摘 要：本文从电气二次设计工作的特点入手，分析施工图输入输出条件和图纸间相互的逻辑关系对软件开发的方法进行探讨。
关键词：施工图输入输出条件；原理图逻辑关系；原理图自动生成端子排图
中图分类号：TM63 文献标识码：A
1 电气二次工程特点分析
电气二次设计工作，与其它专业相比，施工图阶段是工作量集中且最大的一个阶段。施工图纸内容主要包括原理图，端子排图，设备平面布置，功能接线示意等。其中原理图和端子排图占图纸的绝大部分。绘制端子排图在其中又占了大部分的工程量，且极易出错。在软件性能评价中原理图自动生成端子排图的功能是最核心部分，这也是本文的讨论重点。下面以变电站为例对二次图纸稍做抽象剖析。
1.1 名词定义
这里先规定一些概念，以便于在复杂的二次图中分清工程界限，设备装置归类和相互关系。
间隔——根据电压等级和接线形式划分的在电力系统中能独立完成某一接线功能的电气设备组合。这里指组合中所有的一二次设备总称。
安装单位——以屏、柜、箱为单位的设备制造安装与工程施工安装的分界。
安装单元——安装单位内的设备、装置及组件或无外接线的分接线箱及端子单元组。
安装元素——二次图中可分割的最小部分，即端子和导线。
回路编号——通常是安装元素（端子和导线）的回路属性和逻辑电位属性的标注
1.2 在二次工程及软件设计中的意义及作用
那么以上名词在变电站二次图纸设计过程中有什么意义和作用呢？以下来分别叙述：
1.2.1 间隔划分的意义及作用
间隔是根据电压等级、接线形式和电气功能划分的，对于母线类的接线：如单母线、双母线及旁路类的接线，我们可分为线路间隔、主变XX侧间隔、母联间隔、分段间隔、电容器间隔等；对于非一个断路器类的接线：如桥接线、3/2断路器接线等接线，我们会分为线路间隔、主变XX侧间隔、XXXX断路器间隔、母线PT间隔、高抗和串容间隔等，这种情况下会把断路器相关设备组合单独分出来。一个电力系统的主接线就是以间隔为单位组成的。同类间隔无论在空间结构还是设备类型组合及接线原理上都有重复性，因此二次图卷册主要是根据间隔种类及相互联系划分的，一个或多个同类型间隔或电气联系较多的间隔分为一个卷册。二次回路编号、电缆编号在同一间隔内是不能重复的，在不同间隔可重复，不相同间隔的电缆编号通常用间隔编号做前缀来区分。以间隔为单位对应的二次图作为固定的图纸组合，在成品图模板库可成组存储和成组调用。
1.2.2 安装单位和安装单元划分的意义及作用
在原理图中安装单位名称、编号及安装单元的型号都做为回路属性的描述。其中安装单位做为工程的分界点，同时也是电缆的起止点。这些屏、柜和箱内有线槽相连时就是一个安装位置，当分左右两侧而又没线槽相连时，又分为左右两个位置。对于电缆芯线，只有起止点都在同一个不分侧的安装单位或左右分侧的安装单位的同侧位置才能合在同一根电缆。
安装单位是间隔的组成部分，同时安装单元又是安装单位的组成部分。当安装单位内包含多个设备单元时，安装单元和设备单元通过端子连接建立对应关系，安装单元信息包含在端子序号当中。安装单位和安装单元随一次设备的选型变化相互位置也会变化，如敞开式设备、GIS设备、罐式断路器及其它一些电气组合设备等，都随设备的组成方式不同工程界限也不同。
因此，在设计过程中安装单元是厂家内部配线或电缆芯线的起止点。对应属于同一间隔的安装单位的端子排图以安装单位为模板进行存储和调用，对应属于多个间隔的安装单位则以安装单元为模板进行存储和调用。
1.2.3 安装元素和回路编号的意义及作用
对于安装元素我们把端子叫做点元素，导线叫做线元素。
元素属性：分为位置属性和电气属性。
位置属性：间隔 、安装单位和安装单元 是元素的位置属性。
电气属性：回路属性 逻辑电位属性是元素的电气属性。
实际，回路编号就是元素的电气属性。回路编号的编制规则按回路属性编制，相同的回路编号有相同的电位属性。
2 传统二次原理图的软件转化分析
在我国电气工程的传统设计中一直延用前苏联的做图体系，其特点是：原理图与端子接线图相互影射对应，原理图图面简洁、逻辑清晰，各部分原理流程整体感强，方便阅读；端子排图直观、具体，方便接线安装。其中原理图和端子排图通过安装元素相互影射对应，每一根导线或电缆芯线两端都有两个对应的端子。如果把间隔、安装单位、安装单元都看做安装元素的位置描述，那么原理图和端子排图就是由这些安装元素组成的，端子排图还包含了所属电缆的全部信息。
