Bentley 软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨

1、爱Bentley软件在变电站三维数哀字化设计方面的应叭用与探讨背三维数字化设计是八未来变电工程设计昂的趋势，通过精细班化协同工作，能够爸大幅提高设计质量靶和效率。通过工程懊应用中的实际经验埃，总结了三维精细敖化设计的特点。同暗时，Bentle霸y软件在变电站三拌维数字化设计中具埃备特有的优势，随坝着三维模型的积累八以及软件的不断改癌进，将会引领未来霸变电工程设计、建澳造和管理等全寿命稗周期的数字化革命耙。奥关键词：Bent癌ley软件；变电斑工程；三维数字化耙；协同设计；应用皑Discussion on th傲e Applic扮ation of爱 Bentley跋 Softwar癌e in S

2、ub坝station 拜3D Numer摆ical Des爱ign袄RAN Rui-盎jiangState Nu啊clear El阿ectric P芭ower Pla邦nning De爸sign & R敖esearch 班Institut爱e，Beijin案g 100095吧，China）班Abstract疤：隘3D Numer把ical Des霸ign is t跋he trend蔼 of the 半future s癌ubstatio按n design哀. Throug靶h elabor巴ate and 哎coordina扒ted work氨, the qu柏ality an败d effici

3、傲ency of 啊design h案as been 把greatly 拔improved笆. With t伴he pract百ical eng翱ineering罢 experie颁nce, the吧 charact胺eristics唉 of the 案3D Numer挨ical Des耙ign are 疤summariz艾ed. Besi挨des, the爸 Bentley靶 softwar傲e has sp柏ecial ad岸vantages颁 in the 按3D Numer澳ical Des袄ign. Wit昂h the ac背cumulati癌on of 3D俺 models 暗an

4、d impr熬ovement 翱of the B隘entley s奥oftware,哀 it will昂 definit罢ely guid肮e the 3D爱 Numeric笆al revol坝ution of熬 design,皑 constru盎ction an埃d manage办ment in 翱the subs捌tation w昂hole-lif瓣e cycle 啊span.稗Key word袄s：扒Bentley 阿software罢; substa颁tion eng巴ineer; 3阿D Numeri巴cal; coo隘rdinated扒 design;扮 applica翱tion引

5、言瓣目前，变电工程的隘设计普遍采用的是袄二维设计手段，是袄依赖设计者的空间爸想象力和制图技能岸完成空间设计的，佰对工程总体空间布疤置的经济技术比较柏和优化缺乏控制，办很难适应坚强智能盎电网的要求1暗。这种设计方法对摆设计质量缺乏高效邦的控制，工作效率案较低，难以适应精哀细化和信息化的需艾求。挨而当前电网业主已背明确提出 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三维设计 中的全部文章 百三维设计扒和数字化移交的要拔求。采用 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a

6、1 o 查看 三维设计 中的全部文章 哎三维设计半和数字化移交有着凹以下重要的意义。哎（1）可以做到精搬细化设计，方便地疤进行三维空间的安瓣全距离校验和材料傲统计，避免碰撞。癌（2）可适应专业半间协同设计，各专碍业通过一个设计平搬台进行设计，提高埃了不同专业配合的凹效率，避免接口过案程带来的错误。袄（3）数字化移交摆，集方案、数据于疤一体的三维变电站澳模型可以为业主提邦供真实的展示效果敖，并形成完整的变挨电站数字化平台，版实现变电站的全寿蔼命周期管理，为工碍程的后期维护和改办造提供方便，也为背设计服务的延伸增斑值提供可能。三维数字化1.1 概念 HYPERLINK /tag/%e4%b8%89

7、%e7%bb%b4%e8%ae%be%e8%ae%a1 o 查看 三维设计 中的全部文章 瓣三维设计昂是针对二维设计而熬言的，在三维设计罢中，所有变电站中俺的设备都是通过三扒维模型展现的，可按以更直观、精准地暗描述各类设备的空佰间关系。而数字化设计则要熬形成以数据库为核矮心的设计成品的数哀字化体系，实现与捌设计评审、设备采按购、工程建设招投板标、现场施工管理按、资产管理、生产袄管理等各个阶段的按高质量数字化连接坝，并最终形成一个矮终生存储工程信息班的管理平台，实现凹变电工程全寿命周肮期的数字化。澳1.2 三维数字伴化设计的内容傲三维数字化设计首扳先必须针对变电设翱计项目整体，涵盖绊变电工程设计

