Bentley變電站數(shù)字化三維設計方案簡介最新

Bentley Substation變電三維數(shù)字化設計解決方案簡介Bentley軟件（北京）有限公司一、 推廣數(shù)字化三維設計技術(shù)的必要性1. 數(shù)字化電網(wǎng)的要求 建設數(shù)字化堅強智能電網(wǎng)的主要技術(shù)手段是信息化。即在現(xiàn)有物理電網(wǎng)的基礎上建立相應的信息網(wǎng)，以全面提高電網(wǎng)的智能化。電網(wǎng)的信息化使得設計的數(shù)字化成為必然。在不久的將來，數(shù)字化設計將會成為電力行業(yè)設計技術(shù)的準入門檻。 2. 電網(wǎng)設計技術(shù)難度增加 電網(wǎng)的復雜程度不斷增加，新技術(shù)，新方案不斷出現(xiàn)。以翻改舊工程為主的方式已經(jīng)不能滿足需要，需要更加精細化設計手段。 3. 設計效率瓶頸的限制 傳統(tǒng)設計模式下，多專業(yè)間的協(xié)同困難，變電站的整體設計工作是由諸多專業(yè)相互協(xié)同完成的，這就要求信息可以在不同專業(yè)之間共享，以盡量減少用于溝通的時間，提高溝通的精確度，從而解決提高設計效率過程中至關(guān)重要的瓶頸問題。4. 通用設計的利用效率還有提升空間。 現(xiàn)階段普遍現(xiàn)象是人員流動性大、培養(yǎng)周期性長，造成設計人員不足，難以適應繁雜的工作壓力。在這種情況下，如果將設計效率與質(zhì)量僅僅寄托于個人能力與職業(yè)道德，這個瓶頸永遠無法突破。5. 變電設計水平提升的要求 從變電項目的全生命周期管理的角度看，設計過程就是工程信息建立的過程，其信息將作用于采購、施工、運行、資產(chǎn)管理等全生命周期。也就是說“設計是電網(wǎng)信息的源頭”?，F(xiàn)有的以二維圖紙為表達形式的模式，與以數(shù)據(jù)庫為核心的電網(wǎng)信息化系統(tǒng)很難對接。只有作為源頭的設計行業(yè)率先實現(xiàn)信息化設計，才能為整個電網(wǎng)的信息化提供強勁的數(shù)字化引擎。 二、 數(shù)字化三維設計技術(shù)的基本特征 三維設計是一種設計手段，它使用的目的是為了幫我們更多、更好、更高效的完成設計；是一種強大的設計方式和表達手段。在真實的三維空間中去表達設計，去推敲設計，去交流設計，以二維或三維的方式去交付我們的設計成果。三維協(xié)同設計更接近于設計的本質(zhì)：從無到有的設計過程。在這個過程中，首先提供了一個真實的“三維空間”來實現(xiàn)我們的設計，這相當于真實的再現(xiàn)和擴展了原來在設計師腦子里的“三維想象”，同時，在三維設計協(xié)同的設計模式下，更強調(diào)的團隊的效率，而不是某個人或某個專業(yè)的效率。這就對三維設計軟件提出了要求，必須能提供全專業(yè)的輔助設計功能，而不能僅僅是某個專業(yè)的輔助功能。1. 要有承載大模型的能力。 與傳統(tǒng)二維設計相比較，三維設計的信息量較大，所以三維協(xié)同設計要求軟件工具對大數(shù)據(jù)量的圖形數(shù)據(jù)處理能力要強，否則三維設計的價值和特點就很難得到完整的體現(xiàn)，比如三維瀏覽、漫游、碰撞檢查等。2. 要有齊全的行業(yè)解決方案。 設計的過程是一個多方參與的過程，包括多個專業(yè)：建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水、場地等，這些專業(yè)的模塊需要建立在同一個工作平臺上，同時，數(shù)據(jù)格式要統(tǒng)一，因為，將來是需要多專業(yè)綜合在一起的。如果只是簡單的在一個平臺上，而數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，那么，就無法協(xié)同起來。要有三維設計緊密配合的協(xié)同設計管理平臺3. 協(xié)同的概念不僅僅是由設計工具來實現(xiàn)的。 協(xié)同是一種軟件實施的架構(gòu)，也是一種管理的模式。即需要一個協(xié)同的工作平臺來實現(xiàn)我們管理的思維。在設計過程中，管理的思維在于對參與項目的人、成果、流程、環(huán)境等因素進行控制。因此就需要一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)來固化我們的這些管理思維，并進行跟蹤和控制。