Bentley 軟件在變電站三維數(shù)字化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用與探討

1、愛(ài)Bentley軟件在變電站三維數(shù)哀字化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)叭用與探討背三維數(shù)字化設(shè)計(jì)是八未來(lái)變電工程設(shè)計(jì)昂的趨勢(shì)，通過(guò)精細(xì)班化協(xié)同工作，能夠爸大幅提高設(shè)計(jì)質(zhì)量靶和效率。通過(guò)工程懊應(yīng)用中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)埃，總結(jié)了三維精細(xì)敖化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。同暗時(shí)，Bentle霸y軟件在變電站三拌維數(shù)字化設(shè)計(jì)中具埃備特有的優(yōu)勢(shì)，隨壩著三維模型的積累八以及軟件的不斷改癌進(jìn)，將會(huì)引領(lǐng)未來(lái)霸變電工程設(shè)計(jì)、建澳造和管理等全壽命稗周期的數(shù)字化革命耙。奧關(guān)鍵詞：Bent癌ley軟件；變電斑工程；三維數(shù)字化耙；協(xié)同設(shè)計(jì)；應(yīng)用皚Discussion on th傲e Applic扮ation of愛(ài) Bentley跋 Softwar癌e in S

2、ub壩station 拜3D Numer擺ical Des愛(ài)ign襖RAN Rui-盎jiangState Nu啊clear El阿ectric P芭ower Pla邦nning De爸sign & R敖esearch 班Institut愛(ài)e，Beijin案g 100095吧，China）班Abstract疤：隘3D Numer把ical Des霸ign is t跋he trend藹 of the 半future s癌ubstatio按n design哀. Throug靶h elabor巴ate and 哎coordina扒ted work氨, the qu柏ality an敗d effici

3、傲ency of 啊design h案as been 把greatly 拔improved笆. With t伴he pract百ical eng翱ineering罷 experie頒nce, the吧 charact胺eristics唉 of the 案3D Numer挨ical Des耙ign are 疤summariz艾ed. Besi挨des, the爸 Bentley靶 softwar傲e has sp柏ecial ad岸vantages頒 in the 按3D Numer澳ical Des襖ign. Wit昂h the ac背cumulati癌on of 3D俺 models 暗an

4、d impr熬ovement 翱of the B隘entley s奧oftware,哀 it will昂 definit罷ely guid骯e the 3D愛(ài) Numeric笆al revol壩ution of熬 design,皚 constru盎ction an埃d manage辦ment in 翱the subs捌tation w昂hole-lif瓣e cycle 啊span.稗Key word襖s：扒Bentley 阿software罷; substa頒tion eng巴ineer; 3阿D Numeri巴cal; coo隘rdinated扒 design;扮 applica翱tion引

5、言瓣目前，變電工程的隘設(shè)計(jì)普遍采用的是襖二維設(shè)計(jì)手段，是襖依賴設(shè)計(jì)者的空間爸想象力和制圖技能岸完成空間設(shè)計(jì)的，佰對(duì)工程總體空間布疤置的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較柏和優(yōu)化缺乏控制，辦很難適應(yīng)堅(jiān)強(qiáng)智能盎電網(wǎng)的要求1暗。這種設(shè)計(jì)方法對(duì)擺設(shè)計(jì)質(zhì)量缺乏高效邦的控制，工作效率案較低，難以適應(yīng)精哀細(xì)化和信息化的需艾求。挨而當(dāng)前電網(wǎng)業(yè)主已背明確提出 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三維設(shè)計(jì) 中的全部文章 百三維設(shè)計(jì)扒和數(shù)字化移交的要拔求。采用 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a

6、1 o 查看 三維設(shè)計(jì) 中的全部文章 哎三維設(shè)計(jì)半和數(shù)字化移交有著凹以下重要的意義。哎（1）可以做到精搬細(xì)化設(shè)計(jì)，方便地疤進(jìn)行三維空間的安瓣全距離校驗(yàn)和材料傲統(tǒng)計(jì)，避免碰撞。癌（2）可適應(yīng)專業(yè)半間協(xié)同設(shè)計(jì)，各專礙業(yè)通過(guò)一個(gè)設(shè)計(jì)平搬臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高埃了不同專業(yè)配合的凹效率，避免接口過(guò)案程帶來(lái)的錯(cuò)誤。襖（3）數(shù)字化移交擺，集方案、數(shù)據(jù)于疤一體的三維變電站澳模型可以為業(yè)主提邦供真實(shí)的展示效果敖，并形成完整的變挨電站數(shù)字化平臺(tái)，版實(shí)現(xiàn)變電站的全壽藹命周期管理，為工礙程的后期維護(hù)和改辦造提供方便，也為背設(shè)計(jì)服務(wù)的延伸增斑值提供可能。三維數(shù)字化1.1 概念 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89

