開啟數字化設計變革新時代

文｜宋佩珂

工程二次系統設計精細化程度要求高，圖紙設計工作量大，傳統以AutoCAD 為圖板，以藍圖為設計成品的設計模式已不能適應二次系統的設計需要。因此，將數字化技術引入到二次系統設計中，以工程數據庫為核心，實現圖紙信息的存儲與調用，提高設計效率，保證成品質量，提升圖紙標準化程度；同時，基于數字化設計成果推廣數字化校審，提升校審效率，進一步保證成品質量。

基于PW 平臺的二次系統協同設計

換流站二次系統數字化設計可劃分為項目定制階段、系統設計階段和詳圖設計階段。在項目定制階段，確定數字化設計原則，設置項目控制權限，建立工程數據庫及圖紙報表模板。在系統設計階段，編制計算書，開展電氣原理圖設計。在詳圖設計階段，提取電氣原理圖信息自動生成端子排圖和各類報表。

工程數據庫創建與圖紙標準化定制。在項目定制階段，根據工程需要建立工程數據庫。工程數據庫包括電氣符號庫、電纜型號庫等。工程數據庫的建立，一方面為工程數據信息的實時入庫做好準備，另一方面保證電氣符號和設備選型的標準化，為實現二次系統標準化設計提供保障。通過設置各類數據的顯示樣式，建立圖紙、報表及端子排模板，實現工程出圖內容和出圖樣式的和諧統一，避免由于設計人員個人風格所導致的圖紙差異，實現二次系統圖紙的標準化。

基于PW 平臺的二次系統協同設計。在PW 平臺上建立項目分解結構，如圖1 所示，設置項目人員權限，可實現對技術協議書、廠家資料、提資數據以及施工圖紙在平臺上的統一管理。平臺集成二次系統數字化設計軟件，軟件繪制的二次系統施工圖實時保存在PW 平臺上，不同卷冊之間可實現數據的實時鏈接和交互，保證卷冊間接口數據的正確性。

圖1 PW 平臺二次系統協同設計

根據計算書結果，選擇合適的蓄電池組及控制保護設備型號，基于設備選型開展二次系統原理圖數字化設計。利用數字化設計軟件開展電氣原理圖數字化設計，原理圖中的端子信息、回路信息和電纜信息均可實時保存在工程數據庫中。同一回路只需賦值一次，對側設備的該回路信息，包括屏柜名稱、端子號、所在圖紙信息等，就可通過數據鏈接自動生成，保證了回路兩側設備信息的唯一性和正確性，提高了設計成品質量。

選用工程定制的端子排模板，提取電氣原理圖入庫的接線信息，可自動生成工程端子排圖。定制的端子排模板，可保證輸出端子排樣式的標準化。在端子排信息方面，傳統設計由于端子排采用手繪方式，端子排只包括回路號、電纜編號和電纜去向信息。如需新增接線信息，將造成設計人員工作量驟增，影響設計進度；同時，由于端子信息龐雜，設計人員手繪過程中極易出錯，圖紙正確率得不到有效保證。利用數字化設計軟件定制端子模板輸出端子排圖，在不增加設計人員工作量的情況下，可新增電纜芯線號、電纜型號和備用芯等端子信息，為施工單位接線提供更多的信息支持，也為后期運維查線提供便利。同時，端子信息與原理圖信息一一對應，保證了端子排與原理圖信息的一致性，保證了出圖質量。

通過工程前期定制的電纜清冊模板，從數據庫中提取電纜信息，可自動生成二次系統電纜清冊。電纜清冊基于統一的模板，可保證清冊樣式的標準化。電纜清冊以電氣原理圖入庫電纜為信息來源，電纜信息與原理圖電纜信息一一對應，避免了手動開列電纜的錯漏，電纜清冊準確性大幅提升。與此同時，由于電纜清冊自動生成，免除了工程師手動開列電纜清冊的工作量。按手動統計單個卷冊電纜清冊0.25 天計算，如換流站共有電氣二次卷冊300 個，則利用Promis-e 軟件開展數字化設計可節省電纜清冊開列時間75 天，提高了二次系統的設計效率。

