三維設計技術在變電站設計中的運用

邱慧

摘要：計算機技術快速穩定的發展，促進了越來越多的新興技術在變電站設計中的應用。目前，二維設計仍然成為國內變電站設計的主要應用技術，但是這種平面設計技術難以避免交叉干擾等問題。不僅需要花費大量的時間進行方案審核，還會出現專業協調的紕漏等問題。三維設計技術作為當前最為先進的設計技術，在工業制造、建筑等領域中發揮著較為明顯的優勢，應用于變電站設計時，能解決傳統二維設計存在的缺陷，提高變電站設計的質量。但是三維技術存在的諸多不足，限制了其優勢的發揮。因此，我們應不斷加深對三維設計技術的研究，使其為電力設計技術的發展進步貢獻真正的力量。

關鍵詞：三維設計技術;變電站設計;運用

1三維設計技術發展背景與基礎

隨著全球計算機軟件的高效性和智能化，電力勘測設計行業的計算機化不斷發展。基于信息智能三維設計平臺的運行模式，大大優化設計操作流程，將設計重點從布局設計過渡到系統方案設計，方案完成系統前的數據建模工作設計標準化的數據模型庫和強大的自動計算和分析設計功能被積累并有助于完成，設計方法變得更加簡單。數字化3D設計電源設計和生產。隨著設計行業的第二次革命，實現知識管理系統的標準化，通過數字化轉移建立數字生命周期服務的盈利模式，擴大設計服務鏈和范圍，促進設計企業不斷進步。

2變電站三維設計的主要平臺分析

2.13Dmax軟件

3Dmax 軟件作為當前作為知名的三維造型，該軟件具備較高的應用價值，該軟件具有顯著性的應用優勢。不但能夠保證操作面簡單快捷，而且還具備較強的視圖功能。與其他設計軟件相比較而言，3Dmax 軟件在渲染效果方面占據較為明顯的優勢，3Dmax 軟件具備較強的兼容性。因此，在實際的設計過程當中，不需要花費過多的精力和時間學習3Dmax 軟件相關知識，3Dmax 軟件整個操作流程相對較為簡單，通俗易懂、便于操作。但是在通過3Dmax 軟件進行設計變電站，則存在明顯的缺陷與不足。3Dmax 軟件更適用于效果圖方面，而在工程圖方面卻沒有明顯的優勢，致使其在工程圖設計中具有一定的限制。

在使用3Dmax對變電站進行設計的過程中，首先，有必要建立零件模型，但在這個過程中有很多方法，通常使用基于模型的標準模型的變異性建模方法。然后調整系統，編輯和更改樣條曲線和切割，生動逼真的模型由一系列命令完成。為了確保應用程序的質量和有效性，我們可以對其進行映射，或將其附加到它使用的材料上，并將組件放入繪圖庫中。可以根據過程的實際需要選擇相應的場景。第二，裝配和集成處理。由于變電站本身的配置要求，各種部件都安裝在仿真場景中，合理地建立了電氣連接。第三，設置照明可以起到渲染的作用，同時，可以更有效地全面地觀察運動圖像效果。如果發現某些安全問題，您可以適當調整模型或配置關系，并調整和更改組件參數和屬性值。

2.2Revit軟件

Revit產品有兩項關鍵性特色，即是使用一個圖形化的族群編輯器創建參數化構件，而非使用程序語言的方式;另一個即是所有模型元組件、視圖和注釋的間的關系，皆擷取自同一模型，確保任何組件的變化都會自動傳播，且模型信息的一致性得以維持。 Revit擁有一個非常廣大的對象庫，由Revit或第三方開發，由于其市場優勢地位，Revit是與其他BIM工具直接鏈接接口的最佳平臺，其雙向圖紙支持允許從圖面和模型視圖中更新和管理信息，包括面向對象與對象參數化的明細表，能支持在同一項目上并列操作，且它有一個優良的對象庫（SEEK），支持多用戶的接口。Revit能支持上述層面架構的研究方法與應用，因此以Revit作為BIM平臺的工具，協助未來嘗試建立整體建筑物生命周期的建筑信息模塊（BIM）的準則。

一般在這當中，Revit軟件利用內邏輯模型繪制功能，以基本元件為基礎，間隔或設備為單位，設計電氣主接線圖，對邏輯模型賦值、標注、位置調整、編碼等繪制出以數據庫信息為基礎的邏輯模型。根據邏輯模型布置對應的數字化三維變電站布置圖，并可實現邏輯與物理模型聯動、自由剖切斷面、自動生成材料表等功能，應用該軟件平臺設計輔助卷冊，完成專業間提交資料，完成整體變電站的數字化三維設計。