对于点元素来说只要把工程中应用到的在原理图全部标出，它在端子排图中就能找到一一对应的位置。但对于线元素，以往的大多数电气二次设计软件在原理图生成端子排图的过程中都是以回路编号的线或线组做为线元素，这样就存在两端线和多端线的情况。其中多端线虽然原理图和端子排图是对应的，但却不是一一对应，软件将无法作出判断。因为多端线的转换过程存在诸多不确定性。而多端线在现有做图体系的二次原理图中大量存在，如：电流回路公共端，电压回路，信号回路公共端，控制回路的跳闸输入等，还有电流回路的多级串接，电压回路的多级并接，和电流回路，计量回路按相接线等，使多端线的情况更为复杂，软件很难进行识别。
3 提出一种新的二次智能软件处理方法
通过上述分析，我们可以确定原理图中用回路编号标注线元素的方法很不方便，尤其是在复杂的工程中。另外，随着电气设备集成化水平越来越高，电气工程原理图不再能详细描述回路原理的细节，而重在体现设备外部的工程接线。使用电气原理推演判别的方法也不易实现。有没有更好的方法实现原理图到端子排图的顺利转化呢？
这里提出一种通过改变现有原理图绘制方式的新方法加以解决。电气工程的实质就是用电缆作为设备间的连接。把双端线（电缆芯线或导线）作为线元素，在原理图中定义每根电缆芯线，这和工程实际是符合的。在施工过程中每根电缆芯线在原理图中都是一一对应的双端线，再加上电缆选型、芯线组缆等原则，一定能自动生成端子排图，因为这种方法描述的是每根电缆芯线的细节。这就说明以两端线为线元素在原理图转化端子图的过程中是必要的。
只要定义了原理图的每个线元素的位置属性，每一条实际的接线都有两个明确位置的端子，既可以有明确唯一的接线方式，又不依赖回路编号。这样我们就可以在同逻辑电位点有不同回路编号时（如果有必要）也不影响软件生成安装接线图。但这并不是说回路编号没有用了，而是原理图转换端子排的过程不以它为条件。为保持简洁的原理图面，很多属性是不显示出来的，没有回路编号的图纸是不完整的，对于图纸阅读者来说是需要回路编号的，而且十分重要。在一套系统标准的回路编号原则下，电气工程人员只要见到回路编号，就能大致确定什么回路的什么线甚至去向等。且回路编号在电缆选型，芯线组缆中也起到主要作用。可见回路编号确实十分重要。如果说工程图纸中的图面结构是骨架，联线和端子就是肌肉和皮肤，而回路编号就是神经系统，通过它方便阅读回路原理并与端子排图相对应。
这里提出的是原理图输入的一些方法，即在原理图阶段完成双端线元素的定义划分，在原理图自动生成端子排的过程前消除转化过程中的不确定性因素。自动生成过程的接线方案是由每段双端线的两侧位置确定。
解决了线元素在原理图和端子排安装图之间的一一对应关系，如何在原理图中既能精准表达回路间的逻辑关系又能完整定义线元素呢？可以通过厂家内部接线图反应回路的逻辑关系，通过定义设备间的外部接线实现线元素的属性描述。因此，以安装单位来进行卷册划分，将每一面屏、柜作为一个卷册，以厂家原理图为基础，在厂家原理图中直接绘制与外部设备的连接关系，从而详细描述每个线元素。与厂家设备连接的其它外部设备，均以框图的形式进行绘制，同理绘制对侧设备卷册下的原理图。这样，不同卷册下会有两张图纸中存在相同的连接关系，这样卷册间既可以相互一一对应又能在逻辑回路上相互补充。对厂家原理图设置完连接导线信息后（包括：电缆编号，回路编号，芯号），可以对卷册间原理图信息进行校对与刷新，自动生成端子排接线图，同时还能提供端子导航功能，对指定端子进行定位查看。
结语
软件是为需求而设计的，本文对电气二次施工图中的一些概念进行归类和定义，提出一种原理图自动生成端子排接线图的新思路。电气二次工作琐碎且繁杂，希望通过对二次设计的各项内容进行系统梳理分析，找出规律，在电气二次智能软件开发工作中少走弯路，开发出更好的产品，更好地为二次设计人员服务。
参考文献
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