數字化三維技術在輸變電工程設計中的應用

梁小芳，王興峰

（國網青海省電力公司海南供電公司，青海海南 813000）

數字化三維技術是我國現代網絡信息技術背景下衍生出的新技術，具有更顯著的優勢。通過在輸變電工程設計中合理應用數字化三維技術，既能提高輸變電工程設計的科學性，也能為電力企業發展帶來更多經濟效益，促進我國電力企業的改革優化。

1 數字化三維技術概述

1.1 內容

數字化三維技術包括但不限于互聯網技術、大數據技術等。通過數字化三維技術的合理應用，能夠在工程建設管理中，獲取工程中的各項數據信息，然后結合平臺與系統，完成對工程數據信息的三維建模，從而達到數據信息資源共享的效果。另外，通過數字化三維技術的應用，能夠對工程項目進行更為全面、動態的監管，然后對其中存在的風險隱患問題進行分析，做好相應的調整與優化，確保工程項目開展的有序性，達到一體化管理的效果。目前來看，隨著數字化三維技術的不斷發展和應用普及，在我國很多領域和行業建設中，均帶來了不同程度的積極影響。

1.2 特點

數字化三維技術在我國現代化生產與發展建設中，有著十分廣泛地應用，包括但不限于電力行業中的數字化三維技術應用，建筑行業中的數字化三維技術應用，軍事領域內的數字化三維技術應用等。數字化三維技術的應用，能夠進行真實的生產仿真模擬，針對其中各項影響因素，進行綜合性地考量分析，然后對多元數據信息進行收集與整理。之后，通過開展三維分析與處理，保證生產工作達到更加高效、有序的效果。同時，數字化三維技術在實際應用的過程中，呈現出了更加完善、真實的效果，基本上能夠滿足很多領域與行業的實際發展需求，促進了我國經濟社會的整體性發展。

1.3 價值

輸變電工程是我國現代經濟社會發展建設中的基礎性工程，有著十分重要的意義。為保證輸變電工程的建設成效，需要重點做好數字化三維技術的應用。具體來看，數字化三維技術在輸變電工程中的應用價值，主要體現為2個方面。

（1）對比傳統輸變電工程設計。通過合理應用數字化三維技術輔助輸變電工程設計，可顯著提升輸變電工程設計的專業性程度。在數字化三維技術應用期間，能夠針對更多不同專業的知識進行整合，達到協調應用的效果。同時，數字化三維技術的應用，能夠針對輸變電工程中的各項數據信息進行分析考量，找出存在于輸變電工程中的各類風險和隱患，并對輸變電工程的設計方案進行優化與完善。另外，數字化三維技術在輸變電工程設計的中的應用，還能夠促進輸變電工程中各項數據信息的共享，提高數據信息傳輸效率和流暢性。之后，對數據庫進行建設，在數據庫的輔助下，可完成對數據信息的歸檔與保管，為后續工作的開展，積累更多經驗，為企業提供更多可行性方法與策略。

（2）數字化三維技術在輸變電工程設計中的應用，能夠依托于各類軟件平臺和硬件平臺，完成對輸變電工程更為深入地分析考量，達到更加精準的分類效果。如此，既可對電力企業的實際承載力進行分析把握，也能幫助企業更加詳細地了解用戶的真實情況，提升輸變電工程設計的科學性與合理性，提高電力企業經營發展的經濟效益和社會效益。

2 數字化三維技術的現狀和趨勢

2.1 相關技術應用情況

數字化三維技術的應用，早在20世紀90年代便在工程領域得到了廣泛應用，且最早應用于電力工程領域中。我國對數字化三維技術的應用，最早是在火力發電廠中，其中，在電廠設計中，應用數字化三維技術最初目的是為輔助主廠房的設計。在對主廠房進行設計時，通常會涉及大量內容，且存在著不同專業間的交叉問題，如電氣施工、結構施工、管道施工等。因此，數字化三維技術的應用重點也體現在了立體空間的分配方面，從而減少了碰撞問題的發生。

具體來看，相比傳統技術，數字化三維技術在發電領域的應用，更有利于設計人員對設計意圖進行表達，更有利于多個專業進行配合，也能夠減少“錯”“漏”“碰”，實現工程設計方案的優化，并在決策人員和設計人員開展工作期間，可對工程項目的實際情況，進行更為清晰、準確地把握。

2.2 輸變電工程應用數字化三維技術的必要性

傳統模式下開展輸變電工程設計工作，通常會選擇應用二維設計方式。在二維設計方式中，所采用的計算分析軟件雖然能夠對設計期間的一些問題進行解決。但隨著線路走廊數量，以及變電站數量的增加，在線路設計中，對設計的精細程度提出了更高的要求。同時，在現代發展中，隨著特高壓交直流輸電技術的發展和廣泛應用，同樣對設計技術提出了更高的要求，需要做好設計技術的變革與創新。在此基礎上，數字化三維技術的應用取得了良好效果，其不僅應用在輸變電工程中，也體現在很多其他工程中，如航天、核電、建筑等。對比傳統二維設計技術，數字化三維技術的應用，能夠針對輸變電工程施工建設中的同一區域多個專業設計碰撞問題進行解決，開展模型統計，形成三維立體圖像。同時，傳統設計技術和設計模式會受不同專業軟件平臺的影響，導致所產生的數據信息之間不能統一，并在數據信息中，存在著重復性輸入的問題，影響了數據信息的利用率。而在輸變電工程建設中應用數字三維技術，可實現設計周期短，精細化程度高，通過促進數據信息的有效傳遞，更有利于提升設計的效率和質量。

