Benley軟件在變電站三維數(shù)字化設(shè)計方面的應(yīng)用與

Bentley軟件在變電站三維數(shù)字化設(shè)計方面的應(yīng)用與探討三維數(shù)字化設(shè)計是未來變電工程設(shè)計的趨勢，通過精細(xì)化協(xié)同工作，能夠大幅提高設(shè)計質(zhì)量和效率。通過工程應(yīng)用中的實際經(jīng)驗，總結(jié)了三維精細(xì)化設(shè)計的特點。同時，Bentley軟件在變電站三維數(shù)字化設(shè)計中具備特有的優(yōu)勢，隨著三維模型的積累以及軟件的不斷改進(jìn)，將會引領(lǐng)未來變電工程設(shè)計、建造和管理等全壽命周期的數(shù)字化革命。關(guān)鍵詞：Bentley軟件；變電工程；三維數(shù)字化；協(xié)同設(shè)計；應(yīng)用DiscussionontheApplicationofBentleySoftwareinSubstationHYPERLINK"/print"3DNumericalDesignRANRui-jiangStateNuclearElectricPowerPlanningDesign&ResearchInstitute，Beijing100095，China）Abstract：HYPERLINK"/print"3DNumericalDesignisthetrendofthefuturesubstationdesign.Throughelaborateandcoordinatedwork,thequalityandefficiencyofdesignhasbeengreatlyimproved.Withthepracticalengineeringexperience,thecharacteristicsofthe3DNumericalDesignaresummarized.Besides,theBentleysoftwarehasspecialadvantagesinthe3DNumericalDesign.Withtheaccumulationof3DmodelsandimprovementoftheBentleysoftware,itwilldefinitelyguidethe3DNumericalrevolutionofdesign,constructionandmanagementinthesubstationwhole-lifecyclespan.Keywords：Bentleysoftware;substationengineer;3DNumerical;coordinateddesign;application引言目前，變電工程的設(shè)計普遍采用的是二維設(shè)計手段，是依賴設(shè)計者的空間想象力和制圖技能完成空間設(shè)計的，對工程總體空間布置的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和優(yōu)化缺乏控制，很難適應(yīng)堅強智能電網(wǎng)的要求[1]。這種設(shè)計方法對設(shè)計質(zhì)量缺乏高效的控制，工作效率較低，難以適應(yīng)精細(xì)化和信息化的需求。而當(dāng)前電網(wǎng)業(yè)主已明確提出三維設(shè)計和數(shù)字化移交的要求。采用三維設(shè)計和數(shù)字化移交有著以下重要的意義。（1）可以做到精細(xì)化設(shè)計，方便地進(jìn)行三維空間的安全距離校驗和材料統(tǒng)計，避免碰撞。（2）可適應(yīng)專業(yè)間協(xié)同設(shè)計，各專業(yè)通過一個設(shè)計平臺進(jìn)行設(shè)計，提高了不同專業(yè)配合的效率，避免接口過程帶來的錯誤。（3）數(shù)字化移交，集方案、數(shù)據(jù)于一體的三維變電站模型可以為業(yè)主提供真實的展示效果，并形成完整的變電站數(shù)字化平臺，實現(xiàn)變電站的全壽命周期管理，為工程的后期維護(hù)和改造提供方便，也為設(shè)計服務(wù)的延伸增值提供可能。１三維數(shù)字化1.1概念三維設(shè)計是針對二維設(shè)計而言的，在三維設(shè)計中，所有變電站中的設(shè)備都是通過三維模型展現(xiàn)的，可以更直觀、精準(zhǔn)地描述各類設(shè)備的空間關(guān)系。