導(dǎo)語(yǔ)：三維設(shè)計(jì)在電網(wǎng)和變電站建設(shè)的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(jì)憑借在變電站工程數(shù)字化、可視化和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)以及對(duì)工程建設(shè)和運(yùn)行的深刻理解，正在逐漸成為電力設(shè)計(jì)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(jì)過程的優(yōu)缺點(diǎn)，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(jì)；模型；協(xié)同設(shè)計(jì)

三維設(shè)計(jì)憑借多視角、全方位的圖形展示界面，以及其圖紙聯(lián)動(dòng)調(diào)整及自動(dòng)凈距校驗(yàn)等功能，正在越來越多被電力行業(yè)設(shè)計(jì)單位采用。同時(shí)，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)網(wǎng)公司）基建【2018】585號(hào)及安徽省電力公司（以下簡(jiǎn)稱公司）建設(shè)工作【2018】157號(hào)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(jì)，同步啟動(dòng)公司三維建模工作。到2020年底前，公司所有新建、改建、擴(kuò)建35kV及以上輸變電工程具備數(shù)字移交條件，總體上實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)、三維評(píng)審、三維移交。

1三維設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（1）數(shù)字化時(shí)代，智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)變電站工程設(shè)計(jì)提出了更高的要求，目前國(guó)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(jìn)行設(shè)計(jì)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(jìn)一步提高，設(shè)計(jì)成果不具備全生命周期數(shù)字化移交的能力。三維設(shè)計(jì)技術(shù)條件下，變電站建筑物和設(shè)備等能夠在計(jì)算機(jī)提供的三維空間中建造出來，它將變電站涉及到的各個(gè)專業(yè)結(jié)合到一起。在協(xié)同設(shè)計(jì)工作平臺(tái)下，各專業(yè)能看到其他設(shè)計(jì)人員的成果，通過專業(yè)間溝通，共同完善工程設(shè)計(jì)方案。（2）變電站三維設(shè)計(jì)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(kù)為核心，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)三維模型，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出圖、聯(lián)動(dòng)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(jì)工作效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2三維設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中的具體措施

2.1采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的數(shù)字化設(shè)計(jì)。（1）變電站三維設(shè)計(jì)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，相關(guān)聯(lián)的圖紙能自動(dòng)生成。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)備模型采用國(guó)網(wǎng)公司通用模型庫(kù)（2018年版），模型文件統(tǒng)一采用GIM格式，這就從源頭上對(duì)設(shè)備型式進(jìn)行了統(tǒng)一。（2）在工程設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)在協(xié)同平臺(tái)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(jì)人員均能看到。通過數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)工程一處設(shè)計(jì)修改，多張相關(guān)圖紙自動(dòng)更新，并及時(shí)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行提醒，避免了專業(yè)間多次提資帶來的信息傳遞錯(cuò)誤，有效降低了專業(yè)間接口出錯(cuò)的概率。2.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系。三維設(shè)計(jì)平臺(tái)作為設(shè)計(jì)單位專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)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(kù)和設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)等資源，幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)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(jì)人員在工程設(shè)計(jì)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(kù)設(shè)備選型可根據(jù)“型號(hào)”、“廠家”、“電壓等級(jí)”等信息進(jìn)行快速檢索，便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇。2.3變電站三維協(xié)同設(shè)計(jì)。基于同一工程模型的協(xié)同設(shè)計(jì)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(jì)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(tái)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(dòng)更改。相比常規(guī)CAD制圖設(shè)計(jì)，采用線下提資確認(rèn)的方式，不僅提高了設(shè)計(jì)工作的效率，同時(shí)降低了專業(yè)間多次提資引發(fā)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，有效提升了設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。2.4精細(xì)化設(shè)計(jì)。（1）基于三維模型的精細(xì)化設(shè)計(jì)，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(jì)錯(cuò)誤，避免返工，有效節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)解決問題的時(shí)間。三維設(shè)計(jì)軟件自帶碰撞檢查功能，可自動(dòng)檢驗(yàn)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(jì)展示立體空間，可視化效果好。相比二維設(shè)計(jì)平臺(tái)，空間上的交叉碰撞，只能依靠設(shè)計(jì)人員的空間想象分析判斷，在錯(cuò)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(jì)人員需求，自動(dòng)校驗(yàn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，安全距離校驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且錯(cuò)誤率高。三維設(shè)計(jì)不僅提供了全方位360度旋轉(zhuǎn)觀察，且通過自動(dòng)凈距校驗(yàn)功能，有效降低了設(shè)計(jì)周期，提升了設(shè)計(jì)工作效率。2.5設(shè)計(jì)成果共享。變電站工程設(shè)計(jì)一般分為可行性研究設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)及竣工圖設(shè)計(jì)四個(gè)階段。三維設(shè)計(jì)在四個(gè)階段中共用一個(gè)設(shè)計(jì)模型，在設(shè)備招標(biāo)階段建立變電站模型，通過設(shè)計(jì)信息的不斷細(xì)化在各階段進(jìn)行流轉(zhuǎn)，最大限度實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)成果在整個(gè)設(shè)計(jì)周期的共享，有效縮短了設(shè)計(jì)周期。

