侯升旗++苏耀国+赵雅媛++张沅
摘 要：本文分析了三维设计技术在变电站设计中的发展与运用，对比了现有变电站三维设计主要平台，明确了变电站三维设计目标，进行了变电站三维设计最终的成果展示，有力证明了三维设计技术在变电站设计中实效显著，前景光明。
关键词：三维设计技术 全专业设计协同 数字化移交
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（a）-0023-02
1 三维设计技术发展背景与基础
随着全球计算机软件高效化、智能化的推进方向，电力勘察设计行业的信息化也在持续发展，基于信息化智能三维设计平台的作业模式，极大优化了设计作业流程，使得设计重点从布置设计前移到系统方案设计，繁琐的数据建模工作在系统方案设计前已经完成，借助不断积累完善的标准化数据模型库和强大的自动计算分析设计功能，使得设计方式变得更加简洁，这将会对传统电力设计生产的设计校审制度和人力资源结构带来变革，以数字化三维设计平台引领设计行业第二次革命，以实现知识管理体系标准化，以数字化移交为手段，建立工程全生命周期服务盈利模式，拓展设计服务链和范围，促进设计企业转型升级。
2 变电站三维设计主要平台介绍
2.1 博超STD平台
博超STD平台软件最早是利用AutoCAD平台开发的变电站三维设计软件，目前已逐渐转为利用Revit平台开发的变电站三维设计软件。由于Revit与CAD软件均是由Autodesk公司开发的设计软件，因此博超软件的转型开发速度较快，目前已能够进行全面覆盖电气专业的三维设计，实现电气主接线自动生成电气总平面功能、自动剖切配电装置断面图功能、防雷布置功能和安全净距自动校验功能等设计。土建各专业的功能在逐步完善过程中。博超STD平台较其他同类型软件在设计上更能体现技术平台的系统性、信息流程的系统性、解决方案的系统性、在三维协同设计方面以面向对象的三维协同设计技术带来解决方案的变革，以三维协同设计驱动整个变电设计流程并为后续的一切信息化系统提供数据基础。
2.2 3Dmax软件
3Dmax软件是由Autodesk公司开发的三维造型、渲染和动画制作软件，操作界面简单方便、视图功能强大、渲染效果强、兼容性好、容易上手设计效率高。虽然之前说的博超STD平台也开发出类似功能，但采用3Dmax软件为设计完成的变电站三维图纸制作效果图和动画漫游展示效果更佳。因此3Dmax软件不作为实际工程设计的变电站三维软件，而作为后期工具也有其重要价值。
2.3 Bentley软件
Bentley软件是美国Bentley公司开发的“二三维工程设计软件”，主要用于建筑、公路桥梁、电力等行业。该软件具有实体建模、多专业协同设计、实时三维碰撞检查等特点。由于该在电气行业中主要应用于水电设计，特别是水电站的结构设计，其电气设计功能相对薄弱，变电站各专业设计功能简单，没有导线创建工具，缺少架构透视等主要设计功能，多个专业需要二次定制开发。
3 变电站三维设计目标
3.1 目标一：计算分析、绘图一体化（一次输入便可出图，其他图纸自动生成）
实现计算分析、绘图一体化功能，一次性输入数据便可出图，其他图纸可自动生成，大大节约了设计周期。
3.2 目标二：全专业设计协同
三维协同设计是通过内容管理平台的管理，建立标准的工程目录管理结构层次，制定文件档案及模型的命名、存放位置等规则，将参与同一个项目的所有人员进行权限分配，按设定的工作流开展设计。
所有项目人员在同一个整体模型下，即同一个数据库支撑，一次输入多次利用数据。每个人员只对自己负责部分的内容有读、写的权限，对其他的人员负责部分只有读的权限。设计人员根据需要随时随地地以参考的方式将其他内容参考进自己设计的部分，以高效地、直观地完成自己的设计，大大降低了本专业与其他专业发生冲突的可能性，进一步提高了设计质量。同时由于可方便地引入外专业的内容及直观多方位的浏览，提高了沟通效率，进一步提高设计效率，为缩短设计时间提供了基础。
协同设计改变了常规设计的串行设计模式为并行设计模式，可缩短项目的设计周期。
3.3 目标三：全专业三维设计
變电站设计中系统、通信、电气一次、电气二次、总图、建筑、结构、给排水和暖通9个专业应有各自设计功能，满足电力工业部电力规划设计总院发布的《变电站初步设计内容深度规定》及国家电网公司发布的《国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定》的深度要求。
3.4 目标四：数字化移交
以传统方式进行数据、信息、资料的移交，工作量大、持续时间长，不能满足工程建设过程中的信息化、智能化管理的要求，容易造成移交资料和内容的不全面，降低工程建设的整体管理水平。三维数字化移交是全新的、智能化的移交方式，通过建立统一的信息平台、统一的数据约束规范、统一的数据接口规范，形成数据、成果向运行阶段的整体移交。移交内容包括地理信息数据（高分辨率影像、数字高程模型、变电站地形地貌、基础地理矢量数据、专题数据等）、三维设计模型及台账（变电站及杆塔三维模型及台账）、工程数据（电子化档案、设计信息）等，通过以上数据输出，以数据库、软件和规范文档的形式进行提交。为运行管理单位管理信息化及智能化提供基础数据。
4 变电站三维设计成果展示
以富平330kV变电站工程为例，通过应用三维协同设计工作模式，借助数字化信息模型、协同工作平台、工作进度管理工具等手段，首次采用智能一次设备和层次化保护控制系统；首次全站两级电压均采用支持型管型母线和多个新型技术；在确保工程设计质量的同时实现了变电站三维设计目标，提高设计效率与自动化程度。
利用Revit数据建模平台进行统一建模，在一个数据架构下进行开发集成，以STD软件为主，融合各专业设计分析软件，搭建全专业体系三维数字化协同设计平台。实现数据横向纵向贯通，连续性传递，多专业协同设计及数字化移交，实现一体化和量化管理，支撑变电站设计、采购、施工、运维直至退役的全生命周期管理理念。
5 结语
变电站三维设计技术随着信息化科技发展，在不断的完善过程之中，可以预见，不久的将来，全专业三维协同设计、一体化管理模式将是变电站设计未来发展的方向，充分利用一体化三维平台协同设计优势和特点，能有效减少和降低平台底层设计人员数量、劳动强度和技能水平要求，有利于设计企业对高层次重点和核心人才培养，提高设计企业核心竞争力。通过智能变电站三维设计可提供可视化、精细化的三维设计图纸成果，满足业主、用户三维数字化移交技术要求，进一步扩大和延伸设计服务及市场，为智能电网、全寿命周期管理提供三维数字化、智能化管理平台建设奠定坚实基础。
参考文献
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