4. 要有真正的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的軟件構(gòu)架，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有足夠的開放性。 三維協(xié)同設計要求所采用的三維協(xié)同設計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫具有足夠的開放性，來滿足定制的需求。三、 數(shù)字化三維設計技術(shù)的應用優(yōu)勢1. 碰撞檢查 三維協(xié)同設計的最大效益體現(xiàn)，將有可能發(fā)生的設計問題解決在設計階段，大幅度的提高設計質(zhì)量和設計效率。該功能實施的前提是一個準確的三維信息模型，包括準確的3D導線（具有專利的3D導線創(chuàng)建功能）、設備；涵蓋所有專業(yè)（建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、水工、場地）的設計模型，方便校驗結(jié)果分析工具，自動生成干涉校驗報表（含截圖和關(guān)鍵說明）。2. 安全凈距校驗 引進三維設計技術(shù)后，可以實現(xiàn)很多二維設計技術(shù)不能實現(xiàn)的校驗功能，如帶點間隙校驗，風偏校驗等。布置設計是變電工程設計的重點，而帶電安全距離校驗技術(shù)更是布置設計的重中之重。三維設計技術(shù)等同于計算系統(tǒng)上的真實變電站，可以方便準確的完成出線集中、空間受限的關(guān)鍵區(qū)域的設計，而這些關(guān)鍵區(qū)域的設計往往是一個變電工程布置方案優(yōu)劣的瓶頸。三維技術(shù)可以準確模擬出實際的情況，結(jié)合參數(shù)化模型信息，就可以快速的完成靜態(tài)和動態(tài)下的安全距離校驗。3. 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 依據(jù)數(shù)據(jù)庫，設計數(shù)據(jù)在不同圖紙間可實現(xiàn)動態(tài)同步，可以實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)在三維布置圖、間隔斷面圖、設備安裝圖之間共享和同步?；谕ㄓ迷O備模型庫的建立，項目設計更趨向于施工圖深度的典型設計，在新項目設計時，可通過對設備型號的快速修改后，由軟件工具自動修改主接線、布置圖、間隔斷面圖中的設備信息，而達到標準化、智能化設計的目標。4. 投標動畫制作、施工進度模擬 三維技術(shù)的最大特點就是直觀，引進三維設計技術(shù)后，就可以對設計成果進行相應的產(chǎn)尋既瀏覽操作以方便方案介紹或者設計交流，可實現(xiàn)基于變電站三維模型的分類和分區(qū)域可視化瀏覽查詢。5. 出圖方式的提升 引進三維設計技術(shù)后，二維施工圖紙可以從三維的布置設計中剖切出來，獲得的二維圖紙與三維的布置設計間保持整同步關(guān)聯(lián)，如果三維布置設計進行了調(diào)整，則相應的二維圖紙會自動的進行同步，極大的方便了設計人員，既提高設計質(zhì)量，又提高設計效率。6. 精準的成本預算 隨著精細化設計要求提出，精準的材料統(tǒng)計功能成為必要的需求?；谌S信息模型與項目數(shù)據(jù)庫，可以方便的實現(xiàn)精準的材料統(tǒng)計?？梢园凑照麄€項目范圍、不同電壓等級配電裝置區(qū)域或某個間隔等為范圍來進行相應的材料統(tǒng)計，完全能夠滿足設計精度及深度的要求。7. 數(shù)字化移交 三維信息模型不僅僅是單純的幾何模型，同時還帶有完整的設計數(shù)據(jù)信息，而且與數(shù)據(jù)庫具有邏輯關(guān)聯(lián)，可方便的實現(xiàn)數(shù)字化移交。8. 多專業(yè)協(xié)同設計 大型項目的設計要求各設計專業(yè)間能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設計，以便提高設計效益，及時的發(fā)現(xiàn)專業(yè)間的配合問題，提高設計的質(zhì)量。三維設計技術(shù)是協(xié)同變得更方便更直觀，尤其是布置設計部分，可以將很多的協(xié)同問題在設計階段解決。