Bentley 软件在变电站三维精细化设计方面的应用与探讨.doc

Bentley 软件在变电站三维精细化设计方面的应用与探讨一、变电站三维数字化设计的意义变电设计目前普遍采用的是二维设计手段，带有一定的局限性，对设计质量缺乏控制，工作效率较低，难以适应精细化和信息化的需求。而当前电网业主已明确提出三维设计和数字化移交的要求。采用三维设计和数字化移交有着以下意义。1、可以做到精细化设计，方便地进行三维空间的安全距离校验和材料统计，避免碰撞。2、可适应专业间协同设计，各专业通过一个设计平台进行设计，提高了不同专业配合的效率，避免接口过程带来的错误。3、数字化移交，集方案、数据于一体的三维变电站模型可以为业主提供真实的展示效果，并形成完整的变电站数字化平台，实现变电站的全寿命周期管理，为工程的后期维护和改造提供方便，也为设计服务的延伸增值提供可能。二、应用背景目前，我院已引进的三维设计软件是Microstation V8i平台下的相关软件群。MicroStation是Bentley公司面向全球基础设施设计、建造和运营的旗舰产品，采用基于Parasolid的三维模型技术和Microsoft DirectX 3D游戏级的图形驱动技术，具备高质量的动画漫游、施工进度模拟等仿真功能。Substation则是专门针对变电站的设计工具，能够满足变电站三维设计中具有弧度要求的导线设计，以及对导线的弧垂和带电距离进行校验的功能，能够较为准确地在三维模型中表达带有弧垂的导线、连接线等。土建相关的软件则有Architecture、Building等软件。目前，我们在使用Bentley软件的过程中，面临着一些特殊的挑战：1、多分裂导线的问题，据了解， Substation软件的最新版本也无法解决四分裂及以上导线的挂接问题。另外，不同高差的挂点以及水平倾斜的导线，软件也无法完美解决。2、电气距离校验，目前的软件还是需要一些条件才能做好这方面的工作。只有当所有电气及土建模型完全精确的情况下，设计人员对所有可能发生电气距离不足的位置准确判断的时候，通过逐点手动测量空间两物体的最短距离来校核。这就给实际工作带来相当的不便，如果不能通过设计人员的经验发现所有需要校核的点，那就会发生疏漏。软件应该能在全站自动校验的方面做出更多的努力。三、项目介绍宁东山东660kV直流输电示范工程是国家实施西电东送重点项目之一，于2010年12月单极建成投运，2011年6月双极建成投运。本工程作为我国660kV直流电压等级序列的第一回直流工程，在世界上尚无建设运行先例，工程的建设对于提升我国电网发展水平和设备装备能力意义重大。工程设计是工程建设的“灵魂”，工程设计是工程建设的“龙头”，为了保质保量全面完成本项目勘测设计任务，创建精品工程，并配合业主数字化移交的要求，进行三维设计是必不可少的。而目前国内变电设计的主流设计平台非Bentley公司的相关软件莫属，国内绝大多数电力设计院以及其他领域设计院纷纷采用。因此，本项目首推Bentley公司的软件作为三维设计工具。为了取得良好的效果，本项目采用了周密的设计步骤：1、获取详尽的设计依据及技术资料，这些是保证三维精细化设计的前提，只有输入资料的绝对准确，才能保证三维设计的正确性。2、在Bentley的三维平台下，首先需建立工程的接线图及原理图，因为在Substation的软件模式下，三维图纸是以电气主接线图为原则设计的，他们共同使用同一个ID，具备同一个数据库的源。3、建立工程的三维信息模型，及设备属性库和设备模型库的建立，这是三维设计最主要的工作。模型的精细和准确是保证电气距离校验及碰撞校验的前提。4、检查电气设备是否与其他专业三维模型发生位置冲突（硬碰撞）。包括土建结构或者建筑位置冲突；电缆桥架是否与钢结构、阀冷却管道、暖通管道冲突等。在检查的过程中，可将设备的操作或者检修空间实体化，并通过硬碰撞检查确认其布置，如接地开关的动触头开合空间等。分区域进行带电距离校验也是保证检查没有遗漏的有效手段。5、实现二、三维彩色效果图的出具。这需要提前制定好每一个建筑物以及电气设备的颜色，需要与实际设备的颜色一致。6、制作全站漫游动画。四、总结在本项目的实施过程中，我们有诸多心得，简要总结如下：1、Bentley公司的相关软件确实具有强大的能力，绘制三维视图得心应手，精确绘图保证了模型的准确；同一个后台数据库保证了二、三维以及主接线的完美统一，并实现实时导航；防雷设计可以从3D视角校核保护范围，逼真且可靠；三维导线的自动布置也解决了软导线实体的弧垂以及金具的体现。Bentley软件引领着未来三维设计的潮流，给了所有设计师充分发挥能力的平台。2、在项目使用过程中，各个设计终端的颜色库、坐标系需要统一，这为多个模型区域的对接以及彩色渲染会带来极大的便利。3、三维模型宜按“专业组装区域组装总装”的顺序依次组装。4、设备模型需要按一定的规则来命名，以适应Substation数据库检索的需要。5、虽然软件可以自动布置软导线，但特殊的斜拉导线可能生成得会有偏差，需要手动调整，这是需要设计人员不断积累经验的方面。总之，软件和设计人员都是在不断创新与成