2.3Substation軟件

Substation 軟件主要是由美國Bentley 公司所開發研制，Substation軟件是一項專門用于變電站集成電氣和結構設計的三維軟件。Substation 軟件能夠為實際的設計工作提供重要的功能板塊。例如三維結構模型、控制簡圖、配電板布局、以及其他報告等模塊。通過Substation 軟件設計變電站，可以為該設計環節提供重要的接地網、以及電纜弧垂等工具。將Substation 軟件應用到電氣設計當中，其導線工具整體性能較強，能夠實現自動進行編號，并按照類型在不同層進行應用。Substation 軟件還能夠對短路、短路以及設備等進行錯誤檢查。

3三維設計技術在變電站設計中的應用

3.1三維建模的深度要求

為了能夠有效的實現三維設計，則需要預先對建模深度進行深入研究。建模深度不但影響著三維設計的進度與工作量，而且還關系到三維設計的總體質量及效率。電氣設備作為變電站的核心設備，需要對其模型的建模深度、建模精度等作出明確的規定，以此為三維設計人員開展相關工作提供保障。

3.2三維模型庫創建

三維模型庫的創建主要針對土建支架模型與設備模型，而當前這兩種模型又構成了元件模型。因此在三維設計過程中，元件建模是三維設計工作開展的初始環節，而三維設計方案的整體質量，在很大程度上決定著元件建模的水平。在確保三維布置校檢有效性的前提下，設計人員需要結合實際情況，不斷簡化元件信息。而元件模型是否合理，嚴重影響著三維設計的是否流暢，同時對于后續工作的開展具有一定的直接性影響。基于土建支架模型與設備模型而言，設備建模難度系數相對較高。一般情況下，要想實現設備模型創建達到預期的理想效果，則需要設備供應商提供指定的文件格式，或者提供較為完善的三維模型。同時要確保模型的繪制比例達標。此外，設備供應商要為其模型質量負責。

在創建模型的過程當中，設備模型的命名要嚴格執行相關標準規定，不可出現較為隨意化的情況。相對于三維數字模型命名而言，其命名具備唯一性、準確性、以及合理性等特點。而當前這種命名方式主要是為了方便識別，以及對其進行一些列的管理。同時，三維數字模型的命名還可以使用數字、字母、下劃線等。此外，創建模型庫的過程中，設計人員需要簡化模型的幾何細節，以此來節約模型庫的存儲空間。而簡化模型幾何細節需要遵循以下原則：（1）模型的簡化，主要為了方便識別或者繪圖，不得產生過多的歧義。（2）充分保證模型自身功能表達不會受到影響，并且也不會對其基本結構造成不良影響。（3）不得對模型裝配造成影響。（4）在模型幾何細節簡化過程中，要保證其關鍵尺寸不得被簡化，也不能夠簡化其專業接口部分。

4變電站三維設計前景分析

4.1軟件平臺選用與整合

從國內已發表文獻看，變電站應用三維設計主要是Revit、Substation、3Dmax

這三個平臺，其中Substation更適合變電站設計。

4.2三維設計軟件本地化

市場當中的 主要三維設計大部分都是來自國外，在設計標準以及產品模式等和我國還有很大的差異，因此，國外軟件實現本地化是現階段需要急切處理的問題。

4.3模型標準化與接口統一

變電站三維設計其問題就是產品模型的合理建立，需要消耗相應的時間，并且不同的軟件之間還有相應的對接問題存在，只有對這些問題合理處理，才能夠對三維設計的合理推廣有利。

結語

三維設計技術憑借其自身的強大優勢，在未來的發展過程當中必然會具有良好的發展空間。隨著三維設計技術不斷的深入發展，并在社會各個生產領域廣泛應用，已經取得了顯著性的應用成效。但是在變電站設計方面的應用，卻仍然存在一定的缺陷與不足，導致其無法在變電站設計中發揮其應用優勢。基于此情況下，我國要結合三維設計技術存在的不足進行深入研究，不斷加強對其科研力度，解決三維設計技術在變電站應用中存在的問題，不斷提升三維設計技術的科技含量，進而促進我國電力設計技術的快速發展。

參考文獻

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