項目設計時，各專業(yè)給基于同一個項目基準點，可同步進行自己本專業(yè)內(nèi)容設計，如果發(fā)生干涉或配合問題，可以及時發(fā)現(xiàn)解決。四、 Bentley變電站數(shù)字化三維設計解決方案特點1. 先進的、實時的多專業(yè)協(xié)同設計 Bentley公司的Substation解決方案由各專業(yè)設計模塊和協(xié)同設計管理模塊ProjectWise組成。這個系統(tǒng)設計軟件來實現(xiàn)多專業(yè)間的協(xié)同。各個專業(yè)設計模塊產(chǎn)生的設計數(shù)據(jù)，都可以在ProjectWise里面進行整合，以三維可視化方式展現(xiàn)，實現(xiàn)協(xié)同設計管理。 Bentley協(xié)同設計系統(tǒng)構(gòu)成 Bentley 變電站三維協(xié)同設計解決方案針對變電設計項目整體，而不是單純的某個專業(yè)。對應于電氣、土建、結(jié)構(gòu)，水暖，場地等專業(yè)，Bentley 變電設計解決方案都有對應的智能輔助設計功能，能夠保證在整個項目設計過程中設計數(shù)據(jù)的共享及繼承，能夠真正的為用戶帶來增值效益。并且Bentley變電站三維協(xié)同設計解決方案中的各個專業(yè)三維設計模塊在國內(nèi)外多個行業(yè)均有多年的應用經(jīng)驗，是非常成熟的軟件應用系統(tǒng)。簡述如下：1.) 電氣專業(yè)設計模塊Bentley Substation 可以快速完成二維原理設計、三維布置設計，并可實現(xiàn)二三維數(shù)據(jù)的同步，具有接地、防雷系統(tǒng)的設計功能，可以自動生成材料表和計算書，可以從三維布置設計快速得到二維的平斷面施工圖紙。a.) 短路電流計算 繪制供電系統(tǒng)簡圖，輸入阻抗參數(shù)，軟件可獲取原始阻抗圖，通過網(wǎng)絡矩陣化簡，完成短路電流計算。短路電流計算采用電力部實用短路電流計算標準，計算結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫中，可以在后續(xù)設計中使用。對于涉外項目，軟件具有和Etap的計算接口，可以導入計算結(jié)果，以滿足設備選型及校驗等設計工作的要求。b.) 快速創(chuàng)建主接線圖 使用主接線模塊，采用典型圖方式快速地創(chuàng)建原理接線圖，典型圖庫可以隨時進行擴充，也可以按照不同電壓等級下的進出線回路分別進行設計。設計的信息自動保存在項目數(shù)據(jù)庫中。c.) 創(chuàng)建三維變電站布置圖 在進行三維設備布置時，主接線模塊自動從項目數(shù)據(jù)庫中獲取設備清單，以列表形式顯示，方便工程師進行選取。二維原理圖的設備參數(shù)和三維布置圖的參數(shù)可以實時共享，并可以相互導航。若二維原理圖發(fā)生更改，通過刷新數(shù)據(jù)庫信息，三維布置圖可以自動進行更改。 二維原理設計產(chǎn)生的設備列表d.) 使用三維導線設計模塊完成導線設計 使用三維導線設計模塊，方便地進行三維軟導線和硬導線（母排）設計。導線的選型從型號庫中讀取，導線庫可以隨時進行擴充。在設計導線過程中，可以進行絕緣子和金具的選擇，從而快速高效地完成設計。導線設計完成后，通過報表生成器，可以自動統(tǒng)計導線、絕緣子和金具的數(shù)量，生成材料表。 使用導線拉力計算模塊進行導線及架構(gòu)受力分析，生成導線安裝報表，指導施工。e.) 防雷系統(tǒng)設計 可使用折線法和滾球法完成避雷針及避雷線的聯(lián)合保護計算，可生成防雷保護范圍圖和計算書，可在三維的界面上方便的查看設計成果。 f.) 接地系統(tǒng)設計 接地系統(tǒng)設計模塊可以快速方便的完成接地網(wǎng)、接地線、接地井、集中接地裝置的布置；可以完成電力部標準的接地電阻、跨步電壓、接觸電壓的計算；生成接地材料表；可以自動生成三維接地布置圖，與其他專業(yè)進行碰撞檢查的校驗。 g.) 典型設計模塊 Bentley變電站解決方案是以數(shù)據(jù)庫為核心驅(qū)動的軟件系統(tǒng)，在該系統(tǒng) 上可以方便的實現(xiàn)典型設計模式，基于典型項目庫中的初設（施工圖）深度 的標準方案，在簡捷的操作界面上快速完成設備參數(shù)及接線的修改，執(zhí)行“刷 新”操作后就可以實現(xiàn)所有關(guān)聯(lián)圖紙的自動刷新，包括三維布置圖、間隔斷 面圖、設備安裝圖、材料表等，進而完成新項目的合計。 