Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨

Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨

摘要: 冉瑞江国核电力规划设计研究院，北京，100095 三维数字化设计是未来变电工程设计的趋势，通过精细化协同工作，能够大幅提高设计质量和效率。通过工程应用中的实际经验，总结了三维精细化设计的特点。同时，Bentley软件在变电站三维数字...

冉瑞江国核电力规划设计研究院，北京，100095

三维数字化设计是未来变电工程设计的趋势，通过精细化协同工作，能够大幅提高设计质量和效率。通过工程应用中的实际经验，总结了三维精细化设计的特点。同时，Bentley软件在变电站三维数字化设计中具备特有的优势，随着三维模型的积累以及软件的不断改进，将会引领未来变电工程设计、建造和管理等全寿命周期的数字化革命。

关键词：Bentley软件；变电工程；三维数字化；协同设计；应用

Discussion on the Application of Bentley Software in Substation 3D Numerical

Design

RAN Rui-jiang

State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute，Beijing 100095，

China）

Abstract：3D Numerical Design is the trend of the future substation design. Through elaborate and coordinated work, the quality and efficiency of design has been greatly improved. With the practical engineering experience, the characteristics of the 3D Numerical Design are summarized. Besides, the Bentley software has special advantages in the 3D Numerical Design. With the accumulation of 3D models and improvement of the Bentley software, it will definitely guide the 3D Numerical revolution of design, construction and management in the substation whole-life cycle span.

Key words：Bentley software; substation engineer; 3D Numerical; coordinated design; application

引言

目前，变电工程的设计普遍采用的是二维设计手段，是依赖设计者的空间想象力和制图技能完成空间设计的，对工程总体空间布置的经济技术比较和优化缺乏控制，很难适应坚强智能电网的要求[1]。这种设计方法对设计质量缺乏高效的控制，工作效率较低，难以适应精细化和信息化的需求。

而当前电网业主已明确提出三维设计和数字化移交的要求。采用三维设计和数字化移交有着以下重要的意义。

（1）可以做到精细化设计，方便地进行三维空间的安全距离校验和材料统计，避

免碰撞。

（2）可适应专业间协同设计，各专业通过一个设计平台进行设计，提高了不同专

业配合的效率，避免接口过程带来的错误。

（3）数字化移交，集方案、数据于一体的三维变电站模型可以为业主提供真实的

展示效果，并形成完整的变电站数字化平台，实现变电站的全寿命周期管理，为工程的后期维护和改造提供方便，也为设计服务的延伸增值提供可能。

１三维数字化

1.1 概念

三维设计是针对二维设计而言的，在三维设计中，所有变电站中的设备都是通过三维模型展现的，可以更直观、精准地描述各类设备的空间关系。

而数字化设计则要形成以数据库为核心的设计成品的数字化体系，实现与设计评审、设备采购、工程建设招投标、现场施工管理、资产管理、生产管理等各个阶段的高质量数字化连接，并最终形成一个终生存储工程信息的管理平台，实现变电工程全寿命周期的数字化。

1.2 三维数字化设计的内容

三维数字化设计首先必须针对变电设计项目整体，涵盖变电工程设计工作的全部专业内容，对应于电气、土建、结构、水暖、场地等专业。

基于强大的数据库后台，实现所有结构化和非结构化设计数据的综合管理。通过设计工具分别进行二维原理图、三维设备布置、场地、建筑等的设计，完成电气、土建等相关计算校验和材料统计，出具施工图纸。

设计成果以数字化型式移交给施工、运行、管理等各部门，达到项目的全寿命周期管理[2-4]。

2Bentley软件的应用

2.1 软件介绍

Bentley公司针对电力行业的设计工作拥有一套完整的解决方案。

首先，其三维设计平台Microstation是Bentley公司面向全球基础设施设计、建造和运营的旗舰产品，采用基于Parasolid的三维模型技术和Microsoft DirectX 3D游戏级的图形驱动技术，具备高质量的动画漫游、施工进度模拟等仿真功能。

Bentley Substation则是专门针对变电站的设计工具，具有专业的、成熟的智能辅助设计功能，能够保证在整个项目设计过程中设计数据的共享及继承，从而真正实现三维数字化协同设计。并且，设计数据可以传递到施工、采购、运维等各阶段，是覆盖工程项目各个阶段的软件系统[5]。

图1 Bentley Substation软件界面

Fig.1 Interface of Bentley Substation

使用Bentley变电站设计软件Substation，可以快速完成二维原理图设计，智能地进行三维设备布置，较为准确地在三维模型中表达带有弧垂的导线、连接线，并进行导线受力分析，生成导线施工报表等设计工作。三维模型通过动态剖切可以自动生成二维平断面图纸，满足施工要求。在三维设计中，二维原理图、三维模型的布置和二维平断面均可以实时、动态、高效地关联，当发生设计修改时，只需要在三维布置中进行调整，所有二维图纸都会自动刷新，而不再需要在平、断面图上进行手动调整，既避免了人为错误的发生，又大幅度地提高了设计效率。

此外，Substation软件还可以完成防雷、接地、照明、电缆敷设、端子接线图等系统的设计，帮助设计人员高质高效地完成变电站有关电气设计的部分。