7、%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三維設(shè)計(jì) 中的全部文章 瓣三維設(shè)計(jì)昂是針對(duì)二維設(shè)計(jì)而熬言的，在三維設(shè)計(jì)罷中，所有變電站中俺的設(shè)備都是通過(guò)三扒維模型展現(xiàn)的，可按以更直觀、精準(zhǔn)地暗描述各類設(shè)備的空佰間關(guān)系。而數(shù)字化設(shè)計(jì)則要熬形成以數(shù)據(jù)庫(kù)為核矮心的設(shè)計(jì)成品的數(shù)哀字化體系，實(shí)現(xiàn)與捌設(shè)計(jì)評(píng)審、設(shè)備采按購(gòu)、工程建設(shè)招投板標(biāo)、現(xiàn)場(chǎng)施工管理按、資產(chǎn)管理、生產(chǎn)襖管理等各個(gè)階段的按高質(zhì)量數(shù)字化連接壩，并最終形成一個(gè)矮終生存儲(chǔ)工程信息班的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)凹變電工程全壽命周骯期的數(shù)字化。澳1.2 三維數(shù)字伴化設(shè)計(jì)的內(nèi)容傲三維數(shù)字化設(shè)計(jì)首扳先必須針對(duì)變電設(shè)翱計(jì)項(xiàng)目整體，涵蓋絆變電工程設(shè)計(jì)

8、工作唉的全部專業(yè)內(nèi)容，耙對(duì)應(yīng)于電氣、土建罷、結(jié)構(gòu)、水暖、場(chǎng)耙地等專業(yè)。熬基于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)靶后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)所有結(jié)爸構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化設(shè)板計(jì)數(shù)據(jù)的綜合管理斑。通過(guò)設(shè)計(jì)工具分巴別進(jìn)行二維原理圖吧、三維設(shè)備布置、拔場(chǎng)地、建筑等的設(shè)巴計(jì)，完成電氣、土皚建等相關(guān)計(jì)算校驗(yàn)埃和材料統(tǒng)計(jì)，出具盎施工圖紙。跋設(shè)計(jì)成果以數(shù)字化佰型式移交給施工、邦運(yùn)行、管理等各部班門，達(dá)到項(xiàng)目的全俺壽命周期管理2背-4。暗2Bentle案y軟件的應(yīng)用2.1 軟件介紹暗Bentley公拌司針對(duì)電力行業(yè)的靶設(shè)計(jì)工作擁有一套昂完整的解決方案。瓣首先，其三維設(shè)計(jì)敗平臺(tái)Micros案tation是B白entley公司案面向全球基礎(chǔ)設(shè)施氨設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)

9、營(yíng)骯的旗艦產(chǎn)品，采用擺基于Paraso邦lid的三維模型邦技術(shù)和Micro凹soft Dir頒ectX 3D游柏戲級(jí)的圖形驅(qū)動(dòng)技擺術(shù)，具備高質(zhì)量的埃動(dòng)畫漫游、施工進(jìn)班度模擬等仿真功能拔。背Bentley 頒Substati艾on則是專門針對(duì)佰變電站的設(shè)計(jì)工具皚，具有專業(yè)的、成拔熟的智能輔助設(shè)計(jì)哀功能，能夠保證在翱整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程凹中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的共享罷及繼承，從而真正版實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化協(xié)翱同設(shè)計(jì)。并且，設(shè)芭計(jì)數(shù)據(jù)可以傳遞到疤施工、采購(gòu)、運(yùn)維襖等各階段，是覆蓋柏工程項(xiàng)目各個(gè)階段岸的軟件系統(tǒng)5案。暗圖1 Bentl襖ey Subst壩ation軟件界昂面阿Fig.1 In哀terface 頒of Ben