h.) 常規(guī)變電站二次設計 該模塊基于二次原理接線圖（控制、保護、信號），可生成端子箱接線圖、原始電纜清冊、“三遙”信息表；軟件可自動生成整站的原始電纜清冊，該清冊可導入電纜敷設模塊中完成整站的電纜敷設計算，生成電纜清冊（包含長度及所經(jīng)路徑），指導施工。 i.) 站用一次和二次設計 站用設計模塊可以讀取Excel格式的站用負荷表，進行負荷統(tǒng)計，依據(jù)標 準設備選型表可完成設備選型，依據(jù)出圖模板可自動生成接線圖及電纜清 冊。 2.) 電纜系統(tǒng)設計 BRCM可完成電纜系統(tǒng)設計?？蓞?shù)化完成三維電纜通道系統(tǒng)（橋架、埋管、電纜溝等）的創(chuàng)建；可參數(shù)化創(chuàng)建多層橋架；可方便的修改、編輯三維電纜通道系統(tǒng)；可快速的完成三維電纜通道系統(tǒng)的材料統(tǒng)計、各種方案的成本分析；可以優(yōu)化電纜通道系統(tǒng)的設計，如調(diào)節(jié)橋架層數(shù)、截面等。詳細設計模塊該部分功能可以準確的計算出電纜通道系統(tǒng)及電纜的材料?？梢园凑漳J規(guī)則（容積率限定、電壓匹配、最短路徑）自動完成電纜敷設，生成電纜清冊。電纜及橋架庫采用簡捷方便的工具進行編輯和擴充，用戶可以方便的完善數(shù)據(jù)庫?？杉蒘ubstation的設備模型數(shù)據(jù)來完成電纜自動敷設，不需要再BRCM中重復建模。 3.) 土建專業(yè)設計模塊AECOsim AECOsim Building Designer涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)和水暖設計功能子模塊，使用者可以采用按需加載的方式，在進行建筑設計的同時，也可以根據(jù)需求加載其他的專業(yè)設計模塊，這樣的設計使土建設計專業(yè)的設計模塊被整合在同一個設計環(huán)境中，可以用同一套標準進行設計。a.) 建筑專業(yè)設計子模塊： 通過創(chuàng)建BIM(Building Information Modeler)模型，可以將建筑設計流程中生成的各種散落在不同階段和位置的工程信息內(nèi)容以唯一正確性方式進行統(tǒng)籌管理；具有優(yōu)秀完備的方案設計建模能力；采用自由靈活的2D/3D混合工作流工作模式；具有強大的動態(tài)視圖功能，可以生成任意位置的截面圖；可以覆蓋建模，初步設計，施工圖設計，建筑表現(xiàn)等各個設計流程；自動生成平、立、剖面圖，任何模型的變化及時反映在圖紙中；自動生成門窗表，工程材料表。b.) 結(jié)構(gòu)專業(yè)設計子模塊： 能完成三維鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)的建模和布置設計；可以與STAAD Pro、RAM、Madis、SAP 等計算軟件進行接口，實現(xiàn)分析模型與計算模型的整合。在完成三維模型后，Bentley Structure 不但可以自動生成平、立、剖面圖，還可以自動生成材料表?？梢陨善矫鎴D、立面圖、帶視角的大樣圖、結(jié)構(gòu)剖面圖。c.) 水暖專業(yè)設計子模塊： 是一套基于BIM的建筑設備管道設計系統(tǒng)，包括了暖通（HVAC）和給排水（Plumbing）兩個設計模塊。水暖專業(yè)設計子模塊涵蓋了從建筑設備模型創(chuàng)建、圖紙輸出、材料報表、碰撞檢測等整個設計流程。水暖專業(yè)設計子模塊可以與上下游專業(yè)協(xié)同工作并為下游專業(yè)提供良好的數(shù)據(jù)接口。水暖專業(yè)設計子模塊具有豐富的、參數(shù)化的專業(yè)構(gòu)件庫，是一個智能化的管線系統(tǒng)設計工具。d.) 照明系統(tǒng)設計子模塊： 可以完成照明燈具、設備的布置，具有和照度計算軟件（第三方免費軟件Relux）的雙向接口，可以將房間信息輸出到Relux進行照度計算，計算合格后，可以將燈具位置和參數(shù)信息返回到照明設計子模塊中，確定具體的燈具型號后，可自動的完成燈具布置?？勺詣舆M行材料統(tǒng)計。