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上期，张继红老师为大家分享了

大力电工如何专注“软起动”

通过桌面端算力平台驱动研发创新

文章发出后，网友们留言提出了

很多关于电力装备领域

如何开展电气设计的相关问题

本期，张继红老师将为大家答疑解惑

共同探索「电力装备行业」

如何高效的进行模块化设计与电气设计方法

Q1：您认为电力装备领域电气设计主要面临的特点和挑战有哪些?

以软起动装置为例，由于大型电机驱动的设备一般都是企业的核心设备，将直接影响企业的生产状况，因此其电气设计过程中需要考虑损耗、绝缘、短路等一系列问题。如今，随着数字化、智能化时代来临，自动布线、自动出图等功能应用给电力装备领域电气设计带来了全新的设计理念，同时也提出了新的挑战。

为了使软起动装置、高压开关柜能在电力系统中充分发挥作用，保障电力系统正常运行，提高电力系统运行效率，我们会合理划分电气组件，严格遵守电气各组件间接线方式原则和五防联锁要求，满足防护等级要求，注意接地设计、绝缘距离、爬电距离和温升处理等细节，科学合理的进行电气设计。

图 SFC系列高压同步变频软起动装置

Q2：电气设计作为现代工业的核心竞争力之一，持续发挥着重要作用，您认为企业应该采用什么样的方法来提升电气设计效率 ?

传统机械领域的数字化转型已相当成熟，而电气领域的数字化转型才刚刚拉开帷幕。如何在产品功能规划、详细设计、生产装配以及调试运行等阶段配备合适的设计工具，从而实现电气设计数字化，成为了企业发展的重点。以电气柜的设计为例，为了提高电气柜设计的规范性，需要将模块化设计的思想融入其中。

在实际进行设计时，我们需要充分结合具体情况，以模块化思想进行电气柜的设计。首先，我们会在达索Solidworks环境下对电气柜结构进行建模。通过前期建模，可以较快的实现对电气设备的布线和安装，为实际现场的组装模块化打好基础，这样后续在进行电气柜的安装时就会更加便捷。随后，我们会依据总体模块化设计、结构模块化设计、布线模块化设计的流程进行，这样设计工作可以防止存在冗余活动，对电气柜的设计更加高效、便捷。

值得一提的是，基于模块化对电气柜进行设计时，设备内部的各个组件之间也能够实现较好的可替代性，设备安装人员以及维护人员都能够在较快的时间内实现安装和更换维护。但在进行结构模块化设计时，会涉及到大量与电子、电路相关的计算与仿真工作，对工作站的性能和稳定性都提出了较大挑战。

图电气柜产品设计工程图

通过惠普HP Z8 G5工作站配备的高性能NVIDIA® RTX™ A5000 专业显卡和英特尔®至强® Gold 6444Y 处理器，我们可以获得实时、精准的3D模型，设计人员可以更加高效地在3D环境下对电气柜内的接口和机械形状进行有效的分析，以确保设计的接口更能符合实际的需求，大幅提升效率和准确率，缩短项目设计时间。

图电气柜的机械形状应力分析示意图

Q3：随着产品智能化水平和结构复杂度的提升，企业在产品研发设计中越来越多地涉及机电一体化设计。面对这种趋势，您如何看待机电一体化设计在电力装备领域的应用 ?

我们知道电力在日常生产生活中扮演着不可或缺的角色，同时对电网以及供电系统也是一种挑战，要求具备一定的稳定性和可靠性。借助机电一体化技术应用，我们可以将机械、电子、控制、自动化等技术有机结合在一起，开发出更稳定、可靠、高性能和更节能的机电产品。

在机电一体化研发设计过程中，我们会发现随着机电一体化技术的应用越来越普及，产品的自动化程度也日益提高，机电一体化技术正在与新兴的信息技术进行整合，如5G、物联网、云计算等技术，从而实现对于控制系统的集成和升级。但实际上，产品在概念-设计-制造-维护四个阶段之间，存在数据孤岛，例如上下游数据没有统一的标准，各环节衔接困难，大量人工处理的环节，造成效率低和错误率高等问题。

此外，很多企业还停留在基于图形化的传统设计模式，还未使用数字化的工具平台。由于企业缺乏设计工具和数据积累，导致数据无法进行重用、统计，容易忽略系统与工具之间、系统与系统之间等的数据互通问题。

图加工仿真过程动态演示

这也是为什么我们认为惠普HP Z8 G5工作站不仅在设计环节提升了效率，还能够进一步帮助我们从数据管理和数据交互层面实现全局性思维，让机电一体化设计更便捷。通过惠普HP Z8 G5工作站，我们可以更好的在电气工程中将电气和自动化设计进行结合，融合电气工程建设的每个环节，涵盖电气设计、流体设计、仪表设计、线束设计、三维机柜仿真设计等多个工程学科，对资源进行合理配置，有利于提高电气工程质量。

相较于以往割裂的研发过程而言，惠普HP Z8 G5工作站的应用使我们整体效率提升了5倍以上，让以往一周的工作量变成“指日可待”，对提升研发的整体质量和效率起到了不可或缺的重要作用。

Q4:新能源行业的迅猛发展带来了巨大的机遇和挑战面对日益增长的需求和技术竞争，大力电工都有哪些布局 ?

构建新型电力系统是大势所趋，是能源电力行业高质量发展的必由之路，更是全社会实现碳中和美好未来的关键路径。去年工信部等五部门联合印发《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，强调围绕新型电力系统构建，加速发展清洁低碳发电装备，提升输变电装备消纳保障能力，加快推进配电装备升级换代、提高用电设备能效匹配水平，推进资源循环利用。

大力电工多年前就布局新能源新型电力系统领域，创新研发电能质量优化、粉尘综合治理等领域一大批节能环保产品。此外，还重点研发钒电池储能技术，已拥有钒电池全部核心技术和一定生产能力，正朝着产业化稳步迈进。