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智能变电站辅助设计工具界面及绘图设计方案
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深圳南瑞科技有限公司
二〇一一年 7月 21日
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界面及绘图设计方案
1. 概述
智能变电站辅助设计工具以SCD文件的可视化编辑和校验，设计和配置的一体化，SSD、ICD、SCD、CID文件管理为核心目标。界面及操作设计面向三类不同客户：设计院、二次厂家设计部、工程实施技术人员。要求界面及操作有明显的区分，并通过权限管理方式限定不同的作用范围。界面及操作设计方案重点关注：图纸分类、图纸设计、信息检索、图模一体化、配置完整性和使用方便性等方面的内容。
2. 软件构架
装置的ICD文件是设计工具图模库的输入,图模库根据ICD文件生成装置的I/O虚端子。设计工程师使用装置缩略图模，设计基于主接线的装置配置图，工具软件自动将装置配置图转化为SSD文件。使用交换机缩略图模、装置缩略图模和网络配置表完成SCD文件的Communication 模块。使用装置展开图模，设计虚端子拓扑图完成虚端子映射表。最终生成SCD文件和CID文件。完成SSD、SCD文件设计和配置的同时，设计工具生成IEC61850对象库。监控组态软件以IEC61850对象库为基础进行监控相关配置。
3. 设计元素
所有命名规则严格遵守《IEC61850工程继电保护应用模型-Q/GDW 396-2009》，作业流程按IEC61850-6标准执行。
1)装置配置图
以主接线为背景和坐标，反映间隔层装置与电气间隔的关系、合并单元及智能操作箱和电气间隔的关系。点击装置可以进入并编辑该装置设备表。
2)网络拓扑图
装置与交换机的连接关系，变电站层网络和过程层网络分开绘图。点击连接线可以进入并编辑网络配置表。
3)二次拓扑图
两个装置如果存在虚端子联系，就用一个连接线将它们连起来。连接线标明所属网段，
也是编辑虚端子连接关系的入口。点击连接线可以进入并编辑该装置的虚端子拓扑图。
4)虚端子拓扑图
装置所有虚端子的来源和去向。包括完整的变量路径描述。
5)装置设备表
以表格方式反映间隔层装置与电气间隔的关系、合并单元及智能操作箱和电气间隔的关系
6)网络配置表
以网段和VLAN为单元，描述所有单元内装置的IP和组播MAC地址，以及每个装置所连接的交换机。交换机端口: 电口标注E01......E24 光口标注O01 (16)
G1,G2 对应于GOOSE双网，G3……Gn对应于点对点直连
M1对应于SV网，M2……Mn对应于点对点直连。
7)虚端子映射表
描述所有虚端子之间的映射关系。按装置SV、装置联锁、保护软压板、全站开入、全站开出、全站信号分类描述。
8)保护压板表
汇总所有保护装置的压板变量。
9)传统图纸
主接线图（设计院）、
光纤开断图
智能操作箱与一次设备
MU与传统互感器
3.2. 菜单类
保留AutoCAD2002的基本菜单，增加以下菜单：
1)角色登录
2)CID文件校验
3)图模库管理
打开、关联、编辑、复制、删除
4)图纸管理
创建、删除、打开、目录
5)SCD文件导入
6)SCD文件导出
7)CID文件导出
缩略、展开两种不同显示方式对应不同的图元，同一个模板。应有拓扑连接点，用于表达装置所属网段、装置之间的虚端子联系。拓扑连接点只在拓扑图中显示和打印。
1)交换机
交换机缩略图模：
图元
矩形，固定大小。电口交换机上下各有12个连接点，光口交换机上下各有8各连接点。
设备名
变电站层网络一S1，变电站层网络二S2
GOOSE网络一G1，GOOSE网络二G2
SV网络M1…..Mn
设备序号
-01……-99
拓扑
与交换机相连的装置，布局于交换机的上下。用连接线连接装置和交换机的连接点，
从而建立拓扑关系。
例如变电站层网络一的第10台交换机：S1-10
2)合并单元
合并单元缩略图：
图元
矩形，固定大小。
设备名
装置型号
设备序号
-01……-99
拓扑
与合并单元相连的装置，布局于合并单元的上方。用连接线连接装置和合并单元，从
而建立拓扑关系。
例如间隔合并单元PRS7390-1的第3台：PRS7390-1-03
合并单元展开图：
3)智能操作箱
