Einleitungsschema (SLD)

Über Einleitungsschemas

Ein Einleitungsschema (auch Einlinienschaltplan oder „one-line diagram" genannt) stellt das elektrische Energieversorgungssystem einer Anlage oder Umspannstation dar, indem eine einzelne Linie alle drei Phasen eines dreiphasigen Wechselstromsystems repräsentiert. Betriebsmittel — Transformatoren, Leistungsschalter, Sammelschienen, Motoren, Lasten — werden mit standardisierten Symbolen dargestellt, und der Leistungsfluss verbindet sie von oben nach unten, von der Quelle zur Last. Elektroingenieure, Versorgungsplaner und Anlagenverantwortliche nutzen SLDs als primäres Referenzdokument für jedes Energieprojekt: Es ist das erste Dokument bei Netzanschlussanträgen, Lichtbogenenergieberechnungen oder Inbetriebnahmeunterlagen.

Schematex folgt den grafischen Symbolkonventionen des IEEE Std 315 (ANSI Y32.2) für Betriebsmittel, ergänzt durch die IEC 60617-Wicklungskonfigurationsnotation für Transformatorvarianten. Diese Seite dokumentiert, was der Parser heute akzeptiert.

1. Ihr erstes Einleitungsschema

Das einfachste SLD: eine Netzeinspeisung, ein Transformator, ein Leistungsschalter und eine Last.

Vier Regeln decken 80 % der Anwendungsfälle ab:

1. Beginnen Sie mit sld, optional gefolgt von einem Titel in Anführungszeichen.
2. Deklarieren Sie jedes Betriebsmittel als id = nodeType [Attribute] — eine Zeile pro Gerät.
3. Verbinden Sie Elemente mit from -> to, optional mit [cable: "…", label: "…"].
4. IDs dürfen Buchstaben, Ziffern, Unterstriche und Bindestriche enthalten — müssen aber mit einem Buchstaben beginnen.

Kommentare können mit #, // oder Mermaid-Stil %% am Zeilenanfang eingeleitet werden.

2. Knotentypen

Eine Knotenzeile hat die Form id = nodeType [attr: value, …]. Der Knotentyp bestimmt das gezeichnete Symbol.

2.1 Quellen

2.2 Transformatoren

2.3 Sammelschienen und Knoten

2.4 Schaltgeräte und Schutzeinrichtungen

2.5 Schutz und Überwachung

2.6 Lasten und Betriebsmittel

2.7 Messtechnik

3. Knotenattribute

Attribute werden in […] nach dem Knotentyp geschrieben, kommagetrennt.

Beispiel mit allen gängigen Attributen:

xfmr = transformer_dy [
  label: "Main Transformer",
  voltage: "13.8kV/480V",
  rating: "1000 kVA",
  impedance: "5.75%Z"
]

Der Attributblock kann sich über mehrere Zeilen erstrecken — der Parser verbindet Zeilen, bis die ]-Klammer geschlossen ist.

4. Verbindungen

Eine Verbindungszeile hat die Form fromId -> toId, optional gefolgt von [cable: "…", label: "…"].

bus1 -> cb1
bus1 -> cb1 [cable: "3#2/0 AWG"]
bus1 -> cb1 [cable: "3#2/0 AWG", label: "Feeder A"]

Regeln:

• Beide IDs müssen vor oder nach der Verbindung deklariert sein — alle Verbindungen werden am Ende des Parsens validiert.
• Nur -> (gerichtet, von Quelle zu Last) wird akzeptiert. Die Verbindungsrichtung wird für das Layout verwendet.
• Eine unbekannte Knoten-ID wirft SLDParseError: Connection references unknown node "…".

5. Beschriftungen und Kommentare

• Titel: sld "Substation One-Line" — nur in der ersten Zeile.
• Knotenbeschriftung: id = type [label: "…"] — der Anzeigename.
• Verbindungsbeschriftung: A -> B [label: "…"] — erscheint neben der Verbindungslinie.
• Kabelangabe: A -> B [cable: "3#2/0 AWG, 200ft"] — Leiterspecifikation.
• Kommentare: # am Zeilenanfang. Inline-# in derselben Zeile wie ein Knoten oder eine Verbindung wird ebenfalls entfernt.
• Wohnbau-Aliase: IEC / REBT-Vokabular wie mcb, rcd, rcbo, rccb, pia, iga, main_switch, consumer_unit, distribution_board, panel und panelboard wird als Eingabe akzeptiert und auf bestehende SLD-Grundelemente abgebildet.

6. Reservierte Wörter und Maskierung

Am Zeilenanfang reserviert: sld (Kopfzeile).

Operator-Token — vermeiden Sie -> in Knoten-IDs. IDs dürfen [A-Za-z][A-Za-z0-9_-]* enthalten — Bindestriche sind gültig (z. B. ist CB-101 eine zulässige ID).

Attributblock — […]-Klammern dürfen sich über mehrere physische Zeilen erstrecken. Der Parser verbindet Fortsetzungszeilen, bis die Klammertiefe null erreicht.

Doppelte IDs werfen SLDParseError: Duplicate node id "…".