而數(shù)字化設(shè)計則要形成以數(shù)據(jù)庫為核心的設(shè)計成品的數(shù)字化體系，實現(xiàn)與設(shè)計評審、設(shè)備采購、工程建設(shè)招投標(biāo)、現(xiàn)場施工管理、資產(chǎn)管理、生產(chǎn)管理等各個階段的高質(zhì)量數(shù)字化連接，并最終形成一個終生存儲工程信息的管理平臺，實現(xiàn)變電工程全壽命周期的數(shù)字化。1.2三維數(shù)字化設(shè)計的內(nèi)容三維數(shù)字化設(shè)計首先必須針對變電設(shè)計項目整體，涵蓋變電工程設(shè)計工作的全部專業(yè)內(nèi)容，對應(yīng)于電氣、土建、結(jié)構(gòu)、水暖、場地等專業(yè)?；趶姶蟮臄?shù)據(jù)庫后臺，實現(xiàn)所有結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化設(shè)計數(shù)據(jù)的綜合管理。通過設(shè)計工具分別進(jìn)行二維原理圖、三維設(shè)備布置、場地、建筑等的設(shè)計，完成電氣、土建等相關(guān)計算校驗和材料統(tǒng)計，出具施工圖紙。熔設(shè)計成果以數(shù)扒字化型式移交樂給施工、運行刮、管理等各部去門，達(dá)到項目牙的全壽命周期禿管趴理浴[2-4蓋]梅。岡2制蛾Bentle畫y赤軟件的應(yīng)用醉2.1舟典軟件介紹拐Bentle險y普公司針對電力隨行業(yè)的設(shè)計工稼作擁有一套完繳整的解決方案怠。然首先，其三維壁設(shè)計平康臺柄Micros司tatio點n敲是暫Bentle購y吵公司面向全球坊基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計減、建造和運營鍛的旗艦產(chǎn)品，筒采用基耀于席Paraso馳li昏d而的三維模型技舟術(shù)涌和瀉Micros勿oftDi青rectX炒3盼D歌游戲級的圖形價驅(qū)動技術(shù)，具憂備高質(zhì)量的動絡(luò)畫漫游、施工陣進(jìn)度模擬等仿恢真功能。信Bentle異ySubs鞋tatio規(guī)n配則是專門針對脂變電站的設(shè)計己工具，具有專騎業(yè)的、成熟的攔智能輔助設(shè)計葛功能，能夠保會證在整個項目儲設(shè)計過程中設(shè)露計數(shù)據(jù)的共享雀及繼承，從而拿真正實現(xiàn)三維攏數(shù)字化協(xié)同設(shè)統(tǒng)計。并且，設(shè)滴計數(shù)據(jù)可以傳漁遞到施工、采馬購、運維等各障階段，是覆蓋銹工程項目各個短階段的軟件系鄙統(tǒng)秋[5熄]鍛。仙圖普1Bent廢leySu度bstati涼o杠n痕軟件界面格Fig.1扒Interf晉aceof撞Bentl巖eySub某statio桿n隔使雜用谷Bentle誕y跌變電站設(shè)計軟尿件治Substa相tio也n悄，可以快速完量成二維原理圖薦設(shè)計，智能地抖進(jìn)行三維設(shè)備懇布置，較為準(zhǔn)貸確地在三維模徑型中表達(dá)帶有濤弧垂的導(dǎo)線、莊連接線，并進(jìn)博行導(dǎo)線受力分額析，生成導(dǎo)線仆施工報表等設(shè)吩計工作。三維壁模型通過動態(tài)覆剖切可以自動受生成二維平斷捏面圖紙，滿足通施工要求。在忍三維設(shè)計中，租二維原理圖、鍬三維模型的布冰置和二維平斷頃面均可以實時初、動態(tài)、高效鵝地關(guān)聯(lián)，當(dāng)發(fā)坊生設(shè)計修改時注，只需要在三理維布置中進(jìn)行凳調(diào)整，所有二浙維圖紙都會自敲動刷新，而不失再需要在平、粘斷面圖上進(jìn)行豪手動調(diào)整，既害避免了人為錯最誤的發(fā)生，又交大幅度地提高暑了設(shè)計效率。動此外戚，捷Substa絹tio賠n遇軟件還可以完殼成防雷、接地定、照明、電纜閥敷設(shè)、端子接惑線圖等系統(tǒng)的顧設(shè)計，幫助設(shè)面計人員高質(zhì)高籌效地完成變電掛站有關(guān)電氣設(shè)聯(lián)計的部分。遷圖嫁2疫院三維防雷計算隔示意圖速Fig.2孩Sketch摔of3D層light窮ningp啞rotect華ion梨圖簽3洪役三維接地設(shè)計爐示意圖程Fig.3盒Sketch艘of3D揉groun佩dingd意esign旦Bentle濕y甚建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)什計軟脆件膠Archit掘ectur撒e英，原Struct興ura評l但和額BBM芒S抱，可以快速完死成主控樓及相窮關(guān)土木工程、嬸建筑和水暖等析專業(yè)的設(shè)計；澡借蹦助涂STAA霸D我軟件則可以進(jìn)器行鋼結(jié)構(gòu)的分轎析計算和設(shè)計認(rèn)。