3三維設(shè)計(jì)在變電站工程的應(yīng)用

3.1應(yīng)用實(shí)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(jì)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(gè)專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，論述現(xiàn)階段三維設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及不足之處。（2）在工程設(shè)計(jì)階段，變電一次、二次及土建專業(yè)可通過在設(shè)計(jì)平臺(tái)固定基準(zhǔn)點(diǎn)的方式，在變電站總平面基礎(chǔ)上協(xié)同開展設(shè)計(jì)工作。根據(jù)工程實(shí)際情況，土建專業(yè)結(jié)合國(guó)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(jì)工作；對(duì)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(jìn)行賦值；對(duì)站內(nèi)墻體開洞、電纜埋管布置以及站內(nèi)事故油池等進(jìn)行三維設(shè)計(jì)與展示。電氣專業(yè)依據(jù)國(guó)網(wǎng)公司通用設(shè)備模型，開展電氣設(shè)計(jì)工作，并對(duì)采用的各設(shè)備參數(shù)進(jìn)行賦值。三維設(shè)計(jì)平臺(tái)具備常規(guī)短路電流計(jì)算、導(dǎo)線拉力校驗(yàn)、蓄電池容量計(jì)算等功能，可通過軟件計(jì)算并自動(dòng)導(dǎo)出計(jì)算書，無需再單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算賦值，這在一定程度上縮短了設(shè)計(jì)周期。各專業(yè)設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)網(wǎng)公司“三通一標(biāo)”的要求，后期設(shè)備廠家也需按照國(guó)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(jì)工作無縫對(duì)接。同時(shí)，三維設(shè)計(jì)平臺(tái)提供二維視圖界面及CAD圖紙導(dǎo)出功能，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)需要進(jìn)行自行選擇。（3）變電站總平圖設(shè)計(jì)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(jìn)行自動(dòng)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(jìn)行繪制，可在總平面圖上進(jìn)行“切割”即可，設(shè)備參數(shù)自動(dòng)生成。如總平面圖進(jìn)行調(diào)整，各配電裝置圖及斷面圖自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，無需人工操作，大大降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)的概率。3.2現(xiàn)階段三維設(shè)計(jì)的不足之處。由上述可見，變電站三維設(shè)計(jì)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯，已越來越多被設(shè)計(jì)單位所采用，本文通過具體工程展示三維設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。同時(shí)對(duì)比常規(guī)的二維設(shè)計(jì)平臺(tái)，三維設(shè)計(jì)不僅在提升設(shè)計(jì)工作效率方面優(yōu)勢(shì)明顯，還大大降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)的概率，提升了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。另一方面，三維設(shè)計(jì)雖然應(yīng)用前景較好，但目前還處于試點(diǎn)應(yīng)用階段，在工程具體應(yīng)用過程中，還存在以下幾點(diǎn)不足。（1）國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備模型庫(kù)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(diǎn)設(shè)備、消弧線圈及保護(hù)測(cè)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(jì)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(jìn)一步明確，對(duì)建模的基本圖元沒有明確的說明。（3）各設(shè)計(jì)單位三維設(shè)計(jì)成果如何實(shí)現(xiàn)信息共享，工程竣工資料、三維設(shè)計(jì)移交的范圍、格式要求和深度還需進(jìn)一步明確。

4結(jié)語(yǔ)

三維設(shè)計(jì)工作目前雖然還處在試點(diǎn)階段，但推廣應(yīng)用已勢(shì)在必行。下一步國(guó)網(wǎng)公司將依托“三通一標(biāo)”要求，進(jìn)一步細(xì)化通用設(shè)備模型庫(kù)，完善公用設(shè)備模型。同時(shí)，在模型創(chuàng)建技術(shù)要求、設(shè)計(jì)深度要求、成果移交要求等方面需進(jìn)一步細(xì)化梳理，出臺(tái)相應(yīng)文件，真正達(dá)到工程三維設(shè)計(jì)、三維評(píng)審及三維移交的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]基建技術(shù)〔2017〕104號(hào).輸變電工程三維設(shè)計(jì)數(shù)字化移交技術(shù)導(dǎo)則[S].國(guó)網(wǎng)基建部.

[2]基建技術(shù)〔2017〕37號(hào).國(guó)網(wǎng)基建部關(guān)于印發(fā)變電站（換流站）三維設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見（暫行）的通知[Z].

[3]基建技經(jīng)〔2017〕100號(hào).國(guó)網(wǎng)基建部關(guān)于印發(fā)輸變電工程三維設(shè)計(jì)評(píng)審管理指導(dǎo)意見的通知[Z].

[4]建設(shè)工作〔2018〕157號(hào).國(guó)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(jì)及建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心專題討論會(huì)議紀(jì)要的通知[Z].

作者:高運(yùn)動(dòng) 單位:安徽宏源電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司