三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

朱學(xué)勇

摘 要：在現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域，其中三維技術(shù)多應(yīng)用于設(shè)計(jì)，行業(yè)內(nèi)能夠明顯提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。在變電站設(shè)計(jì)期間，通過三維設(shè)計(jì)技術(shù)能夠明顯提升設(shè)計(jì)方案的有效性，避免出現(xiàn)交叉設(shè)計(jì)問題。此次研究主要是探討分析三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，希望可以全面提升變電站設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)技術(shù);變電站設(shè)計(jì);運(yùn)用效果

在計(jì)算機(jī)技術(shù)智能化發(fā)展過程中，相應(yīng)提升了電力勘察設(shè)計(jì)的信息化水平。采用智能化信息化三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，可以對(duì)設(shè)計(jì)作業(yè)流程進(jìn)行優(yōu)化，全面提升系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的有效性。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)之前，必須完成數(shù)據(jù)建模工作，通過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型庫、自動(dòng)計(jì)算分析功能，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方式的繁瑣性，促進(jìn)傳統(tǒng)電力設(shè)計(jì)校審制度與人力資源結(jié)構(gòu)的深化改革。數(shù)字化三維設(shè)計(jì)將成為設(shè)計(jì)行業(yè)的新發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)管理體系，通過數(shù)字化移交手段，建立服務(wù)盈利模式，并且對(duì)設(shè)計(jì)服務(wù)鏈與范圍進(jìn)行擴(kuò)展，從根本上促進(jìn)企業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型。

1、三維軟件設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

三維軟件具備較強(qiáng)的可操作性和可視性，將三維軟件應(yīng)用到設(shè)計(jì)過程中，有助于提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用過程中，三維軟件設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)以下特點(diǎn)：第一，直接測(cè)量空間距離。在三維變電站模型空間中，可以直接驗(yàn)證圖中點(diǎn)的帶電安全距離，不需要對(duì)斷面圖和平面圖進(jìn)行來回切換。同時(shí)，直接測(cè)量不同平面內(nèi)的帶電距離，可以簡(jiǎn)化人工計(jì)算步驟，以免出現(xiàn)人為差錯(cuò)。第二，減少設(shè)計(jì)誤差率。在二維設(shè)計(jì)模型下，無法全面分析電氣設(shè)備和其他設(shè)施的硬性碰撞問題，在三維模式下可以有效解決以上問題。合理剖切三維模型，能夠在變電站內(nèi)自動(dòng)生成二維視圖，展現(xiàn)出建筑設(shè)備和導(dǎo)線之間的關(guān)系。第三，提升設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性。采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備型號(hào)方式，可以了解設(shè)備的屬性和信息，修改和增加不同信息。在模型更新升級(jí)后，也可以自動(dòng)化更新平面圖形，不僅能夠確保設(shè)備的臺(tái)賬管理，還能夠使設(shè)計(jì)人員，施工人員和檢修運(yùn)維人員共享工程信息數(shù)據(jù)。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，只能夠通過平面圖展示變電站設(shè)備和建筑物。然而在三維設(shè)計(jì)技術(shù)支持下，設(shè)備和建筑物可以在三維空間內(nèi)建造，有效結(jié)合變電站涉及的各個(gè)專業(yè)。在相同功能模塊下，不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員都可以模擬自身所負(fù)責(zé)的部分。在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員可以查看各自和他人的成果，通過溝通模式對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，完善。

2、三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1三維建模的深度要求

三維深度研究屬于三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)前提，建模深度會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果造成影響，還會(huì)影響設(shè)計(jì)工期和任務(wù)量。在變電站中，電氣設(shè)備屬于核心。必須詳細(xì)規(guī)定電氣設(shè)備模型的建模精度和深度，便于設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)工作。

2.2建立三維模型庫

在建立三維模型庫時(shí)，主要是針對(duì)浦建支架模型和設(shè)備模型等兩種不同模型所開展，上述模型均屬于元件模型。在開展三維設(shè)計(jì)期間，元件建模與建模水平以及設(shè)計(jì)質(zhì)量之間存在關(guān)聯(lián)性。在確保三維布置校驗(yàn)的有效性時(shí)，還必須簡(jiǎn)化元件信息。合理的原件模型能夠保證三維設(shè)計(jì)的流暢性，還有助于后續(xù)設(shè)計(jì)的開展。

