新时期变电站数字化设计思路探讨

新时期变电站数字化设计思路探讨

刘迪

云南众远电力工程有限公司普洱分公司，云南普洱665000

摘要：本文根据目前变电站运营的实际情况，分析了目前变电站运营的管理方式。在此基础上，本文从变电站建设工程协同管理模型、基于三维数字化技术的变电站建设运维管理、变电站建设数据整合、数据管理等方面，探索了新时期变电站建设管理的新思路。实践表明，数字化设计技术的管理方式可为变电站的运营带来方便，提高运营的效益。

关键词：变电站；数字化设计；思路探讨

目前我国变电站的运营方式存在以下问题：一是工程项目的设计效率较低，多数电力公司采用传统的平面图进行运营，这样做不但会导致工程的设计内容不够准确，还会导致人员、资源的浪费；其次，在实际运营中，变电站存在的诸多问题，往往是由各部门独自解决，这不但会产生大量的复杂的图样，而且由于实行了平面化的管理，使得工程的图纸资料无法及时的得到更新，从而产生各种问题，影响到工程的进度、质量以及运营费用；最后，电力系统的高品质运营和发展很难适应【1】。在变电站的运营过程中，由于设计方、运营方和运行人员是分离的，所以很难对用户的信息进行正确地解读，从而导致了系统的实时性很低。为了解决目前变电站运营中的一些问题，本文提出了采用数字技术进行工程管理的方案。

一、明确数字化管理方法

1.建立协同管理模型

为了确保变电站的建设和运营能够顺利进行，我们提出了一种新的协作管理模型——IPD（Integrated Project Delivery）。该模型将所有参与方纳入同一个公共目的实体，形成由各方共同组成的联合目标小组，使得各方之间形成密切的联系，从而解决了传统变电站建设过程中各方存在的问题。基于此，我们还提出了一种基于工程协调的变电站运营管理模式。该模式将变电站建设工程的所有参与方，如供电企业、设计方、运营方的负责人作为牵头人，负责协调相关工作。在建立了该协作模式之后，各方会签署一个多层次的合作伙伴关系，以确保合作顺利进行。为了提高变电站建设的效率和质量，我们还在原有的运营管理模型中引入了3D数字技术，并对其进行了深入地研究。在编制新的管理方式的管理体系时，需要引进流程控制软件、数字技术和资料等，并对引进的技术进行标准化管理，以保证内部跨专业和跨数据的协调工作能够按规定实施，并进一步提高变电站建设的质量和效率【2】。

2.运维管控

当前，在变电站运营管理中，使用平面图进行数据组织和管理的方式存在一些局限性。通过引入3D Digital技术，我国的变电站能够建立一个立体造型，并导入各种建筑参数，使得运营人员在运营前能够对整个变电站的总体结构有一个大致的了解。这有助于更有效地管理和控制变电站工程，并减少反复的重复工作，避免出现耽误工期、浪费建筑资源等问题。基于 BIM的二次开发，可以查看运营进度、模拟运营阶段和维护等多种操作。利用 BIM技术，将该模式和基础设施的管理控制结合起来，实现对工程项目的实时数据采集。可以根据运营项目的不同，设置色彩以便于对比。比如，以半透明的红色表示运营中的设施，以不透明的红色表示已完工的设施。运营过程中，运营现场的滑块会根据运营状态进行滑移。通过鼠标在任务栏上单击，可以获得当天建筑的详细信息。BIM可以实现对变电站运营中的排水管道的三维防撞测试。通过 BIM建模，建立了对应的输水管线，可以通过 BIM技术，实现对管线的快速定位。在工程设计中，设计者可以根据具体情况进行再设计，以保证以后的工程不会再发生此类问题，从而减少管道二次铺设，既能减少工程造价，又能保障工程人员的人身安全。另外，通过3D数字技术，可以增加建筑工程，增加建筑的特殊场景，从而达到3D建筑的效果。有关部门在做好相应的工作后，要把目前的情况、进展情况等资料都记录下来，以便为以后的工程实践工作做好仿真。按照以上步骤，在 BIM中进行了一个专业的3D建模装配，并以此为基础进行后续的工程实践，最终实现真正的装配。

