三維數字化設計是未來變電工程設計的趨勢，通過精細化協同工作，能夠大幅提高設計質量和效率。通過工程應用中的實際經驗，總結了三維精細化設計的特點。同時，Bentley軟件在變電站三維數字化設計中具備特有的優勢，隨著三維模型的積累以及軟件的不斷改進，將會引領未來變電工程設計、建造和管理等全壽命周期的數字化革命。關鍵詞：Bentley軟件；變電工程；三維數字化；協同設計；應用DiscussionontheApplicationofBentleySoftwareinSubstation3DNumericalDesignRANRui-jiangStateNuclearElectricPowerPlanningDesign&ResearchInstitute，Beijing100095，China）Abstract：3DNumericalDesignisthetrendofthefuturesubstationdesign.Throughelaborateandcoordinatedwork,thequalityandefficiencyofdesignhasbeengreatlyimproved.Withthepracticalengineeringexperience,thecharacteristicsofthe3DNumericalDesignaresummarized.Besides,theBentleysoftwarehasspecialadvantagesinthe3DNumericalDesign.Withtheaccumulationof3DmodelsandimprovementoftheBentleysoftware,itwilldefinitelyguidethe3DNumericalrevolutionofdesign,constructionandmanagementinthesubstationwhole-lifecyclespan.Keywords：Bentleysoftware;substationengineer;3DNumerical;coordinateddesign;application引言目前，變電工程的設計普遍采用的是二維設計手段，是依賴設計者的空間想象力和制圖技能完成空間設計的，對工程總體空間布置的經濟技術比較和優化缺乏控制，很難適應堅強智能電網的要求[1]。這種設計方法對設計質量缺乏高效的控制，工作效率較低，難以適應精細化和信息化的需求。而當前電網業主已明確提出三維設計和數字化移交的要求。采用三維設計和數字化移交有著以下重要的意義。（1）可以做到精細化設計，方便地進行三維空間的安全距離校驗和材料統計，避免碰撞。（2）可適應專業間協同設計，各專業通過一個設計平臺進行設計，提高了不同專業配合的效率，避免接口過程帶來的錯誤。（3）數字化移交，集方案、數據于一體的三維變電站模型可以為業主提供真實的展示效果，并形成完整的變電站數字化平臺，實現變電站的全壽命周期管理，為工程的后期維護和改造提供方便，也為設計服務的延伸增值提供可能。１三維數字化1.1概念三維設計是針對二維設計而言的，在三維設計中，所有變電站中的設備都是通過三維模型展現的，可以更直觀、精準地描述各類設備的空間關系。而數字化設計則要形成以數據庫為核心的設計成品的數字化體系，實現與設計評審、設備采購、工程建設招投標、現場施工管理、資產管理、生產管理等各個階段的高質量數字化連接，并最終形成一個終生存儲工程信息的管理平臺，實現變電工程全壽命周期的數字化。1.2三維數字化設計的內容三維數字化設計首先必須針對變電設計項目整體，涵蓋變電工程設計工作的全部專業內容，對應于電氣、土建、結構、水暖、場地等專業。基于強大的數據庫后臺，實現所有結構化和非結構化設計數據的綜合管理。通過設計工具分別進行二維原理圖、三維設備布置、場地、建筑等的設計，完成電氣、土建等相關計算校驗和材料統計，出具施工圖紙。設計成果以數字化型式移交給施工、運行、管理等各部門，達到項目的全壽命周期管理[2-4]。造2疤渣Bentle逢y開軟件的應用冊2.1燥軟件介紹舌Bentle遮y經公司針對電力腸行業的設計工堵作擁有一套完棋整的解決方案顏。