[发明专利]基于三维设计平台的变电站短路电流计算系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于三维设计平台的变电站短路电流计算系统，三维设计平台包括电气设计模块，电气设计模块可在三维环境下布置电气元件及电气连接线，完成变电站主接线简图设计，并自动生成变电站主接线简图设计的阻抗图，程序设置模块，用于定义阻抗图的符号、设定阻抗图的短路计算点及短路电流公式、设定公用计算变量；计算模块，用于根据程序设置模块设定的短路电流公式计算阻抗图的短路电流。本发明基于变电站三维设计软件的短路电流计算实现了变电站数字化/三维设计的要求。突破了常规设计模式，有效提高设计的质量和效率。

技术领域

本发明属于电气设计领域，具体涉及一种基于三维设计平台的变电站短路电流计算系统及其方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，变电站三维设计手段开始逐步推广。目前，大部分设计院采用的是Bentley Substation变电站三维设计软件。其他变电站相关的三维设计软件还有博超STD、PDMS、PDS等。

在应用Bentley Substation等变电站三维设计软件开展电气设计时，软件提供了二维接线绘制、三维设备导线布置、平断面图剖切等绘图功能，满足了基本的三维设计要求。

Bentley Substation变电站三维设计软件:是专门针对变电站的设计工具，具有专业、成熟的智能辅助设计功能，能够保证在整个项目设计过程中设计数据的共享及继承，从而真正实现三维数字化协同设计。并且，设计数据可以传递到施工、采购、运维等各阶段，是覆盖工程项目各个阶段的软件系统。其可以调用智能化、参数化的三维模型，在三维环境下布置电气设备与导体、建（构）筑物等，并自动生成图纸。

使用Bentley Substation变电三维设计软件，可以快速完成二维原理图设计，智能地进行三维设备布置，并可进行导线受力分析，生成施工报表等设计工作。三维模型通过动态剖切可以自动生成二维平断面图纸，满足施工要求。在三维设计中，二维原理图、三维模型的布置和二维平断面均可以实时关联，大幅度地提高了设计效率。

此外，三维软件还可以完成防雷、接地、照明、电缆敷设、端子接线图等系统的设计，帮助设计人员高质高效地完成变电站电气设计。

Bentley Substation变电站三维设计软件是在基础数据库和工程数据库中进行专业内设计：

基础数据库是在工程设计之前就建设好的库，库里包括：

①设备符号库，体现的是设备的外形，包括二维接线符号模型和三维设备模型；

②设备型号库，标识了设备具体的信息。该库实质为“设备型号属性表”，表中包含了设备从设计、采购到施工安装等阶段的各种信息。该库关联了设备符号库，即一个具体型号的设备关联一个二维模型和一个三维模型。

在工程的不同阶段、不同人员可以共享这些数据信息，这一功能保证了各种设备或管理台帐的完整性、准确性和唯一性。同时型号库中属性栏的数量随着工程的进展还可以进行扩充。

③模板库，包含多种材料表模板。

工程数据库，存储当前工程的工程背景、卷册图纸、计算报告、设备模型、设备参数、专业间协同等所有工程信息。

但目前的三维软件应用重点倾向于制图，而在变电站设计中的计算部分，有所缺失。对于电气一次专业设计中的重点计算，短路电流计算，也没有提供此类功能。变电站短路电流计算的作用是在变电站设计中，为了电气主接线的比选、电气设备及载流导体的选择、继电保护装置的整定计算、限制短路电流措施确定等目的，往往都需要先进行短路电流计算。准确地进行短路电流计算就能根据变电站电力系统的实际情况确定限制短路电流的方案，得到既可靠又经济的主接线方案。短路电流主要包含三相短路电流和单相短路电流。

而传统设计模式下的短路电流计算，设计院基本均采用独立的第三方程序。此种方式下的计算无法与设计阶段的其他流程产生直接的关联，也不符合目前变电站数字化设计发展的大趋势。