三維設(shè)計(jì)在電網(wǎng)和變電站建設(shè)中的應(yīng)用與實(shí)踐

摘 要：隨著我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)電力設(shè)計(jì)方法存在的問(wèn)題也越來(lái)越多，為了滿足多元化的使用需求，電力行業(yè)設(shè)計(jì)單位逐漸引入現(xiàn)代化三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)。三維設(shè)計(jì)方法一經(jīng)應(yīng)用就取得了不錯(cuò)的成績(jī)，并轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)在空間上、效益上的局限性，采用三維設(shè)計(jì)手段可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和變電站全過(guò)程分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化，這對(duì)于電力工程行業(yè)來(lái)講起到了很大的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)建設(shè);變電站;三維設(shè)計(jì);電網(wǎng)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.132

0 引言

設(shè)計(jì)是施工建設(shè)的基礎(chǔ)依據(jù)和指導(dǎo)性文件，特別是對(duì)于電力工程來(lái)講，其自身具有很強(qiáng)的專業(yè)性和復(fù)雜性，如果設(shè)計(jì)存在問(wèn)題則施工建設(shè)質(zhì)量難以得到保障。從傳統(tǒng)電網(wǎng)與變電站設(shè)計(jì)來(lái)看，存在很多問(wèn)題，采用三維設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)工程的數(shù)字化、可視化發(fā)展，對(duì)工程后續(xù)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)都有著積極影響，逐漸成為電力設(shè)計(jì)單位廣泛應(yīng)用的一種輔助工具。通過(guò)近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)工作的深入發(fā)展，三維設(shè)計(jì)憑借著全方位、多視角的優(yōu)勢(shì)取得了良好的成績(jī)，為我國(guó)電力工程新建、改建、擴(kuò)建等方面都提供了有力的支持。

1 三維設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

信息時(shí)代背景下，數(shù)字化技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的等方面有了很大的突破創(chuàng)新，電力工程滲透到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，這也導(dǎo)致電力使用需求的多元化發(fā)展，面對(duì)日益增長(zhǎng)的用電需求，智能電網(wǎng)建設(shè)下變電站設(shè)計(jì)工作也顯得越發(fā)重要。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，在視覺(jué)角度上與作業(yè)模式上都處于落后狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)變電站全生命周期的數(shù)字化移交。在這種環(huán)境下三維設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其主要依托與信息化智能三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，在很大程度上縮短了設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)間，優(yōu)化作業(yè)流程，變電站設(shè)計(jì)包括電氣、建筑、結(jié)構(gòu)、水暖等多項(xiàng)內(nèi)容，借助完善的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型庫(kù)與強(qiáng)大的自動(dòng)計(jì)算分析功能，讓電網(wǎng)與變電站建設(shè)更加簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)出圖、三維協(xié)同等多項(xiàng)功能。為了進(jìn)一步提高電網(wǎng)與變電站的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，采用三維設(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建工程信息模型，使其所有信息都能夠全面的展現(xiàn)出來(lái)，并且還可以符合變電站在建設(shè)上對(duì)多個(gè)專業(yè)的協(xié)調(diào)需求，實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)之間的相互溝通和信息轉(zhuǎn)換，最終達(dá)到優(yōu)化工程設(shè)計(jì)的效果。

2 三維設(shè)計(jì)在電網(wǎng)和變電站建設(shè)中的應(yīng)用與實(shí)踐分析

2.1 確定變電站三維設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)定準(zhǔn)確的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)價(jià)值的最好依據(jù)，以變電站設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)目標(biāo)需要滿足以下幾方面需求：第一，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的計(jì)算分析，構(gòu)建三維信息模型，設(shè)計(jì)人員通過(guò)一次性輸入數(shù)據(jù)就能夠得到完整的圖形效果，并可以自動(dòng)生成多視角的圖紙文件，縮短變電站設(shè)計(jì)時(shí)間。第二，全專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，由于變電站建設(shè)所涉及的專業(yè)較多，不同專業(yè)下的技術(shù)要求也不盡相同，三維協(xié)同設(shè)計(jì)通過(guò)平臺(tái)一體化管理，能夠?qū)崿F(xiàn)同一項(xiàng)目下所有專業(yè)人員的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)制定文件檔案與模型命名等方法，對(duì)不同專業(yè)人員進(jìn)行權(quán)限分配限制，只有本專業(yè)設(shè)計(jì)人員有專有部分的讀、寫(xiě)權(quán)限，其它設(shè)計(jì)人員只能夠讀取，在滿足各自專業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上能夠查看其它專業(yè)的設(shè)計(jì)情況，高效、快速的完成設(shè)計(jì)工作，避免相互之間的碰撞和沖突，保證全專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。第三，數(shù)字化移交，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下對(duì)于數(shù)字、信息的移交工作較為繁瑣，不僅工作量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)容上也容易出在遺漏和偏差，這在很大程度上降低了變電站建設(shè)的管理水平。三維數(shù)字化移交自身具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，通過(guò)統(tǒng)一信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、成果的整體移交，其主要包括地理信息數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)模型、工程數(shù)據(jù)等多方面內(nèi)容，與助于變電站建設(shè)管理的信息化與智能化發(fā)展。