3 數字化三維技術在輸變電工程設計中的應用

3.1 建立設計模型

數字化三維技術在輸變電工程的應用過程中，需提前建立設計模型，為后續工作的開展提供依據和參考。

（1）應用數字化三維技術，需要利用互聯網技術和計算機技術，對建模系統和平臺進行搭建。通過物聯網技術和大數據技術的應用，對輸變電工程建設期間的各項數據信息進行采集整理，包括電氣設備數據信息，土建架構數據信息等。完成數據信息的采集整理后，在系統平臺內進行錄入。

（2）設計軟件中的數據庫，然后將設計軟件中的數據庫同錄入的數據信息參數進行分析比對。

（3）結合完成錄入后的數據信息，開展三維模型設計工作。如此，在三維模型中，便能夠實現對全部數據信息參數的精準標注，幫助工作人員更有效地把握這些數據信息。

3.2 校驗安全距離

數字化三維技術在輸變電工程設計的應用過程中，完成三維模型建立后，需要對安全距離進行校驗。結合安全距離校驗結果，保證輸變電工程的設計方案可達到更加合理的效果，也能夠有效避免后續工程建設出現不必要的返工。

（1）應用數字化三維技術，依托三維模型，對輸變電工程項目的內容，及其中數據信息進行校對核算，然后對校驗的范圍進行選擇，也可以采取人工選擇的方式。

（2）重點關注校對工作期間，發現的不合理之處，針對不合理之處對其進行修正和調整。在完成以上工作后，在此開展校驗處理。

3.3 做好防雷保護

為達到更理想的輸變電工程設計效果，需要重點做好防雷保護處理。防雷保護是輸變電工程施工建設的重要組成部分，有著十分關鍵的意義。良好的防雷保護，既關系著用電用戶在用電過程中的安全性，也關系著企業自身的經濟效益。因此，需要合理應用數字化三維技術，開展輸變電工程防雷防護處理，提升變電站的整體質量和效能。具體可從以下兩個方面切入。

（1）利用數字化三維技術進行輸變電工程的三維模型設計，然后在設計好的模型中，添加防雷模塊。如此一來，設計軟件便能夠完成對其的自動識別和自動增加，再由設計人員對其進行適當調整，以保障防雷措施的科學性與合理性。

（2）在完成對防雷設施的增加后，需要通過設計軟件，對保護的范圍進行科學合理計算，并以圖像的方式，對其進行直觀形象地展示，以提高輸變電工程設計的效率和質量。

3.4 優化設計方案

應用數字化三維技術開展輸變電工程設計工作，需要對設計方案進行合理優化，以在科學設計方案的指導下，提升設計的質量和成效。在此基礎上，設計人員應針對多張圖紙進行有效繪制，以及對其進行反復地修改和調整，保證輸變電工程設計方案的科學性與合理性。數字化三維技術的應用，能夠達到無紙化設計的效果，針對設計的成果進行三維立體顯示。如此，既能夠減輕輸變電工程設計中的工作任務，也能降低人員的負擔與壓力，切實提高輸變電工程設計的效率和質量，并幫助施工人員更加清晰地了解其中操作，提升施工進度，減少工程施工中的資源損耗。在具體進行設計優化的過程，可從以下幾個方面切入。

（1）在設計軟件的指導下，將工程設計方案進行自動生成，呈現出三維立體的方式。同時，設計人員通過對其進行應用，完成對工程的內部剖析，以把握變電站中的各結構和內容，對工程設計方案是否足夠科學、合理進行判斷。

（2）應用三維立體圖形，針對各設備間的距離進行自動標注，把握其中包括參數、型號在內的各項指標，為設計人員的修改和調整提供參考與指導。

（3）通過對設計軟件的應用，能夠在設計圖形中，完成對相關數據參數的提取，然后自動對施工圖紙進行生成，并生成施工材料表，實現工程施工效率和準確性的提升。

3.5 生成安裝圖紙

輸變電工程設計中，通常存在著十分復雜的內部結構，也涉及大量環節，有多個設備和多個線路共同組成。因此，在生成安裝圖紙工作期間，需要保證其中各項信息的清晰明確。對此，通過數字化三維技術的應用，便能夠自動化生成安裝圖紙。

3.6 開展碰撞檢測

數字化三維技術應用于輸變電工程設計，需要做好碰撞檢測，針對檢測區域內的線纜橋架、電纜管溝、風管等裝置進行綜合性檢驗。同時，針對輸變電工程中的換流站進行設計，同樣可通過校核的方式來實現，以對其中存在的大量錯綜復雜間距進行測定，包括但不限于跨線路、跨建筑等，均能夠達到更理想的設計效果，提升整體效益。

4 結束語

輸變電工程作為電力企業建設的基礎性工程，在當前人們生產、生活用電供給方面，有著十分重要的作用。因此，為保證輸變電工程的設計質量，需要重點做好數字化三維技術的合理應用，保障輸變電工程設計的安全性、穩定性，提高輸變電工程的整體品質，實現良性發展目標。