1、礙Bentley皚軟件在變電站三斑維數(shù)字化設(shè)計方岸面的應(yīng)用與探討般三維數(shù)字化設(shè)計鞍是未來變電工程澳設(shè)計的趨勢，通鞍過精細(xì)化協(xié)同工哀作，能夠大幅提鞍高設(shè)計質(zhì)量和效皚率。通過工程應(yīng)案用中的實際經(jīng)驗阿，總結(jié)了三維精奧細(xì)化設(shè)計的特點皚。同時，Ben凹tley軟件在氨變電站三維數(shù)字藹化設(shè)計中具備特胺有的優(yōu)勢，隨著頒三維模型的積累唉以及軟件的不斷隘改進(jìn)，將會引領(lǐng)背未來變電工程設(shè)半計、建造和管理凹等全壽命周期的巴數(shù)字化革命。鞍關(guān)鍵詞：Ben叭tley軟件；岸變電工程；三維俺數(shù)字化；協(xié)同設(shè)哎計；應(yīng)用扳Discuss傲ion on 擺the App絆licatio巴n of Be敗ntley S岸oftware

2、靶 in Sub背station耙 3D Num阿erical 按Design罷RAN Rui靶-jiang隘State N般uclear 壩Electri靶c Power八 Planni傲ng Desi搬gn & Re頒search 昂Institu巴te，Beij叭ing 100敗095，Chi巴na）鞍Abstrac扒t：八3D Nume芭rical D擺esign i藹s the t熬rend of八 the fu爸ture su挨bstatio扮n desig佰n. Thro矮ugh ela傲borate 靶and coo敖rdinate捌d work,骯 the qu罷ality

3、a安nd effi扒ciency 巴of desi辦gn has 矮been gr哀eatly i敖mproved白. With 壩the pra拌ctical 氨enginee敗ring ex奧perienc佰e, the 扮charact辦eristic氨s of th把e 3D Nu暗merical案 Design疤 are su芭mmarize按d. Besi絆des, th絆e Bentl瓣ey soft哎ware ha暗s speci按al adva唉ntages 擺in the 背3D Nume皚rical D皚esign. 挨With th俺e accum艾ulation白 o

4、f 3D 矮models 百and imp阿rovemen爸t of th般e Bentl斑ey soft耙ware, i啊t will 班definit斑ely gui翱de the 罷3D Nume爸rical r哀evoluti芭on of d襖esign, 敗constru岸ction a百nd mana柏gement 壩in the 岸substat斑ion who翱le-life凹 cycle 捌span.白Key wor扳ds：敗Bentley安 softwa吧re; sub岸station把 engine版er; 3D 柏Numeric百al; coo柏rdinate案d de

5、sig佰n; appl絆ication引言按目前，變電工程斑的設(shè)計普遍采用的是二維設(shè)計手拌段，是依賴設(shè)計俺者的空間想象力稗和制圖技能完成襖空間設(shè)計的，對阿工程總體空間布班置的經(jīng)濟技術(shù)比背較和優(yōu)化缺乏控拌制，很難適應(yīng)堅巴強智能電網(wǎng)的要懊求1。這種般設(shè)計方法對設(shè)計斑質(zhì)量缺乏高效的凹控制，工作效率爸較低，難以適應(yīng)昂精細(xì)化和信息化凹的需求。岸而當(dāng)前電網(wǎng)業(yè)主敖已明確提出 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三維設(shè)計 中的全部文章 疤三維設(shè)計柏和數(shù)字化移交的疤要求。采用 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%b

6、b%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三維設(shè)計 中的全部文章 三維設(shè)計敗和數(shù)字化移交有疤著以下重要的意把義。熬（1）可以做到捌精細(xì)化設(shè)計，方把便地進(jìn)行三維空耙間的安全距離校壩驗和材料統(tǒng)計，巴避免碰撞。板（2）可適應(yīng)專愛業(yè)間協(xié)同設(shè)計，八各專業(yè)通過一個柏設(shè)計平臺進(jìn)行設(shè)絆計，提高了不同背專業(yè)配合的效率伴，避免接口過程矮帶來的錯誤。昂（3）數(shù)字化移把交，集方案、數(shù)罷據(jù)于一體的三維版變電站模型可以胺為業(yè)主提供真實爸的展示效果，并佰形成完整的變電俺站數(shù)字化平臺，矮實現(xiàn)變電站的全稗壽命周期管理，岸為工程的后期維埃護(hù)和改造提供方皚便，也為設(shè)計服敗務(wù)的延伸增值提按供可能。三維數(shù)字化1.1 概念

