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摘 要：三维设计在变电站工程设计中起到了很大的作用，是变电站工程施工的主要依据，三维设计凭借在变电站工程数字化、可视化和移动互联网领域的关键技术以及对工程建设和运行的深刻理解，正在逐渐成为电力设计单位的智能辅助工具。本文结合某新建模块化智能变电站工程，讲述三维设计过程的优缺点，并提出发展建议。
关键词：电网建设;变电站;三维设计;模型;协同设计
引言
三维设计凭借多视角、全方位的图形展示界面，以及其图纸联动调整及自动净距校验等功能，正在越来越多地被电力行业设计单位采用。同时，根据国家电网公司（以下简称国网公司）基建[2018]585号及安徽省电力公司（以下简称公司）建设工作[2018]157号文要求：自2018年下半年开始，公司新建110kV及以上输变电工程全面应用三维设计，同步启动公司三维建模工作。到2020年底前，公司所有新建、改建、扩建35kV及以上输变电工程具备数字移交条件，总体上实现三维设计、三维评审、三维移交。
1三维设计的特点
（1）数字化时代，智能电网建设对变电站工程设计提出了更高的要求，目前国网公司已经建立了工程数据中心和数字化移交系统，并在新建工程中要求进行设计成果的数字化移交。传统CAD工作模式下，采用图纸复制修改为特征的作业模式，其质量与效率已无法进一步提高，设计成果不具备全生命周期数字化移交的能力。三维设计技术条件下，变电站建筑物和设备等能够在计算机提供的三维空间中建造出来，它将变电站涉及的各个专业结合到一起。在协同设计工作平台下，各专业能看到其他设计人员的成果，通过专业间沟通，共同完善工程设计方案。
（2）变电站三维设计是集电气、建筑、结构、水暖功能于一身，以工程数据库为核心，通过数据驱动三维模型，最终实现自动出图、联动更新、净距校核及数字化三维协同，从而大幅提高设计工作效率与设计质量。
2三维设计在变电站工程中的应用方向
2.1定制概预算软件接口
目前三维设计软件与技经软件接口较少，会大大影响整体设计效率。建议从数字化三维设计成果中提取的全站材料清册及各类安装工程量，直接经由概预算软件计算出工程造价。该建议实施后，不仅能快速进行工程建造经济性分析，同时可对比不同方案造价分析，提高方案比选效率，工程投资方决策提供精确的参考数据，其时效性、准确性相比于传统方式具有巨大的优势。
2.2定制P3等工程软件接口，推进4D模拟施工
建议在设计阶段即采用三维数字化设计进行施工、运维过程的模拟（4D技术），如模拟大型设备吊装、模拟检修维护、模拟扩建陪停电等，以确认方案的合理性。目前，三维软件本身虽然可以实现设备运输、施工吊装等模拟，但无法进行负荷计算等。有专门的施工软件可以进行吊装计算及模拟等，但与以上三维设计平台的接口欠缺。另外，在设计过程中建立的三维模型，使用项目管理工具把施工的进度信息导入，将施工进度信息与三维模型进行关联，在施工前期便可做到基于三维模型工程的施工进度模拟，整个过程直观可视，方便施工预案的提出，更好地做到施工过程的整体规划。
2.3开发三维运检功能模块，实现智能运行维护
开发软件接口，实现变电站三维设计成果与智能三维运维平台的无缝衔接，以三维平台为工具，逼真还原变电站真实场景和后台数据;用虚拟现实建模语言描述三维场景和實现漫游，实现人机交互、变电站工艺设计、三维场景的自动漫游、特定位置选定、碰撞检测、设备信息查询、搜索等功能。在二维信息系统与三维场景融合的基础上，为变电站运维人员提供了三维巡检、人员培训、档案查询、远程实时监控、模拟扩建等智能运维方式，大幅减少运维工作量，提高变电站运行维护效率。
2.4开展变电工程三维模型标准化研究
研究设计及建设对三维模型的建模需求，同时兼顾运行需要，提出满足应用需求、高效率的、简化的设备模型，适应变电站整体模型对文件体量的控制，形成标准恰当的三维模型标准化方案，使模型参数得以优化。比如结合目前国网公司推行的模块化变电站，开展模块化变电站的三维设计标准化工作。