倒首先，其三維浪設計平臺病Micros刑tation呢是途Bentle撲y賓公司面向全球辛基礎設施設計依、建造和運營味的旗艦產品，苦采用基于尚Paraso賴lid愈的三維模型技濁術和銳Micros臥oftDi盒rectX骨3D鄉游戲級的圖形腫驅動技術，具術備高質量的動瀉畫漫游、施工便進度模擬等仿襲真功能。阿Bentle限ySubs準tation漸則是專門針對揚變電站的設計銜工具，具有專辮業的、成熟的扎智能輔助設計宏功能，能夠保君證在整個項目外設計過程中設便計數據的共享魂及繼承，從而較真正實現三維盤數字化協同設殖計。并且，設貌計數據可以傳亡遞到施工、采皆購、運維等各杏階段，是覆蓋陪工程項目各個劑階段的軟件系遺統鄉[5]忘。慧圖算1Bent殘leySu望bstati堤on宗軟件界面擱Fig.1迫Interf述aceof炮Bentl碑eySub攪statio燥n鄰使用戲Bentle煌y鈴變電站設計軟結件施Substa暑tion叢，可以快速完拔成二維原理圖島設計，智能地遲進行三維設備著布置，較為準腹確地在三維模轉型中表達版帶有弧垂的皺導線、連接線婚，并進行導線號受力分析，生交成導線施工報櫻表等設計工作潑。三維模型通翅過動態峽剖切可以哨自動生成二維要平斷面圖紙，教滿足施工要求瓜。在三維設計使中，二維原理貧圖、三維模型惱的布置和二維種平斷面均可以竭實時、動態、遞高效地關聯，用當發生設計修古改時，只需要披在三維布置中額進行調整，所似有二維圖紙都練會自動刷新，森而不再需要在餓平、斷面圖上憲進行手動調整降，既避免了人肆為錯誤的發生錄，又大幅度地即提高了設計效而率。惰此外，知Substa御tion寒軟件還可以完巷成防雷、接地肆、照明、電纜姥敷設、端子接叮線圖等系統的奸設計，幫助設飲計人員高質高響效地完成變電老站有關電氣設忘計的部分。餓圖箱2級三維防雷計算盤示意圖影Fig.2析Sketch淚of3D斬light喚ningp推rotect臣ion拐圖閑3懸三維接地設計搏示意圖揚Fig.3捏Sketch恭of3D完groun坑dingd孝esign舊Bentle誘y郵建筑和結構設絡計軟件她Archit壇ecture愿，尼Struct艘ural罵和纏BBMS嘩，可以快速完緣成主控樓及相城關土木工程、貸建筑和水暖等御專業的設計；眉借助結STAAD鋒軟件則可以進副行鋼結構的分闊析計算和設計權。穗Bentle拉y冷場地設計軟件默GEOPAK紫可以幫助完成磨場地設計，并認進行土方量的編計算和坡度設份計。紙Projec肉tWise民是一款替Bentle卻y匠的協同設計管棕理平臺，貫穿緞設計始終，全宮面管理工程設障計的全部內容搖，提資過程，干權限分配以及亮版本控制等設只計中必不可少發的環節。圣AssetW折ise粥是一款全面對緒所有通過特定惡方式相關聯的驚信息進行統一緩管理的整體信袍息管理解決方烏案。通過這個握平臺可以將全內部設計圖紙及當信息轉化為具消有邏輯關聯的蔑變電站數據模浩型，網狀關聯背業主方的應用招系統，實現數斷字化移交。遼基于三維協同惹設計，在精細腎化的三維模型誼中，就能夠精門準地計算帶電禿體之間的空間僻距離，有效地膝避免由于帶電魯距離無法滿足制要求而造成的榆設計失誤。杯圖沸4頌電氣安全距離盆校驗示意圖耐Fig.4勵Sketch淡ofsa救fetyc丹learan環ceche者cking守同時，電氣設橫備與土建基礎渠等設施的硬碰倉撞也能夠自動薄校核。悲2.2心設計過程總首先需建立變野電工程的接線辱圖或原理圖，述因為在社Substa碼tion丈的軟件系統下肉，三維圖紙是筍以電氣主接線望為原則設計的荒，同一個電氣舞設備在不同圖牧紙中都使用同層一個設備編碼曠，具備同一個效數據庫的源，擾這是基于數據凱庫管理三維模葬型的基礎，同鑰時也是全壽命逼周期管理的關串鍵點。電氣主燒接線的設計可川以通過軟件提快供的短路電流藝計算模塊輔助希設計。禽然后，建立所寇有電氣及土建另設備的三維模罪型，建模精度蹤按照出圖的要撲求確定，一般亡在滿足精度要抗求的前提下避散免過于復雜的夜模型。堆三維模型創建蟲之后，要根據肯工程情況給每賀一個設備賦予銅特定的屬性值狐，這些屬性一偏般應涵蓋電氣縮設備的工程編詢碼及基本參數醋。其中，電氣獵主鍬接線里逼同一個設備符殿號所對應的三都維模型具有相擾同的工程編碼牢；而設備參數擴則應至少包括唉設備型號、額內定電壓、額定似容量、額定電糟流、頻率、生補產廠家等信息主。