Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨

1、蔼Bentle氨y软件在变电办站三维数字化案设计方面的应捌用与探讨隘三维数字化设八计是未来变电罢工程设计的趋疤势，通过精细捌化协同工作，稗能够大幅提高爸设计质量和效摆率。通过工程案应用中的实际皑经验，总结了昂三维精细化设跋计的特点。同坝时，Bent柏ley软件在扳变电站三维数瓣字化设计中具哎备特有的优势爸，随着三维模澳型的积累以及白软件的不断改澳进，将会引领岸未来变电工程拔设计、建造和碍管理等全寿命绊周期的数字化捌革命。般关键词：Be袄ntley软隘件；变电工程奥；三维数字化鞍；协同设计；笆应用柏Discus摆sion o挨n the 奥Applic颁ation 埃of Ben艾tley S版

2、oftwar邦e in S澳ubstat埃ion HYPERLINK /print 耙3D坝Numer芭ical D哎esign爸RAN Ru吧i-jian阿g叭State 伴Nuclea皑r Elec挨tric P叭ower P懊lannin背g Desi凹gn & R笆esearc按h Inst背itute，翱Beijin八g 1000拔95，Chi拔na）靶Abstra罢ct： HYPERLINK /print 暗3D拔Numer耙ical D叭esign 板is the跋 trend把 of th袄e futu按re sub伴statio癌n desi板gn. Th皑rough 吧el

3、abor岸ate an芭d coor叭dinate扳d work氨, the 凹qualit败y and 叭effici捌ency o霸f desi版gn has稗 been 背greatl岸y impr艾oved. 霸With t扮he pra暗ctical笆 engin巴eering俺 exper百ience,哀 the c霸haract啊eristi翱cs of 阿the 3D般 Numer霸ical D翱esign 胺are su摆mmariz版ed. Be版sides,懊 the B岸entley败 softw稗are ha翱s spec蔼ial ad安vantag捌es in 胺t

4、he 3D柏 Numer矮ical D版esign.绊 With 耙the ac按cumula扮tion o肮f 3D m翱odels 靶and im邦provem袄ent of白 the B摆entley暗 softw把are, i拔t will芭 defin绊itely 办guide 败the 3D敖 Numer阿ical r霸evolut绊ion of版 desig袄n, con八struct鞍ion an坝d mana蔼gement疤 in th把e subs袄tation班 whole扮-life 耙cycle 办span.捌Key wo班rds：把Bentle蔼y soft耙war

5、e; 败substa八tion e般nginee昂r; 3D 罢Numeri案cal; c绊oordin啊ated d按esign;拜 appli哀cation引言艾目前，变电工罢程的设计普遍芭采用的是二维摆设计手段，是芭依赖设计者的耙空间想象力和艾制图技能完成鞍空间设计的，鞍对工程总体空白间布置的经济皑技术比较和优碍化缺乏控制，伴很难适应坚强耙智能电网的要颁求1。这癌种设计方法对版设计质量缺乏隘高效的控制，癌工作效率较低癌，难以适应精扮细化和信息化蔼的需求。阿而当前电网业袄主已明确提出拌三维设计和数傲字化移交的要罢求。采用三维败设计和数字化奥移交有着以下绊重要的意义。袄（1）可以做半到精细化

6、设计唉，方便地进行佰三维空间的安皑全距离校验和暗材料统计，避扮免碰撞。瓣（2）可适应肮专业间协同设唉计，各专业通啊过一个设计平扒台进行设计，阿提高了不同专背业配合的效率耙，避免接口过皑程带来的错误凹。靶（3）数字化芭移交，集方案安、数据于一体捌的三维变电站吧模型可以为业敖主提供真实的白展示效果，并伴形成完整的变邦电站数字化平半台，实现变电氨站的全寿命周笆期管理，为工蔼程的后期维护背和改造提供方凹便，也为设计白服务的延伸增傲值提供可能。伴三维数字阿化1.1 概念罢三维设计是针霸对二维设计而捌言的，在三维皑设计中，所有敖变电站中的设胺备都是通过三败维模型展现的按，可以更直观癌、精准地描述半各类设备

7、的空啊间关系。巴而数字化设计稗则要形成以数艾据库为核心的跋设计成品的数背字化体系，实柏现与设计评审阿、设备采购、皑工程建设招投斑标、现场施工扮管理、资产管摆理、生产管理稗等各个阶段的埃高质量数字化挨连接，并最终安形成一个终生啊存储工程信息摆的管理平台，芭实现变电工程凹全寿命周期的办数字化。碍1.2 三维背数字化设计的扮内容昂三维数字化设案计首先必须针佰对变电设计项懊目整体，涵盖拜变电工程设计百工作的全部专靶业内容，对应芭于电气、土建肮、结构、水暖邦、场地等专业肮。案基于强大的数挨据库后台，实俺现所有结构化啊和非结构化设碍计数据的综合癌管理。通过设鞍计工具分别进按行二维原理图拔、三维设备布傲置、

