導(dǎo)語：三維設(shè)計在電網(wǎng)和變電站建設(shè)的運用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：三維設(shè)計憑借在變電站工程數(shù)字化、可視化和移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)以及對工程建設(shè)和運行的深刻理解，正在逐漸成為電力設(shè)計單位的智能輔助工具。結(jié)合某220kV新建模塊化智能變電站工程，講述三維設(shè)計過程的優(yōu)缺點，并提出發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)建設(shè)；變電站；三維設(shè)計；模型；協(xié)同設(shè)計

三維設(shè)計憑借多視角、全方位的圖形展示界面，以及其圖紙聯(lián)動調(diào)整及自動凈距校驗等功能，正在越來越多被電力行業(yè)設(shè)計單位采用。同時，根據(jù)國家電網(wǎng)公司（以下簡稱國網(wǎng)公司）基建【2018】585號及安徽省電力公司（以下簡稱公司）建設(shè)工作【2018】157號文要求：自2018年下半年開始，公司新建110kV及以上輸變電工程全面應(yīng)用三維設(shè)計，同步啟動公司三維建模工作。到2020年底前，公司所有新建、改建、擴建35kV及以上輸變電工程具備數(shù)字移交條件，總體上實現(xiàn)三維設(shè)計、三維評審、三維移交。

1三維設(shè)計的特點

（1）數(shù)字化時代，智能電網(wǎng)建設(shè)對變電站工程設(shè)計提出了更高的要求，目前國網(wǎng)公司已經(jīng)建立了工程數(shù)據(jù)中心和數(shù)字化移交系統(tǒng)，并在新建工程中要求進行設(shè)計成果的數(shù)字化移交。傳統(tǒng)CAD工作模式下，采用圖紙復(fù)制修改為特征的作業(yè)模式，其質(zhì)量與效率已無法進一步提高，設(shè)計成果不具備全生命周期數(shù)字化移交的能力。三維設(shè)計技術(shù)條件下，變電站建筑物和設(shè)備等能夠在計算機提供的三維空間中建造出來，它將變電站涉及到的各個專業(yè)結(jié)合到一起。在協(xié)同設(shè)計工作平臺下，各專業(yè)能看到其他設(shè)計人員的成果，通過專業(yè)間溝通，共同完善工程設(shè)計方案。（2）變電站三維設(shè)計是集電氣、建筑、結(jié)構(gòu)、水暖功能于一身，以工程數(shù)據(jù)庫為核心，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動三維模型，最終實現(xiàn)自動出圖、聯(lián)動更新、凈距校核及數(shù)字化三維協(xié)同，從而大幅提高設(shè)計工作效率與設(shè)計質(zhì)量。