7、 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三維設(shè)計 中的全部文章 疤三維設(shè)計隘是針對二維設(shè)計敖而言的，在三維暗設(shè)計中，所有變電站中的設(shè)備都礙是通過三維模型扒展現(xiàn)的，可以更俺直觀、精準(zhǔn)地描霸述各類設(shè)備的空矮間關(guān)系。盎而數(shù)字化設(shè)計則矮要形成以數(shù)據(jù)庫跋為核心的設(shè)計成岸品的數(shù)字化體系爸，實現(xiàn)與設(shè)計評芭審、設(shè)備采購、按工程建設(shè)招投標(biāo)吧、現(xiàn)場施工管理白、資產(chǎn)管理、生澳產(chǎn)管理等各個階百段的高質(zhì)量數(shù)字哀化連接，并最終埃形成一個終生存伴儲工程信息的管盎理平臺，實現(xiàn)變霸電工程全壽命周阿期的數(shù)字化。辦1.2 三維數(shù)伴字化設(shè)計的內(nèi)容哎三維數(shù)字化

8、設(shè)計芭首先必須針對變骯電設(shè)計項目整體板，涵蓋變電工程跋設(shè)計工作的全部笆專業(yè)內(nèi)容，對應(yīng)擺于電氣、土建、把結(jié)構(gòu)、水暖、場昂地等專業(yè)。奧基于強大的數(shù)據(jù)跋庫后臺，實現(xiàn)所靶有結(jié)構(gòu)化和非結(jié)柏構(gòu)化設(shè)計數(shù)據(jù)的盎綜合管理。通過搬設(shè)計工具分別進(jìn)矮行二維原理圖、暗三維設(shè)備布置、叭場地、建筑等的伴設(shè)計，完成電氣襖、土建等相關(guān)計背算校驗和材料統(tǒng)板計，出具施工圖啊紙。拌設(shè)計成果以數(shù)字邦化型式移交給施背工、運行、管理白等各部門，達(dá)到唉項目的全壽命周癌期管理2-4邦。爸2Bentl埃ey軟件的應(yīng)用傲2.1 軟件介凹紹敗Bentley藹公司針對電力行案業(yè)的設(shè)計工作擁半有一套完整的解板決方案。拜首先，其三維設(shè)鞍計平臺Micr敗o

9、statio敖n是Bentl安ey公司面向全啊球基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計盎、建造和運營的芭旗艦產(chǎn)品，采用阿基于Paras愛olid的三維疤模型技術(shù)和Mi板crosoft笆 Direct般X 3D游戲級澳的圖形驅(qū)動技術(shù)罷，具備高質(zhì)量的壩動畫漫游、施工佰進(jìn)度模擬等仿真哎功能。背Bentley瓣 Substa邦tion則是專邦門針對變電站的岸設(shè)計工具，具有哎專業(yè)的、成熟的阿智能輔助設(shè)計功絆能，能夠保證在巴整個項目設(shè)計過哎程中設(shè)計數(shù)據(jù)的共享及繼承，從壩而真正實現(xiàn)三維隘數(shù)字化協(xié)同設(shè)計背。并且，設(shè)計數(shù)礙據(jù)可以傳遞到施叭工、采購、運維昂等各階段，是覆隘蓋工程項目各個吧階段的軟件系統(tǒng)奧5。矮圖1 Bent爸ley Sub

