三維設計技術在變電站設計中的運用

朱學勇

摘 要：在現(xiàn)代技術快速發(fā)展過程中，計算機技術被廣泛應用于各行業(yè)領域，其中三維技術多應用于設計，行業(yè)內能夠明顯提升設計效率與質量。在變電站設計期間，通過三維設計技術能夠明顯提升設計方案的有效性，避免出現(xiàn)交叉設計問題。此次研究主要是探討分析三維設計技術在變電站設計中的應用，希望可以全面提升變電站設計水平。

關鍵詞：三維設計技術;變電站設計;運用效果

在計算機技術智能化發(fā)展過程中，相應提升了電力勘察設計的信息化水平。采用智能化信息化三維設計平臺，可以對設計作業(yè)流程進行優(yōu)化，全面提升系統(tǒng)方案設計的有效性。在系統(tǒng)方案設計之前，必須完成數(shù)據(jù)建模工作，通過標準化數(shù)據(jù)模型庫、自動計算分析功能，可以簡化設計方式的繁瑣性，促進傳統(tǒng)電力設計校審制度與人力資源結構的深化改革。數(shù)字化三維設計將成為設計行業(yè)的新發(fā)展，可以實現(xiàn)標準化知識管理體系，通過數(shù)字化移交手段，建立服務盈利模式，并且對設計服務鏈與范圍進行擴展，從根本上促進企業(yè)的升級轉型。

1、三維軟件設計的優(yōu)勢特點

三維軟件具備較強的可操作性和可視性，將三維軟件應用到設計過程中，有助于提升設計效率和質量。在實際應用過程中，三維軟件設計能夠實現(xiàn)以下特點：第一，直接測量空間距離。在三維變電站模型空間中，可以直接驗證圖中點的帶電安全距離，不需要對斷面圖和平面圖進行來回切換。同時，直接測量不同平面內的帶電距離，可以簡化人工計算步驟，以免出現(xiàn)人為差錯。第二，減少設計誤差率。在二維設計模型下，無法全面分析電氣設備和其他設施的硬性碰撞問題，在三維模式下可以有效解決以上問題。合理剖切三維模型，能夠在變電站內自動生成二維視圖，展現(xiàn)出建筑設備和導線之間的關系。第三，提升設計方案的實用性。采用標準設備型號方式，可以了解設備的屬性和信息，修改和增加不同信息。在模型更新升級后，也可以自動化更新平面圖形，不僅能夠確保設備的臺賬管理，還能夠使設計人員，施工人員和檢修運維人員共享工程信息數(shù)據(jù)。

在傳統(tǒng)設計模式下，只能夠通過平面圖展示變電站設備和建筑物。然而在三維設計技術支持下，設備和建筑物可以在三維空間內建造，有效結合變電站涉及的各個專業(yè)。在相同功能模塊下，不同專業(yè)設計人員都可以模擬自身所負責的部分。在協(xié)同設計過程中，不同專業(yè)設計人員可以查看各自和他人的成果，通過溝通模式對設計方案進行修改，完善。

2、三維設計技術在變電站設計中的應用

2.1三維建模的深度要求

三維深度研究屬于三維設計的基礎前提，建模深度會對設計質量和效果造成影響，還會影響設計工期和任務量。在變電站中，電氣設備屬于核心。必須詳細規(guī)定電氣設備模型的建模精度和深度，便于設計人員開展設計工作。

2.2建立三維模型庫

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

由于設備模型的建模難度大，為了確保模型的理想化，設備生產(chǎn)廠家應當按照工程設計要求，提供相應的三維模型。模型圖紙必須按照1：1比例繪制，設備廠家應當全權負責模型的準確性。同時，對設備模型命名進行規(guī)范。在建立模型期間，必須根據(jù)標準規(guī)范命名設備模型。三維數(shù)字模型命名特點在于唯一性和準確性，便于后期識別管理和存儲。三維數(shù)字模型命名還應當具備可擴充性，可以有效控制追溯和版本。在建立模型庫時，為了擴大存儲空間，加快模型條用速度，可以簡化模型的幾何細節(jié)。

3、三維軟件的實用性分析

3.1Microstation軟件特點

該軟件具備三維渲染功能，三維設計工作結束后，可以輸出整體渲染效果與三維動畫，以此獲得真實的變電站全景。需要注意的是，所應用的模型必須是設計人員建立無差錯的模型，并將其作為設計藍本設計效果圖。通過該項功能可以使設計人員直接觀看到變電站建設效果。同時通過軟件內的內置功能，可以展示出模型細節(jié)部位。

Microstation軟件可以有效對接數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)設計模式下，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。各類信息都存儲在圖樣和文檔中，沒有使信息之間建立關聯(lián)度，從而增加檢驗難度，導致同一個消息會同時出現(xiàn)在其他圖樣和文檔中。Microstation軟件對象主要為工程設施，不同設備模型都具有獨立的帶標識碼。三維模型可以將標識碼作為線索，自動關聯(lián)到數(shù)字化網(wǎng)絡平臺，以此實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)與模型的高度統(tǒng)一。

3.2Bentley Substation軟件特點

該軟件主要應用于變電站集成電器和結構設計中，可以編寫物料清單、檢測執(zhí)行沖突和間距。軟件的優(yōu)勢在于分布式工程設計。變電站設計一般涉及到電氣一次專業(yè)、二次專業(yè)和土建專業(yè)。方案修改會增加專業(yè)之間的協(xié)調工作量，通過應用軟件，可以有效支持工程內容管理，提升團隊之間的協(xié)作力，進一步實現(xiàn)變電站設計工作流。

3.3PDMS軟件特點

該軟件多應用于復雜且大型的工廠設計項目中，可以有效作用于工程設計施工管理以及工程造價管理中。軟件文件包含造價信息，通過比較同類工程預算資料，可以為工程造價評價提供參考依據(jù)。在完成實體建模之后，各類設備統(tǒng)計功能、材料統(tǒng)計功能以及元件統(tǒng)計功能，都可以作為分布工程量的參考依據(jù)。PDMA開放性特點，能夠為建設方提供聯(lián)系條件，全面發(fā)揮出網(wǎng)絡資源共享優(yōu)勢，交流互動優(yōu)勢以及信息傳輸優(yōu)勢，以免出現(xiàn)工程概預算超過估算。

4、變電站三維設計成果展示

以某地區(qū)330 kV變電站工程為例，采用三維協(xié)同設計模式、數(shù)字化信息模型、工程管理等方式，保證工程設計質量的前提下，實現(xiàn)變電站三維設計目標，全面提升設計效率和自動化水平。

通過數(shù)據(jù)建模平臺實行統(tǒng)一化建模，在數(shù)據(jù)架構中實行開發(fā)集成。對不同專業(yè)設計分析軟件進行融合，建立全專業(yè)體系，三維數(shù)字化協(xié)同設計平臺。以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)性傳遞和貫通，同時實現(xiàn)數(shù)字化移交和多專業(yè)協(xié)同設計，充分應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、結束語

綜上所述，三維設計技術的應用前景廣泛，在電力建設領域具備較高的實用性。然而需要注意的是，三維技術在電力設計中的應用還存在不足，無法全面凸顯出三維技術的應用優(yōu)勢，對三維技術的發(fā)展應用均造成影響。設計人員必須深入分析三維技術的應用問題，從根本上推動電力設計技術的發(fā)展。

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