三維設計在電網和變電站建設中的應用與實踐

摘 要：隨著我國電力事業的快速發展，傳統電力設計方法存在的問題也越來越多，為了滿足多元化的使用需求，電力行業設計單位逐漸引入現代化三維設計系統。三維設計方法一經應用就取得了不錯的成績，并轉變了傳統二維設計在空間上、效益上的局限性，采用三維設計手段可以實現電網和變電站全過程分析與設計優化，這對于電力工程行業來講起到了很大的推動作用。

關鍵詞：電網建設;變電站;三維設計;電網設計

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

0 引言

設計是施工建設的基礎依據和指導性文件，特別是對于電力工程來講，其自身具有很強的專業性和復雜性，如果設計存在問題則施工建設質量難以得到保障。從傳統電網與變電站設計來看，存在很多問題，采用三維設計能夠實現電網工程的數字化、可視化發展，對工程后續建設與運營都有著積極影響，逐漸成為電力設計單位廣泛應用的一種輔助工具。通過近年來國家電網建設工作的深入發展，三維設計憑借著全方位、多視角的優勢取得了良好的成績，為我國電力工程新建、改建、擴建等方面都提供了有力的支持。

1 三維設計的特點

信息時代背景下，數字化技術、信息技術、計算機技術的等方面有了很大的突破創新，電力工程滲透到社會生產、生活的各個方面，這也導致電力使用需求的多元化發展，面對日益增長的用電需求，智能電網建設下變電站設計工作也顯得越發重要。傳統的二維設計模式，在視覺角度上與作業模式上都處于落后狀態，無法實現變電站全生命周期的數字化移交。在這種環境下三維設計技術應運而生，其主要依托與信息化智能三維設計平臺，在很大程度上縮短了設計作業時間，優化作業流程，變電站設計包括電氣、建筑、結構、水暖等多項內容，借助完善的標準化數據模型庫與強大的自動計算分析功能，讓電網與變電站建設更加簡單，能夠實現自動校準、自動出圖、三維協同等多項功能。為了進一步提高電網與變電站的設計質量和效率，采用三維設計技術，通過計算機軟件構建工程信息模型，使其所有信息都能夠全面的展現出來，并且還可以符合變電站在建設上對多個專業的協調需求，實現不同專業之間的相互溝通和信息轉換，最終達到優化工程設計的效果。

2 三維設計在電網和變電站建設中的應用與實踐分析

2.1 確定變電站三維設計目標

設定準確的目標是實現三維設計價值的最好依據，以變電站設計為例，設計目標需要滿足以下幾方面需求：第一，能夠實現自動化的計算分析，構建三維信息模型，設計人員通過一次性輸入數據就能夠得到完整的圖形效果，并可以自動生成多視角的圖紙文件，縮短變電站設計時間。第二，全專業協同設計，由于變電站建設所涉及的專業較多，不同專業下的技術要求也不盡相同，三維協同設計通過平臺一體化管理，能夠實現同一項目下所有專業人員的設計要求，通過制定文件檔案與模型命名等方法，對不同專業人員進行權限分配限制，只有本專業設計人員有專有部分的讀、寫權限，其它設計人員只能夠讀取，在滿足各自專業設計的基礎上能夠查看其它專業的設計情況，高效、快速的完成設計工作，避免相互之間的碰撞和沖突，保證全專業的協同設計。第三，數字化移交，傳統設計模式下對于數字、信息的移交工作較為繁瑣，不僅工作量大、持續時間長、內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的管理水平。三維數字化移交自身具備強大的數據庫功能，通過統一信息平臺實現數據、成果的整體移交，其主要包括地理信息數據、設計模型、工程數據等多方面內容，與助于變電站建設管理的信息化與智能化發展。

2.2 三維建模

三維建模對變電站建設進度與工程量有著直接影響，變電站中電氣設備作為核心內容，對建模深度與建模精度等方面都有著較高的要求。在具體的建模過程中設計人員主要對土建支架模型與設備模型這兩方面創建元件模型，根據現場實際情況設計人員不斷簡化元件信息，保證模型能夠符合具體要求，結合設備供應商提供的指定文件格式完善三維模型設計，保證模型繪制比例等各方面都能夠具有準確性、真實性。由于變電站設計中需要創建的模型較多，為了節約模型庫的存儲空間，設計人員應該對模型進行簡化設計，采用方便識別的繪圖方式在保證模型自身功能表達清楚的基礎上，秉持一定的簡化原則：保證模型結構、模型裝配的合理性，關鍵尺寸與專業部分不能進行簡化。

2.3 三維設計在變電站工程中的應用實例

在上面分析的基礎上我們結合相關案例進行具體分析，根據變電站實際情況在總平面基礎上進行協調設計，從多個專業角度出發進行探討：第一，土建專業，結合國家電網模塊化建設要求對變電站建筑物、構筑物進行設計工作，充分考慮變電站建筑物墻板、門窗樣式尺寸、預埋管線、預留孔等方面的三維設計。第二，電氣專業，通過數據庫模型對設備參數進行賦值操作，通過自身所具有的自動化計算功能對常規短路電流、導線拉力、蓄電池容量等進行就散，并形成計算書。各專業人員在變電站總平面設計完成后，生成多視角的建筑視圖，電氣專業可直接在總平面圖上進行切割設計，自動生成設備參數，當總平面圖發生調整的時候，配電裝置圖與斷面圖可以實現自動優化調整。

3 結語

綜上所述，隨著時代的進步和發展，三維設計在電網與變電站建設中的應用也成為一種潮流趨勢，針對當前三維設計存在的不足，相關技術人員還需要不斷創新和完善，相信在不久的將來，三維設計工作能夠實現全專業的協同作業、一體化管理模式、全壽命周期的動態管理，充分發揮一體化三維平臺協同設計優勢，降低設計誤差與成本投入，提高企業核心競爭力，在可視化、精準化的三維設計效果下，擴寬電網與變電站的建設思路，滿足業主、用戶多方面的使用需求。

參考文獻：

[1]陳莉.變電站三維協同設計的應用探討[J].科技創新導報，2015（27）：52-53.

[2]趙雅媛，許萬軍，韓永興等.智能變電站三維設計在陜西院的發展與應用[J].電力勘測設計，2014（04）：8-9.

[3]楊志遠.論三維設計技術在變電站設計中的運用[J].科技展望，2015（26）.

作者簡介：巨彩虹（1982-），女，青海樂都人，本科，中級工程師，研究方向：電氣工程及其自動化設計。