8、工作唉的全部专业内容，耙对应于电气、土建罢、结构、水暖、场耙地等专业。熬基于强大的数据库靶后台，实现所有结爸构化和非结构化设板计数据的综合管理斑。通过设计工具分巴别进行二维原理图吧、三维设备布置、拔场地、建筑等的设巴计，完成电气、土皑建等相关计算校验埃和材料统计，出具盎施工图纸。跋设计成果以数字化佰型式移交给施工、邦运行、管理等各部班门，达到项目的全俺寿命周期管理2背-4。暗2Bentle案y软件的应用2.1 软件介绍暗Bentley公拌司针对电力行业的靶设计工作拥有一套昂完整的解决方案。瓣首先，其三维设计败平台Micros案tation是B白entley公司案面向全球基础设施氨设计、建造和运

9、营肮的旗舰产品，采用摆基于Paraso邦lid的三维模型邦技术和Micro凹soft Dir颁ectX 3D游柏戏级的图形驱动技摆术，具备高质量的埃动画漫游、施工进班度模拟等仿真功能拔。背Bentley 颁Substati艾on则是专门针对佰变电站的设计工具皑，具有专业的、成拔熟的智能辅助设计哀功能，能够保证在翱整个项目设计过程凹中设计数据的共享罢及继承，从而真正版实现三维数字化协翱同设计。并且，设芭计数据可以传递到疤施工、采购、运维袄等各阶段，是覆盖柏工程项目各个阶段岸的软件系统5案。暗图1 Bentl袄ey Subst坝ation软件界昂面阿Fig.1 In哀terface 颁of Ben

10、tl捌ey Subst稗ation拜使用Bentle翱y变电站设计软件暗Substati氨on，可以快速完哀成二维原理图设计岸，智能地进行三维笆设备布置，较为准百确地在三维模型中芭表达带有弧垂的导唉线、连接线，并进跋行导线受力分析，坝生成导线施工报表傲等设计工作。三维扮模型通过动态剖切邦可以自动生成二维吧平断面图纸，满足挨施工要求。在三维颁设计中，二维原理霸图、三维模型的布盎置和二维平断面均埃可以实时、动态、板高效地关联，当发鞍生设计修改时，只盎需要在三维布置中阿进行调整，所有二盎维图纸都会自动刷巴新，而不再需要在案平、断面图上进行挨手动调整，既避免爸了人为错误的发生跋，又大幅度地提高半了设计

11、效率。俺此外，Subst笆ation软件还哀可以完成防雷、接案地、照明、电缆敷背设、端子接线图等胺系统的设计，帮助芭设计人员高质高效鞍地完成变电站有关艾电气设计的部分。般图2 三维防雷计澳算示意图办Fig.2 Sk背etch of 绊3D light傲ning pro唉tection坝图3 三维接地设背计示意图败Fig.3 Sk凹etch of 吧3D groun挨ding design艾Bentley建拌筑和结构设计软件皑Architec搬ture，Str唉uctural和搬BBMS，可以快暗速完成主控楼及相案关土木工程、建筑斑和水暖等专业的设凹计；借助STAA安D软件则可以进行笆钢结构的分

12、析计算敖和设计。敖Bentley场拌地设计软件GEO氨PAK可以帮助完哎成场地设计，并进拔行土方量的计算和鞍坡度设计。爱ProjectW皑ise是一款Be懊ntley的协同哀设计管理平台，贯拜穿设计始终，全面捌管理工程设计的全癌部内容，提资过程隘，权限分配以及版巴本控制等设计中必隘不可少的环节。岸AssetWis背e是一款全面对所俺有通过特定方式相案关联的信息进行统绊一管理的整体信息稗管理解决方案。通拜过这个平台可以将癌全部设计图纸及信拔息转化为具有逻辑碍关联的变电站数据阿模型，网状关联业埃主方的应用系统，败实现数字化移交。案基于三维协同设计，在精细化的三维奥模型中，就能够精坝准地计算带电体之

13、案间的空间距离，有哎效地避免由于带电拌距离无法满足要求艾而造成的设计失误盎。跋图4 电气安全距拜离校验示意图傲Fig.4 Sk隘etch of 哀safety c搬learance翱 checkin芭g霸同时，电气设备与爱土建基础等设施的板硬碰撞也能够自动百校核。2.2 设计过程爸首先需建立变电工搬程的接线图或原理斑图，因为在Sub百station的跋软件系统下，三维邦图纸是以电气主接颁线为原则设计的，案同一个电气设备在鞍不同图纸中都使用矮同一个设备编码，靶具备同一个数据库暗的源，这是基于数案据库管理三维模型扳的基础，同皑时也是全寿命周期跋管理的关键点。电佰气主接线的设计可哀以通过软件提供的斑

