水利水电工程电气CAD技术的应用

水利水电工程电气CAD技术的应用

杨帆1孟晴2

1身份证号码：642225198803012212；

2中国水利水电第十一工程局有限公司河南省郑州市450001

摘要：CAD是一个制图软件，翻译为中文意思就是指计算机辅助设计。在建筑、机械制造、石油化工、电子技术等行业中被广泛地运用。人们借助计算机的帮忙针对不同的方案进行不同工程的计算，可以自动或是半自动地完成图纸的编辑、设计工作，带来很大的便利，提升了设计的质量，进而提高了效率，大大地节省人力、物力、财力。由于以CAD技术的种种优势，以CAD技术被广泛运用于水利水电工程的电气设计中。在水利水电工程的电气设计中，CAD技术将计算机辅助设计与电气设计融为一体，为企业甚至是国家谋取了技术效益、经济效益和社会效益。本文将先对电气CAD技术做一些简单的论述，之后再论述电气CAD技术在水利水电工程当中的应用。

关键词：水利水电工程；电气；CAD技术；应用

水利水电工程中的电气设计由于它的复杂性和广泛性致使对其设计有一定的难度，仅仅单纯地依靠CAD软件是不行的，应该将CAD技术最大限度地面向市场和客户，针对不同客户的不同标准，开发出不同性质的电气CAD技术。它作为现代科学技术使用的典范，对于促进企业少走弯路，缩短企业设计人员的设计时间，提高工作效率，提升设计质量等方面具有积极的意义。

一、电气CAD技术的发展

1.CAD技术具有难度大、知识密集、更新速度快和综合性强的特点。它的发展经历了3个阶段，即单功能CAD系统、基于文件管理的多功能CAD系统和基于数据库技术的集成化CAD系统。集成化CAD系统是CAD技术发展的最高层次的追求目标，它是以工程数据库为核心。工程CAD应用的发展目标是应用CAD技术完成全过程设计与技术管理。对于水利水电工程电气CAD技术，就是改变目前单项应用完成单项设计的状态，开旋集成化CAD系统。这种集成化CAD软件，不仅包括专业信息，还要包括相互专业信息，以及各专业的共伺信息，实现信息资源共享和通讯。如水电工程设计电气专业集成化CAD软件应包括水轮发电机数据库、潮流分布计算分析、技术规程、规范数据库、水电工程数据库、图形库和电气布置等。通过集成化CAD系统，可实现工程设计的全电脑化。在此基础上，还应开发CAD专家系统。所请专家系统是一种智能型计算机系统，它是以各专业专家的水平来处理工程中复杂技术问题的计算机软件程序。在水利水电工程设计中把已经一般化的规则和原理，结合专家的知识、经验存入计算机内，再使用这些知识进行各种推论，从而达到高水平解决技术问题的要求。

2.CAD技术在水利水电工程设计中的应用有着广阔的发展前景，但目前CAD技术开发还存在一些问题：第一，国外计算机技术及设备的引进、国内技术人员的培训和二次开发周期太长，等到全面出成果阶段，计算机设备档次已经降低了。第二，对CAD技术的引进和并发映乏统一规划，相互协调不够。有些单位作了重复性工作。第三，对于已经应用的技术，如图形学数据库和网络等，仍有不步问题需进一步研究和改进。

二、水利水电工程电气CAD技术应用现状

1.我国水利水电工程设计应用计算机辅助设计起步较晚，最初的研究工作始于70年代中期。80年代中期，水电系统引进了一批国外先进的CAD设备和软件系统，加快了CAD应用的步伐。水利水电工程CAD技术经历了一段逐步发展和提高的过程，相继有一批CAD系统软件开发井在水利水电工程设计中得到推广应用，其中包括一批电气专业CAD软件。如某电力设计院经过7年开发的电气设计软件已应用于发变电工程电气设计，获得了巨大的经济效益。还有一批电气计算CAD软件，如潮流分布计算CAD软件、短路电流计算CAD软件、高压输电线路架空线的计算CAD软件等。CAD技术在水利水电工程的前期勘测、可行性研究、初步设计和簏工图设计等各个设计阶段已发挥出一定的作用。CAD的成果包括了各个设计阶段的设计内容。其中主要是计算书、图纸、报表和方案评价报告等。但是，目前国内水利水电工程勘测设计行业CAD远远不能覆盖工程设计的全过程，仅仅是应用计算机完成工程设计、计算等单项设计工作。