逗Bentle診y漏場地設(shè)計軟野件兩GEOPA續(xù)K況可以幫助完成配場地設(shè)計，并終進(jìn)行土方量的畝計算和坡度設(shè)碗計。和Projec博tWis娃e寨是一舊款記Bentle眉y謎的協(xié)同設(shè)計管慌理平臺，貫穿薦設(shè)計始終，全勵面管理工程設(shè)哨計的全部內(nèi)容劑，提資過程，鹽權(quán)限分配以及恰版本控制等設(shè)給計中必不可少設(shè)的環(huán)節(jié)。煮AssetW放is晃e籍是一款全面對拍所有通過特定伴方式相關(guān)聯(lián)的腿信息進(jìn)行統(tǒng)一艷管理的整體信蒙息管理解決方瞇案。通過這個幸平臺可以將全巴部設(shè)計圖紙及邊信息轉(zhuǎn)化為具摘有邏輯關(guān)聯(lián)的舒變電站數(shù)據(jù)模陡型，網(wǎng)狀關(guān)聯(lián)址業(yè)主方的應(yīng)用壟系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)艘字化移交。味基于三維協(xié)同殺設(shè)計，在精細(xì)現(xiàn)化的三維模型拉中，就能夠精壤準(zhǔn)地計算帶電蠢體之間的空間賠距離，有效地支避免由于帶電李距離無法滿足矛要求而造成的沾設(shè)計失誤。貿(mào)圖弦4燒例電氣安全距離牛校驗示意圖由Fig.4逐Sketch清ofsa碗fetyc蹦learan欲ceche遞cking撐同時，電氣設(shè)舅備與土建基礎(chǔ)欣等設(shè)施的硬碰漠撞也能夠自動本校核。遼2.2蘇選設(shè)計過程孤首先需建立變朽電工程的接線仿圖或原理圖，峰因為避在執(zhí)Substa支tio統(tǒng)n模的軟件系統(tǒng)下猜，三維圖紙是施以電氣主接線扎為原則設(shè)計的捆，同一個電氣夸設(shè)備在不同圖為紙中都使用同顛一個設(shè)備編碼腿，具備同一個蛙數(shù)據(jù)庫的源，速這是基于數(shù)據(jù)然庫管理三維模孩型的基礎(chǔ)，同潑時也是全壽命抽周期管理的關(guān)餡鍵點。電氣主帳接線的設(shè)計可帖以通過軟件提椅供的短路電流宣計算模塊輔助虹設(shè)計。秘然后，建立所胳有電氣及土建凳設(shè)備的三維模訊型，建模精度蛾按照出圖的要計求確定，一般叫在滿足精度要渴求的前提下避欠免過于復(fù)雜的召模型。梨三維模型創(chuàng)建禍之后，要根據(jù)欺工程情況給每掛一個設(shè)備賦予蹈特定的屬性值論，這些屬性一匪般應(yīng)涵蓋電氣燒設(shè)備的工程編所碼及基本參數(shù)家。其中，電氣餅主接線里同一蔑個設(shè)備符號所陽對應(yīng)的三維模侵型具有相同的燕工程編碼；而蜻設(shè)備參數(shù)則應(yīng)奉至少包括設(shè)備吳型號、額定電屬壓、額定容量冬、額定電流、健頻率、生產(chǎn)廠航家等信息。為允了便于標(biāo)準(zhǔn)化說以及其他工程骨的調(diào)用，擴(kuò)充弱設(shè)備屬性庫和刪設(shè)備模型庫是夕非常必要的。蓬接著就是需要橋在三維空間布賴置所有電氣設(shè)樸備、場地、架喂構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)問、建筑物、電灶纜溝等實體，示不同配電裝置擦的設(shè)備應(yīng)分區(qū)明域布置，這樣雙不僅符合設(shè)計螞習(xí)慣，也能夠占避免單個文件縣容量過大的問枯題。所有區(qū)域獨的文件通過參沸考方式進(jìn)行拼騾接。設(shè)備布置設(shè)完畢后，可以趣使用自動掛導(dǎo)叢線工具進(jìn)行三游維導(dǎo)線掛接。申電氣專業(yè)對全挑站進(jìn)行防雷計顏算、接地計算聽、安全凈距校間驗，與土建專頓業(yè)進(jìn)行碰撞校僻驗等。倉３工程應(yīng)用接情況摘3.1忍擱項目背景地第一個應(yīng)用的殿項目恒是沫±660k傾V線膠東換流站。在寧東－山肺東孔±660k收V墊直流輸電示范逮工程是國家實距施西電東送的歷重點項目之一柔，憑于巧201墊0械年嘉1叔2西月單極建成投邀運過，騰201兼1病年鑄6縫月雙極建成投盾運。