10、tl捌ey Subst稗ation拜使用Bentle翱y變電站設(shè)計(jì)軟件暗Substati氨on，可以快速完哀成二維原理圖設(shè)計(jì)岸，智能地進(jìn)行三維笆設(shè)備布置，較為準(zhǔn)百確地在三維模型中芭表達(dá)帶有弧垂的導(dǎo)唉線、連接線，并進(jìn)跋行導(dǎo)線受力分析，壩生成導(dǎo)線施工報(bào)表傲等設(shè)計(jì)工作。三維扮模型通過(guò)動(dòng)態(tài)剖切邦可以自動(dòng)生成二維吧平斷面圖紙，滿足挨施工要求。在三維頒設(shè)計(jì)中，二維原理霸圖、三維模型的布盎置和二維平斷面均?？梢詫?shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、板高效地關(guān)聯(lián)，當(dāng)發(fā)鞍生設(shè)計(jì)修改時(shí)，只盎需要在三維布置中阿進(jìn)行調(diào)整，所有二盎維圖紙都會(huì)自動(dòng)刷巴新，而不再需要在案平、斷面圖上進(jìn)行挨手動(dòng)調(diào)整，既避免爸了人為錯(cuò)誤的發(fā)生跋，又大幅度地提高半了設(shè)計(jì)

11、效率。俺此外，Subst笆ation軟件還哀可以完成防雷、接案地、照明、電纜敷背設(shè)、端子接線圖等胺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，幫助芭設(shè)計(jì)人員高質(zhì)高效鞍地完成變電站有關(guān)艾電氣設(shè)計(jì)的部分。般圖2 三維防雷計(jì)澳算示意圖辦Fig.2 Sk背etch of 絆3D light傲ning pro唉tection壩圖3 三維接地設(shè)背計(jì)示意圖敗Fig.3 Sk凹etch of 吧3D groun挨ding design艾Bentley建拌筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件皚Architec搬t(yī)ure，Str唉uctural和搬BBMS，可以快暗速完成主控樓及相案關(guān)土木工程、建筑斑和水暖等專業(yè)的設(shè)凹計(jì)；借助STAA安D軟件則可以進(jìn)行笆鋼結(jié)構(gòu)的分

12、析計(jì)算敖和設(shè)計(jì)。敖Bentley場(chǎng)拌地設(shè)計(jì)軟件GEO氨PAK可以幫助完哎成場(chǎng)地設(shè)計(jì)，并進(jìn)拔行土方量的計(jì)算和鞍坡度設(shè)計(jì)。愛(ài)ProjectW皚ise是一款Be懊ntley的協(xié)同哀設(shè)計(jì)管理平臺(tái)，貫拜穿設(shè)計(jì)始終，全面捌管理工程設(shè)計(jì)的全癌部?jī)?nèi)容，提資過(guò)程隘，權(quán)限分配以及版巴本控制等設(shè)計(jì)中必隘不可少的環(huán)節(jié)。岸AssetWis背e是一款全面對(duì)所俺有通過(guò)特定方式相案關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行統(tǒng)絆一管理的整體信息稗管理解決方案。通拜過(guò)這個(gè)平臺(tái)可以將癌全部設(shè)計(jì)圖紙及信拔息轉(zhuǎn)化為具有邏輯礙關(guān)聯(lián)的變電站數(shù)據(jù)阿模型，網(wǎng)狀關(guān)聯(lián)業(yè)埃主方的應(yīng)用系統(tǒng)，敗實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交。案基于三維協(xié)同設(shè)計(jì)，在精細(xì)化的三維奧模型中，就能夠精壩準(zhǔn)地計(jì)算帶電體之

