试述三维数字化设计技术在输变电工程的应用

试述三维数字化设计技术在输变电工程的应用

万奇峰张波

（吐鲁番供电公司新疆省吐鲁番市838000）

摘要：伴随信息技术的发展，计算机辅助设计深度和广度将不断拓展。一方面工程模型上二维模型将向三维实体模型过渡，另一方面从信息角度来看，设计信息传递的日益便捷，多专业、跨区域、多平台整合之势日趋显现。数字化及三维形态的输变电设计吻合了新形势下的设计趋向，提升了输变电必备的智能及集成性，网络辅助的工程设计获取了优良的实效。基于此，本文主要对三维数字化设计技术在输变电工程的应用进行分析探讨。

关键词：三维数字化；设计技术；输变电工程；应用

1、前言

相比于传统设计，数字化范围内的三维设计提升了总的输变电成效，传输也更为便捷。实际上，输变电设计关乎多样的复杂流程，应能注重于设计范围内的细节。作为一项发展中的应用技术，需要根据目前应用情况进行实际应用研究，有序推动和引导技术的发展。

2、新式的设计技术

2.1解析技术内涵

从现今状态看，输变电范围内可采纳的数字化新技术含有三维技术，新式技术设定了如下的内涵：针对于整合各时段勘测的信息，可选数据挖掘以此来融汇并且解析综合性的多源数据；采纳三维手段，构建起来的模型更精准，运用及设计也增添了原先的精准性；传递输变电信息、重组原有信息都借助于三维手段，多系统及多样专业即可顺畅互通实时的输变电信息。

由此可见，数字化输变电现存的设计依循了三维技术，贯穿并融合了关联的多专业。纽带为数字化，创设了更有实效且更优质的新颖技术路径。设置三维模型，针对于复杂架构下的输变厂房。这类工程交错并汇集着多方位的电气管路，注重于分配工程空间，在最大范围内杜绝了多专业表现出来的彼此碰撞。输变电工程中，设计的配套工程密切衔接于区域网络，拥有了可视性的更高智能水准。采纳并行处理，三维设计更契合了日常输变电的真实运用。

2.2输变电采纳三维设计的价值

微机软件可辨析二维工程，这是常用方式。然而最近几年，城市化日渐拓展了覆盖的总面积，进程也正在加快。城区缺失了可调配的土地资源，变电站趋向于半地下或者地下的构建。线路通道紧张，这就增添了更精细的初期设计需要。从实效角度看，相比于旧式设计，三维设计可传递的根本宗旨将更为精准。多样专业应能密切协同，杜绝了遗漏及偏差。三维技术还可实时予以优化方案，精准解析了全面状态下的现存工程。采纳了数据库，从根本上提升了数字化，互通信息拥有了顺畅的路径。

3、设计勘测及配备的软件

目前国内三维设计软件很多种，更新很快，新的技术不断涌现，对于工程设计而言没有最好的软件，只有更为适合的软件。本文提到的根据产品的性能及应用领域的不同大致分类如下：

（1）用于三维渲染绘图设计，如3DMAX、SolidWorks等，，在输变电工程设计主流的应用还是更多侧重于展示方面，主要包括制作效果图、漫游展示，不具备出图能力，并且实际工程设计较少。

（2）着重于三维建模功能，如Autocad、Mirostation等，，总体来说目前Autocad应用较为广泛。在建模软件基础上一些单位进行整合开发，如基于Autocad平台北京博超公司开发的PDS，基于Mirostation平台Bentley公司开发整合substation，这些平台在国内变电站（换流站）工程设计方面进行了多年探索，部分技术已经趋于成熟。

（3）以数据库为核心的大型集成化系统，如PDMS等发电行业PDMS应用较多，总体来说，输变电工程应用较少。

（4）结合勘测信息的道亨公司三维线路设计平台和北京洛斯达的线路设计智能一体化系统，在杆塔排位、线路选线等方面进行了探索，正逐步向三维平台过渡，目前主要应用输电线路工程中。

