电气设计简介

9.4.1 计算机绘图通用CAD法

CAD是Computer Aided Design的缩写，意思为计算机辅助设计。它是计算机继科学计算、数据处理、信息加工及自动化控制等四大应用之外的又一个重大应用，而且发展十分迅速。电气设计CAD是CAD内容中的一个重要部分——计算机绘图。

（1）AutoCAD。AutoCAD是由美国AutoDESK公司1982年推出，至今不断完善，已成为流行的计算机CAD软件包，该软件包甚至可以说是这方面的标准和代表。市场上的某种CAD应用软件不能与其交换，某输入、输出设备不与其兼容，将没有市场生命力。

该软件包采用人机对话方式，易学易用，可绘任意二维和三维图形。功能强大，可在多种操作系统和外设的支持下运行，适用面广，还可与高级语言，数据库进行数据交换。内含Auto LISP便于二次开发。AutoCAD具有良好的用户界面、开放体系结构，并为用户提供二次开发和功能扩展的多种方法和手段。

（2）MICRO STATION。美国INTERGRAPH公司将其工作站上交互式图形设计系统（IGDS），完整地移植到计算机而推出了三维CAD系统。它打破传统计算机CAD系统的设计观念，使其面目一新。

三维CAD系统具有用户界面友好，采用虚拟存储技术，强劲的三维渲染功能，引用工作站IGDS保证大型工程完整、统一、省机时、省空间，易于对非图形数据存取、查询、操作、加工，是阵容强大的开发工具并具有多种接口。

9.4.2 电气绘图CAD

1.Auto CAD

AutoCAD是由美国AutoDESK公司开发的通用计算机辅助绘图与设计软件包，是一个交互式绘图软件，是用于二维及三维设计、绘图的系统工具，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。

AutoCAD是目前世界上应用最广的CAD软件，市场占有率位居世界第一。AutoCAD软件具有如下特点。

（1）具有完善的图形绘制功能。

（2）具有强大的图形编辑功能。

（3）可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

（4）可以进行多种图形格式的装换，具有较强的数据交换能力。

（5）支持多种硬件设备。

（6）支持多种操作平台。

（7）具有通用性、易用性，适用于各类用户。

在中国，AutoCAD已成为工程设计领域中应用最为广泛的计算机辅助设计软件之一。

AutoCAD主要具有以下功能。

（1）二维绘图与编辑。创建二维图形对象，标注文字，创建图块。

（2）三维绘图与编辑。创建曲面模型和实体模型。

（3）尺寸标注。

（4）视图显示方式设置。

（5）绘图实用工具。

（6）数据库管理功能，可将图形对象与外部数据库的数据关联。

（7）图形输入／输出。

（8）允许用户进行二次开发。用户可以通过AutoDESK，以及数千家软件开发商开发的五千多种应用软件把AutoCAD改造成为满足各专业领域适用的专用设计工具。这些领域中包括电气、建筑、机械、测绘、电子，以及航空航天等。

此外，从AutoCAD 2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能，以及局部打开和局部加载的功能，从而使AutoCAD系统更加完善。

2.EES

EES大型电气工程设计软件是北京博超技术开发公司开发的大型智能化电气工程设计专用软件，现行的EES2007运行于Windows下的Auto CAD R14环境下。它是完全采用Auto CAD R14核心技术Object ARX和VC＋＋研制的电气软件。EES的特点如下。

（1）Windows操作界面。不必记忆命令、没有操作步骤、不需懂英文、不用敲键盘，只需按鼠标的按键就能完成绘图、计算、整定、校验、标注、材料统计等全部设计过程。

（2）共享Windows资源。尽享Windows强大功能、丰富资源的种种便利，便捷的文字输入、海量的字型字库、无限制的打印机绘图驱动、多窗口多任务的混合作业。

（3）智能化专家设计系统。完成了从辅助制图到辅助设计的根本变革，即使设计者专业水平有限，分析计算时间不充分或只有大致思路，也可将设计做完善。提高设计速度的同时也明显提高设计质量。以配电设计为例，只按鼠标的一个键，一分钟内就完成负荷计算、变压器选择、无功补偿、配电元件整定及配合校验、线路及保护管的选择、短路校验、压降校验、启动校验等全套设计。其结果满足上、下级元件保护线路配合，保证最大短路及最小短路均可靠分断，保证启动及运行状态母线及末端电压水平满足规范。