10、柏station懊軟件界面絆Fig.1 I搬nterfac矮e of Be安ntley S靶ubstati矮on扳使用Bentl半ey變電站設(shè)計辦軟件Subst吧ation，可笆以快速完成二維案原理圖設(shè)計，智擺能地進(jìn)行三維設(shè)八備布置，較為準(zhǔn)吧確地在三維模型挨中表達(dá)帶有弧垂案的導(dǎo)線、連接線般，并進(jìn)行導(dǎo)線受耙力分析，生成導(dǎo)氨線施工報表等設(shè)般計工作。三維模襖型通過動態(tài)剖切按可以自動生成二佰維平斷面圖紙，胺滿足施工要求。澳在三維設(shè)計中，哎二維原理圖、三耙維模型的布置和叭二維平斷面均可板以實時、動態(tài)、扮高效地關(guān)聯(lián)，當(dāng)霸發(fā)生設(shè)計修改時芭，只需要在三維叭布置中進(jìn)行調(diào)整艾，所有二維圖紙傲都會自動刷新，扮而不再

11、需要在平按、斷面圖上進(jìn)行柏手動調(diào)整，既避疤免了人為錯誤的敗發(fā)生，又大幅度藹地提高了設(shè)計效挨率。敖此外，Subs百tation軟叭件還可以完成防笆雷、接地、照明奧、電纜敷設(shè)、端扳子接線圖等系統(tǒng)巴的設(shè)計，幫助設(shè)襖計人員高質(zhì)高效扳地完成變電站有昂關(guān)電氣設(shè)計的部奧分。霸圖2 三維防雷扮計算示意圖辦Fig.2 S奧ketch of 3D li拌ghtning鞍 protec霸tion拌圖3 三維接地般設(shè)計示意圖辦Fig.3 S版ketch o瓣f 3D gr八ounding胺 design傲Bentley拔建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計柏軟件Archi盎tecture芭，Struct藹ural和BB霸MS，可以快速搬完

12、成主控樓及相巴關(guān)土木工程、建瓣筑和水暖等專業(yè)翱的設(shè)計；借助S矮TAAD軟件則愛可以進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)稗的分析計算和設(shè)把計。霸Bentley昂場地設(shè)計軟件G傲EOPAK可以半幫助完成場地設(shè)藹計，并進(jìn)行土方矮量的計算和坡度柏設(shè)計。爸Project巴Wise是一款版Bentley芭的協(xié)同設(shè)計管理叭平臺，貫穿設(shè)計胺始終，全面管理罷工程設(shè)計的全部案內(nèi)容，提資過程耙，權(quán)限分配以及跋版本控制等設(shè)計版中必不可少的環(huán)佰節(jié)。扮AssetWi哀se是一款全面鞍對所有通過特定把方式相關(guān)聯(lián)的信絆息進(jìn)行統(tǒng)一管理扮的整體信息管理暗解決方案。通過襖這個平臺可以將哀全部設(shè)計圖紙及澳信息轉(zhuǎn)化為具有盎邏輯關(guān)聯(lián)的變電敖站數(shù)據(jù)模型，網(wǎng)敖狀關(guān)聯(lián)

13、業(yè)主方的霸應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)安數(shù)字化移交。巴基于三維協(xié)同設(shè)案計，在精細(xì)化的挨三維模型中，就邦能夠精準(zhǔn)地計算跋帶電體之間的空懊間距離，有效地阿避免由于帶電距敗離無法滿足要求班而造成的設(shè)計失頒誤。斑圖4 電氣安全靶距離校驗示意圖爸Fig.4 S艾ketch o笆f safet伴y clear耙ance ch拜ecking盎同時，電氣設(shè)備稗與土建基礎(chǔ)等設(shè)敖施的硬碰撞也能阿夠自動校核。斑2.2 設(shè)計過稗程隘首先需建立變電般工程的接線圖或跋原理圖，因為在搬Substat哎ion的軟件系靶統(tǒng)下，三維圖紙暗是以電氣主接線皚為原則設(shè)計的，矮同一個電氣設(shè)備板在不同圖紙中都擺使用同一個設(shè)備百編碼，具備同一澳個數(shù)據(jù)庫的

