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，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DiscussionontheApplicationofBentleySoftwareinSubstation3DNumericalDesignRANRui-jiang

StateNuclearElectricPowerPlanningDesign&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(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)精細化和信息化的需求。而當前電網(wǎng)業(yè)主已明確提出\o"查看三維設(shè)計中的全部文章"三維設(shè)計和數(shù)字化移交的要求。采用\o"查看三維設(shè)計中的全部文章"三維設(shè)計和數(shù)字化移交有著以下重要的意義。（1）可以做到精細化設(shè)計，方便地進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\o"查看三維設(shè)計中的全部文章"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、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)。沫基于強大的數(shù)愧據(jù)庫后臺，實要現(xiàn)所有結(jié)構(gòu)化甜和非結(jié)構(gòu)化設(shè)墳計數(shù)據(jù)的綜合炎管理。通過設(shè)侵計工具分別進吹行二維原理圖眼、三維設(shè)備布潤置、場地、建貨筑等的設(shè)計，侄完成電氣、土殘建等相關(guān)計算顛校驗和材料統(tǒng)坡計，出具施工央圖紙。矮設(shè)計成果以數(shù)年字化型式移交錫給施工、運行炮、管理等各部李門，達到項目侵的全壽命周期筐管理[2-4藏]。吉2Bent末ley軟件的糟應(yīng)用芝2.1軟件孫介紹木Bentle顛y公司針對電際力行業(yè)的設(shè)計召工作擁有一套鞋完整的解決方披案。名首先，其三維級設(shè)計平臺Mi番crosta范tion是B構(gòu)entley倦公司面向全球程基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計拋、建造和運營器的旗艦產(chǎn)品，使采用基于Pa竄rasoli問d的三維模型刺技術(shù)和Mic訊rosoft老Direc雄tX3D游渠戲級的圖形驅(qū)直動技術(shù)，具備指高質(zhì)量的動畫長漫游、施工進肉度模擬等仿真飽功能。鋤Bentle宮ySubs斤tation隱則是專門針對粗變電站的設(shè)計矩工具，具有專眾業(yè)的、成熟的知智能輔助設(shè)計趣功能，能夠保帳證在整個項目墊設(shè)計過程中設(shè)奏計數(shù)據(jù)的共享獸及繼承，從而釀?wù)嬲龑崿F(xiàn)三維完數(shù)字化協(xié)同設(shè)姨計。并且，設(shè)賺計數(shù)據(jù)可以傳恐遞到施工、采柿購、運維等各亂階段，是覆蓋納工程項目各個虹階段的軟件系付統(tǒng)[5]。玉圖1Ben孝tleyS番ubstat回ion軟件界薯面

惹Fig.1撥Interf亮aceof碧Bentl殼eySub悼statio聲n宮使用Bent牲ley變電站卸設(shè)計軟件Su絨bstati前on，可以快紀速完成二維原白理圖設(shè)計，智杠能地進行三維受設(shè)備布置，較字為準確地在三花維模型中表達秘帶有弧垂的導破線、連接線，增并進行導線受餅力分析，生成芽導線施工報表河等設(shè)計工作。調(diào)三維模型通過麗動態(tài)剖切可以逃自動生成二維兄平斷面圖紙，屑滿足施工要求誦。在三維設(shè)計再中，二維原理拼圖、三維模型叮的布置和二維褲平斷面均可以殺實時、動態(tài)、釘高效地關(guān)聯(lián)，碑當發(fā)生設(shè)計修糊改時，只需要炮在三維布置中漂進行調(diào)整，所處有二維圖紙都近會自動刷新，丹而不再需要在怒平、斷面圖上奸進行手動調(diào)整找，既避免了人燦為錯誤的發(fā)生舊，又大幅度地奪提高了設(shè)計效絕率。將此外，Sub失statio僑n軟件還可以甘完成防雷、接朽地、照明、電鉛纜敷設(shè)、端子布接線圖等系統(tǒng)涉的設(shè)計，幫助熊設(shè)計人員高質(zhì)械高效地完成變筑電站有關(guān)電氣場設(shè)計的部分。攏圖2三維防渾雷計算示意圖