2三維設(shè)計在工程設(shè)計中的具體措施

2.1采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫為核心的數(shù)字化設(shè)計。（1）變電站三維設(shè)計以工程數(shù)據(jù)庫為核心，相關(guān)聯(lián)的圖紙能自動生成。數(shù)據(jù)庫設(shè)備模型采用國網(wǎng)公司通用模型庫（2018年版），模型文件統(tǒng)一采用GIM格式，這就從源頭上對設(shè)備型式進行了統(tǒng)一。（2）在工程設(shè)計過程中，各專業(yè)在協(xié)同平臺同步開展，本專業(yè)圖紙的調(diào)整修改相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員均能看到。通過數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)工程一處設(shè)計修改，多張相關(guān)圖紙自動更新，并及時對相關(guān)設(shè)計人員進行提醒，避免了專業(yè)間多次提資帶來的信息傳遞錯誤，有效降低了專業(yè)間接口出錯的概率。2.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計體系。三維設(shè)計平臺作為設(shè)計單位專業(yè)知識和設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的載體和應(yīng)用工具，通過提供標(biāo)準(zhǔn)化工程庫和設(shè)備數(shù)據(jù)庫等資源，幫助設(shè)計人員實現(xiàn)“海量檢索”、“精確定位”和“全盤復(fù)用”的作業(yè)模式。設(shè)計人員在工程設(shè)計階段，可根據(jù)工程具體需求選用不同的設(shè)備型式。數(shù)據(jù)庫設(shè)備選型可根據(jù)“型號”、“廠家”、“電壓等級”等信息進行快速檢索，便于設(shè)計人員進行選擇。2.3變電站三維協(xié)同設(shè)計?；谕还こ棠Ｐ偷膮f(xié)同設(shè)計體系縮短了專業(yè)之間的提資接收周期，并減少了專業(yè)間提資的工作量。最大限度共享專業(yè)間設(shè)計成果，避免重復(fù)工作。變電一次、變電二次及變電土建專業(yè)人員在同一平臺開展工作，在線完成專業(yè)間提資及校審，圖紙的更新、修改一目了然，相關(guān)圖紙數(shù)據(jù)自動更改。相比常規(guī)CAD制圖設(shè)計，采用線下提資確認的方式，不僅提高了設(shè)計工作的效率，同時降低了專業(yè)間多次提資引發(fā)出錯的風(fēng)險，有效提升了設(shè)計工作質(zhì)量。2.4精細化設(shè)計。（1）基于三維模型的精細化設(shè)計，具有管線綜合碰撞檢查、安全凈距校核等能力，從根本上避免設(shè)計錯誤，避免返工，有效節(jié)約現(xiàn)場解決問題的時間。三維設(shè)計軟件自帶碰撞檢查功能，可自動檢驗變電站設(shè)備基礎(chǔ)之間、基礎(chǔ)與電纜溝、基礎(chǔ)與預(yù)埋管間的碰撞檢查，并通過三維設(shè)計展示立體空間，可視化效果好。相比二維設(shè)計平臺，空間上的交叉碰撞，只能依靠設(shè)計人員的空間想象分析判斷，在錯綜復(fù)雜的設(shè)備基礎(chǔ)及設(shè)備間的布置方式下，很難直觀的發(fā)現(xiàn)問題。（2）安全凈距校核功能可根據(jù)設(shè)計人員需求，自動校驗不同電壓設(shè)備間、設(shè)備與地之間的安全距離是否滿足要求。在變電站出線回路較多或接線型式復(fù)雜的情況下，帶電設(shè)備與導(dǎo)線存在空間上的交叉，僅依靠二維圖形界面進行設(shè)計，安全距離校驗費時費力且錯誤率高。三維設(shè)計不僅提供了全方位360度旋轉(zhuǎn)觀察，且通過自動凈距校驗功能，有效降低了設(shè)計周期，提升了設(shè)計工作效率。2.5設(shè)計成果共享。變電站工程設(shè)計一般分為可行性研究設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計及竣工圖設(shè)計四個階段。三維設(shè)計在四個階段中共用一個設(shè)計模型，在設(shè)備招標(biāo)階段建立變電站模型，通過設(shè)計信息的不斷細化在各階段進行流轉(zhuǎn)，最大限度實現(xiàn)了設(shè)計成果在整個設(shè)計周期的共享，有效縮短了設(shè)計周期。