4.) 結(jié)構(gòu)專業(yè)分析模塊Bentley STAAD.Pro 可完成鋼結(jié)構(gòu)的計算分析，并可與Bentley Structure軟件進行雙向接口，結(jié)構(gòu)工程師可以在其中一個軟件中進行設計調(diào)整，調(diào)整后將信息同步到另外一個軟件中，真正解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計中力學模型和出圖模型重復創(chuàng)建的問題，較大幅度的提升了結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量和效率。5.) 場地專業(yè)設計模塊Geopak 可以導入等高線圖，生成三維數(shù)字地面模型（DTM）,依據(jù)DTM可以快速的確定場地方案，可以實時查看不同方案的土方量，可以完成護坡、擋墻等設計，可以快速生成小方格土方施工圖。6.) 成果展示工具Navigator 可以完成三維動態(tài)瀏覽、投標動畫制作、施工進度模擬等設計成果的展示，可以在瀏覽的過程中實時查看設備的屬性等信息。2. 滿足國內(nèi)電力行業(yè)主流需求 Bentley 變電設計解決方案已經(jīng)在中南電力設計院、西北電力設計院、西南電力設計院、東北電力設計院、北京電力經(jīng)濟技術(shù)研究院、江蘇電力設計院、浙江電力設計院、河南電力設計院、山東電力工程咨詢院有限公司、國核電力規(guī)劃設計研究院、湖北電力設計院、云南電力設計院、江西電力設計院、福建電力勘測設計院，中南勘測設計院、華東勘測等多家設計院進行了應用，積累了豐富的項目實施經(jīng)驗和數(shù)據(jù)庫，可以快速完成變電設計在院內(nèi)的推廣和應用。3. 先進的碰撞檢查工具Bentley變電站解決方案可以方便快速的在計算及上創(chuàng)建整站的三維模型，具有碰撞檢查工具，可以批量的校驗各專業(yè)間的設計內(nèi)容，提前發(fā)現(xiàn)專業(yè)間的干涉碰撞問題，將這類問題解決在設計初期，避免后期的不必要的協(xié)調(diào)、處理，可以大幅度的提升設計質(zhì)量，進而提升項目整體的設計效率。批量校驗后，如果有不符合設計的地方，會自動的在圖紙上高亮顯示，可以方便的將設計錯誤（含截圖和關(guān)鍵說明）發(fā)送給相關(guān)的設計人員進行修正。4. 安全凈距校驗 Bentley變電站解決方案不需要畫斷面圖即可校驗任意點的帶電距離， 當需要進行帶電距離校驗的位置為空間上的直線或曲線時，二維圖紙無法準確的測量距離，而三維設計可直接測量距離，這個方法簡便、直觀。 也可以使用安全距離校驗工具，對關(guān)鍵點進行校驗。 基于先進的設計手段及輔助工具，可以實現(xiàn)布置設計的方案優(yōu)化。5. 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) Bentley變電站解決方案依據(jù)數(shù)據(jù)庫，設計數(shù)據(jù)在不同圖紙間可實現(xiàn)動態(tài)同步，可以實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)在三維布置圖、間隔斷面圖、設備安裝圖之間共享和同步。二維設計和三維布置可動態(tài)關(guān)聯(lián)，參數(shù)共享；可動態(tài)剖切為二維施工圖紙，剖切后的二維圖紙和三維模型動態(tài)關(guān)聯(lián)。確保數(shù)據(jù)的唯一性以及準確性。 三維布置圖是設計的重點，各間隔斷面與三維布置圖動態(tài)關(guān)聯(lián)，當發(fā)生設計修改時，只需要再三維布置圖上進行調(diào)整，各間隔斷面、設備安裝圖都可以自動刷新。6. 投標資料制作及施工進度模擬 Bentley變電站解決方案具有豐富的工具可以對設計成果進行三維漫游、投標動畫制作、施工進度模擬等資料的制作；提供了專業(yè)的瀏覽工具及動畫制作工具，可以基于三維布置設計方便的進行漫游瀏覽及投標動畫制作。在設計過程中，可視化的設計可以方便設計人員快速的表達設計理念，可以直觀的展示設計效果，可以與協(xié)同設計人員進行數(shù)據(jù)共享和交換?？蓪⒃O計成果以動畫、3D PDF等多種方式展現(xiàn)，三維設計的成果可實時準確地回