13、案間的空間距離，有哎效地避免由于帶電拌距離無(wú)法滿足要求艾而造成的設(shè)計(jì)失誤盎。跋圖4 電氣安全距拜離校驗(yàn)示意圖傲Fig.4 Sk隘etch of 哀safety c搬learance翱 checkin芭g霸同時(shí)，電氣設(shè)備與愛(ài)土建基礎(chǔ)等設(shè)施的板硬碰撞也能夠自動(dòng)百校核。2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程爸首先需建立變電工搬程的接線圖或原理斑圖，因?yàn)樵赟ub百station的跋軟件系統(tǒng)下，三維邦圖紙是以電氣主接頒線為原則設(shè)計(jì)的，案同一個(gè)電氣設(shè)備在鞍不同圖紙中都使用矮同一個(gè)設(shè)備編碼，靶具備同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)暗的源，這是基于數(shù)案據(jù)庫(kù)管理三維模型扳的基礎(chǔ)，同皚時(shí)也是全壽命周期跋管理的關(guān)鍵點(diǎn)。電佰氣主接線的設(shè)計(jì)可哀以通過(guò)軟件提供的斑

14、短路電流計(jì)算模塊昂輔助設(shè)計(jì)。凹然后，建立所有電瓣氣及土建設(shè)備的三扒維模型，建模精度凹按照出圖的要求確壩定，一般在滿足精跋度要求的前提下避澳免過(guò)于復(fù)雜的模型隘。澳三維模型創(chuàng)建之后盎，要根據(jù)工程情況斑給每一個(gè)設(shè)備賦予把特定的屬性值，這暗些屬性一般應(yīng)涵蓋板電氣設(shè)備的工程編挨碼及基本參數(shù)。其柏中，電氣主接線里把同一個(gè)設(shè)備符號(hào)所疤對(duì)應(yīng)的三維模型具擺有相同的工程編碼盎；而設(shè)備參數(shù)則應(yīng)搬至少包括設(shè)備型號(hào)熬、額定電壓、額定啊容量、額定電流、耙頻率、生產(chǎn)廠家等搬信息。為了便于標(biāo)熬準(zhǔn)化以及其他工程靶的調(diào)用，擴(kuò)充設(shè)備熬屬性庫(kù)和設(shè)備模型啊庫(kù)是非常必要的。拜接著就是需要在三維空間布置所有電扮氣設(shè)備、場(chǎng)地、架胺構(gòu)、設(shè)備基

15、礎(chǔ)、建捌筑物、電纜溝等實(shí)愛(ài)體，不同配電裝置皚的設(shè)備應(yīng)分區(qū)域布翱置，這樣不僅符合芭設(shè)計(jì)習(xí)慣，也能夠鞍避免單個(gè)文件容量扮過(guò)大的問(wèn)題。所有捌區(qū)域的文件通過(guò)參叭考方式進(jìn)行拼接。哎設(shè)備布置完畢后，半可以使用自動(dòng)掛導(dǎo)扮線工具進(jìn)行三維導(dǎo)隘線掛接。稗電氣專業(yè)對(duì)全站進(jìn)靶行防雷計(jì)算、接地頒計(jì)算、安全凈距校爸驗(yàn)，與土建專業(yè)進(jìn)襖行碰撞校驗(yàn)等。工程應(yīng)用情況3.1 項(xiàng)目背景愛(ài)第一個(gè)應(yīng)用的項(xiàng)目矮是660kV膠礙東換流站。寧東昂山東660kV昂直流輸電示范工程爸是國(guó)家實(shí)施西電東扒送的重點(diǎn)項(xiàng)目之一般，于2010年1伴2月單極建成投運(yùn)靶，2011年6月百雙極建成投運(yùn)。本佰工程作為我國(guó)6熬60kV直流電壓擺等級(jí)序列的第一回傲直流工

16、程，在世界扒上尚無(wú)建設(shè)運(yùn)行先唉例，工程的建設(shè)對(duì)暗于提升我國(guó)電網(wǎng)發(fā)哎展水平和設(shè)備裝備翱能力意義重大。癌設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的安“靈魂”，是工程叭建設(shè)的“龍頭”，版為了保質(zhì)保量全面礙完成該項(xiàng)目勘測(cè)設(shè)奧計(jì)任務(wù)，創(chuàng)建精品矮工程，并配合業(yè)主翱數(shù)字化移交的要求壩，進(jìn)行三維數(shù)字化辦設(shè)計(jì)是必不可少的凹。奧通過(guò)三家電力設(shè)計(jì)搬院的通力合作，扮660kV膠東換吧流站工程最終圓滿傲完成了數(shù)字化移交頒工作，取得了顯著叭的成果。盎圖5 660k傲V膠東換流站三維澳效果圖巴Fig.5 3D跋 renderi翱ngs of t霸he 660k哀V Jiaodo捌ng conve捌rter sta背tion靶第二個(gè)應(yīng)用的項(xiàng)目笆是甘肅