14、源，稗這是基于數(shù)據(jù)庫安管理三維模型的奧基礎(chǔ)，同邦時也是全壽命周瓣期管理的關(guān)鍵點頒。電氣主接線的翱設(shè)計可以通過軟瓣件提供的短路電昂流計算模塊輔助扒設(shè)計。吧然后，建立所有藹電氣及土建設(shè)備擺的三維模型，建愛模精度按照出圖般的要求確定，一熬般在滿足精度要安求的前提下避免癌過于復(fù)雜的模型扮。罷三維模型創(chuàng)建之氨后，要根據(jù)工程絆情況給每一個設(shè)胺備賦予特定的屬愛性值，這些屬性皚一般應(yīng)涵蓋電氣半設(shè)備的工程編碼霸及基本參數(shù)。其敗中，電氣主接線辦里同一個設(shè)備符澳號所對應(yīng)的三維哀模型具有相同的矮工程編碼；而設(shè)襖備參數(shù)則應(yīng)至少盎包括設(shè)備型號、跋額定電壓、額定翱容量、額定電流鞍、頻率、生產(chǎn)廠跋家等信息。為了罷便于標(biāo)準(zhǔn)化以

15、及癌其他工程的調(diào)用八，擴充設(shè)備屬性絆庫和設(shè)備模型庫阿是非常必要的。俺接著就是需要在爸三維空間布置所襖有電氣設(shè)備、場白地、架構(gòu)、設(shè)備懊基礎(chǔ)、建筑物、阿電纜溝等實體，昂不同配電裝置的拜設(shè)備應(yīng)分區(qū)域布白置，這樣不僅符半合設(shè)計習(xí)慣，也罷能夠避免單個文叭件容量過大的問暗題。所有區(qū)域的艾文件通過參考方疤式進(jìn)行拼接。設(shè)壩備布置完畢后，胺可以使用自動掛挨導(dǎo)線工具進(jìn)行三艾維導(dǎo)線掛接。岸電氣專業(yè)對全站罷進(jìn)行防雷計算、班接地計算、安全挨凈距校驗，與土澳建專業(yè)進(jìn)行碰撞按校驗等。隘工程應(yīng)用情壩況壩3.1 項目背按景把第一個應(yīng)用的項稗目是660k奧V膠東換流站。叭寧東山東6耙60kV直流輸奧電示范工程是國鞍家實施西電東送

16、拜的重點項目之一礙，于2010年捌12月單極建成拌投運，2011哀年6月雙極建成澳投運。本工程作頒為我國660拔kV直流電壓等案級序列的第一回把直流工程，在世絆界上尚無建設(shè)運扮行先例，工程的敗建設(shè)對于提升我唉國電網(wǎng)發(fā)展水平俺和設(shè)備裝備能力辦意義重大。擺設(shè)計是工程建設(shè)版的“靈魂”，是啊工程建設(shè)的“龍絆頭”，為了保質(zhì)瓣保量全面完成該熬項目勘測設(shè)計任耙務(wù)，創(chuàng)建精品工按程，并配合業(yè)主皚數(shù)字化移交的要安求，進(jìn)行三維數(shù)絆字化設(shè)計是必不佰可少的。般通過三家電力設(shè)翱計院的通力合作般，660kV哎膠東換流站工程澳最終圓滿完成了啊數(shù)字化移交工作耙，取得了顯著的柏成果。安圖5 660拜kV膠東換流站巴三維效果圖氨F

17、ig.5 3唉D rende伴rings o霸f the 跋660kV J疤iaodong愛 conver班ter sta般tion邦第二個應(yīng)用的項隘目是甘肅天水7艾50kV變電站芭的投標(biāo)及初步設(shè)拜計工作。該項目埃是處于西北高海唉拔地區(qū)的超高壓扒變電站，通過三瓣維數(shù)字化設(shè)計，鞍可以更直觀精準(zhǔn)白地進(jìn)行高海拔空熬氣間隙的校驗，版三維渲染效果圖罷以及漫游動畫均斑能為投標(biāo)成果提盎供更高水準(zhǔn)的展壩示，豐富了設(shè)計隘手段。擺圖6 天水75靶0kV變電站三笆維效果圖白Fig.6 3班D rende辦rings o稗f the T半ianshui埃 750kV 爸substat巴ion擺3.2 項目總案結(jié)阿通過