7. Häufige Fehler

8. Grammatik (EBNF)

document      = header NEWLINE ( blank | comment | node-def | connection )*

header        = "sld" ( WS quoted-string )? NEWLINE
quoted-string = '"' any-char-but-quote* '"'

node-def      = id WS "=" WS node-type ( WS "[" attr-list "]" )? NEWLINE
node-type     = "utility" | "generator" | "solar" | "wind" | "ups"
              | "transformer" | "transformer_dy" | "transformer_yd"
              | "transformer_yy" | "transformer_dd"
              | "autotransformer" | "transformer_3winding"
              | "bus" | "bus_tie" | "hub"
              | "breaker" | "breaker_vacuum" | "switch" | "switch_load"
              | "ground_switch" | "ats" | "recloser" | "sectionalizer"
              | "fuse" | "fuse_cl"
              | "ct" | "pt" | "relay" | "surge_arrester" | "ground_fault"
              | "motor" | "load" | "capacitor_bank" | "harmonic_filter" | "vfd"
              | "watthour_meter" | "demand_meter"
              | residential-alias

residential-alias
              = "mcb" | "mccb" | "rcd" | "rcbo" | "rccb"
              | "differential" | "diferencial" | "pia" | "iga"
              | "main_switch" | "isolator" | "disconnector"
              | "consumer_unit" | "distribution_board" | "panel" | "panelboard"

attr-list     = attr ( "," attr )*
attr          = key ":" WS quoted-string

connection    = id WS "->" WS id ( WS "[" conn-attrs "]" )? NEWLINE
conn-attrs    = conn-attr ( "," conn-attr )*
conn-attr     = "cable" ":" WS quoted-string
              | "label" ":" WS quoted-string

id            = [A-Za-z] [A-Za-z0-9_-]*
key           = [A-Za-z] [A-Za-z0-9_]*
comment       = ( "#" | "//" | "%%" ) any NEWLINE

Der Attributblock […] darf sich über mehrere physische Zeilen erstrecken — der Parser verbindet Fortsetzungszeilen, bis die Klammertiefe wieder null erreicht.

Maßgebliche Quelle: src/diagrams/sld/parser.ts. Weicht diese Dokumentation vom Parser ab, hat der Parser Vorrang — bitte ein Issue öffnen.

9. Normkonformität

Schematex-SLDs folgen den grafischen Symbolkonventionen des IEEE Std 315 (ANSI Y32.2) für Schaltgeräte, Transformatoren und Quellen. Transformator-Wicklungskonfigurationsvarianten (transformer_dy, transformer_yy usw.) verwenden die IEC 60617 Δ/Y-Notation. Schutzrelais-Gerätekennzahlen folgen ANSI/IEEE C37.2.

Aktuell implementiert:

• Alle Quellentypen: Netzeinspeisung, Generator, Solar, Wind, UPS
• Sechs Transformatorvarianten plus Autotransformator und Dreiwicklungstransformator
• Sammelschiene, Sammelschienenkupplung, Hub
• IEC / REBT Wohnbau-Vokabular-Aliase auf kanonische Grundelemente abgebildet
• Vollständiger Schaltgerätesatz: Leistungsschalter, Vakuumschalter, Trennschalter, Lasttrennschalter, Erdungsschalter, ATS, Wiedereinschaltschalter, Sektionalisierer, Schmelzsicherung, Strombegrenzungssicherung
• Schutz und Überwachung: Stromwandler, Spannungswandler, Relais (mit ANSI-Gerätekennzahl), Überspannungsableiter, Erdschlussdetektor
• Lastbetriebsmittel: Motor, Last, Kondensatorbatterie, Oberschwingungsfilter, VFD
• Messtechnik: Energiezähler, Leistungsbedarfsmesser
• Gerichtete Verbindungen mit Kabel- und Beschriftungsangaben
• Knotenattribute label, voltage, rating, device; beliebige Typenschilddaten
• Sammelschienenkupplung mit Offen/Geschlossen-Zustandsanzeige (geplant)
• Schutzzonen (gestrichelte Begrenzungslinien um Relais + Stromwandler) (geplant)
• Lichtbogenenergieblöcke (Auftreffenergie, PSA-Stufe, Arbeitsabstand) (geplant)
• Spannungspegelstreifen (automatische farbcodierte horizontale Streifen nach kV-Pegel) (geplant)

Referenzen:

• IEEE Std 315-1975 / ANSI Y32.2-1975 — Graphic Symbols for Electrical and Electronics Diagrams
• IEC 60617:2025 (BS 3939) — Graphical symbols for diagrams
• ANSI/IEEE C37.2 — Electrical Power System Device Function Numbers

10. Verwandte Beispiele

11. Roadmap

Geplant — noch nicht parsebar. Verwenden Sie diese Konstrukte heute nicht in generiertem DSL; der Parser wird sie ablehnen oder ignorieren.

• Sammelschienenkupplung Offen/Geschlossen-Zustand — bus_tie mit explizitem Open/Closed-Attribut, damit das Symbol in der korrekten Schaltposition dargestellt wird.
• Schutzzonen — ein zone:- oder boundary:-Block, der ein gestricheltes Rechteck um eine Gruppe von Knoten (Relais + Stromwandler + Leistungsschalter) zeichnet, um eine Schutzzone anzuzeigen.
• Lichtbogenenergie-Annotationsblöcke — arc_flash: [incident_energy: "8 cal/cm²", ppe: "2", distance: "18in"] pro IEEE 1584.
• Spannungspegelstreifen — automatische horizontale Schattierungsstreifen nach kV-Pegel; Knoten werden automatisch in ihrer Spannungsebene platziert.
• Bidirektionale Verbindung (<->) — für Sammelschienenkupplungen oder normalerweise offene Verbindungspfade, bei denen die Richtung undefiniert ist.

Verfolgen Sie diese Punkte in den GitHub-Issues, falls Sie eines davon früher benötigen.