2.2 三維建模

三維建模對(duì)變電站建設(shè)進(jìn)度與工程量有著直接影響，變電站中電氣設(shè)備作為核心內(nèi)容，對(duì)建模深度與建模精度等方面都有著較高的要求。在具體的建模過(guò)程中設(shè)計(jì)人員主要對(duì)土建支架模型與設(shè)備模型這兩方面創(chuàng)建元件模型，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)人員不斷簡(jiǎn)化元件信息，保證模型能夠符合具體要求，結(jié)合設(shè)備供應(yīng)商提供的指定文件格式完善三維模型設(shè)計(jì)，保證模型繪制比例等各方面都能夠具有準(zhǔn)確性、真實(shí)性。由于變電站設(shè)計(jì)中需要?jiǎng)?chuàng)建的模型較多，為了節(jié)約模型庫(kù)的存儲(chǔ)空間，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，采用方便識(shí)別的繪圖方式在保證模型自身功能表達(dá)清楚的基礎(chǔ)上，秉持一定的簡(jiǎn)化原則：保證模型結(jié)構(gòu)、模型裝配的合理性，關(guān)鍵尺寸與專業(yè)部分不能進(jìn)行簡(jiǎn)化。

2.3 三維設(shè)計(jì)在變電站工程中的應(yīng)用實(shí)例

在上面分析的基礎(chǔ)上我們結(jié)合相關(guān)案例進(jìn)行具體分析，根據(jù)變電站實(shí)際情況在總平面基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，從多個(gè)專業(yè)角度出發(fā)進(jìn)行探討：第一，土建專業(yè)，結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)模塊化建設(shè)要求對(duì)變電站建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，充分考慮變電站建筑物墻板、門窗樣式尺寸、預(yù)埋管線、預(yù)留孔等方面的三維設(shè)計(jì)。第二，電氣專業(yè)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)模型對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行賦值操作，通過(guò)自身所具有的自動(dòng)化計(jì)算功能對(duì)常規(guī)短路電流、導(dǎo)線拉力、蓄電池容量等進(jìn)行就散，并形成計(jì)算書(shū)。各專業(yè)人員在變電站總平面設(shè)計(jì)完成后，生成多視角的建筑視圖，電氣專業(yè)可直接在總平面圖上進(jìn)行切割設(shè)計(jì)，自動(dòng)生成設(shè)備參數(shù)，當(dāng)總平面圖發(fā)生調(diào)整的時(shí)候，配電裝置圖與斷面圖可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，三維設(shè)計(jì)在電網(wǎng)與變電站建設(shè)中的應(yīng)用也成為一種潮流趨勢(shì)，針對(duì)當(dāng)前三維設(shè)計(jì)存在的不足，相關(guān)技術(shù)人員還需要不斷創(chuàng)新和完善，相信在不久的將來(lái)，三維設(shè)計(jì)工作能夠?qū)崿F(xiàn)全專業(yè)的協(xié)同作業(yè)、一體化管理模式、全壽命周期的動(dòng)態(tài)管理，充分發(fā)揮一體化三維平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，降低設(shè)計(jì)誤差與成本投入，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，在可視化、精準(zhǔn)化的三維設(shè)計(jì)效果下，擴(kuò)寬電網(wǎng)與變電站的建設(shè)思路，滿足業(yè)主、用戶多方面的使用需求。

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作者簡(jiǎn)介：巨彩虹（1982-），女，青海樂(lè)都人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)。