（4）动态设计模糊操作。动态可视化技术使设计一目了然，结果一步到位，避免不必要的修改。模糊操作功能使用户操纵的大致光标位置即自动转换成准确的绘图定位，避免紧盯屏幕，频繁缩放，不断修改。

（5）全面开放性。图形库、数据库、菜单全由用户按自己需要扩充、修改，如同定制，不懂计算机的用户也可使用。

（6）准确的材料统计。采用动态工程数据库，元件图形与其型号、规格等工程参数构成一个整体，避免了一般软件外挂数据文件进行材料统计时，由于图形与数据不能同步操作而产生统计错误。

（7）突出的实用性。EES充分体现了工程设计的灵活性，再辅以友好的人机界面和领先的汉化技术，使EES特别容易使用，出图效率比手工作业提高数倍，实用效果突出。

（8）良好的兼容性。不分版本地将Auto CAD图形文件读进，能方便与ABD、AEC、HOUSE、APM、HICAD等所有建筑软件相连接，建筑专业上使用任何公司、任何版本、任何支持环境的软件，均可直接调用。

EES主要的设计功能如下。

1）高低压供配电系统设计

（1）提供上千种定型配电柜方案，系统图表达方式高度灵活，可适应各单位个性化需求生成订货设备表。

（2）自由定义功能以模型化方式自动生成任意配电系统。

（3）低压配电设计系统根据回路负荷自动整定配电元件及线路、保护管规格，并进行短路、压降及启动电压水平和能力校验。设计结果不但满足系统正常运行，而且满足上下级保护元件配合，保证最大短路可靠分断、最小短路分断灵敏度，保证电机启动母线电压水平和电机端电压和启动能力，并自动填写设计结果。

（4）模拟系统实际运行方式，计算单台至三台双绕组、三绕组变压器独立与并联运行的9 192种可能运行方式下任意方式的各项短路电流，输出详细计算书和等值电流图，进行高压设备选型及校验。

（5）以填表方式进行负荷计算，同步自动进行无功补偿计算。根据负荷计算结果选择变压器容量及低压侧母线规格。

2）全套弱电及综合布线系统设计

可以进行综合布线、消防、公寓对讲、有线广播、闭路电视、电话、共用天线等所有弱电系统图的设计。

3）电气控制二次原理设计

（1）超强的自动化绘制电气控制原理图功能。自动标注设备代号和设备端子号，自动分配和标注节点编号。标注方式既满足新国标，也可兼顾旧国标。从原理图自动生成端子排接线、材料表和控制电缆清册。在原理图上自动生成外引端子。图面索引功能，可使用户看到指定设备的线圈、节点、相同安装位置的设备在原理图上的分布，并可进行各种微机监控原理接线设计。

（2）可自动化生成端子排，可绘制、编辑任意形式端子排。

（3）绘制盘面、盘内布置图，绘制标字框、光字牌及代号说明。

（4）参数化绘制转换开关闭合表。

（5）提供百余套交、直流操作标准二次接线图和常用风机、水泵、发电机及通用电机控制原理标准图集供检索调用。

（6）全套继电保护计算整定。

4）平面设计

（1）智能化平面专家设计体系。用于动力、照明、消防及全套弱电平面的设计。

（2）具有自由、动态、矩阵、穿墙、环行五种设备放置方式。动态可视化设备布置功能使你在设计时同步看到灯具的布置过程和效果。

（3）自动及模糊接线使线路布置变得极为简单，并可直接绘制各种专业线型。

（4）智能赋值功能根据设计经验和本人习惯自动完成设备及线路选型，并对设备和线路进行各种形式的标注。

（5）自动生成单张或多张图纸的材料表。

（6）自动生成照明系统。按设计者设计意图和习惯分配照明箱和照明回路，自动进行照明系统负荷计算，并生成照明系统图。系统图形式可任意设定，完全满足各设计单位的不同设计习惯。按照规范检验回路设备数量、检验相序分配和负荷平衡，以闪烁方式自动验证照明箱、线路及设备连接，设备及回路分配的调整。保证照明系统合理性，照明平面和系统互动调整构成完善的智能化平面设计体系。

