设备选型时提供厂家数据信息；
步骤102：通过调用符合电气一次系统要求的可视化设计软件的功能实现主接线系统图数字化绘制和设备三维布置；
步骤103：在主接线图设计和进行设备三维布置的过程中，实时统计工程量并生成设备清册；
步骤104：实现主接线系统图与电气一次设备的三维族关联，保证设计关键参数数据一致贯通，且在后续维护过程中可以动态调整；
步骤105：对电气一次系统的合理性和完整性进行校验，确保设计成品模型与设计目标数据一致。
2.根据权利要求1所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的步骤101中，电气一次设备模型库包括二维模型库和三维模型库，所述的三维模型库通过将三维族统一载入族库管理工具，进而对族进行管理和修改；所述的二维模型库将主接线图的绘制过程中使用到的二维族进行汇总、梳理并建模。
3.根据权利要求1所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的步骤102中，软件调用的功能包括母线绘制、线路绘制、插入节点、族土元插入和组合电器功能。
4.根据权利要求3所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的步骤2中，通过设计参数实现计算功能，计算出短路电流数据后根据设备的不同按照不同的公式进行热稳定校验。
5.根据权利要求1所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的热稳定校验根据设备的不同按照不同的方法和公式进行校验，热稳定校验所需数据来自于模型中已有的数据。
6.根据权利要求1所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的步骤3中，空间校验技术包括带电距离校验、大型设备在运输通道中的校验以及电缆转弯半径校验。
7.根据权利要求6所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的带电距离校验包括输电线路对地距离校验、设备相间距离校验、耐压试验以及软硬碰撞校验，以减少安全事故、发现绝缘的局部缺陷、受潮和老化的问题以及降低施工过程错误率。
8.根据权利要求6所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的大型设备在运输通道中的校验的流程具体如下：
步骤a：预先模拟设备的移动路径，选择一条合适的路径；
步骤b：选择模型正面以及侧面，进而确定模型轮廓；
步骤c：在界面中选择平面生成路径；
步骤d：按照设备的双侧生成对应模型，若出现碰撞则出现碰撞显示。
9.根据权利要求6所述的一种电气一次设备图形数据与模型数据联动校验方法，其特征在于，所述的电缆转弯半径校验通过弯曲率的识别进行校验，对于不符合半径的部分进行提示，所述的电缆包括控制电缆、橡皮绝缘橡皮绝缘、橡皮绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、自容式充油电缆以及铝合金导体电力电缆。
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