变电工程数字化三维设计技术应用研究
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【摘要】 本文介绍了变电数字化三维设计主要内容，总结了变电数字化三维设计的技术要点.
一、变电数字化三维应用的范围和特点
数字化三维设计，是以数据库为基础平台，三维设计环境为基本的工作环境，三维模型为载体，对数据的处理是整个数字化三维设计工作的核心。变电数字化三维设计涉及变电设计工作的全部内容，面向于变电设计中的电气、土建、结构、水暖、场地等专业。变电站建模的对象主要包括变电站设备建模、建构筑物和辅助设施。设备建模包括：主要设备、高压开关柜、二次屏柜、金具材料等。建构筑建模：建筑物的建模，是指利用三维模型，来对变电工程内的建筑物进行构建，包括墙体、梁柱、门窗、孔洞、楼梯、爬梯等。构筑物建模：指基础、构架、设备支架等，构筑物的零部件较多，根据不同的工程构筑物的尺寸和类型变化也较多。辅助设施建模：主要包括总图专业的道路、挡土墙、围墙、地下管道、电缆沟等，还包括接地和防雷措施。在设计过程中也要注意层次结构的划分，便于在项目中对某一区域或系统进行调整和修改，同时也要考虑到后续项目中对某些模型的复用。项目的层次划分和数据的完善情况也要考虑到后续数字化移交和智能变电站应用的需要，根据项目的实际情况进行微调。
二、变电三维设计软件
变电三维设计软件作为一种专业化的三维设计系统，在工程实际应用有其突出的特点，现依据Bentley公司的Substation软件来对变电三维设计软件的特点和应用方式来进行一下分析。Substation软件可协助设计人员在变电站设计中完成以下设计工作：二维原理图、三维模型布置、二维平断面图、防雷设计、端子接线图等系统的设计，并能够生成材料表和其他报告，可执行冲突和干涉检测和间距检查，还可以利用模型进行评审演示。在整个设计过程中，可利用三维建模工具，从现有的目录中选择对象插入项目中，以数据驱动模型，模型的组件与数据库连接，可提供组件的数据、符号以及与该部件相关联的任何附属套件的信息。 Substation中包含控制系统设计软件和电气设计软件，导线在系统中作为单独的导线类型来处理，与通常的图形线不同，在设备间连接时能够自动进行连接或断开，连接处形成连接关系，又软件来辨认连接方式。导线的编号可自动生成，不同类型的导线可分配到不同的图层，方便后续的修改和调整。在放置符号时，需要在系统中生成唯一的ID码，并能够参考到三维设计环境中，并能够在设计中通过关联关系快速导航到三维模块中的位置，便于后续工作的查找和修改。在编辑过程中，绘图软件还有一定的自动纠错功能，减少手工检查的工作量，提高整体绘图的准确性，这种模式减轻了修改和校审工作中的一部分工作量。数字化三维设计，利用了一个集成的部件数据库，使用在项目中不同区域的元件能够有相同的标识，并能够在工作的不同阶段进行快速的统计，并根据需要生成统计报告。还可以生成订购单、工作量统计单等，为后续的统计工作提供相应数据。在完成布置设计后，可生成各种布置图纸，单线图、轴测图、接线图等，并且在生成的不同图纸上，信息可以互通，选择某个元件可以查到相关图纸上同一个元件的信息。数字化三维设计模型，为数字化移交提供了技术手段，其中的设计数据信息，作为数字化移交的主要内容，也是数字化变电站的初始化信息，为后续的数字化变电站和数字电网工作做好了基础的数据准备。
三、工程应用情况
数字化三维设计技术，在我院首次应用是在“宁东―山东±660KV直流输电示范项目”上进行应用，该项目是国家实施西电东送的重点项目之一，是国家电网公司打造精品工程为目标的重点建设项目。本工程两段的换流站和变电站也是国家电网系统首次全面采用三维数字化设计并进行数字化移交的变电工程。该项目已于2010年12月单极建成投运，2011年6月双极建成投运。该项目的设计过程采用了数字化三维技术，在设计过程中，利用数字化三维设计平台中的计算模块辅助完成了接线图设计，并根据电气主接线图的设计开展三维布置设计.完成全站的布置设计后，进行防雷计算、碰撞检查、安全净距校验等工作。检查完成后，生成相应的图纸和材料表，供现场施工使用，数据文件和模型通过整理，进行数字化移交。整个项目在实施过程中，避免了很多的布置不合理和地下碰撞的问题，减少了在现场产生的设计变更，使整个项目在施工过程中能够顺利的进行，加快了工程建设进度，降低了工程建设的费用。
四、技术应用前景分析
数字化三维设计技术在变电设计过程中已经体现出很大的优势，在后续的项目实施过程中，采用数字化三维设计的变电项目会逐步增加。数字化三维设计，也是进行数据关联的重要途径，在项目中的各种物项均需要按照项目约定的编码规则来进行实施，使整个项目中的数据形成一个相互关联的整体，方便数据的互通和数据查阅，也为数字化移交和后续的维护工作打下良好基础。
参 考 文 献
[1]于明国，严福章三维数字化设计在宁东―山东±660 kV直流输电示范工程中的应用[J].电力建设，2011，（03）：37-40.
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[3]冉瑞江.Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨[J].电力信息化，2012，5（5）：43-45.