14、短路电流计算模块昂辅助设计。凹然后，建立所有电瓣气及土建设备的三扒维模型，建模精度凹按照出图的要求确坝定，一般在满足精跋度要求的前提下避澳免过于复杂的模型隘。澳三维模型创建之后盎，要根据工程情况斑给每一个设备赋予把特定的属性值，这暗些属性一般应涵盖板电气设备的工程编挨码及基本参数。其柏中，电气主接线里把同一个设备符号所疤对应的三维模型具摆有相同的工程编码盎；而设备参数则应搬至少包括设备型号熬、额定电压、额定啊容量、额定电流、耙频率、生产厂家等搬信息。为了便于标熬准化以及其他工程靶的调用，扩充设备熬属性库和设备模型啊库是非常必要的。拜接着就是需要在三维空间布置所有电扮气设备、场地、架胺构、设备基

15、础、建捌筑物、电缆沟等实爱体，不同配电装置皑的设备应分区域布翱置，这样不仅符合芭设计习惯，也能够鞍避免单个文件容量扮过大的问题。所有捌区域的文件通过参叭考方式进行拼接。哎设备布置完毕后，半可以使用自动挂导扮线工具进行三维导隘线挂接。稗电气专业对全站进靶行防雷计算、接地颁计算、安全净距校爸验，与土建专业进袄行碰撞校验等。工程应用情况3.1 项目背景爱第一个应用的项目矮是660kV胶碍东换流站。宁东昂山东660kV昂直流输电示范工程爸是国家实施西电东扒送的重点项目之一般，于2010年1伴2月单极建成投运靶，2011年6月百双极建成投运。本佰工程作为我国6熬60kV直流电压摆等级序列的第一回傲直流工

16、程，在世界扒上尚无建设运行先唉例，工程的建设对暗于提升我国电网发哎展水平和设备装备翱能力意义重大。癌设计是工程建设的安“灵魂”，是工程叭建设的“龙头”，版为了保质保量全面碍完成该项目勘测设奥计任务，创建精品矮工程，并配合业主翱数字化移交的要求坝，进行三维数字化办设计是必不可少的凹。奥通过三家电力设计搬院的通力合作，扮660kV胶东换吧流站工程最终圆满傲完成了数字化移交颁工作，取得了显著叭的成果。盎图5 660k傲V胶东换流站三维澳效果图巴Fig.5 3D跋 renderi翱ngs of t霸he 660k哀V Jiaodo捌ng conve捌rter sta背tion靶第二个应用的项目笆是甘肃

17、天水750版kV变电站的投标板及初步设计工作。按该项目是处于西北唉高海拔地区的超高半压变电站，通过三扮维数字化设计，可奥以更直观精准地进懊行高海拔空气间隙懊的校验，三维渲染奥效果图以及漫游动百画均能为投标成果笆提供更高水准的展唉示，丰富了设计手澳段。百图6 天水750罢kV变电站三维效爱果图拌Fig.6 3D笆 renderi班ngs of t背he Tians懊hui 750k唉V substa皑tion3.2 项目总结颁通过以上项目的应胺用，我们获得了一办些经验：搬(1) 获取详尽柏的技术资料是三维佰精细化设计的前提俺，只有输入资料的邦绝对准确，才能保矮证三维设计的正确背性。同时，这也是盎

18、保证电气距离校验邦及碰撞校验准确的哀依据。昂(2) 在Ben芭tley的三维平爱台下，所有专业人挨员可以共同高效工皑作，不再有繁琐的懊提资和校核过程，按提高了设计效率。奥(3) 三维模型靶宜按“专业组装盎区域组装总装”伴的顺序依次按照参捌考的方式组装。霸(4) 设备属性昂库和设备模型库的啊建立是三维设计最熬复杂繁琐的工作过扳程。经过工程的不盎断积累，新建工程叭的工作可以更方便皑地进行典型化调用敖。哀(5)设备模型需爱要按一定的规则来矮编码，这不仅可以爱适应Substa摆tion数据库检哎索的需要，同时也敖是进行数字化移交隘以及后期业主维护瓣管理的关键。疤(6) 检查电气奥设备的安全净距以啊及与

19、其他专业三维叭模型是否发生位置扒冲突（硬碰撞）需班要一定的经验。分矮区域进行带电距离安校验是保证检查没耙有遗漏的有效手段俺。而硬碰撞检查应瓣包括土建结构或者扒建筑位置是否冲突瓣；电缆桥架是否与芭钢结构、暖通管道哀冲突等。在检查的邦过程中，可将设备奥的操作或者检修空斑间实体化，并通过靶硬碰撞检查确认其艾布置，如接地开关哎的动触头开合空间八等。拜(7) 在项目使邦用过程中，各个设拔计终端的颜色和材班质库需要统一，这按会给三维彩色渲染案效果图的出具带来暗极大便利。蔼同时，Bentl胺ey Subst稗ation软件还摆有一些需要适应设邦计需求进行完善改矮进的方面：坝(1) 多分裂导坝线的问题，目前S蔼ubstatio稗n软件还无法解决盎四分裂及以上导线氨的挂接。另外，挂笆点具有不同高差及疤水平偏移