由于設(shè)備模型的建模難度大，為了確保模型的理想化，設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)按照工程設(shè)計(jì)要求，提供相應(yīng)的三維模型。模型圖紙必須按照1：1比例繪制，設(shè)備廠家應(yīng)當(dāng)全權(quán)負(fù)責(zé)模型的準(zhǔn)確性。同時(shí)，對(duì)設(shè)備模型命名進(jìn)行規(guī)范。在建立模型期間，必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范命名設(shè)備模型。三維數(shù)字模型命名特點(diǎn)在于唯一性和準(zhǔn)確性，便于后期識(shí)別管理和存儲(chǔ)。三維數(shù)字模型命名還應(yīng)當(dāng)具備可擴(kuò)充性，可以有效控制追溯和版本。在建立模型庫時(shí)，為了擴(kuò)大存儲(chǔ)空間，加快模型條用速度，可以簡(jiǎn)化模型的幾何細(xì)節(jié)。

3、三維軟件的實(shí)用性分析

3.1Microstation軟件特點(diǎn)

該軟件具備三維渲染功能，三維設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，可以輸出整體渲染效果與三維動(dòng)畫，以此獲得真實(shí)的變電站全景。需要注意的是，所應(yīng)用的模型必須是設(shè)計(jì)人員建立無差錯(cuò)的模型，并將其作為設(shè)計(jì)藍(lán)本設(shè)計(jì)效果圖。通過該項(xiàng)功能可以使設(shè)計(jì)人員直接觀看到變電站建設(shè)效果。同時(shí)通過軟件內(nèi)的內(nèi)置功能，可以展示出模型細(xì)節(jié)部位。

Microstation軟件可以有效對(duì)接數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，工程信息主要表現(xiàn)在圖樣上，一般采用圖樣和文檔方式也交給其他單位。各類信息都存儲(chǔ)在圖樣和文檔中，沒有使信息之間建立關(guān)聯(lián)度，從而增加檢驗(yàn)難度，導(dǎo)致同一個(gè)消息會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在其他圖樣和文檔中。Microstation軟件對(duì)象主要為工程設(shè)施，不同設(shè)備模型都具有獨(dú)立的帶標(biāo)識(shí)碼。三維模型可以將標(biāo)識(shí)碼作為線索，自動(dòng)關(guān)聯(lián)到數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以此實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)與模型的高度統(tǒng)一。

3.2Bentley Substation軟件特點(diǎn)

該軟件主要應(yīng)用于變電站集成電器和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以編寫物料清單、檢測(cè)執(zhí)行沖突和間距。軟件的優(yōu)勢(shì)在于分布式工程設(shè)計(jì)。變電站設(shè)計(jì)一般涉及到電氣一次專業(yè)、二次專業(yè)和土建專業(yè)。方案修改會(huì)增加專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作量，通過應(yīng)用軟件，可以有效支持工程內(nèi)容管理，提升團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)計(jì)工作流。

3.3PDMS軟件特點(diǎn)

該軟件多應(yīng)用于復(fù)雜且大型的工廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可以有效作用于工程設(shè)計(jì)施工管理以及工程造價(jià)管理中。軟件文件包含造價(jià)信息，通過比較同類工程預(yù)算資料，可以為工程造價(jià)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。在完成實(shí)體建模之后，各類設(shè)備統(tǒng)計(jì)功能、材料統(tǒng)計(jì)功能以及元件統(tǒng)計(jì)功能，都可以作為分布工程量的參考依據(jù)。PDMA開放性特點(diǎn)，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)方提供聯(lián)系條件，全面發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)資源共享優(yōu)勢(shì)，交流互動(dòng)優(yōu)勢(shì)以及信息傳輸優(yōu)勢(shì)，以免出現(xiàn)工程概預(yù)算超過估算。

4、變電站三維設(shè)計(jì)成果展示

以某地區(qū)330 kV變電站工程為例，采用三維協(xié)同設(shè)計(jì)模式、數(shù)字化信息模型、工程管理等方式，保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)變電站三維設(shè)計(jì)目標(biāo)，全面提升設(shè)計(jì)效率和自動(dòng)化水平。

通過數(shù)據(jù)建模平臺(tái)實(shí)行統(tǒng)一化建模，在數(shù)據(jù)架構(gòu)中實(shí)行開發(fā)集成。對(duì)不同專業(yè)設(shè)計(jì)分析軟件進(jìn)行融合，建立全專業(yè)體系，三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)性傳遞和貫通，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交和多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，充分應(yīng)用量化管理和一體化管理模式，踐行全生命周期管理理念。

5、結(jié)束語

綜上所述，三維設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用前景廣泛，在電力建設(shè)領(lǐng)域具備較高的實(shí)用性。然而需要注意的是，三維技術(shù)在電力設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還存在不足，無法全面凸顯出三維技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)三維技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用均造成影響。設(shè)計(jì)人員必須深入分析三維技術(shù)的應(yīng)用問題，從根本上推動(dòng)電力設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。

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