3三維設(shè)計在變電站工程的應(yīng)用

3.1應(yīng)用實例。（1）以下依據(jù)某220kV新建模塊化智能變電站工程為例，講述三維設(shè)計在工程應(yīng)用過程中的具體工作，結(jié)合變電一次、二次及土建三個專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，論述現(xiàn)階段三維設(shè)計的優(yōu)點及不足之處。（2）在工程設(shè)計階段，變電一次、二次及土建專業(yè)可通過在設(shè)計平臺固定基準(zhǔn)點的方式，在變電站總平面基礎(chǔ)上協(xié)同開展設(shè)計工作。根據(jù)工程實際情況，土建專業(yè)結(jié)合國家電網(wǎng)模塊化建設(shè)要求，分別開展裝配式圍墻、大門、建筑物及構(gòu)筑物模塊的設(shè)計工作；對變電站建筑物墻板、圍墻大砌塊石、墻體裝飾板、門窗型式等尺寸和材質(zhì)進行賦值；對站內(nèi)墻體開洞、電纜埋管布置以及站內(nèi)事故油池等進行三維設(shè)計與展示。電氣專業(yè)依據(jù)國網(wǎng)公司通用設(shè)備模型，開展電氣設(shè)計工作，并對采用的各設(shè)備參數(shù)進行賦值。三維設(shè)計平臺具備常規(guī)短路電流計算、導(dǎo)線拉力校驗、蓄電池容量計算等功能，可通過軟件計算并自動導(dǎo)出計算書，無需再單獨進行計算賦值，這在一定程度上縮短了設(shè)計周期。各專業(yè)設(shè)計人員需嚴格執(zhí)行國網(wǎng)公司“三通一標(biāo)”的要求，后期設(shè)備廠家也需按照國網(wǎng)公司通用設(shè)備生產(chǎn)；以此，才能保證各專業(yè)設(shè)計工作無縫對接。同時，三維設(shè)計平臺提供二維視圖界面及CAD圖紙導(dǎo)出功能，設(shè)計人員可根據(jù)需要進行自行選擇。（3）變電站總平圖設(shè)計完成后，各建筑物的正面圖、立面圖、俯視圖可根據(jù)工程需求進行自動生成（見圖2、圖3、圖4）。電氣專業(yè)的配電裝置圖及間隔斷面圖無需再次進行繪制，可在總平面圖上進行“切割”即可，設(shè)備參數(shù)自動生成。如總平面圖進行調(diào)整，各配電裝置圖及斷面圖自動進行調(diào)整，無需人工操作，大大降低了設(shè)計出錯的概率。3.2現(xiàn)階段三維設(shè)計的不足之處。由上述可見，變電站三維設(shè)計平臺優(yōu)勢明顯，已越來越多被設(shè)計單位所采用，本文通過具體工程展示三維設(shè)計的特點。同時對比常規(guī)的二維設(shè)計平臺，三維設(shè)計不僅在提升設(shè)計工作效率方面優(yōu)勢明顯，還大大降低了設(shè)計出錯的概率，提升了工程設(shè)計質(zhì)量。另一方面，三維設(shè)計雖然應(yīng)用前景較好，但目前還處于試點應(yīng)用階段，在工程具體應(yīng)用過程中，還存在以下幾點不足。（1）國網(wǎng)公司設(shè)備模型庫不全，目前主要設(shè)備模型都有，但部分輔助設(shè)備，如主變壓器中性點設(shè)備、消弧線圈及保護測控等二次設(shè)備模型依然空缺。該部分模型的不統(tǒng)一必將造成各廠家及各設(shè)計人員建模型式的多樣化。（2）設(shè)備建模深度及技術(shù)要求仍需進一步明確，對建模的基本圖元沒有明確的說明。（3）各設(shè)計單位三維設(shè)計成果如何實現(xiàn)信息共享，工程竣工資料、三維設(shè)計移交的范圍、格式要求和深度還需進一步明確。

4結(jié)語

三維設(shè)計工作目前雖然還處在試點階段，但推廣應(yīng)用已勢在必行。下一步國網(wǎng)公司將依托“三通一標(biāo)”要求，進一步細化通用設(shè)備模型庫，完善公用設(shè)備模型。同時，在模型創(chuàng)建技術(shù)要求、設(shè)計深度要求、成果移交要求等方面需進一步細化梳理，出臺相應(yīng)文件，真正達到工程三維設(shè)計、三維評審及三維移交的目標(biāo)。

參考文獻：

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[4]建設(shè)工作〔2018〕157號.國網(wǎng)安徽省電力有限公司建設(shè)部關(guān)于印發(fā)輸變電工程三維設(shè)計及建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心專題討論會議紀(jì)要的通知[Z].

作者:高運動 單位:安徽宏源電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司