变电站三维数字化设计平台的应用分析

变电站三维数字化设计平台的应用分析

摘要变电站数字化设计系统以大型网络数据库为支撑，以三维为手段，将变电设计当中涉及的电气、结构、建筑、水工、暖通、总图等专业的设计工作集成到统一的系统上，本文以上海某220kV变电站为例将三维数字化设计平台在变电站中具体应用详细进行了介绍，体现了未来三维数字化设计在变电站设计中的重要性。

关键词变电站；数字化；案例

前言

变电站数字化设计系统以大型网络数据库为支撑，以三维为手段，将变电设计当中涉及的电气、结构、建筑、水工、暖通、总图等专业的设计工作集成到统一的系统上。实现各专业的协同设计，避免由于传统互提文件资料方式带来的信息不一致的问题；提高设计精细化水平，在三维下进行准确的安全净距校核与材料统计。

1 数字化设计技术的必要性

1.1 电网设计技术难度增加

电网的复杂程度不断增加，新技术、新方案不断出现，以翻改旧工程为主的方式已经不能满足需要，需要更加精细化设计手段。

1.2 设计效率瓶颈的限制

传统设计模式下，多专业间的协同困难，变电站的整体设计工作是由诸多专业相互协同完成的，这就要求信息可以在不同专业之间共享，以尽量减少用于沟通的时间，提高沟通的精确度，从而解决提高设计效率过程中至关重要的瓶颈问题。

1.3 变电设计水平提升的要求

从变电项目的全生命周期管理的角度看，设计过程就是工程信息建立的过程，其信息将作用于采购、施工、运行、资产管理等全生命周期。也就是说“设计是电网信息的源头”。现有的以二维图纸为表达形式的模式，与以数据库为核心的电网信息化系统很难对接。只有作为源头的设计行业率先实现信息化设计，才能为整个电网的信息化提供强劲的数字化引擎。

2 智能三维设计软件在某220kV变电站中的应用

针对某220变电站工程，进行项目策划，运用三维数字技术将变电站内间隔、

设备、附件、附属物的型号、尺寸、间距等信息以参数化模型的方式，保存到数据库中。对变电站进行数字化、智能化、精细化设计，建立全站的数字化三维模型，自动完成设备安全净距校验、导线力学计算、防雷及接地设计、设备材料统计等工作。使基建、生产、运行全过程数字化移交成为可能，开拓全新的变电站建设和运行维护管理模式，将为智能化、数字化电网建设和管理打下坚实的基础。

2.1 某220kV变电站工程概况

某220kV变电站按无人值守变电站设计，并以“两型一化”智能变电站、标准配送式智能变电站为建设目标。

2.2 某220kV变电站的三维设计

根据本站的建设规模，我们主要做了以下工作：

首先，根据某220kV变电站的建设规模和接线方式，在智能三维设计平台中设计参数化的电气主接线，并由此建立整个变电站的工程信息和逻辑关系。

其次，根据主接线系统图，变电站智能三维设计平台能方便地自动调用与选用的典型主接线相对应的三维布置模型，并根据修改后的主接线更新和优化变电站三维总平面布置模型。

然后，对某220kV变电站总图布置进行整合规划设计，包括站址选择、进站道路、站区总平面及设备布置、土方量计算等。根据三维总平面，对某220kV 变电站进行各个方面的精细化设计。

从三维模型中抽取架构和设备基础提资图向土建专业提资，土建专业通过设计计算，如有更改可向电气专业反提资，三维模型可直接接受土建专业的架构设计结果和设备基础，自动更新三维模型，实现专业间的无缝衔接。

2.3 某220kV变电站的数字化移交

某220kV变电站三维数字化移交作为工程设计阶段的重要辅助手段，对工程的精细化管理将起到积极作用，也将对电网工程设计及移交手段的进步产生重大影响，并为未来的智能电网建设提供支持。

某220kV变电站工程拟采用变电站智能三维设计平台作为三维数字化移交的基础工作平台。设计过程工程信息管理采用C/S方式，各专业在同一平台协同工作。系统自动存放所有结构化的工程信息；非结构化信息则通过交互形式提交给系统；平台与专业应用软件集成，直接获得软件输入和输出信息，从而形成包含数据、三维模型、图纸和文档的完整的工程信息。全部工程设计信息按规范化的结构存放在工程数据库服务器和工程文档管理服务器。

某220kV变电站设计三维数字化移交可结合工程建设和运行管理的需要适

时分阶段实施。从工程数据库服务器和工程文档管理服务器采集相关信息，经校验后封装成不可更改的网络流媒体格式，以数字化形式发布至WEB服务器，以B/S的方式供业主、施工、监理、调试、运行和维护等工程各方查询和引用。

在施工图设计阶段，可对全站系统方案、线路规划和设备选型的数据进行收集，建立工程的档案、模型参数库，进行相关数据的录入。该阶段的主要成果有：变电站接入系统成果、三维模型数据成果、档案数据成果、模型参数成果等。在竣工图设计阶段，能及时收集整理施工单位的竣工资料，进行全线数据核对更新。数据成果的移交形式为对应的数据光盘，并能结合变电站智能三维设计平台三维数字化移交应用模块进行全方位数字化移交。

按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，工程施工、采购、调试单位将本环节相关工程信息按规划好的数据库结构发布至同一工程信息管理平台。某220kV变电站工程建设期三维数字化移交的实施，拟在向运行维护单位移交真实的物理变电站工程的同时，移交另一个网络虚拟的数字化變电站。为运维期的变电站信息系统和设备管理提供完整的规范化的基础数据支撑。

3 结束语

变电站智能三维设计平台软件面向变电站全部设计阶段，从方案设计、初步设计、施工图设计、竣工图设计到三维数字化移交，均采用同一个设计模型，其数据流程涵盖各个专业的协同设计，涉及采购、施工、运行维护全寿命周期。

通过变电站智能三维设计软件的应用，使得整个某220kV变电站的设计流程更加的快捷高效，设计成果更加直观精准，提高了设计人员的设计效率和质量。

通过变电站智能三维设计软件的应用，使得某220kV变电站三维数字化移交成为可能。智能三维设计平台从包含工程信息的数据库提取满足要求胡设备物料清单，并根据业主所采用的信息化系统，进行三维数字化移交。

变电站智能三维设计软件平台的应用是电网变电设计技术的一个里程碑，它开创了变电站设计技术的新天地，将电网设计推向标准化、智能化、数字化、自动化的新高度，并为坚强智能电网的实施提供了坚实有效的数据基础。