17、天水750版kV變電站的投標(biāo)板及初步設(shè)計(jì)工作。按該項(xiàng)目是處于西北唉高海拔地區(qū)的超高半壓變電站，通過(guò)三扮維數(shù)字化設(shè)計(jì)，可奧以更直觀精準(zhǔn)地進(jìn)懊行高海拔空氣間隙懊的校驗(yàn)，三維渲染奧效果圖以及漫游動(dòng)百畫均能為投標(biāo)成果笆提供更高水準(zhǔn)的展唉示，豐富了設(shè)計(jì)手澳段。百圖6 天水750罷kV變電站三維效愛(ài)果圖拌Fig.6 3D笆 renderi班ngs of t背he Tians懊hui 750k唉V substa皚tion3.2 項(xiàng)目總結(jié)頒通過(guò)以上項(xiàng)目的應(yīng)胺用，我們獲得了一辦些經(jīng)驗(yàn)：搬(1) 獲取詳盡柏的技術(shù)資料是三維佰精細(xì)化設(shè)計(jì)的前提俺，只有輸入資料的邦絕對(duì)準(zhǔn)確，才能保矮證三維設(shè)計(jì)的正確背性。同時(shí)，這也是盎

18、保證電氣距離校驗(yàn)邦及碰撞校驗(yàn)準(zhǔn)確的哀依據(jù)。昂(2) 在Ben芭tley的三維平愛(ài)臺(tái)下，所有專業(yè)人挨員可以共同高效工皚作，不再有繁瑣的懊提資和校核過(guò)程，按提高了設(shè)計(jì)效率。奧(3) 三維模型靶宜按“專業(yè)組裝盎區(qū)域組裝總裝”伴的順序依次按照參捌考的方式組裝。霸(4) 設(shè)備屬性昂庫(kù)和設(shè)備模型庫(kù)的啊建立是三維設(shè)計(jì)最熬復(fù)雜繁瑣的工作過(guò)扳程。經(jīng)過(guò)工程的不盎斷積累，新建工程叭的工作可以更方便皚地進(jìn)行典型化調(diào)用敖。哀(5)設(shè)備模型需愛(ài)要按一定的規(guī)則來(lái)矮編碼，這不僅可以愛(ài)適應(yīng)Substa擺tion數(shù)據(jù)庫(kù)檢哎索的需要，同時(shí)也敖是進(jìn)行數(shù)字化移交隘以及后期業(yè)主維護(hù)瓣管理的關(guān)鍵。疤(6) 檢查電氣奧設(shè)備的安全凈距以啊及與

19、其他專業(yè)三維叭模型是否發(fā)生位置扒沖突（硬碰撞）需班要一定的經(jīng)驗(yàn)。分矮區(qū)域進(jìn)行帶電距離安校驗(yàn)是保證檢查沒(méi)耙有遺漏的有效手段俺。而硬碰撞檢查應(yīng)瓣包括土建結(jié)構(gòu)或者扒建筑位置是否沖突瓣；電纜橋架是否與芭鋼結(jié)構(gòu)、暖通管道哀沖突等。在檢查的邦過(guò)程中，可將設(shè)備奧的操作或者檢修空斑間實(shí)體化，并通過(guò)靶硬碰撞檢查確認(rèn)其艾布置，如接地開關(guān)哎的動(dòng)觸頭開合空間八等。拜(7) 在項(xiàng)目使邦用過(guò)程中，各個(gè)設(shè)拔計(jì)終端的顏色和材班質(zhì)庫(kù)需要統(tǒng)一，這按會(huì)給三維彩色渲染案效果圖的出具帶來(lái)暗極大便利。藹同時(shí)，Bentl胺ey Subst稗ation軟件還擺有一些需要適應(yīng)設(shè)邦計(jì)需求進(jìn)行完善改矮進(jìn)的方面：壩(1) 多分裂導(dǎo)壩線的問(wèn)題，目前S藹ubstatio稗n軟件還無(wú)法解決盎四分裂及以上導(dǎo)線氨的掛接。另外，掛笆點(diǎn)具有不同高差及疤水平偏移