8、场地、建背筑等的设计，捌完成电气、土斑建等相关计算拌校验和材料统敖计，出具施工绊图纸。碍设计成果以数隘字化型式移交绊给施工、运行拜、管理等各部哀门，达到项目白的全寿命周期半管理2-4稗。拜2Bent百ley软件的败应用昂2.1 软件芭介绍哎Bentle稗y公司针对电吧力行业的设计碍工作拥有一套案完整的解决方阿案。隘首先，其三维背设计平台Mi疤crosta安tion是B挨entley叭公司面向全球邦基础设施设计懊、建造和运营疤的旗舰产品，按采用基于Pa案rasoli扳d的三维模型鞍技术和Mic绊rosoft败 Direc昂tX 3D游碍戏级的图形驱斑动技术，具备白高质量的动画班漫游、施工进皑度模

9、拟等仿真敖功能。瓣Bentle绊y Subs安tation安则是专门针对芭变电站的设计瓣工具，具有专扮业的、成熟的暗智能辅助设计邦功能，能够保氨证在整个项目柏设计过程中设碍计数据的共享俺及继承，从而罢真正实现三维办数字化协同设拌计。并且，设俺计数据可以传岸递到施工、采办购、运维等各俺阶段，是覆盖拜工程项目各个埃阶段的软件系佰统5。敖图1 Ben隘tley S哎ubstat俺ion软件界肮面癌Fig.1 班Interf埃ace of版 Bentl拌ey Sub八statio奥n拜使用Bent摆ley变电站艾设计软件Su爸bstati傲on，可以快摆速完成二维原盎理图设计，智盎能地进行三维俺设备布

10、置，较颁为准确地在三八维模型中表达皑带有弧垂的导背线、连接线，敖并进行导线受般力分析，生成癌导线施工报表鞍等设计工作。翱三维模型通过挨动态剖切可以白自动生成二维凹平断面图纸，癌满足施工要求稗。在三维设计绊中，二维原理斑图、三维模型皑的布置和二维胺平断面均可以碍实时、动态、按高效地关联，背当发生设计修俺改时，只需要般在三维布置中唉进行调整，所哎有二维图纸都隘会自动刷新，按而不再需要在唉平、断面图上八进行手动调整挨，既避免了人安为错误的发生巴，又大幅度地瓣提高了设计效拜率。拔此外，Sub氨statio岸n软件还可以矮完成防雷、接阿地、照明、电办缆敷设、端子巴接线图等系统埃的设计，帮助罢设计人员高质

11、唉高效地完成变捌电站有关电气敖设计的部分。搬图2 三维防傲雷计算示意图办Fig.2 凹Sketch爸 of 3D碍 light板ning p靶rotect罢ion疤图3 三维接扳地设计示意图伴Fig.3 稗Sketch翱 of 3D昂 groun绊ding d唉esign胺Bentle盎y建筑和结构扳设计软件Ar板chitec凹ture，S版tructu疤ral和BB碍MS，可以快摆速完成主控楼邦及相关土木工俺程、建筑和水邦暖等专业的设敖计；借助ST挨AAD软件则扳可以进行钢结癌构的分析计算白和设计。盎Bentle鞍y场地设计软凹件GEOPA佰K可以帮助完巴成场地设计，捌并进行土方量摆的计算和

12、坡度拔设计。肮Projec笆tWise是翱一款Bent碍ley的协同澳设计管理平台捌，贯穿设计始矮终，全面管理坝工程设计的全岸部内容，提资胺过程，权限分败配以及版本控叭制等设计中必案不可少的环节半。稗AssetW办ise是一款背全面对所有通敖过特定方式相鞍关联的信息进安行统一管理的皑整体信息管理邦解决方案。通矮过这个平台可安以将全部设计捌图纸及信息转笆化为具有逻辑奥关联的变电站鞍数据模型，网半状关联业主方鞍的应用系统，霸实现数字化移把交。板基于三维协同败设计，在精细拌化的三维模型扮中，就能够精澳准地计算带电俺体之间的空间佰距离，有效地白避免由于带电傲距离无法满足摆要求而造成的霸设计失误。艾图4

13、 电气安班全距离校验示翱意图搬Fig.4 癌Sketch岸 of sa败fety c办learan爸ce che奥cking敖同时，电气设哀备与土建基础捌等设施的硬碰搬撞也能够自动拜校核。鞍2.2 设计拜过程碍首先需建立变耙电工程的接线疤图或原理图，哀因为在Sub半statio凹n的软件系统阿下，三维图纸芭是以电气主接斑线为原则设计把的，同一个电稗气设备在不同吧图纸中都使用案同一个设备编叭码，具备同一办个数据库的源拌，这是基于数瓣据库管理三维拌模型的基础，班同时也是全寿摆命周期管理的翱关键点。电气叭主接线的设计扒可以通过软件稗提供的短路电芭流计算模块辅哎助设计。芭然后，建立所般有电气及土建岸设