二、实现对数据资料的整合及保存

基于数字化技术的实际应用，在实际工程中，数据的来源主要有 BIM模型数据、设计图纸数据、各个厂家数据等，此外还包括电气一次数据、电气二次数据、土建专业数据、暖通专用数据、水利专业数据等。利用三元数字技术，针对电力系统的实际工作状况，进行二次开发，将各种资料与相应的建筑工程装备进行连接，从而建立起一个系统的大型信息库【3】。将各资源信息整合到数据库中，并进行了数据整合，为以后的工程运营进度、维护周期等信息的检索工作奠定了技术基础。为了解决目前电力企业在变电站的转接阶段所面临的问题，必须明确其所处的位置。BIM中各种运营资料及装备资料也是必须加以考虑的问题。为了实现运营装备的精细管理，针对不同规格型号的运营装备和物料，分别进行不同的储存能力数值的测算。得到不同规格、型号的建筑设备和物料的储存容量，并以此为依据，确定建设工程所需的设施、运营物资等相关的信息。为便于对各种设备的信息进行清楚地检索，可以将各种设备的资料按类别进行归类和管理。根据内容，对整个工程项目的全部信息进行了归类，并将其归入数据库。将以上分级资料按建筑工程的实际运营次序进行储存，便于工程应用。设备信息既要包含设备的技术指标、性能指标等信息，又要有设备属性信息、技术协议信息、设备图片信息等。在 BIM二次发展过程中，为了有效地对大量的运营资料进行有效地处理，有关部门还需将以上的资料整合到 BIM中，与其建立的模式进行联系，便于后续运营设备的信息维护。

三、完成试验论证剖析

以110 kV变电站为依据进行了比较试验。本工程由三个楼层组成，为了检验所采用的管理方式能否有效地克服现有的管理方式所带来的问题，将所采用的管理方式与传统的二维技术相比较。为了对两者进行对比，取5个不同的运营阶段，以保证两种管理方式的运营进度满足设计的需要，以两种方式进行工程进度评估。在完成相关的运营和管理工作后，将试验的成果进行详细的记载。从资料可以看到，在工程质量基本相同的情况下，利用3D数字技术进行综合管理，只需78天就能完工，而传统的二维平面技术则需要144天的时间，这几乎是前者的两倍【4】。在此基础上，将所述的工程管理技术运用于此工程的工程项目，可以在原有的工程设计方案的前提下，增加对防水、防火、照明等方面的立体图形，从而可以有效地解决工程设计中出现的各种难题。比如，在进行变电站管道的规划和安装时，可以对输水管方向进行最优的井口布局、采用 BIM建模进行防撞测试，从而实现最优的设计。在照明及采暖等方面，运用立体布置方式，依据规划尺度，进行迅速的光照计算，从而减少了在实际工程中对排水管道进行二次布置和钻孔，从而节省了工程造价。但由于采用了传统的二维平面技术，在工程实施之前没有进行相关的预防，导致工程中存在许多管道发生冲突，导致工程的工期被一再地推迟。该方案能够有效地进行电力系统的运营，从而有效地改善运营的效果，保证运营的安全。

四、结语

本文根据目前变电站运营的实际情况，采用了基于数字化技术的3D Digital，并用试验证明和解析的方法来进行有效地检验。该方法在电力公司的实际工程中得到了运用，可以为以后的工程提供更加方便的环境，从而大大地提升了工程的设计与运营速度。在今后的工作中，我们要继续改进这一管理方式，制定出相关的规则，以使三维数字技术在电网中得到更好的运用。

参考文献

[1]刘道兴.输变电工程中变电站建设电气施工及管理分析[J].现代制造技术与装备，2020，56（11）：159-161.

[2]张田佳，王欣然，王利，等.BIM在变电站建设管理中的应用研究[J].中国电力企业管理，2020（36）：66-67.

[3]郭瑞，秦光辉，刘伟.关于变电站建设工程管理方法的研究[J].中国设备工程，2021（6）：191-192.

[4]高建，陈红星，蔡可庆.基于三维全景技术的变电站建设可视化管理[J].项目管理技术，2019，17（4）：134-138.