基于三维设计技术的变电站设计研究

高秀云，王莹

国网黑龙江省经济技术研究院， 150036

摘要：设计行业中应用最广泛的就是三维技术，它的应用极大地提升了设计的效率和质量，有效地规避了二维技术中存在的一些弊端，弥补了原本存在的交叉干扰不足，尤其为变电站的设计发展起到了决定性的推动作用。因此本文以变电站设计中应用三维设计技术为主线讨论，并详细作出分析探讨。

关键词：三维设计；变电站；应用分析

传统变电站的电网设计存在着诸多不足，比如设计精度不够、专业协同制约因素多、设计空间考虑欠缺等多个问题。当前智能化、数字化电网的出现，让变电站有希望实现精准化数控，因此也受到了电网企业的高度重视。三维设计技术作为当前设计行业最为先进的技术，在变电站的设计中也发挥出了比较明显的优势，从很大程度上提升了变电站设计的效率和质量。尽管如此，在实际操作中还是存在着诸多问题影响着三维技术优势的发挥，因此业界要对三维技术的应用进行更深层次的研究，保证其能在变电站的设计中彻底取代二维技术，才能为电力系统的发展提供更多的帮助。

1. 变电站三维设计的软件分析

（一）3Dmax软件

3Dmax软件应该是当前业界最为知名的三维设计平台，它的实用价值非常高，在软件应用层面有着非常显著的优势。3Dmax软件的操作界面非常方便快捷，视图功能强大，相比较其他同类型设计软件来说，它在渲染方面的效果也非常明显，兼容性的特征为设计工作省力不少。加上3Dmax软件的操作流程也非常简单，不需要花费太多的时间和精力去学习相关操作知识，但同时这种简便操作的软件在设计变电站的过程中也存在着一定的缺陷和不足，该软件相比较更适合呈现效果图，在工程图的呈现效果方面则没有表现出太多的优势，使得其应用受到了一定的限制。

（二）PDMS软件

PDMS软件是一款应用于化工领域、电力领域以及石油领域的工厂三维设计管理系统，在其实际应用中，可以通过多方协同的方式来创建出实体模型，并且PDMS软件还能做到对平面图数据的自动更行和标注。在变电站的设计过程中，PDMS软件的功效发挥是最为明显的，也是当前应用最为广泛的。要应用PDMS软件设计变电站，就必须要创建出丰富的数据库来，但由于该软件自身的应用性质所局限，导致设计中需要消耗大量的时间。如果将PDMS软件能应用到工厂设计领域中，能体现应用价值的同时还会有显著性的效果。

（三）Substation软件

Substation软件是一款用于变电站集成电气和结构设计的三维软件，它能在实际的设计中提供必要的功能版块，比如结构模型、控制图、配电布局或是其他模块等。通过Substation软件来设计变电站，能提供相关设计环节所需的接地网和电缆弧垂等。如果能将Substation软件应用到电气设计中，它的导线工具有较强的整体性，还可以按照不同层的不同类型进行编号，同时实现对短路和短路设备进行纠错检查。

2. 三维设计特点

（一）数据库为核心的三维设计：以数据库为核心的工程设计，能自动生成相关联的图纸，而且通过数据贡献能实现图纸有一处修改，其余相关图纸能都自动更新，相关所有检查、校验和材料都能在模型中自动完成。

（二）数字化三维协同：同一工程模型为基础的协同设计体系缩短了专业之间接受周期，减少了专业间提资的工作量，还能最大程度专业间共享设计成果，有效规避重复工作，提高工作质效。

（三）精细化设计：以三维模型为基础的精细化设计，有着管线综合检查、安全净距校对的高效率和能力，也能从根本上避免设计上的错误，规避反复返工现象，最大程度解决现场问题。

（四）成果共享：在一个完整的设计周期中会共用一个设计模型，在招投标阶段就建立好的变电站模型能通过设计信息折射出的问题来细化施工图和竣工图中的细节问题，也能实现设计成果的周期内共享，有效缩短设计周期，提高工作质效。

三、三维设计技术的变电站设计应用

（一）三维建模的深度要求

要想实现变电站的三维设计，就必须先深入研究建模深度，建模深度一方面影响着三维设计的进度和相应工作量，另一方面也关系到三维设计整体呈现出来的质量和效果。其中变电站的核心电气设备，也需要对这些设备的模型建模深度和精度进行明确的规定，然后以此为基础为工作人员提供有效保障。

（二）创建三维模型库

创建三维模型库主要是针对土建支架和设备模型展开的，当前这两种模型又构建成了元件模型。所以在三维设计过程中，元件建模是三维设计工作开展的初始环节，而元件建模的水平高低很大程度上是由三维设计方案的质量来决定的。我们在保证三维布置校验有效的前提下，还应该要结合实际不断简化元件信息。元件模型的合理与否将直接决定着三维设计的流畅性，也直接影响到后续开展工作。以土建支架模型和设备模型来说，设备建模难度比较高，需要设备供货商提供相应的文件格式，提供完善的三维模型，实现绘制比例达标，做好跟踪服务。设备建模层级结构图如图1所示。

图1 设备建模层级结构图

3. 结语

三维设计技术依靠其自身的强大优势，未来在变电站以及相关工程领域的应用都会有良好的发展空间，伴随着三维技术的不断深入发展应用，我们可以看到已经取得了显著的应用效果，虽然在变电站设计的应用中还有一定的不足，使其无法发挥出全面功效。但相信不断加强对其科研力度和研究，解决三维技术在变电站设计应用中的短板，提升三维设计技术的科技含金量，相信在不久的将来会大大促进我国电力设计行业的快速发展。

参考文献：

[1]肖晶民.三维设计技术在变电站设计中的运用[J].低碳世界，2017（10）.

[2]胡君慧.三维数字化设计技术在输变电工程中的应用[J].电网与清洁能源，2019（11）.

[3]周元强.变电站三维设计中的设备模型库建设研究[J].电工文摘，2020（02）.

[4]罗庆兵.变电站三维设计与信息化模型的应用[J].电工技术：理论与实践，2015（10）.