5）防雷接地设计

（1）采用滚球法计算，可计算任意根、不等高避雷针的保护范围。在布置避雷针的同时，按防雷类别自动计算并显示保护范围。

（2）以拖动方式调整避雷针保护半径，则自动反算避雷针高度。

（3）可同时计算显示一个避雷针在多个不同高度时的保护半径。

（4）自动剪切多根避雷针之间的公共保护范围。

（5）生成任意指定部分的保护断面图。

（6）自动标注避雷针。

（7）生成避雷针保护范围表。

（8）计算垂直、水平和复合接地极的接地电阻。

（9）绘制避雷针、带、网，绘制接地极、接地线。

6）变配电站控制室设计

（1）提供户外变电间隔集成方案，也可参数化定义生成任意形式的变电间隔布置。变电间隔平、断面图自动同步生成，平面总成，生成材料表。

（2）由供配电系统图自动生成配电室开关柜布置图，同步绘制柜下沟、柜后沟及沟间开洞，自动标注尺寸。可同时或选择生成开关柜布置平面、立面、侧面图。

（3）由变压器规格自动确定变压器尺寸及外形，可同时或选择生成变压器平面、立面、侧面图。

（4）参数化绘制电缆沟、桥架平面布置。

（5）自动生成变配电室任意指定断面图。

（6）参数化绘制电缆沟、桥架断面布置图，并按规范自动校验端面布置的合理性。

（7）提供近百种标准变压器室平断面布置图。

7）辅助功能

（1）提供35本常用电气工程设计规范，使用EES同时可查阅设计规范。规范内容可以在绘图文件中直接引用，制图标准和常用设计手册也可在线屏幕查询。

（2）全屏文本编辑系统。编辑框、屏幕、外部文件混合编辑排版，多放置基准、动态放置文本；动态调整文本字高宽；多行文本行距可调；数字递增；可扩充专业词组。

（3）图层管理改换任意图层的颜色、线形、线宽、层名及显示控制。

（4）图块自动入库，无需做幻灯，自动修改相应专业菜单。

（5）参数化定义，自动绘制各式表格；存储、调用表格；自动填写、编辑表格。

（6）绘制各种形式的剖折线、断面线和标注符号。

（7）提供可扩充全套图框、表格，图戳、表头自动填写，自动生成整个工程的图纸目录。

3.IDq

IDq是浩辰软件与国内众多建筑设计院、工业设计院联合研制开发的用于大型电气工程的电气专业设计软件，主要应用于大型电气工程设计、工业及民用建筑工程的电气设计。

4.SuperWORKS

SuperWORKS IEC版是在AutoCAD基础上开发的支持新的电气制图图家标准及IEC标准的专业电气设计CAD软件，适用于FA／PA（工厂自动化及过程自动化）领域的工业控制系统的设计，可以帮助电气及自动化工程师轻松进行电气原理图绘制、修改，材料明细的统计、生成，并可自动生成端子表、电缆表、接线表、开闭表及接线图。

5.TElec

天正电气TElec以AutoCAD2002～2009为平台，是天正公司总结多年从事电气软件开发经验，结合当前国内同类软件的各自特点，搜集大量设计单位对电气软件的设计需求，向广大设计人员推出的全新智能化软件。在专业功能上，该软件体现了功能系统性和操作灵活性的完美结合，最大限度地贴近工程设计，TElec 8不仅适用于民用建筑电气设计，也适用于工业电气设计。