电气工程硕士论文：基于三维模块化总装的电气总平面布置优化研究

1、（1）二维设计的缺点目前，我国电力行业主要设讣单位已广泛引进了三维设汁系统，三维设计已逐步进 入变电站设讣领域，并已经引起各大设计院的重视。三维设计是一种新一代的数字化、虚拟 化、智能化的设计平台，它以三维空间技术为标志、数字化技术为纽带，将各专业的设计信 息融会贯通。和二维设计相比，三维设计的特点在于空间和数字化。采用三维设计手段， 在变电专业内的全过程流通和对变电站总平而布置进行优化设讣是非常必要的，这对于工程 设计行业来说既是机遇，也是挑战。本文对三维设计的方法做了深度的研究，并将三维设讣应用在髙压变电站的实际工 程设计中。利用三维设计的空间特点，可以实现复杂的地下管线布宜、电缆优化布置

2、、碰撞 检查、施工模拟、可视化展示等内容：利用三维设计的数字化特点，可以实现主接线设计（如 从设备属性中抽取主接线需要的主要参数，自动生成主接线参数表等）、电气计算（如防雷 计算）、工程量统计、物资上报、施工进度管理、运维管理、数字化移交等内容。文中描述 的三维设计流程，对变电站总平面布置设计的优化和工程竣工后变电站数字化移交有较大的 理论意义，研究成果可直接应用于实际工程中，大大了提髙工程设计的质捲和效率。关键词：三维设计；空间：数字化：优化设计ABSTRACTAt present, three-dimensional design(3D design) has been widely in

3、troduced tothe main design unit of the electric power industry 3D design has been graduallyinto the substation design domain, and it has cause the attention of the major designinstitutes3D design is a new generation of digital, virtual and intelligent designplatform It is a new generation of design

4、tech no logy that takes 3D space tech no logyas the symbol and digital technology as the link, integrates the design informa廿on ofvarious specialtiesCompared with two-dimensional design(2D design), 3D design ischaracterized by space and digitization Using 3D design means, within thesubstation profes

5、sional the whole process of circulation and optimize the generallayout of substation design is very necessary It is not only an opportunity forengineering design industry, is also a challengeThis paper makes a deep research on the method of 3D design,which is appliedin high voltage substations in pr

6、act:ical engineering design Using thecharacteristics of space, the 3D design can realize complex underground pipelinelayout, cable optimization layout, collision inspection, construction simulation,visual display and so on Using the characteristics of digitization, the main wiringdesign (such as ext

7、racting the main wiring parameters from equipment attributesutomatically generating the main wiring parameter table, etc), electrical calculati on( such as light ning protection calculatio n), engineeri ng quantity statistics, materialreporting, construction progress management, operation and mainte

8、nancemanagement, digital handover and so on can be realizedThe 3D design processdescribed in this paper has great theoretical significanee on the optimization of thegeneral layout design of substation and the digital transfer of substation after thecompletion of the projectThe research results can b

9、e directly used in practicalengineering, greatly improve the quality and efficiency of engineering designKey Words:three-dimensional design(3D design); space;digitizatio n;optimizationdesig n1.1研究背景目前，我国电力行业主要设计单位已广泛引进了三维设汁系统，三维设计已逐步进 入变电站设讣领域。国内各大设计院开始了革新变电站设讣手段的尝试，正处于一个从二维 平面设计到三维可视化、数字化设计的转折时期。20

10、10年国家电网公司相关部门岀台了电 网工程信息数字化移交规范，2013年国网经研院发布了输变电工程数字化设计应用导则， 2017年初至今正在编制和发布的输变电工程三维设计系列标准，对电网工程设计单位的 设计成果提出了标准规范要求。近期国网组织的若干项变电站工程三维设汁专题竞赛，强力 推动了三维设计的进步与发展。电气一次专业在变电站各阶段均为龙头专业，而一贯以来传统的二维CAD作图方 式设计流程有诸多弊端： 单机版的二维绘图工具，缺乏集中部属，缺乏技术手段支持。例如主接线图和 布置图、平而图和断面图间容易存在不对应。 现场施工需要在三维空间进行设备安装，二维施工图纸不够直观。变更时需要 在多张图

11、纸之间反复修改，难以保证设计质量。 通用设计方案没有在全院范围内形成电子文档，导致个人内参考的通用设计不 一致等等。（2）三维设汁的优点三维设计是一种新一代的数字化、虚拟化、智能化的设讣平台，是以三维空间技术 为标志、数字化技术为纽带，将各专业的设讣信息融会贾通，全而提高工程设讣的质量和效 率的新一代设讣技术。和二维设讣相比，三维设计的特点在于空间和“数字化化 三维设计相比二维设计多了一个维度，因此使其具备了“空间的槪念，具备比 二维图像内容更为丰富真实、更加符合人类视觉特性的特点。 三维设计中生成的大量数据（几何数据、属性数据等）、文档、图纸等相互之 间均可以实现关联整合，英相比二维中的数据展示来说，呈现岀更为强大的、便于管理、计 算和使用的数字化特点。在髙压变电站工程设计中，利用三维设计的空间特点，可以实现复杂的地下管线布 置、电缆优化布置、碰撞检查、施工模拟、