配网设计绘图备料工具的研究与实现

配网设计绘图备料工具的研究与实现

冯晓麟1唐琳2

1.国网山东庆云县供电公司山东省德州市2530002.国网德州供电公司山东省德州市253000

摘要：针对普通CAD制图不足之处，参照配网线路设计标准，以autolisp、mysql语言为基础，搭建出了一套配网设计绘图、备料的工具。该工具能满足配网设计全部要求，能提高绘图效率10倍以上。

关键词：配网；绘图；备料

引言

我国的配网工程主要是指10kV、0.4kV以及台区的架设工程。配网线路将电力从变电站送至挨家挨户，保障了居民及各企业用电。配电网设计受地形、房屋、城镇规划建设、热力管道、通讯线路等影响十分复杂。而市场上现有配网设计软件认为配网设计是一个整体，往往把绘图、备料功能一体化，这种设计模式导致后台数据量大，绘制时图元选择困难，软件的实用性不高。多数设计人员目前还是选择使用普通CAD制图软件进行配网设计，使得配网设计工作效率低、易出错。综上，针对普通CAD制图过程的不足之处，提出并研究如何以少量后台图元就能绘制出复杂的线路图纸，并能进行精确统计的框架架构原理；提出并研究基于上述框架，如何制定高效率的图纸绘制功能的程序算法；提出并研究如何根据所属绘制后的图纸生成准确且标准的物料清单的数据库架构方案。

1问题现状

现有配电网软件支持的绘制方式单一，不能同时兼容多种方式的绘制。同时后台储存的图元符号与绘图空间调用关系一一对应，造成了后台数据相当复杂繁多，难以维护。如，顺序绘制适用于一杆一设计，适于细节处理，但难适于长线路的配电网设计绘图；而等分等距绘制恰好解决长距离通用绘制。同时，可采用GPS设备的勘测数据，通过坐标导入绘制提高绘图质量与效率，但无法进行细节处理。而后台方面，且每新增一种新的导线型号或图符，后台图元库的维护也是成倍增加，导致杆型杆头数据量变大。不仅后台维护繁琐，绘图选择也就变得繁琐，软件的实用性就会变差。

2工作原理及技术方案

2.1基础架构

配网设计绘图备料工具由2大部分组成，分别是绘图模块、备料模块。

2.1.1绘图模块

绘图模块采用lisp语言编写，基于CAD绘图软件进行的开发。CAD常规绘图方法进行配电线路图绘制时，一般绘图人员会重复使用大量CAD命令进行重做作业，其绘图时鼠标键盘的点击次数超过万次。而本次开发的绘图模块根据绘制的结果形态，重新编写了CAD命令并生成共计54条绘图命令。这54条命令每使用一次就相当于3-100次CAD命令产生的相同效果。其中，还根据配网线路绘图人员的绘制习惯，开发了顺序绘制、等分等距绘制、坐标导入绘制、同杆绘制、智能自动绘制几种有针对性的加快效率的绘制方法。使绘图效率达到10倍以上。

绘图模块还根据CAD属性参数、后台图元模块等特性搭建了程序框架。使绘制出来的图形具有配网线路所具备的数据特性，使绘制出来的图形自带关系特征。如：线号标记、杆号标记、导线区域长度及型号标记等。其中程序搭建的带属性的图元符号定义、一杆多头的绘图规则使绘制出来的图形自带数据关联，能实现图纸上的任何数据的统计输出，节省了设计人员手动测量导线长度、计算符号数量、统计工程量的时间。

2.1.2备料模块

备料模块使用Access数据库技术与MySQL语言，基于Office开发而成。根据工程物资采购特点，省公司将物料分为协议库存（设备、金具、导线等）与电商平台（铁件、水泥制品等），两者都买不到的材料则归为乙供材料（零星材料）。

根据绘图模块程序特征以及省公司物料库（协议库存、电商平台）的特点，备料模块的程序原理建立在组合库、工程物料库、省物料库三大数据库基础上。其中组合库指定了绘图模块的统计输出和常用备料组合件的所有可能，工程物料库指定了配网工程建设所需的所有物料，省物料库指定了省物料库（协议库存、电商平台）的时时数据。

