三维设计在电网和变电站建设中的应用与实践
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摘 要：随着我国电力事业的快速发展，传统电力设计方法存在的问题也越来越多，为了满足多元化的使用需求，电力行业设计单位逐渐引入现代化三维设计系统。三维设计方法一经应用就取得了不错的成绩，并转变了传统二维设计在空间上、效益上的局限性，采用三维设计手段可以实现电网和变电站全过程分析与设计优化，这对于电力工程行业来讲起到了很大的推动作用。
关键词：电网建设;变电站;三维设计;电网设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.132
0 引言
设计是施工建设的基础依据和指导性文件，特别是对于电力工程来讲，其自身具有很强的专业性和复杂性，如果设计存在问题则施工建设质量难以得到保障。从传统电网与变电站设计来看，存在很多问题，采用三维设计能够实现电网工程的数字化、可视化发展，对工程后续建设与运营都有着积极影响，逐渐成为电力设计单位广泛应用的一种辅助工具。通过近年来国家电网建设工作的深入发展，三维设计凭借着全方位、多视角的优势取得了良好的成绩，为我国电力工程新建、改建、扩建等方面都提供了有力的支持。
1 三维设计的特点
信息时代背景下，数字化技术、信息技术、计算机技术的等方面有了很大的突破创新，电力工程渗透到社会生产、生活的各个方面，这也导致电力使用需求的多元化发展，面对日益增长的用电需求，智能电网建设下变电站设计工作也显得越发重要。传统的二维设计模式，在视觉角度上与作业模式上都处于落后状态，无法实现变电站全生命周期的数字化移交。在这种环境下三维设计技术应运而生，其主要依托与信息化智能三维设计平台，在很大程度上缩短了设计作业时间，优化作业流程，变电站设计包括电气、建筑、结构、水暖等多项内容，借助完善的标准化数据模型库与强大的自动计算分析功能，让电网与变电站建设更加简单，能够实现自动校准、自动出图、三维协同等多项功能。为了进一步提高电网与变电站的设计质量和效率，采用三维设计技术，通过计算机软件构建工程信息模型，使其所有信息都能够全面的展现出来，并且还可以符合变电站在建设上对多个专业的协调需求，实现不同专业之间的相互沟通和信息转换，最终达到优化工程设计的效果。
2 三维设计在电网和变电站建设中的应用与实践分析
2.1 确定变电站三维设计目标
设定准确的目标是实现三维设计价值的最好依据，以变电站设计为例，设计目标需要满足以下几方面需求：第一，能够实现自动化的计算分析，构建三维信息模型，设计人员通过一次性输入数据就能够得到完整的图形效果，并可以自动生成多视角的图纸文件，缩短变电站设计时间。第二，全专业协同设计，由于变电站建设所涉及的专业较多，不同专业下的技术要求也不尽相同，三维协同设计通过平台一体化管理，能够实现同一项目下所有专业人员的设计要求，通过制定文件档案与模型命名等方法，对不同专业人员进行权限分配限制，只有本专业设计人员有专有部分的读、写权限，其它设计人员只能够读取，在满足各自专业设计的基础上能够查看其它专业的设计情况，高效、快速的完成设计工作，避免相互之间的碰撞和冲突，保证全专业的协同设计。第三，数字化移交，传统设计模式下对于数字、信息的移交工作较为繁琐，不仅工作量大、持续时间长、内容上也容易出在遗漏和偏差，这在很大程度上降低了变电站建设的管理水平。三维数字化移交自身具备强大的数据库功能，通过统一信息平台实现数据、成果的整体移交，其主要包括地理信息数据、设计模型、工程数据等多方面内容，与助于变电站建设管理的信息化与智能化发展。
2.2 三维建模
三维建模对变电站建设进度与工程量有着直接影响，变电站中电气设备作为核心内容，对建模深度与建模精度等方面都有着较高的要求。在具体的建模过程中设计人员主要对土建支架模型与设备模型这两方面创建元件模型，根据现场实际情况设计人员不断简化元件信息，保证模型能够符合具体要求，结合设备供应商提供的指定文件格式完善三维模型设计，保证模型绘制比例等各方面都能够具有准确性、真实性。由于变电站设计中需要创建的模型较多，为了节约模型库的存储空间，设计人员应该对模型进行简化设计，采用方便识别的绘图方式在保证模型自身功能表达清楚的基础上，秉持一定的简化原则：保证模型结构、模型装配的合理性，关键尺寸与专业部分不能进行简化。
2.3 三维设计在变电站工程中的应用实例
在上面分析的基础上我们结合相关案例进行具体分析，根据变电站实际情况在总平面基础上进行协调设计，从多个专业角度出发进行探讨：第一，土建专业，结合国家电网模块化建设要求对变电站建筑物、构筑物进行设计工作，充分考虑变电站建筑物墙板、门窗样式尺寸、预埋管线、预留孔等方面的三维设计。第二，电气专业，通过数据库模型对设备参数进行赋值操作，通过自身所具有的自动化计算功能对常规短路电流、导线拉力、蓄电池容量等进行就散，并形成计算书。各专业人员在变电站总平面设计完成后，生成多视角的建筑视图，电气专业可直接在总平面图上进行切割设计，自动生成设备参数，当总平面图发生调整的时候，配电装置图与断面图可以实现自动优化调整。
3 结语
综上所述，随着时代的进步和发展，三维设计在电网与变电站建设中的应用也成为一種潮流趋势，针对当前三维设计存在的不足，相关技术人员还需要不断创新和完善，相信在不久的将来，三维设计工作能够实现全专业的协同作业、一体化管理模式、全寿命周期的动态管理，充分发挥一体化三维平台协同设计优势，降低设计误差与成本投入，提高企业核心竞争力，在可视化、精准化的三维设计效果下，扩宽电网与变电站的建设思路，满足业主、用户多方面的使用需求。
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作者简介：巨彩虹（1982-），女，青海乐都人，本科，中级工程师，研究方向：电气工程及其自动化设计。
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