18、以上項目的邦應(yīng)用，我們獲得板了一些經(jīng)驗：扮(1) 獲取詳壩盡的技術(shù)資料是挨三維精細(xì)化設(shè)計半的前提，只有輸伴入資料的絕對準(zhǔn)斑確，才能保證三把維設(shè)計的正確性矮。同時，這也是胺保證電氣距離校安驗及碰撞校驗準(zhǔn)擺確的依據(jù)。敗(2) 在Be拜ntley的三柏維平臺下，所有頒專業(yè)人員可以共搬同高效工作，不俺再有繁瑣的提資拌和校核過程，提鞍高了設(shè)計效率。胺(3) 三維模捌型宜按“專業(yè)組愛裝區(qū)域組裝傲總裝”的順序依扒次按照參考的方傲式組裝。絆(4) 設(shè)備屬奧性庫和設(shè)備模型白庫的建立是三維愛設(shè)計最復(fù)雜繁瑣柏的工作過程。經(jīng)壩過工程的不斷積板累，新建工程的胺工作可以更方便昂地進(jìn)行典型化調(diào)氨用。熬(5)設(shè)備模型鞍需要按

19、一定的規(guī)絆則來編碼，這不板僅可以適應(yīng)Su傲bstatio安n數(shù)據(jù)庫檢索的翱需要，同時也是扳進(jìn)行數(shù)字化移交哀以及后期業(yè)主維氨護(hù)管理的關(guān)鍵。拌(6) 檢查電絆氣設(shè)備的安全凈稗距以及與其他專敖業(yè)三維模型是否背發(fā)生位置沖突（硬碰撞）需要一襖定的經(jīng)驗。分區(qū)版域進(jìn)行帶電距離暗校驗是保證檢查隘沒有遺漏的有效哀手段。而硬碰撞檢查應(yīng)包括土建俺結(jié)構(gòu)或者建筑位拌置是否沖突；電拜纜橋架是否與鋼隘結(jié)構(gòu)、暖通管道般沖突等。在檢查吧的過程中，可將皚設(shè)備的操作或者骯檢修空間實體化瓣，并通過硬碰撞霸檢查確認(rèn)其布置百，如接地開關(guān)的捌動觸頭開合空間鞍等。斑(7) 在項目安使用過程中，各胺個設(shè)計終端的顏哎色和材質(zhì)庫需要八統(tǒng)一，這會給

20、三罷維彩色渲染效果暗圖的出具帶來極襖大便利。挨同時，Bent壩ley Sub哀station埃軟件還有一些需奧要適應(yīng)設(shè)計需求奧進(jìn)行完善改進(jìn)的矮方面：八(1) 多分裂拔導(dǎo)線的問題，目吧前Substa八tion軟件還翱無法解決四分裂佰及以上導(dǎo)線的掛邦接。另外，掛點安具有不同高差及辦水平偏移的導(dǎo)線伴，軟件也無法完罷美解決。白(2) 不具備擺全站自動帶電距叭離校驗功能，而啊只能通過關(guān)鍵點敖校驗。爸(3) 部分金扳具的建模及連接案存在不完善的地稗方。4結(jié)論壩三維數(shù)字化設(shè)計八具備高效、直觀、智能的特點，暗在適應(yīng)變電工程拜日益復(fù)雜、設(shè)計凹周期短暫以及數(shù)愛字化移交等要求背的同時，完善了半設(shè)計師充分表達(dá)藹設(shè)計思

21、想的手段愛，是促進(jìn)項目更昂高質(zhì)量、更快速耙度完成的助推器胺，也是實現(xiàn)變電稗工程全壽命周期澳管理的有效工具捌。跋通過使用Ben班tley系列軟扮件進(jìn)行三維數(shù)字凹化設(shè)計的嘗試，扮總結(jié)出該軟件在懊應(yīng)用上的一些優(yōu)胺勢與不足，在變翱電設(shè)計數(shù)字化革皚命的浪潮中，設(shè)罷計師的水平與軟氨件本身都需要不辦斷的發(fā)展與提高拔，共同推動變電罷設(shè)計行業(yè)的技術(shù)俺進(jìn)步。暗參考文獻(xiàn)：奧1 孫國凱皚，王亮，王劍委笆. 變電工程的埃三維化設(shè)計J辦.農(nóng)村電氣化暗，2008，1耙（11）：10百-11.俺2 于明國班，嚴(yán)福章. 三壩維數(shù)字化設(shè)計在跋寧東山東6鞍60 kV直流挨輸電示范工程中稗的應(yīng)用J.案電力建設(shè)，20扮11，32（3盎

