有關(guān)三維設(shè)計在輸變電工程中的應用研究

摘要：輸變電工程在發(fā)展中，其設(shè)計流程和細節(jié)相對復雜，采用高科技技術(shù)實現(xiàn)對輸變電工程流程復雜性的改善，是尤為必要的。本文主要從三維設(shè)計技術(shù)入手，著重探討它在輸變電工程中的具體應用，希望能夠給有關(guān)人士提供參考價值。

關(guān)鍵詞：輸變電工程；三維設(shè)計；信息化技術(shù)

1三維數(shù)字化設(shè)計的概述

二維設(shè)計技術(shù)和相應計算機軟件的結(jié)合，足以解決輸變電工程中出現(xiàn)的較多問題。但是在使用二維設(shè)計技術(shù)時，由于牽涉到空間相對位置，必須通過立體幾何原理，將空間位置以在若干平面上的投影圖的形式呈現(xiàn)。這存在轉(zhuǎn)換與校驗復雜等問題，會耗費設(shè)計人員大量精力。而三維設(shè)計技術(shù)則不會存在此類問題。通過三維建模，可以讓設(shè)計方案以最貼合實際的形象展現(xiàn)出來，提高了可視化程度。設(shè)計人員可隨意瀏覽、優(yōu)化設(shè)計，施工人員也可更迅速清楚地掌握設(shè)計方案。采用三維設(shè)計技術(shù)，多樣化專業(yè)的綜合應用有助于提高緊密配合度，便于優(yōu)化改進設(shè)計方案，還可從不同方面實現(xiàn)對輸變電工程的精準解析。

2勘測信息挖掘技術(shù)應用研究

2.1勘測信息挖掘技術(shù)

在輸變電工程中，運用激光點云技術(shù)、海拉瓦技術(shù)等手段，逐步完成輸變電工程產(chǎn)前和跨越統(tǒng)計的精細化，最終實現(xiàn)輸變電工程勘測信息和挖掘技術(shù)更為精密的計算。

2.2碰撞檢測

在地下配備、戶內(nèi)各種變電站的電流形態(tài)交錯復雜，特高壓類的設(shè)備與軟硬碰撞的檢驗密切相關(guān)。在輸變電建設(shè)角度來看，對于碰撞實體模型而言，軟硬碰撞檢驗更加適用于檢測定形態(tài)交錯復雜的多專業(yè)碰撞。有些變電站是建設(shè)在地下的，對于這類變電站來說，新式檢測技術(shù)能夠?qū)υ搮^(qū)段的線纜橋架、風管以及電纜溝道等進行綜合的檢驗，所以總體實效好。但是碰撞模型之間會有一定的間隔，軟硬碰撞檢測時需要對這些間隔進行校核，主要包括電氣間的距離、防雷的變電站范圍等等。當前，可以利用校核手段來設(shè)計換流站，有利于各種比較復雜構(gòu)件間隔的測定。在測定跨建筑、跨越性的線路等時，均可以通過新式檢測來進行。

2.3整合各類模型、平臺

運用三維設(shè)計技術(shù)對導線、金具及鋼架構(gòu)等材料進行實體模型統(tǒng)計，可以改變傳統(tǒng)二維設(shè)計技術(shù)依靠人員自行統(tǒng)計的方法，在不同層面優(yōu)化改善設(shè)計質(zhì)量。同時，三維設(shè)計技術(shù)將整合各種軟件的信息接口，保證三維設(shè)計信息在一次錄用后可以反復選用。依靠射頻識別技術(shù)與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，還可以提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計效率。

2.4優(yōu)化設(shè)計和施工方案

可視化三維信息模型可以實現(xiàn)施工風險點的精準分析，幫助制定更有效可靠的防控措施。支持施工進度情況的模擬，進而實現(xiàn)人員、材料及機具等的合理安排，提高工程進度和造價成本的可控性。

3三維軟件平臺的配備分析

3.1基于AutoCAD的三維建模分析

作為電力行業(yè)目前最普遍的平面繪圖軟件，AutoCAD具備三維繪圖功能。AutoCAD的應用可以實現(xiàn)三維繪圖和動態(tài)觀察，還可以檢查較簡單的空間位置關(guān)系，特別適用于在工程實際測量結(jié)果的基礎(chǔ)上建模，如校驗導線間距與桿塔電氣間隙等。除了功能完整外，利用AutoCAD進行三維建模，無需再對設(shè)計人員進行培訓，而且大部分設(shè)計單位已耗資獲得了該軟件的正版，降低了軟件的投入成本，對三維建模的工程化具有一定的意義。

