三维设计在电网和变电站建设中的应用与实践

三维设计在电网和变电站建设中的应用与实践

发表时间：2019-11-18T11:53:47.730Z 来源：《中国电业》2019年第14期作者：方福歆

[导读] 随着我国电力事业的快速发展，传统电力设计方法存在的问题也越来越多。

摘要：随着我国电力事业的快速发展，传统电力设计方法存在的问题也越来越多，为了满足多元化的使用需求，电力行业设计单位逐渐引入现代化三维设计系统。三维设计凭借在变电站工程数字化、可视化和移动互联网领域的关键技术以及对工程建设和运行的深刻理解，正在逐渐成为电力设计单位的智能辅助工具。

关键词：三维设计；电网；变电站建；应用与实践

伴随着我国的电网技术快速的发展，电网以及变电站建设已经开始应用数字化三维设计技术，应用此技术能够避免设计的缺项、错项，能够保证设计整体质量的同时，还能够有效降低纸质材料所产生的资源浪费，因此，加强三维设计研究极为关键。

1三维设计的特点

传统的二维设计模式，在视觉角度上与作业模式上都处于落后状态，无法实现变电站全生命周期的数字化移交。在这种环境下三维设计技术应运而生，其主要依托与信息化智能三维设计平台，在很大程度上缩短了设计作业时间，优化作业流程，变电站设计包括电气、建筑、结构、水暖等多项内容，借助完善的标准化数据模型库与强大的自动计算分析功能，让电网与变电站建设更加简单，能够实现自动校准、自动出图、三维协同等多项功能。为了进一步提高电网与变电站的设计质量和效率，采用三维设计技术，通过计算机软件构建工程信息模型，使其所有信息都能够全面的展现出来，并且还可以符合变电站在建设上对多个专业的协调需求，实现不同专业之间的相互沟通和信息转换，最终达到优化工程设计的效果。

2三维设计在电网和变电站建设中的应用要点

2.1定制概预算软件接口。

现阶段三维设计相关的软件和有关软件的结合比较少，因此会对整体的设计效率造成一定程度的影响。提议由数字化三维设计结果当中寻找整体资料清册和多种类的安装工程量，直接由相关软件将工程造价算出。此提议实践以后，可以快速度的将工程项目造价的经济性得出分析结果，并且能够将每种方案分析的结果实施对比，以此来提升方案的对比和选择效率，给项目的出资方提供一个准确的可参考依据，此种方式和传统方式对比有着非常大的优点。

2.2定制P3等工程软件接口，推进4D模拟施工。

提议在设计过程中应用三维数字化设计及开展施工、运行管理过程模拟（4D技术），比如在模仿大型装备吊装、模仿维护管理等，已经明确方案是否合理。当下，应用三维技术能够完成装备运输、设备吊装等工序的模拟，可是没有办法对负荷进行计算。另外有个别工程软件能够实时吊装计算以及模仿等，可是和前面提到的三维设计软件相比有些不足之处。并且，在设计的时候构建的三维模型，应用项目监管工具将工程进度相关信息进行导入，把工程的进度数据和三维模型实施关联，在工程开展之前就可以使用三维模型对工程进度进行模拟，这是一个完全可以观看到的过程，为工程项目预案提出有力条件，为工程方案和规划奠定了基础。

2.3开展变电工程三维模型标准化研究

讨论设计和构建对三维模型的建模需要，并且兼顾着运行的需求，因此，三维设计通过其效率高，操作简单，适合变电站总体模型针对文件总量的把控，最终成为准确恰当的三维模型初始方案，确保模型的相关数据得到优化。例如与当前国家电网突出模块化与变电站相互结合，从而更好的规划三维模型，促进电网与变电站三维设计的标准化。

2.4构建三维设计成果应用体系。

建设三维设计结果统一监管以及应用体系，监理电网项目准确的数据资源，将企业内部和外部的电网工程信息有关资源进行有效整合，最终达到电网项目相关数据统一化管理，有效的确保了公司内部的主要数据以及信息的安全。为公司电网决策支持、规划设计、工程建设、等方面提供有效的数据支撑。

2.5研究电网工程数据加密及标准格式转换技术。

实施“电网项目数据保密以及规范格式转变技术研究”，实施深入分析，对工程项目相关数据加密保护、压缩、电子签章、规范化格式转变等技术，确保项目数据的精准和可追溯性，以达到工程项目数据的最初数据的格式相同标准化。

3三维设计在电网和变电站建设中的应用与实践分析

3.1确定变电站三维设计目标

设定准确的目标是实现三维设计价值的最好依据，以变电站设计为例，设计目标需要满足以下几方面需求：第一，能够实现自动化的计算分析，构建三维信息模型，设计人员通过一次性输入数据就能够得到完整的图形效果，并可以自动生成多视角的图纸文件，缩短变电站设计时间。第二，全专业协同设计，由于变电站建设所涉及的专业较多，不同专业下的技术要求也不尽相同，三维协同设计通过平台一体化管理，能够实现同一项目下所有专业人员的设计要求，通过制定文件档案与模型命名等方法，对不同专业人员进行权限分配限制，只有本专业设计人员有专有部分的读、写权限，其它设计人员只能够读取，在满足各自专业设计的基础上能够查看其它专业的设计情况，高效、快速的完成设计工作，避免相互之间的碰撞和冲突，保证全专业的协同设计。第三，数字化移交，传统设计模式下对于数字、信息的移交工作较为繁琐，不仅工作量大、持续时间长、内容上也容易出在遗漏和偏差，这在很大程度上降低了变电站建设的管理水平。三维数字化移交自身具备强大的数据库功能，通过统一信息平台实现数据、成果的整体移交，其主要包括地理信息数据、设计模型、工程数据等多方面内容，与助于变电站建设管理的信息化与智能化发展。

3.2三维建模

三维建模对变电站建设进度与工程量有着直接影响，变电站中电气设备作为核心内容，对建模深度与建模精度等方面都有着较高的要求。在具体的建模过程中设计人员主要对土建支架模型与设备模型这两方面创建元件模型，根据现场实际情况设计人员不断简化元件信息，保证模型能够符合具体要求，结合设备供应商提供的指定文件格式完善三维模型设计，保证模型绘制比例等各方面都能够具有准确性、真实性。由于变电站设计中需要创建的模型较多，为了节约模型库的存储空间，设计人员应该对模型进行简化设计，采用方便识别的绘图方式在保证模型自身功能表达清楚的基础上，秉持一定的简化原则：保证模型结构、模型装配的合理性，关键尺寸与专业部分不能进