14、备的三维模芭型，建模精度翱按照出图的要把求确定，一般瓣在满足精度要伴求的前提下避版免过于复杂的坝模型。邦三维模型创建扮之后，要根据颁工程情况给每佰一个设备赋予凹特定的属性值板，这些属性一按般应涵盖电气翱设备的工程编癌码及基本参数般。其中，电气败主接线里同一扮个设备符号所肮对应的三维模板型具有相同的埃工程编码；而岸设备参数则应颁至少包括设备昂型号、额定电奥压、额定容量伴、额定电流、鞍频率、生产厂熬家等信息。为办了便于标准化俺以及其他工程肮的调用，扩充瓣设备属性库和袄设备模型库是绊非常必要的。肮接着就是需要哎在三维空间布版置所有电气设耙备、场地、架稗构、设备基础般、建筑物、电氨缆沟等实体，坝不同配

15、电装置扮的设备应分区跋域布置，这样袄不仅符合设计斑习惯，也能够碍避免单个文件板容量过大的问安题。所有区域班的文件通过参挨考方式进行拼芭接。设备布置俺完毕后，可以吧使用自动挂导八线工具进行三盎维导线挂接。八电气专业对全佰站进行防雷计哀算、接地计算摆、安全净距校懊验，与土建专百业进行碰撞校扒验等。巴工程应用跋情况哎3.1 项目翱背景佰第一个应用的班项目是66斑0kV胶东换挨流站。宁东阿山东660伴kV直流输电阿示范工程是国俺家实施西电东绊送的重点项目叭之一，于20罢10年12月把单极建成投运扒，2011年八6月双极建成澳投运。本工程办作为我国6佰60kV直流懊电压等级序列罢的第一回直流按工程，在世

16、界安上尚无建设运袄行先例，工程哀的建设对于提伴升我国电网发翱展水平和设备板装备能力意义袄重大。傲设计是工程建翱设的“灵魂”拜，是工程建设案的“龙头”，暗为了保质保量阿全面完成该项氨目勘测设计任凹务，创建精品奥工程，并配合靶业主数字化移胺交的要求，进白行三维数字化唉设计是必不可绊少的。蔼通过三家电力靶设计院的通力鞍合作，66邦0kV胶东换拜流站工程最终佰圆满完成了数板字化移交工作傲，取得了显著坝的成果。绊图5 66隘0kV胶东换暗流站三维效果罢图胺Fig.5 蔼3D ren盎dering颁s of t捌he 66挨0kV Ji碍aodong靶 conve皑rter s板tation搬第二个应用的

17、半项目是甘肃天熬水750kV疤变电站的投标扳及初步设计工埃作。该项目是肮处于西北高海艾拔地区的超高吧压变电站，通翱过三维数字化搬设计，可以更跋直观精准地进摆行高海拔空气熬间隙的校验，敖三维渲染效果捌图以及漫游动凹画均能为投标癌成果提供更高疤水准的展示，艾丰富了设计手碍段。捌图6 天水7碍50kV变电摆站三维效果图扒Fig.6 隘3D ren伴dering隘s of t摆he Tia肮nshui 暗750kV 背substa隘tion百3.2 项目澳总结般通过以上项目翱的应用，我们芭获得了一些经伴验：板(1) 获取暗详尽的技术资百料是三维精细斑化设计的前提爸，只有输入资翱料的绝对准确暗，才能保证

18、三安维设计的正确癌性。同时，这八也是保证电气般距离校验及碰颁撞校验准确的鞍依据。熬(2) 在B碍entley鞍的三维平台下般，所有专业人哎员可以共同高罢效工作，不再奥有繁琐的提资扒和校核过程，案提高了设计效昂率。胺(3) 三维版模型宜按“专败业组装区域白组装总装”艾的顺序依次按蔼照参考的方式昂组装。盎(4) 设备般属性库和设备按模型库的建立挨是三维设计最半复杂繁琐的工芭作过程。经过摆工程的不断积案累，新建工程按的工作可以更胺方便地进行典把型化调用。埃(5)设备模哀型需要按一定拌的规则来编码芭，这不仅可以拜适应Subs坝tation伴数据库检索的邦需要，同时也班是进行数字化昂移交以及后期隘业主维

19、护管理俺的关键。柏(6) 检查绊电气设备的安班全净距以及与百其他专业三维懊模型是否发生唉位置冲突（硬伴碰撞）需要一罢定的经验。分板区域进行带电暗距离校验是保氨证检查没有遗澳漏的有效手段案。而硬碰撞检把查应包括土建搬结构或者建筑案位置是否冲突艾；电缆桥架是邦否与钢结构、艾暖通管道冲突俺等。在检查的版过程中，可将癌设备的操作或芭者检修空间实皑体化，并通过阿硬碰撞检查确百认其布置，如办接地开关的动罢触头开合空间凹等。阿(7) 在项熬目使用过程中吧，各个设计终拜端的颜色和材矮质库需要统一颁，这会给三维板彩色渲染效果俺图的出具带来靶极大便利。巴同时，Ben懊tley S哎ubstat拔ion软件还皑有一些需要适唉应设计需求进昂行完善改进的扮方面：拌(1) 多分氨裂导线的问题斑，目前Sub啊statio袄n软件还无法板解决四分裂及拔以上导线的挂案接。另外，挂疤点具有不同高澳差及水平偏移鞍的导线，软件耙也无法完美解鞍决。疤(