数字化三维设计在变电站设计工作中的运用

 数字化三维设计在变电站设计工作中的运用

 王鑫平

 武汉瑞佑电力工程设计有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：随着智能化电网理念的不断深化，对设计立体化的要求越来越高，数字化三维技术因其三维立体和智能先进的技术优势，逐步被应用于变电所的设计。这是智能电网发展和数字化建设发展的必然趋势。随着信息技术的飞速发展，计算机技术朝着更加高效的方向发展，利用数字化三维设计技术来推进变电站的设计工作，将会在一定程度上完善变电所设计工作，使整个系统资源得到充分的利用。

关键词：数字化三维设计；变电站设计；运用分析

1.变电站建设的现状

随着我国电网建设高品质发展的需要，变电站的信息化建设已经势在必行。近年来社会发展对电力系统的建设工作提出了更高的需求，而目前，我国变电站在建设过程中，依然存在许多的局限。主要体现在三方面：一是设计的效率不高。过去在变电站平面设计中，传统的二维图纸设计精度不高，而在图纸上进行繁杂的图形制作更是要花费很多的时间和精力。在人力资源方面，进行了设计更改后，将会使设计工作负荷成倍增加，从而降低了变电站的设计效率；二是施工矛盾多。在变电所设计中，涉及到很多的专业领域，而这些专业工作是相对独立的。加上二维图纸所能呈现的空间有限，更常有图纸数据更新不及时等情况，造成了施工中，各个专业领域存在冲突。在开展施工时存在着互相干扰或损坏的状况，进而对整个工程的进度、质量和成本产生一定的不利作用；三是难以推进电网高质量建设发展。目前我国变电站的建设需求、施工信息、设计数据、运行维护等信息相对分散，存在着信息理解偏差、信息传递不及时、信息分类混乱等问题，很难支持数字化变电站建设的高品质要求。

2. 数字化三维设计的特有优势

三维设计与传统的设计有很大的区别，那就是在设计的各个阶段，传统设计手段将大量的信息固化到图纸和说明中，从而形成了大量的离散数据。在后续的建设阶段，只能依靠施工人员来对图纸进行数据辨识和说明分析来开展施工，由于基础资料的数量庞大、冗余，造成数据信息缺乏完整性与延续性，不利于施工的顺利开展。三维设计能够利用信息模型对结构数据进行处理，将大量的工程数据进行统一管理，从理论上讲，可以完成整个设计以及工程施工各个阶段中的信息共享与使用。

简单来讲，数字化三维设计，有着以下几点优势：①可视化程度高。数字化三维技术能够将各种数据信息输入到模型中，业主能够通过直观地观察变电站的设计模型，来明白设计意图，有效消减前期沟通中的误解与分歧；②设计更为精细。能够将各个专业领域的设计工作，在同一模型中开展，极大地提高了协同设计，避免交叉碰撞造成的矛盾冲突；③提升设计产品的附加值。由过去只为指导施工转变为项目全生命周期应用，包括综合展示、分析计算、采购、合同分包、进度管理、施工仿真、数字化移交等。

3. 三维数字化设计在变电站设计中的运用

3.1搭建基于IPD模式的项目协同机制

将IPD协同管理引进到变电站建设中，来构建一个由多方参与的SPE（单一目标的实体）团队，如图1所示。将设计院、供电企业和建设单位以及关键参与方共同签订多方合同，组成SPE团队，各方是相互独立且协同的，能够更好地开展各个专业领域的建设工作。

图1 SPE组织模型

3.2编制基于BIM的三维协同设计

BIM技术在近年来广泛应用到各个建设领域中，该技术因具备良好的三维可视化和仿真性，在变电站设计工作中也可以深入应用。可借助BIM技术，编制三维协同设计，流程如图2所示。这种协同设计，能够在模型中实现数据信息的交流，保证各个专业领域设计工作的顺利开展，并且能够有效避免施工矛盾冲突。

图2三维协同设计流程

3.3搭建三维数字化设计平台系统

若想实现变电站数字化三维设计，必须要有相应的平台系统做支撑。当前应用最为广泛的，是CAD、Revit等软件。本文以Revit软件为例，搭建如图3所示的设计平台，能够实现实时协作、碰撞检测等多方面功能，更好地推进变电站的数字化建设。

图3基于Revit的输变电工程数字化设计平台

4. 变电站设计中数字化三维设计技术应用的关键

首先，在变电站设计中，若想深入推进数字化三维设计，离不开计算机软件的支持。而数字化三维设计工作能否顺利开展，与专业设计人员对软件的认识和操作有直接关系。因此，要强化对设计人员的培训工作，鼓励他们积极学习先进的设计软件和平台，了解信息化、数字化的设计理念，利用数字化三维设计技术来对整个变电站设计工作进行完善和优化。

其次，在三维立体设计平台的架构运用中，为传统的三维建模技术的运用应该在方案中普遍进行采用，但是其主要的用途还是基于效果的展示，其本身还没有具备施工图设计的能力。因此如何运用信息化软件，对相关的三维建模技术与施工图的设计进行结合，其重点还是要根据全新的设计载体，以数据库为基础，对变电站设计所涉及到的各项技术要素进行综合，从而以标准化的知识管控理念以及更精细的方式对变电站的设计进行优化，从而以设计数据为主要核心推动变电站设计效率的有效提升。

结 语：

在变电站设计的各个环节中，已逐渐开始应用数字化三维设计技术，而且设计工作正朝着深度和广度发展。为了减少变电站建设中因信息不足而造成的工程进度、质量下降的问题，必须与时俱进，整合现代技术，提高资源整合能力，从而达到整体效益提高的目的。不断增加的工程项目都将成为数据信息的聚集地，现代行业中应用大数据技术进行分析，能够帮助企业发展，对企业管理人员了解内部资源配置，实时跟进项目进度都发挥着不可取代的作用。在今后的变电站设计项目中，将会有更大的发展空间，成为电力工程企业高效发展的新希望。

参考文献：

[1]滕佳颖,吴贤国,翟海周,等.基于BIM和多方合同的IPD协同管理框架［J］.土木工程与管理学报,2013(2).

[2]沈毓，仇群辉，汤东升.建筑信息模型技术在模块化变电站设计与施工中的应用[J].电力与能源，2017（6）：19-23.

[3]阚昆.数字化三维设计在变电站设计工作中的运用[J].技术与市场，2020.