二次系統深化設計成品。運用數字化技術進行二次系統施工圖設計，除能提供傳統設計成品外，還能根據業主和施工單位的需求從數據庫中提取多種形式的報表，如電纜接線表，屏柜統計表等。圖2 中，設計人員通過制作報表模板從工程數據庫中提取了電纜接線表。電纜接線表以電纜編號為序提供電纜每一芯的詳細接線信息，為施工單位的接線和校驗提供了方便。

圖2 電纜接線表

除紙質圖紙外，設計成品還可打印成帶數據鏈接信息的PDF 文件提供給業主和施工單位。業主和施工單位只需安裝Adobe 軟件就可進行瀏覽，當點擊PDF 文件中的數據鏈接信息時，自動跳轉至對側設備所在頁面，提高圖紙信息查詢的便利度，為施工和運維工作效率的提升提供條件。

數字化設計與傳統設計的差異

綜上所述，二次系統數字化設計與傳統設計的差異主要體現在以下幾個方面：

一是利用AutoCAD 軟件進行二次設計，隨意性較大，設計時可能出現圖面上電氣符號、屏柜名稱不一致等情況，設計出成品的質量完全由設計人員的認真、仔細程度決定；數字化設計以工程數據庫為基礎，設計圖紙中的電氣符號、電纜類型均從數據庫中調取，有利于工程設計的規范統一，設計成品標準化程度大大提升。

二是數字化設計的電氣原理圖包含了屏柜內部接線、對側設備屏柜名稱、圖紙編號等信息，圖紙信息更加完整細致，數據鏈接功能方便圖紙信息的快速查詢；統一回路信息只需輸入一次，對側圖紙接線信息可鏈接生成，降低了手動添加對側設備名稱、端子號等信息的出錯幾率，保證了成品質量。

三是AutoCAD 軟件設計端子排圖手動繪制，僅包含回路號、電纜去向和電纜編號信息；數字化設計的端子排圖自動生成，端子排新增電纜芯線號、電纜型號和備用芯等信息，為電纜接線和運行維護提供更多便利。

四是數字化設計軟件可精確統計電纜的起止位置、電纜型號、規范，自動計算備用芯數，生成電纜清冊，電纜信息與原理圖一一對應，避免了手動開列電纜的錯漏，保證了成品質量，提高了設計效率。

五是數字化設計軟件可以基于項目數據庫提取多種形式的成品，只要數據信息存儲于數據庫中，只需配置模板，就可獲得多種成品，為滿足業主的多樣化需求提供便利。

提升設計深度 強化質量監管

基于數字化設計成品，借助協同設計平臺和數字化軟件在換流站開展二次系統設計成品的數字化校審。設計人員借助數字化設計軟件完成自校后，在PW 平臺上將設計成品提交校審流程。校審人員在PW 平臺上利用集成的設計軟件打開設計文件，完成設計成品的數字化校審。

與傳統設計相比，數字化校審的優勢主要體現在以下方面：

一是數字化設計軟件的自動校審將與圖紙的繪制同步進行，輔助設計成品的自校。在設計過程中，數字化設計軟件可自動檢測重復的元器件名稱和電氣線編號，提示未鏈接的電氣線和未接線端子，同時自動顯示電纜芯數的使用情況，避免實際電纜芯數的超用。

二是校審過程中，數字化設計軟件為校審人員提供實時端子導航和精確定位功能，方便校審人員隨時查看對側設備及相關端子排信息，實現對原理圖和端子排圖的一致性校審。利用精確定位功能，實現設備名稱與圖紙信息的檢索，提高校審效率。

三是由于端子排、報表等輸出數據均由原理圖入庫信息自動生成，數字化校審更加注重對原理圖輸入數據的校審，利用設計軟件保證輸出數據與數據源的一致性，端子排和電纜清冊的校審工作量大大減輕，校審效率顯著提高。

在換流站中運用數字化設計技術，建立二次系統工程數據庫，實現了設計成品的標準化；利用PW 平臺，實現了設計數據的內容管理和接口管理。通過電氣原理圖數字化設計，實現了接線數據的實時入庫和對側設備信息的自動生成；利用配置模板提取數據庫信息，自動生成端子排圖和電纜清冊。通過數字化成品的深化設計，提取多種形式的報表，生成具有數據鏈接功能的PDF 文件；基于PW 平臺，利用軟件端子導航和精確定位功能，開展數字化校審。與傳統設計相比，換流站二次系統設計深度和成品質量均有大幅提升，校審效率顯著提高。