2.5构建三维设计成果应用体系
构建三维设计成果集中管理和应用体系，打造公司电网工程权威数据源，全面整合公司内外电网工程信息资源，实现电网公司工程数据的集中管控，切实保障电网公司核心数据和信息安全。为电网公司决策支持、规划设计、工程建设、运行维护等提供全方位、多层次的工程数据服务。
2.6研究电网工程数据加密及标准格式转换技术
开展“电网工程数据加密及标准格式转换技术研究”，深入分析电网工程数据加密及标准格式转换要求，研究电网工程数据加解密、压缩、电子签章、标准化格式转换等技术，保证工程数据的可追溯性、确定性、完整性、不可更改性，实现电网工程数据原始数据的格式统一和规范。
3结束语
三维设计工作目前虽然还处在试点阶段，但推广应用已势在必行。下一步国网公司将依托“三通一标”要求，进一步细化通用设备模型库，完善公用设备模型。同时，在模型创建技术要求、设计深度要求、成果移交要求等方面需进一步细化梳理，出台相应文件，真正达到工程三维设计、三维评审及三维移交的目标。
参考文献
[1]基建技术〔2017〕104号.输变电工程三维设计数字化移交技术导则[S].国网基建部.
[2]基建技术〔2017〕37号.国网基建部关于印发变电站（换流站）三维设计指导意见（暂行）的通知[Z].
[3]基建技经〔2017〕100号.国网基建部关于印发输变电工程三维设计评审管理指导意见的通知[Z].
[4]建设工作〔2018〕157号.国网安徽省电力有限公司建设部关于印发输变电工程三维设计及建设工程数据中心专题讨论会议纪要的通知[Z].
[5]龚刚，邓荣欢，张宪林等.三维设计方法在变电站工程设计中的应用探讨[J].珠江水运，2014，（23）：64-65.
[6]龙俊.浅谈三维CAD技术在变电站工程设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，（9）：1532.
[7]黄彪.关于变电站工程三维设计方法的引进研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（31）：993.
关键词：电网建设;变电站;三维设计;模型;协同设计
引言
三维设计凭借多视角、全方位的图形展示界面，以及其图纸联动调整及自动净距校验等功能，正在越来越多地被电力行业设计单位采用。同时，根据国家电网公司（以下简称国网公司）基建[2018]585号及安徽省电力公司（以下简称公司）建设工作[2018]157号文要求：自2018年下半年开始，公司新建110kV及以上输变电工程全面应用三维设计，同步启动公司三维建模工作。到2020年底前，公司所有新建、改建、扩建35kV及以上输变电工程具备数字移交条件，总体上实现三维设计、三维评审、三维移交。
1三维设计的特点
（1）数字化时代，智能电网建设对变电站工程设计提出了更高的要求，目前国网公司已经建立了工程数据中心和数字化移交系统，并在新建工程中要求进行设计成果的数字化移交。传统CAD工作模式下，采用图纸复制修改为特征的作业模式，其质量与效率已无法进一步提高，设计成果不具备全生命周期数字化移交的能力。三维设计技术条件下，变电站建筑物和设备等能够在计算机提供的三维空间中建造出来，它将变电站涉及的各个专业结合到一起。在协同设计工作平台下，各专业能看到其他设计人员的成果，通过专业间沟通，共同完善工程设计方案。
（2）变电站三维设计是集电气、建筑、结构、水暖功能于一身，以工程数据库为核心，通过数据驱动三维模型，最终实现自动出图、联动更新、净距校核及数字化三维协同，从而大幅提高设计工作效率与设计质量。
2三维设计在变电站工程中的应用方向
2.1定制概预算软件接口