备料模块的程序是一组复杂的数据计算过程，将三大数据库进行各种重构组合。当设计方案发生变化时，仅需要调整组合库；当出现新的材料时，仅需要调整工程物料库；当物资库下发新的协议库存使用情况时，仅需要调整省物料库。用户仅需定期维护组合库、工程物料库、省物料库三大数据库，就可以一键生成：采购材料清单、带预算信息的材料清单、各类杆型组合材料清单、资金估算清单。并且支持批量生成。

备料模块操作简单、稳定性好，便于维护。程序根据录入数据，对组合库进行匹配。将计算结果匹配工程物料库，并取得单价、单重、运输类型等信息。之后再次匹配省物料库，自动区分甲供（协议库存、电商平台）、乙供，并匹配ID号、物料号、新的单价等信息。具有金额优先匹配功能、自动区分甲乙供材、错误自检查功能。无论设计标准、工程物料、设计图纸、省采购物料等任何一个环节出现变化，仅需调整三大数据库。

备料模块可以通过绘图模块绘制的图纸，直接生成材料清单。也可以独立使用。

2.2核心技术及原理

2.2.1带属性的图元符号定义、一杆多头的绘图规则

这是配网设计绘图程序框架的核心技术，在该技术基础上搭建的配网绘图工具有着速度快、稳定性好的特点。这项技术在不改变原CAD绘图方法的情况下，保证了数据的准确性。使得绘图人员很容易上手。

一杆多头的绘图规则解释：同一杆塔上允许绘制多个杆头及附属物，但只能定义一个主要杆头。如果没有绘制或定义主要杆头，默认该杆塔属于直线杆。

通过上述定义，实现了公式：后台图元符号+导线类型=实例化的多样型的图元实例。可实现以少量后台图元数据，即可实现多样化输出，并等做到精确统计。

2.2.2顺序绘制、等分等距绘制、坐标导入绘制、同杆绘制、智能自动绘制

在绘图思路上，程序共设计了5种程序算法，5种绘图方法可嵌套、混合使用，符合CAD惯用的绘图思路。此算法是提高绘图效率的核心思路，极大的提高了绘图人员的工作效率。

2.3快速绘图算法功能介绍

顺序绘制：与CAD绘制直线的使用方法相同，在绘制线路的同时自动添加杆塔。属于配网线路基础绘图方法。

等分等距绘制：将无杆塔线段进行等距划分或等数划分，并添加杆塔。配网杆塔繁多，非一杆一设计，经常需要等分。

坐标导入绘制：采用GPS设备对现场进行测量，根据导出的坐标数据直接生成线路图。由于线路一般长度在10kM左右，现场会经常使用GPS设备。

同杆绘制：配网线路不同于输电线路，经常出线10kV与0.4kV同杆架设情况，针对同杆架设，我们制定了特有的绘图方法与统计方法，保证数据的准确。

智能自动绘制：顺序绘制或坐标导入绘制的同时，程序自动根据角度判断，根据需求添加0-2把拉线，并自动判断并添加杆头信息。

3实施效果

本工具提高了配网设计环节中绘图、备料的效率。统一了绘图、备料的标准。本工具具备的特点打破了常规的配网设计软件架构，不以《配网典型设计》中的标准图元作为后台，后台信息远小于典型设计中归纳的内容，却能实现典型设计的标准。而且后台不因《典型设计》的新版本的发行而改变，也不需要增加新的图元文件。

4结论

配网设计绘图备料工具实现了不以配网典型设计中的参照标准作为后台，以减少后台数据维护工作量，仅以少量的基础图元就能绘制出复杂多样的图纸，并实现详细的工程信息统计。支持快速绘图、一键备料极大的提高工作效率，且能与配网典型设计标准相对应。

参考文献：

[1]于振，朱朝阳，张大华.基于组件化的配网B/S绘图系统的研究与实现［J］.电力信息化,2010(8)：49－52.

[2]周媛，冯林乔，张午阳.图示例化智能供配电网设计系统[J］.电力自动化设备,2005(7)：53-56.

作者简介：

冯晓麟（1988－），男，山东庆云人，助理工程师，主要从事电力企业信息化建设与管理工作；

唐琳（1972－），女，山东德州人，工程技术应用研究员，主要从事电力企业信息化建设与管理工作。