基于ProjectWise的±1100 kV古泉換流站直流場數字化協同設計

宋佩珂，李越茂，姚 楓，張 進

（1.中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司,四川 成都 610021；2.國家電網公司，北京 100031）

1 概述

昌吉—古泉±1100 kV特高壓直流輸電工程起于新疆準東(昌吉)換流站，止于安徽皖南(古泉)換流站，線路路徑總長度約3304.7 km，輸送容量1200萬kW，是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程。

西南電力設計院有限公司(以下簡稱西南院)承擔了±1100 kV古泉換流站直流場的設計工作。直流場設計作為±1100 kV換流站設計的核心技術，技術難度高，涉及到電氣、結構、建筑、水暖等多專業的協同配合。傳統設計中，設計成品、設備資料和項目過程文檔均單機保存，給工程資料的實時共享和專業間的協同配合帶來了一定的困難。

在古泉換流站的設計中，西南院基于ProjectWise(以下簡稱PW)開展直流場數字化協同設計，實現工程設計文件、數據的集中管理，方便工程資料的查詢和共享，并基于平臺上各專業設計模型完成直流場綜合碰撞檢查，提高工程設計質量。

2 內容管理

要實現工程設計文件的集中管理，首先要在PW平臺上建立古泉換流站項目分解結構。根據西南院三標管理體系文件《設計和開發控制程序》，將設計過程劃分為設計策劃、外部接口、設計輸入、設計實施、設計評審、設計輸出等階段。設計實施是設計過程的主要階段，該階段又按各專業進行項目結構的劃分，各專業下設置專業計劃大綱、卷冊任務書、提出資料、接收資料、設計文件、廠家資料等文件夾。此外，在設計實施階段設置獨立的模型組裝文件夾，存放各專業設計模型，以便完成綜合碰撞檢查。古泉換流站項目分解結構見圖1。

3 權限管理

為保證共享文件的安全性和可靠性，以項目分解結構為基礎，根據工程參與人員的角色劃分各類用戶組，對各級文件和文件夾進行權限分配，規范工程參與人員的操作行為，在方便工程資料共享的同時，保證工程文件的正確性和可靠性。古泉換流站權限管理界面見圖2，權限分配原則如下：

圖1 古泉換流站項目分解結構

(1)工程參與人員應對工程所有文件具有文件讀權限。

(2)項目管理員對工程所有文件及文件夾具有完全控制權限。

(3)文件夾的操作者對該文件夾具有除更改權限以外的所有權限。

(4)文件的操作者對該文件具有除更改權限和釋放以外的所有權限。

圖2 權限管理

4 版次管理

在傳統工程設計中，圖紙資料版本眾多，在專業協同過程中往往會發生文件版本更新不及時，或是提資版本混淆的情況。在直流場設計過程中，基于PW平臺對文件版本的控制，同一文件的修改和變更通過更新版本的方式依次存放在PW上，方便協同專業取用最新版的文件，也實現了圖紙文檔的全程可追溯。工程設計文件升版后，協同專業的文件中會自動提示參考文件已更新，確保了參考文件的正確性和實時性。

圖3 有效版本控制

5 專業提資

基于PW平臺，可實現專業間的資料互提。提資專業將存放于PW平臺上的提資文檔和附件打包后，發起提資流程，可將資料發布給相關專業。接收專業收到提資消息提醒后，點擊提資附件，可直接鏈接到提資文檔、圖紙和三維模型上進行查看，見圖4。

資料接收專業還可通過參考提資專業的三維模型，實現專業間的協同設計，避免專業間的碰撞，提高協同設計效率。PW文件參考界面見圖5。

圖4 專業提資

圖5 文件參考

6 成品會簽

基于PW平臺，還可實現設計成品會簽。主設人將PW平臺上的設計成品打包后，發起會簽流程，發布給會簽專業。各專業接到會簽消息提醒后，點擊附件，鏈接到會簽文件，核實設計成品是否滿足提資要求。如設計成品滿足所有專業需求，則會簽完成；如任一專業未通過會簽，則返回設計狀態，設計人員進行修改后再次發起會簽流程，直至設計成品通過所有專業會簽。

7 直流場布置模型整合

基于PW平臺，可通過文件參考，整合各專業設計模型，形成直流場三維布置模型。

7.1 坐標系統

為保證布置模型的正確整合，各專業須采用統一的坐標系統完成模型布置。古泉換流站直流場基于笛卡爾直角坐標系，Z軸正向朝上，坐標原點定義為戶內直流場7-1及7-A軸線交點，見圖6。

圖6 坐標原點

坐標系統采用統一的國際單位作為長度和角度度量標準，長度采用毫米(mm)，精確到個位，角度采用度(°)，角度精確到小數點后兩位。

7.2 模型整合

基于統一的坐標系統，建立直流場組裝模型主文件，在主文件中參考各專業布置模型，完成對直流場布置模型的整合。模型整合后，可通過PW平臺依存關系查看器，查詢模型間的參考關系，見圖7。

圖7 依存關系查看器

8 綜合碰撞檢查

完成各專業模型整合后，可進行直流場綜合碰撞檢查。運行碰撞檢查程序，選擇需要檢查碰撞的模型，如結構模型和供水模型，進行碰撞檢查。檢查完畢可在碰撞點列表中，查看到檢查日期，碰撞點類型、碰撞類型描述、碰撞距離等信息，見圖8。雙擊碰撞點，可以快速地導航到碰撞發生的位置，查看碰撞詳情，見圖9。

將碰撞檢查結果返回到各專業，經專業間配合后對設計文件進行修改，在圖紙出版前消除碰撞。

經過古泉站直流場綜合碰撞檢查，共發現專業間碰撞27處，有效解決了在二維圖紙上不易發現的設計盲點，減少了施工過程中的返廢工，有效控制了工程造價，提高了設計成品質量。

圖8 碰撞檢查界面

圖9 碰撞詳圖

9 結論

在±1100 kV古泉換流站設計中，西南院基于PW平臺實現了直流場數字化協同設計。通過定制項目分解結構，實現了對工程設計文件的集中管理，保證了數據的唯一性，方便了文件的共享和查詢；通過權限管理，規范了工程參與人員的操作行為，提升了共享文件的安全性和可靠性；基于PW平臺，實現了對文件有效版本的控制，實現了設計文件的全程可追溯；通過發布和參考的方式，完成了專業間的資料互提，并基于PW平臺完成了設計成品會簽。最后，基于統一的坐標系統，整合各專業設計模型，完成了直流場綜合碰撞檢查，在各專業正式出圖前消除了專業間配合中常見的錯、漏、碰、缺等現象，保證了設計成品質量，減少了施工過程中的返廢工。

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