智能操作箱缩略图：
图元
矩形，固定大小。
设备名 装置型号
设备序号
-01……-99 拓扑
与智能操作箱相连的装置，布局于智能操作箱的上方。用连接线连接装置和智能操作箱，从而建立拓扑关系。
例如智能操作箱PRS7390-1的第3台： PRS7789-03
智能操作箱展开图：
4) 间隔装置
间隔装置缩略图模：
图元
矩形，固定大小。
设备名 装置型号
设备序号
-01……-99 拓扑
网络拓扑图只描述间隔装置和交换机的拓扑关系，间隔装置布局于交换机的上下方。 虚端子拓扑图只描述装置之间是否有GOOSE 联系，间隔装置间的联系用水平方向线和 上排连接点，间隔装置和过程层装置的联系用垂直方向线和下排连接点。
例如光纤纵差保护PRS753D 的第3台： PRS753D-03
间隔装置展开图：
5) 保护压板类
功能压板（后缀Ena ）和出口压板（后缀Strp ）。设计图纸只反应具体保护装置的GOOSE 输出是否经过压板。
3.4. 配置类
1) 电气间隔
英文名、中文名 2) 装置所属电气间隔
英文名 3) 装置型号
对应于ICD 文件名 4) 网络参数
VLAN 、IP 、组播MAC 5) 实例化IED 名 6)
虚端子联系
虚端子按I/O 分类，具有全站唯一的完整变量名。
3.5. 文件类
SSD 文件、SCD 文件、CID 文件
3.6. 校验类
ICD 合法性校验 CID 版本校验 虚端子可视化校验
3.7. 管理类
权限管理
SCD版本
CID的版本（下装、提取）。
3.8. 检索类
通过图纸目录快速打开图纸
通过装置配置图的电气间隔，快速定位装置设备表项
通过二次拓扑图快速打开装置虚端子拓扑图
4. 图纸设计
4.1. 图模库
用图模一体化设计思想实现设计和配置的一体化。图模库的核心是装置展开图模，装置图元非常简单，图元组成如图所示：
图元由装置名区、GOOSE区、变量区、出口压板区和联接区组成。
装置名区包含：电气间隔、保护类型、装置型号、设备序号。
GOOSE区：表明GOOSE变量是输出还是输入。
变量区为装置内部变量的全局实例化变量名。
出口压板区表示出口变量是否经过了压板。
联接区表示外部联系的设备名，以及操作名或信号名。
以GOOSE输出变量为例，解释联接区的表示方法：假设外部设备名为#1主变低压侧，操作名为：跳闸，则外部联接区表示为#1主变低压侧跳闸。
操作名分为4类：合闸、分闸、闭锁、跳闸。
当一幅图不能包含所有的GOOSE输出和输入信息，则采用GOOSE输入、输出分图设计的办法，如果还不能包含全部，输入和输出图可以采用多张图。
图元尺寸
固定部分：装置名区宽度、GOOSE区宽度、变量区宽度、联接区宽度。
活动部分：所有区的高度，按变量个数调整。
模型库
SQLite3提供模型库支持,模型库（DevModel）的数据项包含：装置ID、输出变量、输入变量、出口压板变量、设备ID、变量描述。根据装置ID检索装置表，搜索电气间隔名、保护类型、装置序号（同类装置序号）。根据设备ID检索设备表，搜索设备名。
4.2. 绘图
4.2.1. 分图原则
在实际的工程项目中，如果一个图形画不完的话，可以采用分图来表达，分图的原则是：按电压等级，按母线段，按输入输出。
4.2.2. 绘图步骤
1)建立图模库
2)设计装置配置图
3)导出装置设备表
4)设计网络拓扑图
5)导出网络配置表
6)设计二次拓扑图
7)生成图纸总目录和表格总目录
8)编辑虚端子拓扑图
9)导出虚端子映射表
10)检查图纸的完整性，重复7）8）9）
11)导出保护压板表
4.2.3. 使用图模
建立图模库时已经完成了图模一体化设计工作，绘制装置配置图的过程，是每种类型装置的实例化过程，装置配置图设计完毕等于确定了SCD文件中全站所有装置。
4.2.3.1. 建立映射
1)二次拓扑图反映了全站装置的GOOSE和SV联系全貌，关于联系的定义需要在虚端子拓扑图中
编辑。映射关系只能在两个已经实例化，并且在二次拓扑图中有连接关系的装置之间建立。
2)点击连接线就可以进入虚端子拓扑图编辑画面，定义两个关联装置的虚端子关系。
3)输入和输出的预定义会严格检查，输出只能和输入连接。
4)已经使用的输入不能同时关联2个输出，必须确定是否放弃原来的选择。
5)虚端子拓扑图中，两个装置的虚端子定义简化为可以滚动的表格，从一个表格拖拽变量到另一
个表格，就建立了映射关系。
如图所示：
二次拓扑图
虚端子拓扑图4.3. 校验