三维协同设计在裕隆换流站设计中的应用西昌市裕隆换流站

1、三维协同设计在裕隆换流站设计中的应用 西昌市裕隆换流 站 通过介绍裕隆换流站地下设施协同设计、 主控楼协同设计及变 压器消防系统协同设计的具体应用， 对比常规二维设计手段和三维协 同设计手段的优缺点， 阐述三维协同设计手段在换流站设计中的可行 性及带来的效益。 关键词：三维协同设计裕隆换流站设计应用 ： S611：A ： 2. 应用背景 锦屏-苏南士 800kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高 的直流输电工程之一，送电距离约为 2100km其任务是将我国西部 水电直接送到华东经济发达地区苏南。 裕隆换流站位于四川省西昌市 裕隆乡，是锦苏特高压直流输电工程的送端换流站， 也是目前世界上 最

2、大容量的换流站。 为检验三维协同设计在变电全专业（电气及土建两大专业）的 全面工程应用效果， 我院以裕隆换流站为依托工程， 对全专业的三维 协同设计进行了尝试。 3. 应用体会 参与变电设计的主要专业有：电气一次、电气二次、总图、建 筑、结构、水工、暖通，在常规二维工作模式下， 工作流为串行模式， 存在以下几个缺点： 每个专业在接收到上游专业资料之后才能开展工 作，设计周期较长；不同专业之间无法进行及时有效的沟通，配合时 容易出现问题，且不易发现；不具有唯一性，常出现纸质版资料与电 子版资料不符的情况。 三维协同设计是通过内容管理平台 ProjectWise 的管理，建立 标准的工程目录管理结

3、构层次， 制定文件档案及模型的命名、 存放位 置等规则， 将参与同一个项目的所有人员进行权限分配， 按设定的工 作流开展设计。 所有的项目人员在同一个整体模型下，即同一个数据库支撑， 一次输入多次利用数据。 每个人员只对自己负责部分的内容有读、 写 的权限，对其它的人员负责部分只有读的权限。 设计人员根据需要随 时随地地以参考的方式将其它内容参考进自己设计的部分， 以高效地 直观地完成自己的设计， 大大地降低了本专业与其它专业发生冲突的 可能性， 进一步地提高了设计质量。 同时由于可方便地引入外专业的 内容及直观多方位的浏览， 提高了沟通效率， 进一步地提高设计效率， 为缩短设计时间提供了基础

4、。 协同设计改变了常规设计的串行设计模式为并行设计模式，可 缩短项目的设计周期。 图 1 变电设计工作模式比较示意图 4. 应用实例 下文以换流站设计中对协同要求程度较高的部分为例，介绍多 专业协同设计的应用过程及对常规设计手段的优化。 ? 地下设施的协同设计 换流站的地下设施主要包括：构支架基础、电气设备基础、电 缆沟、道路基础、围栏基础、避雷线塔基础、生活给水管网、消防给 水管网、排水管网等， 这些设施的定位及尺寸信息散落在不同专业不 同分册的不同图纸中。 采用常规手段设计时， 设计人员需要耗费大量 的时间和精力收集地下设施的信息， 并且很难保证这些信息的准确性。 因此，地下设施的碰撞问题

5、在施工阶段经常发生，延误工期。在采用 三维协同设计之后， 设计人员可以很方便的按照事先规定好的文档结 构，将相关的地下设施模型参考至设计模型中来完成设计。 由于所参 考的模型与其他设计人员的设计模型为同一文件， 保证了输入资料的 唯一性及实时性， 资料自动更新之后， 只需利用软件的碰撞检查功能 对原设计模型进行校核及修改， 并将修改结果及时与现场沟通， 即可 避免碰撞的发生。 图 2 直流场区地下设施碰撞检查结果 上图为直流场区域地下设施碰撞检查结果，结果显示直流场排 水管网与电缆沟及设备基础共发生 5 处硬碰撞。设计人员逐一确认碰 撞，进行修改，并在施工前及时地将修改结果反馈给现场施工单位，

6、 避免现场碰撞的发生。 ? 主控制楼的协同设计 主控制楼除工艺房间内的设备外，还有很多配套的附属设施， 包括给水管道、排水管道、空调风管、空调室内机室外机、阀冷却系 统管道及防排烟管道等。 由于受主控制楼建筑面积及体积的限制， 各 种管道及附属设施的布置需要设计人员花费大量的时间核对柱梁板 及相关管道的尺寸信息和它们之间的空间关系。 在采用三维协同设计 之后，设计人员可以快速高效的将所需模型及信息参考至设计模型中， 使在采用传统设计手段时需耗费大量时间搜集的信息在一个模型中 完整准确的反映出来，可以缩短设计周期，优化管道布置、减少不必 要的裕度。 图 3 主控楼各专业总装模型 上图为主控楼各专

7、业总装模型，利用三维协同设计手段，对原 设计的风管尺寸进行优化，将三层的层高由5.1m减至4.2m，四层的 层高由4.5m减至4.0m，减少了投资。 ? 变压器消防系统的协同设计 变压器消防系统主要由水雾喷头、消防管道及配件、雨淋阀组 等构成，设计中的难点包括喷头及消防管道对电气设备的带电距离， 水雾喷头的包络线能否完全覆盖变压器本体， 消防管道与地下基础之 间的空间关系。 采用传统二维设计手段时， 这些难点需要依靠设计人 员的经验及空间想象能力来解决， 无法做到精确定位及布置。 采用三 维协同设计之后， 所需信息可以在模型中直观准确的表达出来， 设计 人员只需根据模型之间的相互关系来调整消防管道及喷头的位置， 优 化布置，减少喷头数量及管道长度。 图4 变压器消防系统模型 上图为变压器消防系统模型，模型中直观的显示了喷头的水雾 包络线与变压器本体之间的关系、 喷头和管道与电气设备间带电距离 的关系，通过优化喷头间距及喷射角度，将喷头数量由原设计的 55 个减至 51 个。 5. 结语 中国是一个高速发展的发展中国家，