“基于Bentley平台500kV变电站三维数字化设计”初探

王国珍 周鹏

（江西省电力设计院江西南昌 330096）

“基于Bentley平台500kV变电站三维数字化设计”初探

王国珍 周鹏

（江西省电力设计院江西南昌 330096）

1 三维数字化设计目的及背景

随着信息化技术的不断发展，三维设计系统应运而生，三维设计手段已逐步进入到了各个传统设计领域，如电力、石化、建筑等，成为国内外高水平工程公司在工程设计、工程管理及实施阶段的重要辅助手段。三维设计技术打破传统二维平面绘图设计的概念，在三维空间进行工程设计，建立与施工现场一一对应的实体模型。体现了三维设计超前的设计思想和质量检测，也成为国际大型工程公司进入国际市场参与竞争的准入保证。

目前，我国电力行业主要设计单位已广泛引进了三维设计系统。三维设计已逐步进入变电站设计领域，并已经引起各大设计院的重视。国内各大设计院，如中南院、西北院、华北院、福建院等都已引进了三维设计软件，开始了革新变电站设计手段的尝试。

针对PDS、PDMS、Plant Space软件在变电站三维设计应用存在诸多缺点，Bentley推出了Substation变电设计解决方案，国内博超软件推出了Istation三维变电设计软件，这两个面向变电三维设计的软件在国内各设计院都已有不少客户，此外也有部分设计院继续沿用PDMS等进行变电三维设计。

主要研究内容：将500kV变电工程设计所涉及的主要专业软件（如电气专业软件、土建专业建筑及分析软件等）集成在变电工程一体化设计平台上，实现在施工图设计工程中的规划、系统设计、计算、分析、建模、布置、详图设计、效果图制作、移交等全过程、全专业、全工程应用。

研究方法：依托某个500kV变电站新建工程（施工图阶段），使用Substation软件，完成电气一次建模、计算、校验及二维出图，同时形成三维展示模型；使用BRCM及Promis.e软件，完成电缆桥架及二次系统原理设计；使用Aecosim土建专业软件对场地，建筑，排水及构架进行三维可视化设计。

预期目标：

（1）建立500kV变电站电气设备的二维符号和三维模型。

（2）实现多专业三维可视化协同设计，碰撞检查、安全距离校验等在二维中不能实现的工作。

（3）主要设备材料的精确化统计。

2 三维数字化设计创新之处及社会经济效益

2.1 创新之处

（1）变电工程各专业设计软件集成在一体化变电设计平台中，真正实现变电工程设计工程中专业与专业间及专业内部不同设计者之间协同设计。

（2）过去变电工程设计必须严格执行串形设计流程，采用一体化变电设计平台后，各专业可部分并行设计，缩短设计周期。

（3）实现了结构分析软件与AECOsim软件无缝对接，即解决了以往土建专业重复建模，减少建模工作量，又解决了参与专业间配合用的可视化三维模型与结构分析模型可能不一致的问题。

（4）将项目团队成员所涉及的工作空间和工作内容都托管在服务器上，利用Project Wise的目录结构管理和权限控制机制技术，分级建立文件夹，对各文件夹按项目团队成员的不同控制要求设置相应的读、写等访问权限，由项目管理员快速完成项目团队的工作部署。

（5）Bentley Project Wise将项目团队成员集成在一个统一的工作平台上，改变了传统的分散的交流模式，实现信息的集中存储与访问，从而缩短信息交流时间，增强了信息的准确性和及时性，提高了项目团队成员间协同工作的效率。

2.2 社会经济效益

三维设计主要以数据库为核心，以三维模型为依托，通过数据驱动模型，从二维到三维，再从三维到二维，完成设计过程。三维设计精准、直观、高效，采用变电站三维设计，不仅可以提升设计手段，还可以在为业主提供设计成品的同时，提供一个可以终生储存变电站设备数据的数字化平台，包括工程设计数据、布置设计数据、材料数据、采购数据和运营维护数据等，为变电工程的后期维护和改造提供方便，为设计服务产业的延伸提供可能。

现有的三维设计模式，只要建好模型，在统一的定制环境下，三维模型通过动态剖切可以自动生成二维平断面图纸，同时可根据特定的搜索标准生成配套的材料统计表，满足施工要求，在三维设计中，二维原理图、三维模型的布置和二维平断面图均可以实时、动态、高效地关联，当发生设计修改时，只需要在三维布置中进行调整，所有二维图纸都会自动刷新，而不需要像以往二维出图模式一样张张图纸修改，也不会出现漏改、图纸不相对应的现象，大幅提高出图效率和出图质量。

数字化协同设计在设计优化、成本控制、施工管理以及项目的形象推广等多个方面具有非常独特的效果，其带来的社会经济效益明显，社会影响力很大。我院数字化技术在促进企业数字化设计水平、增强企业核心竞争力、提高企业社会影响力以及开拓新的市场业务等方面具有突出贡献。

3 三维数字化设计研究成果的应用前景

（1）将变电工程设计所涉及的各专业软件（如各Bentley软

件、PKPM软件等）集成在变电工程一体化设计平台上，实现在施工图设计工程中的规划、系统设计、计算、分析、建模、布置、详图设计、效果图制作、移交等全过程、全专业、全工程应用。

（2）设计产品和设计过程的数字化移交，移交的是数字化信息模型及设计过程的所有信息和数据，为工厂全寿命周期管理打下良好基础。

（3）数字化集成设计，实现全专业、全站模型的动态空间校验和碰撞检查，使常规设计过程中难以避免的设计差错得以消灭，提高工程设计质量。

（4）在数字化集成设计平台上，各专业间及专业内部不同设计者间协同设计，标准化流程化设计、二三维间联动，PW丰富内容管理手段等，为设计企业提高工作效率。

4 进一步计划、设想

本文仅对某一个500kV变电站施工图阶段开展了相关的三维数字化设计，在模型建设方面种类偏少，变电站布置形式较为单一，并不能全面的涵盖电气模型库，变电站布置方案。下一步可结合其他不同类型工程，充实丰富电气模型库，变电站布置方案，建筑方案等，开发利用参数化手段建模方法，简化复杂模型的建模方式，优化定制二维图纸模板，提高直接由三维模型到二维图纸的成品出图率。

通过工程数字化设计，探索出适合变电工程数字化集成设计系统的设计流程，制定了相应专业的标准文件。

TM63

A

1673-0038（2015）47-0217-02

2015-9-10

王国珍（1985-），男，工程师，工学硕士，主要从事变电土建设计工作。

周鹏（1984-），男，工程师，工学硕士，主要从事变电土建设计工作。