目前三维设计软件与技经软件接口较少，会大大影响整体设计效率。建议从数字化三维设计成果中提取的全站材料清册及各类安装工程量，直接经由概预算软件计算出工程造价。该建议实施后，不仅能快速进行工程建造经济性分析，同时可对比不同方案造价分析，提高方案比选效率，工程投资方决策提供精确的参考数据，其时效性、准确性相比于传统方式具有巨大的优势。
2.2定制P3等工程软件接口，推进4D模拟施工
建议在设计阶段即采用三维数字化设计进行施工、运维过程的模拟（4D技术），如模拟大型设备吊装、模拟检修维护、模拟扩建陪停电等，以确认方案的合理性。目前，三维软件本身虽然可以实现设备运输、施工吊装等模拟，但无法进行负荷计算等。有专门的施工软件可以进行吊装计算及模拟等，但与以上三维设计平台的接口欠缺。另外，在设计过程中建立的三维模型，使用项目管理工具把施工的进度信息导入，将施工进度信息与三维模型进行关联，在施工前期便可做到基于三维模型工程的施工进度模拟，整个过程直观可视，方便施工预案的提出，更好地做到施工过程的整体规划。
2.3开发三维运检功能模块，实现智能运行维护
开发软件接口，实现变电站三维设计成果与智能三维运维平台的无缝衔接，以三维平台为工具，逼真还原变电站真实场景和后台数据;用虚拟现实建模语言描述三维场景和實现漫游，实现人机交互、变电站工艺设计、三维场景的自动漫游、特定位置选定、碰撞检测、设备信息查询、搜索等功能。在二维信息系统与三维场景融合的基础上，为变电站运维人员提供了三维巡检、人员培训、档案查询、远程实时监控、模拟扩建等智能运维方式，大幅减少运维工作量，提高变电站运行维护效率。
2.4开展变电工程三维模型标准化研究
研究设计及建设对三维模型的建模需求，同时兼顾运行需要，提出满足应用需求、高效率的、简化的设备模型，适应变电站整体模型对文件体量的控制，形成标准恰当的三维模型标准化方案，使模型参数得以优化。比如结合目前国网公司推行的模块化变电站，开展模块化变电站的三维设计标准化工作。
2.5构建三维设计成果应用体系
构建三维设计成果集中管理和应用体系，打造公司电网工程权威数据源，全面整合公司内外电网工程信息资源，实现电网公司工程数据的集中管控，切实保障电网公司核心数据和信息安全。为电网公司决策支持、规划设计、工程建设、运行维护等提供全方位、多层次的工程数据服务。
2.6研究电网工程数据加密及标准格式转换技术
开展“电网工程数据加密及标准格式转换技术研究”，深入分析电网工程数据加密及标准格式转换要求，研究电网工程数据加解密、压缩、电子签章、标准化格式转换等技术，保证工程数据的可追溯性、确定性、完整性、不可更改性，实现电网工程数据原始数据的格式统一和规范。
3结束语
三维设计工作目前虽然还处在试点阶段，但推广应用已势在必行。下一步国网公司将依托“三通一标”要求，进一步细化通用设备模型库，完善公用设备模型。同时，在模型创建技术要求、设计深度要求、成果移交要求等方面需进一步细化梳理，出台相应文件，真正达到工程三维设计、三维评审及三维移交的目标。
参考文献
[1]基建技术〔2017〕104号.输变电工程三维设计数字化移交技术导则[S].国网基建部.
[2]基建技术〔2017〕37号.国网基建部关于印发变电站（换流站）三维设计指导意见（暂行）的通知[Z].
[3]基建技经〔2017〕100号.国网基建部关于印发输变电工程三维设计评审管理指导意见的通知[Z].
[4]建设工作〔2018〕157号.国网安徽省电力有限公司建设部关于印发输变电工程三维设计及建设工程数据中心专题讨论会议纪要的通知[Z].
[5]龚刚，邓荣欢，张宪林等.三维设计方法在变电站工程设计中的应用探讨[J].珠江水运，2014，（23）：64-65.
[6]龙俊.浅谈三维CAD技术在变电站工程设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，（9）：1532.
[7]黄彪.关于变电站工程三维设计方法的引进研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（31）：993.