變電工程數字化三維設計技術應用研究

張晨征　丁倩

【摘要】 本文介紹了變電數字化三維設計主要內容，總結了變電數字化三維設計的技術要點.

【關鍵詞】 變電工程 三維數字化 協同設計 應用

一、變電數字化三維應用的范圍和特點

數字化三維設計，是以數據庫為基礎平臺，三維設計環境為基本的工作環境，三維模型為載體，對數據的處理是整個數字化三維設計工作的核心。變電數字化三維設計涉及變電設計工作的全部內容，面向于變電設計中的電氣、土建、結構、水暖、場地等專業。變電站建模的對象主要包括變電站設備建模、建構筑物和輔助設施。設備建模包括：主要設備、高壓開關柜、二次屏柜、金具材料等。建構筑建模：建筑物的建模，是指利用三維模型，來對變電工程內的建筑物進行構建，包括墻體、梁柱、門窗、孔洞、樓梯、爬梯等。構筑物建模：指基礎、構架、設備支架等，構筑物的零部件較多，根據不同的工程構筑物的尺寸和類型變化也較多。輔助設施建模：主要包括總圖專業的道路、擋土墻、圍墻、地下管道、電纜溝等，還包括接地和防雷措施。在設計過程中也要注意層次結構的劃分，便于在項目中對某一區域或系統進行調整和修改，同時也要考慮到后續項目中對某些模型的復用。項目的層次劃分和數據的完善情況也要考慮到后續數字化移交和智能變電站應用的需要，根據項目的實際情況進行微調。

二、變電三維設計軟件

變電三維設計軟件作為一種專業化的三維設計系統，在工程實際應用有其突出的特點，現依據Bentley公司的Substation軟件來對變電三維設計軟件的特點和應用方式來進行一下分析。Substation軟件可協助設計人員在變電站設計中完成以下設計工作：二維原理圖、三維模型布置、二維平斷面圖、防雷設計、端子接線圖等系統的設計，并能夠生成材料表和其他報告，可執行沖突和干涉檢測和間距檢查，還可以利用模型進行評審演示。在整個設計過程中，可利用三維建模工具，從現有的目錄中選擇對象插入項目中，以數據驅動模型，模型的組件與數據庫連接，可提供組件的數據、符號以及與該部件相關聯的任何附屬套件的信息。 Substation中包含控制系統設計軟件和電氣設計軟件，導線在系統中作為單獨的導線類型來處理，與通常的圖形線不同，在設備間連接時能夠自動進行連接或斷開，連接處形成連接關系，又軟件來辨認連接方式。導線的編號可自動生成，不同類型的導線可分配到不同的圖層，方便后續的修改和調整。在放置符號時，需要在系統中生成唯一的ID碼，并能夠參考到三維設計環境中，并能夠在設計中通過關聯關系快速導航到三維模塊中的位置，便于后續工作的查找和修改。在編輯過程中，繪圖軟件還有一定的自動糾錯功能，減少手工檢查的工作量，提高整體繪圖的準確性，這種模式減輕了修改和校審工作中的一部分工作量。數字化三維設計，利用了一個集成的部件數據庫，使用在項目中不同區域的元件能夠有相同的標識，并能夠在工作的不同階段進行快速的統計，并根據需要生成統計報告。還可以生成訂購單、工作量統計單等，為后續的統計工作提供相應數據。在完成布置設計后，可生成各種布置圖紙，單線圖、軸測圖、接線圖等，并且在生成的不同圖紙上，信息可以互通，選擇某個元件可以查到相關圖紙上同一個元件的信息。數字化三維設計模型，為數字化移交提供了技術手段，其中的設計數據信息，作為數字化移交的主要內容，也是數字化變電站的初始化信息，為后續的數字化變電站和數字電網工作做好了基礎的數據準備。

三、工程應用情況

數字化三維設計技術，在我院首次應用是在“寧東—山東±660KV直流輸電示范項目”上進行應用，該項目是國家實施西電東送的重點項目之一，是國家電網公司打造精品工程為目標的重點建設項目。本工程兩段的換流站和變電站也是國家電網系統首次全面采用三維數字化設計并進行數字化移交的變電工程。該項目已于2010年12月單極建成投運，2011年6月雙極建成投運。該項目的設計過程采用了數字化三維技術，在設計過程中，利用數字化三維設計平臺中的計算模塊輔助完成了接線圖設計，并根據電氣主接線圖的設計開展三維布置設計.完成全站的布置設計后，進行防雷計算、碰撞檢查、安全凈距校驗等工作。檢查完成后，生成相應的圖紙和材料表，供現場施工使用，數據文件和模型通過整理，進行數字化移交。整個項目在實施過程中，避免了很多的布置不合理和地下碰撞的問題，減少了在現場產生的設計變更，使整個項目在施工過程中能夠順利的進行，加快了工程建設進度，降低了工程建設的費用。

四、技術應用前景分析

數字化三維設計技術在變電設計過程中已經體現出很大的優勢，在后續的項目實施過程中，采用數字化三維設計的變電項目會逐步增加。數字化三維設計，也是進行數據關聯的重要途徑，在項目中的各種物項均需要按照項目約定的編碼規則來進行實施，使整個項目中的數據形成一個相互關聯的整體，方便數據的互通和數據查閱，也為數字化移交和后續的維護工作打下良好基礎。

參 考 文 獻

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