為了便于標歪準化以及其他估工程的調用，截擴充設備屬性帽庫和設備模型袖庫是非常必要紐的。華接著就是需要斥在三維空間布烏置所有電氣設秋備、場地、架喉構、設備基礎膀、建筑物、電消纜溝等實體，輝不同配電裝置秒的設備應分區舉域布置，這樣暈不僅符合設計斤習慣，迅也能夠避免單鍵個文件容量過梁大的問題。所盯有區域的文件筒通過參考方式左進行拼接。設劃備布置完畢后閃，可以使用自借動掛導線工具扯進行三維導線制掛接。辟電氣專業對全祝站進行防雷計姿算、接地計算叮、盤安全凈新距校驗，與土睛建專業進行碰夫撞校驗等。嶼３工程應用慘情況蛛3.1努項目背景剝第一個應用的斷項目是補±660kV意膠東換流站。挑寧東－山東邀±660kV她直流輸電示范假工程是國家實毫施西電東送的叔重點項目之一噸，于杜2010轎年鳳12條月單貍極建成消投運，既2011愛年辦6曉月雙嚴極建成炎投運。本工程奧作為我國纏±660kV染直流電壓等級仇序列的第一回升直流工程，在諸世界上尚無建續設運行先例，畢工程的建設對肉于提升我國電開網發展水平和辮設備裝備能力禽意義重大。類設計是工程建能設的順“戲靈魂庫”鈔，是工程建設嗽的塌“擔龍頭滅”僻，為了保質保鑰量全面完成該寺項目勘測設計火任務，創建精肥品工程，并配癢合業主數字化窄移交的要求，葛進行三維數字膠化設計是必不鋪可少的。仙通過三家電力打設計院的通力割合作，凳±660kV區膠東換流站工輩程最終圓滿完障成了數字化移雅交工作，取得變了顯著的成果搜。屯圖朵5±660鄰kV寫膠東換流站三膏維效果圖投Fig.5縣3Dren愿dering躲soft瑞he±66艱0kV噴Jiaodo絨ng朗conve養rters門tation啟第二個應用的浪項目是甘肅天眉水蔬750kV郊變電站的投標憶及初步設計工抄作。該項目是墊處于西北高海懸拔地區的超高睡壓變電站，通睡過三維數字化竄設計，可以更沸直觀精準地進滔行高海拔空氣抄間隙的校驗，候三維渲染效果郊圖以及漫游吳動畫均能為戚投標成果提供移更高水準的展喝示，豐富了設罪計手段。牧圖掃6尖天水帆750kV嬸變電站三維效庸果圖帝Fig.6泛3Dren寒dering妨soft織he耽Tiansh環ui始750kV認subst耳ation借3.2登項目總結凍通過以上項目渾的應用，我們筆獲得了一些經拒驗：至(1)壩獲取詳盡的技視術資料是三維握精細化設計的脹前提，只有輸成入資料的絕對瞇準確，才能保飾證三維設計的鐵正確性。同時孫，這也是保證嘩電氣距離校驗內及碰撞校驗準課確的依據。饅(2)洲在貍Bentle唇y徐的三維平臺下灣，所有專業人鞭員可以共同高猛效工作，不再天有繁瑣的提資糾和校核過程，神提高了設計效外率。鈴(3)姻三維模型宜按柄“留專業組裝循—講區域組裝遮—槽總裝爺”器的順序依次按螺照參考的方式延組裝。宅(4)暮設備屬性庫和便設備模型庫的寬建立是三維設群計最復雜繁瑣裙的工作過程。龜經過工程的不伶斷積累，新建眠工程的工作可舉以更方便地進做行典型化調用景。磁(5)犯設備模型需要鴉按一定的規則點來編碼，這不珠僅可以適應采Substa邊tion羽數據庫檢索的恥需要，同時也躺是進行數字化局移交以及后期槳業主維護管理嶺的關鍵。診(6)薦檢查電氣設備鴉的清安全凈高距以及與其他弄專業三維模型兼是否發生位置茄沖突（硬碰撞晝）需要一定的職經驗。分區域們進行帶電距離際校驗是保證檢架查沒有遺漏的奶有效手段。而達硬碰撞檢查應坦包括土建結構圾或者建筑位置以是否沖突；電璃纜橋架是否與忙鋼結構、暖通懲管道沖突等。膀在檢查的過程肝中，可將設備悄的操作或者檢娛修空間實體化格，并通過硬碰的撞檢查確認其倍布置，如接地抽開關的動觸頭患開合空間等。遣(7)丈在項目使用過遺程中，各個設走計終端的顏色衛和材質辨庫需要辱統一，這會給念三維彩色渲染寬效果圖的出具甚帶來極大便利群。譯同時，依Bentle度ySubs鋸tation灘軟件還有一些芝需要適應設計拉需求進行完善坑改進的方面：宜(1)寄多分裂導線的連問題，目前找Substa蹲tion繭軟件還無法解慕決四分裂及以俊上導線的掛接斤。另外，掛點草具有不同高差炮及水平偏移的曉導線，軟件也宋無法完美解決容。諒(2)多不具備全站自御動帶電距離校丟驗功能，而只籠能通過關鍵點泉校驗。遮(3)仰部分金具的建刺模及連接存在沃不完善的地方畝。4結論崖三維數字化設匆計具備高效、堪直