本工程作襪為我無國緊±660k貝V愉直流電壓等級暴序列的第一回今直流工程，在欄世界上尚無建狡設(shè)運行先例，委工程的建設(shè)對欠于提升我國電濾網(wǎng)發(fā)展水平和與設(shè)備裝備能力逼意義重大。裙設(shè)計是工程建抬設(shè)剩的底“弱靈變魂巧”繡，是工程建設(shè)邁的退“歇龍稍頭椅”宜，為了保質(zhì)保場量全面完成該沸項目勘測設(shè)計鋸任務(wù)，創(chuàng)建精各品工程，并配嫩合業(yè)主數(shù)字化局移交的要求，芽進(jìn)行三維數(shù)字培化設(shè)計是必不繞可少的。悲通過三家電力口設(shè)計院的通力可合作逐，骨±660k友V形膠東換流站工劇程最終圓滿完聞成了數(shù)字化移挑交工作，取得皆了顯著的成果耽。孩圖窯5±660鷹k慌V州膠東換流站三股維效果圖案Fig.5喪3Dren惡dering倒soft難he±66她0kVJi掃aodong早conve鴉rters把tation是第二個應(yīng)用的鄰項目是甘肅天蠟水扶750k模V隱變電站的投標(biāo)碌及初步設(shè)計工著作。該項目是安處于西北高海饅拔地區(qū)的超高樂壓變電站，通買過三維數(shù)字化壇設(shè)計，可以更消直觀精準(zhǔn)地進(jìn)修行高海拔空氣渴間隙的校驗，燒三維渲染效果謝圖以及漫游動桿畫均能為投標(biāo)現(xiàn)成果提供更高胖水準(zhǔn)的展示，碑豐富了設(shè)計手凡段。街圖爸6驕菜天耕水臉750k昨V蝦變電站三維效藥果圖繼Fig.6培3Dren何dering目soft榜heTia待nshui情750kV許substa偏tion退3.2頌紛項目總結(jié)頸通過以上項目洗的應(yīng)用，我們布獲得了一些經(jīng)蛾驗：材(1)句道獲取詳盡的技霸術(shù)資料是三維坊精細(xì)化設(shè)計的們前提，只有輸更入資料的絕對喊準(zhǔn)確，才能保跑證三維設(shè)計的攤正確性。同時拋，這也是保證里電氣距離校驗蒸及碰撞校驗準(zhǔn)餓確的依據(jù)。糞(2)騎訂在領(lǐng)Bentle遺y蝴的三維平臺下奏，所有專業(yè)人至員可以共同高府效工作，不再永有繁瑣的提資垃和校核過程，事提高了設(shè)計效財率。方(3)妖看三維模型宜考按氧“鬧專業(yè)組西裝銜—揪區(qū)域組憤裝腐—詠總君裝抵”懷的順序依次按曠照參考的方式抗組裝。轉(zhuǎn)(4)澆盼設(shè)備屬性庫和饑設(shè)備模型庫的習(xí)建立是三維設(shè)剛計最復(fù)雜繁瑣襖的工作過程。錘經(jīng)過工程的不塵斷積累，新建冒工程的工作可川以更方便地進(jìn)暴行典型化調(diào)用碗。祥(5膏)框設(shè)備模型需要脅按一定的規(guī)則柔來編碼，這不另僅可以適仍應(yīng)占Substa匪tio聯(lián)n范數(shù)據(jù)庫檢索的痕需要，同時也緞是進(jìn)行數(shù)字化摘移交以及后期晌業(yè)主維護(hù)管理鉗的關(guān)鍵。蜜(6)組拴檢查電氣設(shè)備令的安全凈距以位及與其他專業(yè)葬三維模型是否秀發(fā)生位置沖突蜘（硬碰撞）需競要一定的經(jīng)驗敵。分區(qū)域進(jìn)行狗帶電距離校驗測是保證檢查沒陰有遺漏的有效壯手段。而硬碰色撞檢查應(yīng)包括砍土建結(jié)構(gòu)或者標(biāo)建筑位置是否倘沖突；電纜橋惜架是否與鋼結(jié)測構(gòu)、暖通管道遵沖突等。在檢還查的過程中，謀可將設(shè)備的操癢作或者檢修空喪間實體化，并咳通過硬碰撞檢擴(kuò)查確認(rèn)其布置確，如接地開關(guān)享的動觸頭開合添空間等。臟(7)竊舊在項目使用過且程中，各個設(shè)擔(dān)計終端的顏色煙和材質(zhì)庫需要眨統(tǒng)一，這會給注三維彩色渲染罰效果圖的出具寶帶來極大便利耐。見同時獵，惑Bentle賴ySubs模tatio于n糊軟件還有一些徹需要適應(yīng)設(shè)計愁需求進(jìn)行完善柔改進(jìn)的方面：碧(1)尿冷多分裂導(dǎo)線的拉問題，目刑前仰Substa街tio脈n菊軟件還無法解徹決四分裂及以魚上導(dǎo)線的掛接傳。另外，掛點免具有不同高差付及水平偏移的譜導(dǎo)線，軟件也軋無法完美解決遣。高(2)俘圖不具備全站自搬動帶電距離校漢驗功能，而只猴能通過關(guān)鍵點勵校驗。麥(3)西嫂部分金具的建摩模及連接存在疏不完善的地方憶。4結(jié)論掠三維數(shù)字化設(shè)同計具備高效、松直觀、智能的嶺特點，在適應(yīng)重變電工程日