22、）：37-40拌.爸3 王志毅斑. 智能化三維暗變電設(shè)計平臺的癌應(yīng)用J.華唉東電力，201奧1，39（5）班：750-75班2.扮4 朱淑悅艾. 在三維工廠胺設(shè)計實踐中積累扳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元件數(shù)礙據(jù)庫J. 敖工程與技術(shù)，2傲009（1）：班43-48.頒5 莊葉凱挨. Bentl壩ey三維工廠軟案件在工程設(shè)計中熬的應(yīng)用J.瓣 有色冶金設(shè)計胺與研究，200埃9，30（6）絆：108-10擺9.背華山北唉區(qū)暗A(chǔ)八2矮地塊項目工程位扮于山東省濟南市罷歷城區(qū)華山片區(qū)挨，華山鎮(zhèn)、北至奧濟青高速公路、皚南至華山北路。暗本工程以住宅及霸其商業(yè)于一體。奧本工程總建筑面邦積約邦為叭115343.隘7背8稗平米，其中地

23、下癌建筑面積版為拜7234.8扮2安平米，地上建筑靶面積唉為疤108108.敖9阿6斑平米稗,隘建筑層數(shù)啊：癌 12搬#骯、邦16半#般、樓地癌下稗2艾層，地疤上氨3骯3皚層澳。百15邦#挨、爸17埃#斑、胺19背#斑、翱20安#芭樓地絆下背2奧層，地鞍上絆2骯6巴層佰，板18爸#半樓地八下頒2阿層，地疤上襖2板7疤層，地下車暗庫懊1哎層，配套商業(yè)網(wǎng)阿點八1稗層安共敗7唉棟高層住宅組成敗，主樓地敗下絆1捌層，地按上叭263稗3頒層。建筑抗震設(shè)霸防類別為丙類，礙建筑物設(shè)計計算抗震烈度哀為捌6佰度，建筑結(jié)構(gòu)安艾全等級為二級，捌結(jié)構(gòu)形式為鋼筋俺混凝土剪力墻結(jié)敗構(gòu)。盎外墻螺桿孔封堵哀涉及到外墻的滲叭漏

24、風(fēng)險，我公司翱特別注重外墻螺礙桿洞口的封堵施耙工。本著預(yù)防為阿主，加強事前控扮制和事后檢查的岸原則，把質(zhì)量隱靶患滅在萌芽狀態(tài)胺，確保無滲漏工扮程。胺二、編制依據(jù)和班原則爸混凝土結(jié)構(gòu)工半程施工質(zhì)量驗收熬規(guī)范白般GB5020凹4捌（拜201頒1盎版）結(jié)合本工程爸施工圖紙。三、施工準(zhǔn)備半爸3柏.邦1熬材料準(zhǔn)備般3.1.稗1搬水泥：與結(jié)構(gòu)同邦標(biāo)號（宜采用同唉批次）水泥。背稗 3耙.1.稗2隘砂：中砂或粗砂艾，挨過搬8m敖m扒孔徑篩子，含泥案量不應(yīng)大于擺3%隘。佰3斑.1.斑3胺建筑膠：用量按疤使用說明。吧3靶.1.爸4伴膨脹劑：用量為鞍水泥用量的礙3%-5%懊澳3叭.瓣2挨機具準(zhǔn)備安霸 3阿.2.背1主要機具：手推芭車、木抹子、鐵矮抹子、小平鍬、礙小水桶、長毛刷頒、噴壺、案8mm阿孔篩子、鋼絲刷笆子、小型吹風(fēng)機藹、錘子等。擺氨3敗.拌3敗作業(yè)條件準(zhǔn)備耙