3.2引入其他三維設(shè)計軟件

區(qū)塊鏈技術(shù)的信任機制不同于傳統(tǒng)交易，與之對應的法律尚未制定，一旦產(chǎn)生糾紛，立法、執(zhí)法機構(gòu)與企業(yè)管理者要如何利用法律手段加以處理有待商榷。因此，引入其他的專業(yè)三維設(shè)計軟件如SolidWorks，并開發(fā)出一套針對輸變電工程設(shè)計的三維設(shè)計系統(tǒng)成為必然的發(fā)展趨勢。國內(nèi)早就存在利用SolidWorks進行變電站三維設(shè)計的實例。該軟件操作簡單方便，上手迅速。為了使AutoCAD用戶可以完成二維設(shè)計到三維設(shè)計的過渡， SolidWorks還提供AutoCAD模擬器。此外，該軟件還支持自動導出所建立三維模型對應的二維工程圖紙。相比與傳統(tǒng)直接繪制的二維圖紙，它更容易溯源校驗，而且更加細致精確。輸變電設(shè)計可以選擇的配套三維軟件種類繁多，而且隨著軟件不斷的更新?lián)Q代，越來越多滿足工程需要的新穎技術(shù)不斷涌現(xiàn)。從實際的應用角度來看，結(jié)合輸變電工程的具體狀態(tài)決定最恰當匹配的軟件是最好的選擇。例如，在實現(xiàn)繪圖和渲染時，選擇3DMAX展現(xiàn)輸變電工程的實際效果。最終繪制的圖形包括漫游展示和清晰的效果圖。

4應用前景的分析

4.1秉承同統(tǒng)一規(guī)劃原則，不斷深化應用

當前，我國的三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)依然處于發(fā)展的初級階段，還有很大的探索空間。由于不同專業(yè)的軟件是屬于不同單位的，所以考慮到各個專業(yè)的參與程度不一樣，相關(guān)部門應當對規(guī)劃、指導進行統(tǒng)一，主要的措施有：制定技術(shù)實施方案以及發(fā)展的目標，明確專業(yè)的交叉點，并對其進行統(tǒng)一的規(guī)劃，將軟件接口的可行性進行有效落實，以便各個專業(yè)的信息進行融合；跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢。建立技術(shù)體系，從理論上先確定技術(shù)方向。

4.2推進三維模型的普及，強調(diào)技術(shù)整合

許多廠家仍然主要提供二維模型，三維模型只出現(xiàn)在部分500kV交流工程和直流閥廳中，對三維模型的推廣尚有許多工作沒有完成。此外，現(xiàn)有的一些三維模型由于建模工程量巨大，難以滿足實際工程的實際進度，實用價值有待提高。作為設(shè)計軟件與輔助計算機軟件的信息入口，三維模型的數(shù)據(jù)接口實行統(tǒng)一化為日后軟件的推廣奠定了良好基礎(chǔ)。

4.3建立數(shù)字化移交標準

為了加強三維設(shè)計技術(shù)的應用水平，提高其研究成果的工程意義，要從統(tǒng)一編碼系統(tǒng)著手，實現(xiàn)三維圖紙標準化管理。要爭取通過將三維設(shè)計技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，最終達成輸變電工程從建設(shè)、運行到管理全過程的數(shù)字化建設(shè)。

5結(jié)語

總而言之，隨著三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，其在輸變電工程中的應用越來越廣泛，極大地促進了輸變電的進步，數(shù)字化技術(shù)本身擁有著非常大的價值。輸變電工程中三維設(shè)計技術(shù)的應用已經(jīng)是智能信息化時代發(fā)展的必然趨勢，對電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源公司轉(zhuǎn)型，向世界一流企業(yè)邁進提出了新的挑戰(zhàn)和要求。電力企業(yè)將面臨著人員對三維設(shè)計不熟悉、協(xié)同效率不高、標準流程不統(tǒng)一、大數(shù)據(jù)采集困難等挑戰(zhàn)，對此，建議提前做好充分的準備。

參考文獻

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作者簡介：沙玥瑯（1993.6.17），性別：男；籍貫：湖北宜昌；民族：黎；學歷：大學本科；職稱：助理工程師：職務：帶電作業(yè)班綜合管理員；研究方向：有關(guān)三維設(shè)計在輸變電工程中的應用研究。