其Fig.2晴Sketch襖of3D月light埋ningp勻rotect騰ion癥圖3三維接卡地設(shè)計示意圖

無Fig.3咬Sketch葛of3D際groun抵dingd勝esign娘Bentle軌y建筑和結(jié)構(gòu)來設(shè)計軟件Ar聞chitec懲ture，S嫌tructu網(wǎng)ral和BB謎MS，可以快腳速完成主控樓竊及相關(guān)土木工夢程、建筑和水稻暖等專業(yè)的設(shè)臣計；借助ST心AAD軟件則競可以進行鋼結(jié)躲構(gòu)的分析計算怒和設(shè)計。瞎Bentle延y場地設(shè)計軟搭件GEOPA壁K可以幫助完傳成場地設(shè)計，姿并進行土方量衣的計算和坡度秒設(shè)計。騎Projec柱tWise是拼一款Bent鐘ley的協(xié)同餃設(shè)計管理平臺選，貫穿設(shè)計始濁終，全面管理勻工程設(shè)計的全兆部內(nèi)容，提資向過程，權(quán)限分忽配以及版本控拜制等設(shè)計中必倒不可少的環(huán)節(jié)聲。老AssetW損ise是一款咽全面對所有通盈過特定方式相謠關(guān)聯(lián)的信息進驟行統(tǒng)一管理的半整體信息管理偽解決方案。通只過這個平臺可瞧以將全部設(shè)計保圖紙及信息轉(zhuǎn)膠化為具有邏輯冰關(guān)聯(lián)的變電站氣數(shù)據(jù)模型，網(wǎng)懲狀關(guān)聯(lián)業(yè)主方逃的應(yīng)用系統(tǒng)，嗓實現(xiàn)數(shù)字化移仔交。擇基于三維協(xié)同憑設(shè)計，在精細立化的三維模型樣中，就能夠精絡(luò)準地計算帶電則體之間的空間級距離，有效地刺避免由于帶電障距離無法滿足蘭要求而造成的哈設(shè)計失誤。臉圖4電氣安仰全距離校驗示澇意圖

競Fig.4失Sketch減ofsa貢fetyc菠learan窯ceche千cking泄同時，電氣設(shè)留備與土建基礎(chǔ)臉等設(shè)施的硬碰抱撞也能夠自動繳校核。雙2.2設(shè)計芹過程府首先需建立變沸電工程的接線糞圖或原理圖，暮因為在Sub逮statio何n的軟件系統(tǒng)像下，三維圖紙是是以電氣主接蘋線為原則設(shè)計磨的，同一個電爺氣設(shè)備在不同禿圖紙中都使用滅同一個設(shè)備編蕩碼，具備同一體個數(shù)據(jù)庫的源具，這是基于數(shù)陪據(jù)庫管理三維慣模型的基礎(chǔ)，搖同昌時也是全壽命艘周期管理的關(guān)敗鍵點。電氣主譜接線的設(shè)計可及以通過軟件提贊供的短路電流進計算模塊輔助劉設(shè)計。放然后，建立所韻有電氣及土建油設(shè)備的三維模儉型，建模精度穩(wěn)按照出圖的要遺求確定，一般唱在滿足精度要交求的前提下避蔥免過于復雜的俗模型。仇三維模型創(chuàng)建難之后，要根據(jù)挨工程情況給每面一個設(shè)備賦予額特定的屬性值洪，這些屬性一妄般應(yīng)涵蓋電氣予設(shè)備的工程編蕩碼及基本參數(shù)弊。其中，電氣多主接線里同一屠個設(shè)備符號所平對應(yīng)的三維模流型具有相同的怠工程編碼；而扔設(shè)備參數(shù)則應(yīng)纏至少包括設(shè)備卵型號、額定電群壓、額定容量診、額定電流、懂頻率、生產(chǎn)廠槍家等信息。為遣了便于標準化蒙以及其他工程豬的調(diào)用，擴充服設(shè)備屬性庫和撲設(shè)備模型庫是抹非常必要的。鴿接著就是需要斗在三維空間布躬置所有電氣設(shè)嶄備、場地、架原構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)托、建筑物、電逃纜溝等實體，測不同配電裝置播的設(shè)備應(yīng)分區(qū)視域布置，這樣斧不僅符合設(shè)計犬習慣，也能夠淋避免單個文件騾容量過大的問截題。所有區(qū)域塌的文件通過參勤考方式進行拼充接。設(shè)備布置從完畢后，可以頸使用自動掛導艱線工具進行三跳維導線掛接。渾電氣專業(yè)對全夸站進行防雷計杰算、接地計算政、安全凈距校鑰驗，與土建專垃業(yè)進行碰撞校企驗等。近３工程應(yīng)用該情況戲3.1項目忘背景斷第一個應(yīng)用的壘項目是±66奏0kV膠東換伯流站。寧東－剛山東±660辮kV直流輸電方示范工程是國碌家實施西電東愚送的重點項目絮之一，于20扎10年12月煙單極建成投運孕，2011年日6月雙極建成恢投運。本工程同作為我國±6亡60kV直流壓電壓等級序列渠的第一回直流瞇工程，在世界技上尚無建設(shè)運脖行先例，工程芳的建設(shè)對于提嚇升我國電網(wǎng)發(fā)雷展水平和設(shè)備瓜裝備能力意義補重大。俗設(shè)計是工程建礙設(shè)的“靈魂”新，是工程建設(shè)呢的“龍頭”，袖為了保質(zhì)保量塌全面完成該項圾目勘測設(shè)計任產(chǎn)務(wù)，創(chuàng)建精品淡工程，并配合蝦業(yè)主數(shù)字化移差交的要求，進僑行三維數(shù)字化袋設(shè)計是必不可疫少的。鈔通過三家電力殼設(shè)計院的通力淚合作，±66槽0kV膠東換慶流站工程最終喬圓滿完成了數(shù)逐字化移交工作紙，取得了顯著酸的成果。乖圖5±66穗0kV膠東換萍流站三維效果蹈圖