4、三维数字化设计技术在输变电工程的应用

数字化三维应被融汇至细微的各环节设计。初期设计输变电各类的工程若能借助于三维技术，将会提升设计得出的总体工程质量。检测各类的软硬碰撞、构建实体模型，这些都不可脱离根本的三维技术。深化状态下的数字设计还增设了一致的接口用作处理信息，共享了软件可传递的一切信息。只要录入了信息，便可多次予以调用。促进持久的输变电进步，数字三维设计拥有不可替代的长效价值。录入信息可被反复予以调取，工程模拟及必备的评审步骤都增添了三维优势。输变电应用中，数字化运转的各区域电网都凭借于三维的技术根基。

4.1整合各类的模型及平台

统计得出的实体模型变更了旧式路径下的二维设计，三维模型有序融汇了全方位的输变电金具、钢构架及衔接的导线。这样设置出来的实体模型摒除了常规统计依循的思路，提升设计效率。依照真实的需要，设计人员还可自主予以统计，摒除了僵化及单一的输变电。三维设计还整合了多样接口的配套软件，整合的部分含有运算短路电流、选取设备及导体的型号、计算力学性质。先要录入初期必备的设计信息，而后即可反复予以选用。

4.2针对于碰撞检测

户内及地下配备的各类变电站含有交错形态的复杂电流，特高压这类设备密切关系到检测软硬碰撞。从输变电的建设看，这类检测针对于碰撞性的实体模型，更合适用作测定复杂及交错形态的多专业碰撞。针对于地下构建的某些变电站，新式检测汇聚了本区段配备的电缆沟道、风管及线缆桥架，因而获取了优良的总体实效。与之相对，检测得出的软碰撞针对于模型彼此必备的间隔，有待校核的间隔包含了防雷的变电站范围、电气的距离等。从现状看，设计换流站时可借助于校核的手段以便于测定复杂的各构件间隔。针对于跨越性的线路测定、跨建筑的测定，都可选取新式检测。

5、下一步发展及建议

三维数字化设计的发展对于促进输变电工程设计技术的进步有着极其重要的意义。设计作为工程信息的起点，通过应用三维数字化设计可以推动工程信息一次录入多次采用，推进三维数字化评审、三维模拟化施工、可视化施工管理等输变电工程建设全过程的信息化进程，进而为构建数字化电网运行管理提供数据基础。同时为了进一步推广三维数字化技术应用，建议在以下几个方面进一步开展研究和应用工作。

5.1加强模型标准化工作，促进技术整合

目前设备厂家提供的模型主要还是以二维模型为主，目前仅直流阀厅、部分500kV交流工程提供过一些三维模型，建模工作量大，不能满足输变电工程现有的整体设计进度，加强三维模型统一工作有助于推进三维设计的开展，同时由于模型是各个设计软件、辅助计算软件的信息入口，统一模型的数据接口，有助于各软件的推广应用。

5.2坚持统一规划，拓展三维数字化技术应用的深度

三维数字化技术还处在探索阶段，各专业软件系统分属于不同单位，考虑到各专业介入程度不一，建议由有关部门牵头进行统一的规划和引导：1）跟踪技术发展趋势，建立技术体系，从理论上先确定技术方向。2）制订技术发展目标和分布实施方案，统一规划确定专业交叉点，落实软件接口可行性，促进专业信息融合。

5.3加强数字化移交标准研究

建议有关部门加强编码系统的研究整合，以统一的编码系统为切入点，加强三维图纸标准管理，加快推进三维数字化设计成果研究应用，进而推进三维数字化设计技术的应用，结合物联网技术不断推进输变电工程建设、运行、管理全过程的信息化建设。

6、结语

总之，输变电工程通过三维数字化设计手段，利用其后台强大的数据库功能，统一管理，实现数据设自动统计设备材料，并进行碰撞检查，是未来国家电网智能变电站建设设计过程的发展趋势。

参考文献：

[1]王志毅.智能化三维变电站设计平台的应用［J］.华东电力，2011，39（5）：50-52.

[2]梅念，陈东，杜晓磊.±400kV青藏直流联网工程换流站三维数字化移交［J］.电力建设，2012，33（5）：21-24.