2.CAD技术的应用改变了工程设计人员的思维方式。开拓了视野，解决了手工计算难以解决的问题，缩短了设计周期，保证了设计质量，实现了方案比选和优化设计，节省了工程造价，取得了较大的经济效益。

三、水利水电工程电气CAD技术的应用

水利水电工程中电气设计主要是指对电气进行潮流分布、短路电流、输电线路、主变压器容量选择等的设计计算，设计包括电气主接线、厂用电接线、电气设备布置等在内的电气一次以及控制信号原理、同期原理，励磁系统等在内的电气二次的图纸以及编写与之相关的报告。我国在水利水电工程中运用的还算比较广泛。例如在水利水电工程开动前需要的准备工作方面，电气CAD技术可以帮到很大的忙。

在地形地貌勘探方面的应用。在地形地貌的勘探方面，能够绘制出详尽的三维地貌图，使得整个工地上的面貌都处于裸露的状态，方便水利水电工程的实施。也能够根据电气以CAD绘制的图形来分析哪些地方需要加强巩固，哪些地方需要避开等问题。不仅如此还可以计算出工地上任意部分的表面积，进而根据需要进行特定的设计，方便快捷地计算出水利水电工程所需要各种材料数量。由此可见，电气CAD技术在水利水电工程进行前的勘探方面发挥着不可取代的作用。

2.在工程量的计算方面的应用。在进行工程量的计算方面，电气CAD技术能够对其进行精确的计算。在CAD绘制的图表中，可以准确地统计出各个坝段的截面宽度、高度、面积，对各点的坐标进行彻底的分析，准确找出横坐标标数、纵坐标标数以及立体面各方位的标数，还可以对图表中涉及到的水利水电工程各部分进行体积上的统计，进而实行汇总，以统计出水利水电工程总的体积数值，在将这些统计加以合算和研究，计算出满足水利水电工程要求的准确数字。

3.在各设计模式的协同合作方面的应用。随着经济的发展，人们的思维逐渐发生转变，合作精神越来越受到人们的关注。传统的单方面的水利水电工程设计已经遭受淘汰，现阶段看重的是多专业协同作业。一般采取的是灵活性很强的骨架设计模式，在骨架设计模式的基础上又增加了新的模版设计，那就是参数化模版设计。参数化模版设计和骨架设计模式都能够建立三维结构图，再加上电气CAD绘图技术，进一步地完善了对水利水电工程的图像的绘制，使得图像更为地立体化，具有动态效应，明确了空间概念，提高了图像的质量。而且，实行多专业的协同作业，能够避免设计中出现的主观错误，加大交流，加深了解，为水利水电工程的设计提供更有保障性的方案，使得设计更具有可行性。电气以CAD技术在水利水电工程的前期勘探、计算工程量、可行性行研究等方面己经得到了广泛的应用，但是由于水利水电工程具有多样性和复杂性等特点，导致水利水电工程中电气以CAD技术的研究与深化具有一定的难度。此外，加上有的水利水电工程设计专家在知识、逻辑或联想方面的缺乏，更是加大了在水利水电工程中对电气CAD技术的运用难度。

企业和国家要以高眼光入手，坚持高起点，逐渐加大对CAD技术的开发力度，争取引入更多优秀的研究人员的加入，争取实现CAD软件的专业化和工程化。同时也应该加强CAD软件的商业性质，增加它的商品化程度，形成一定的研究规模，加大国内外的技术交流，实现软件的集成性和可拆装性

参考文献：

[1]刘铁，电气CAD系统的研究与开发[D]，大连理工大学硕士学位论文，2012，12

[2]马钢琳，马壮，三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用[j]，吉林水利，2011，8（13）

[3]毕克新，罗晓光，我国CAD技术应用存在的问题[j]，科技管理，2012，12（13）