展Fig.5崖3Dren鉆dering熊soft雞he±66因0kVJi宗aodong飾conve捐rters狠tation概第二個應(yīng)用的杠項目是甘肅天訴水750kV莖變電站的投標鉛及初步設(shè)計工兵作。該項目是寧處于西北高海結(jié)拔地區(qū)的超高桑壓變電站，通匠過三維數(shù)字化牧設(shè)計，可以更山直觀精準地進瞞行高海拔空氣諸間隙的校驗，擦三維渲染效果你圖以及漫游動摧畫均能為投標易成果提供更高券水準的展示，濟豐富了設(shè)計手缺段。膏圖6天水7銳50kV變電罩站三維效果圖

志Fig.6澇3Dren巴dering截soft堡heTia互nshui若750kV另substa櫻tion擦3.2項目騾總結(jié)豈通過以上項目脖的應(yīng)用，我們春獲得了一些經(jīng)惜驗：

葬(1)獲取奉詳盡的技術(shù)資吹料是三維精細社化設(shè)計的前提太，只有輸入資嗎料的絕對準確灘，才能保證三起維設(shè)計的正確筋性。同時，這刮也是保證電氣腔距離校驗及碰璃撞校驗準確的妨依據(jù)。

殖(2)在B慚entley擇的三維平臺下看，所有專業(yè)人太員可以共同高辦效工作，不再傅有繁瑣的提資分和校核過程，薄提高了設(shè)計效飛率。

短(3)三維煌模型宜按“專稍業(yè)組裝—區(qū)域鋼組裝—總裝”私的順序依次按腰照參考的方式游組裝。

恥(4)設(shè)備特屬性庫和設(shè)備單模型庫的建立谷是三維設(shè)計最野復雜繁瑣的工肌作過程。經(jīng)過攔工程的不斷積掛累，新建工程壯的工作可以更澤方便地進行典芽型化調(diào)用。

任(5)設(shè)備模陰型需要按一定盈的規(guī)則來編碼總，這不僅可以汗適應(yīng)Subs叉tation閑數(shù)據(jù)庫檢索的虛需要，同時也茂是進行數(shù)字化己移交以及后期猜業(yè)主維護管理析的關(guān)鍵。

惰(6)檢查己電氣設(shè)備的安咱全凈距以及與炭其他專業(yè)三維換模型是否發(fā)生廊位置沖突（硬紅碰撞）需要一繪定的經(jīng)驗。分樸區(qū)域進行帶電餡距離校驗是保廣證檢查沒有遺算漏的有效手段些。而硬碰撞檢令查應(yīng)包括土建拉結(jié)構(gòu)或者建筑術(shù)位置是否沖突薦；電纜橋架是悅否與鋼結(jié)構(gòu)、敘暖通管道沖突敢等。在檢查的廟過程中，可將海設(shè)備的操作或書者檢修空間實茫體化，并通過追硬碰撞檢查確受認其布置，如貍接地開關(guān)的動亡觸頭開合空間公等。

膚(7)在項俯目使用過程中緞，各個設(shè)計終俊端的顏色和材箱質(zhì)庫需要統(tǒng)一倆，這會給三維逐彩色渲染效果惹圖的出具帶來倦極大便利。靈同時，Ben迅tleyS野ubstat柔ion軟件還蚊有一些需要適椅應(yīng)設(shè)計需求進枕行完善改進的果方面：

押(1)多分豐裂導線的問題遠，目前Sub逼statio秋n軟件還無法篇解決四分裂及遭以上導線的掛屆接。另外，掛嚼點具有不同高鞋差及水平偏移嗎的導線，軟件虜也無法完美解波決。

召(2)不具芬備全站自動帶恰電距離校驗功停能，而只能通沈過關(guān)鍵點校