基于ProjectWise的±1100 kV古泉換流站直流場數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)

宋佩珂，李越茂，姚 楓，張 進(jìn)

（1.中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司,四川 成都 610021；2.國家電網(wǎng)公司，北京 100031）

1 概述

昌吉—古泉±1100 kV特高壓直流輸電工程起于新疆準(zhǔn)東(昌吉)換流站，止于安徽皖南(古泉)換流站，線路路徑總長度約3304.7 km，輸送容量1200萬kW，是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓直流輸電工程。

西南電力設(shè)計(jì)院有限公司(以下簡稱西南院)承擔(dān)了±1100 kV古泉換流站直流場的設(shè)計(jì)工作。直流場設(shè)計(jì)作為±1100 kV換流站設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，技術(shù)難度高，涉及到電氣、結(jié)構(gòu)、建筑、水暖等多專業(yè)的協(xié)同配合。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成品、設(shè)備資料和項(xiàng)目過程文檔均單機(jī)保存，給工程資料的實(shí)時共享和專業(yè)間的協(xié)同配合帶來了一定的困難。

在古泉換流站的設(shè)計(jì)中，西南院基于ProjectWise(以下簡稱PW)開展直流場數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)文件、數(shù)據(jù)的集中管理，方便工程資料的查詢和共享，并基于平臺上各專業(yè)設(shè)計(jì)模型完成直流場綜合碰撞檢查，提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 內(nèi)容管理

要實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)文件的集中管理，首先要在PW平臺上建立古泉換流站項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)。根據(jù)西南院三標(biāo)管理體系文件《設(shè)計(jì)和開發(fā)控制程序》，將設(shè)計(jì)過程劃分為設(shè)計(jì)策劃、外部接口、設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)實(shí)施、設(shè)計(jì)評審、設(shè)計(jì)輸出等階段。設(shè)計(jì)實(shí)施是設(shè)計(jì)過程的主要階段，該階段又按各專業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的劃分，各專業(yè)下設(shè)置專業(yè)計(jì)劃大綱、卷冊任務(wù)書、提出資料、接收資料、設(shè)計(jì)文件、廠家資料等文件夾。此外，在設(shè)計(jì)實(shí)施階段設(shè)置獨(dú)立的模型組裝文件夾，存放各專業(yè)設(shè)計(jì)模型，以便完成綜合碰撞檢查。古泉換流站項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)見圖1。

3 權(quán)限管理

為保證共享文件的安全性和可靠性，以項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)工程參與人員的角色劃分各類用戶組，對各級文件和文件夾進(jìn)行權(quán)限分配，規(guī)范工程參與人員的操作行為，在方便工程資料共享的同時，保證工程文件的正確性和可靠性。古泉換流站權(quán)限管理界面見圖2，權(quán)限分配原則如下：

圖1 古泉換流站項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)

(1)工程參與人員應(yīng)對工程所有文件具有文件讀權(quán)限。

(2)項(xiàng)目管理員對工程所有文件及文件夾具有完全控制權(quán)限。

(3)文件夾的操作者對該文件夾具有除更改權(quán)限以外的所有權(quán)限。

(4)文件的操作者對該文件具有除更改權(quán)限和釋放以外的所有權(quán)限。

圖2 權(quán)限管理

4 版次管理

在傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，圖紙資料版本眾多，在專業(yè)協(xié)同過程中往往會發(fā)生文件版本更新不及時，或是提資版本混淆的情況。在直流場設(shè)計(jì)過程中，基于PW平臺對文件版本的控制，同一文件的修改和變更通過更新版本的方式依次存放在PW上，方便協(xié)同專業(yè)取用最新版的文件，也實(shí)現(xiàn)了圖紙文檔的全程可追溯。工程設(shè)計(jì)文件升版后，協(xié)同專業(yè)的文件中會自動提示參考文件已更新，確保了參考文件的正確性和實(shí)時性。

圖3 有效版本控制

5 專業(yè)提資

基于PW平臺，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的資料互提。提資專業(yè)將存放于PW平臺上的提資文檔和附件打包后，發(fā)起提資流程，可將資料發(fā)布給相關(guān)專業(yè)。接收專業(yè)收到提資消息提醒后，點(diǎn)擊提資附件，可直接鏈接到提資文檔、圖紙和三維模型上進(jìn)行查看，見圖4。

資料接收專業(yè)還可通過參考提資專業(yè)的三維模型，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì)，避免專業(yè)間的碰撞，提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率。PW文件參考界面見圖5。

圖4 專業(yè)提資

圖5 文件參考

6 成品會簽

基于PW平臺，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成品會簽。主設(shè)人將PW平臺上的設(shè)計(jì)成品打包后，發(fā)起會簽流程，發(fā)布給會簽專業(yè)。各專業(yè)接到會簽消息提醒后，點(diǎn)擊附件，鏈接到會簽文件，核實(shí)設(shè)計(jì)成品是否滿足提資要求。如設(shè)計(jì)成品滿足所有專業(yè)需求，則會簽完成；如任一專業(yè)未通過會簽，則返回設(shè)計(jì)狀態(tài)，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改后再次發(fā)起會簽流程，直至設(shè)計(jì)成品通過所有專業(yè)會簽。

7 直流場布置模型整合

基于PW平臺，可通過文件參考，整合各專業(yè)設(shè)計(jì)模型，形成直流場三維布置模型。

7.1 坐標(biāo)系統(tǒng)

為保證布置模型的正確整合，各專業(yè)須采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)完成模型布置。古泉換流站直流場基于笛卡爾直角坐標(biāo)系，Z軸正向朝上，坐標(biāo)原點(diǎn)定義為戶內(nèi)直流場7-1及7-A軸線交點(diǎn)，見圖6。

圖6 坐標(biāo)原點(diǎn)

坐標(biāo)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的國際單位作為長度和角度度量標(biāo)準(zhǔn)，長度采用毫米(mm)，精確到個位，角度采用度(°)，角度精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

7.2 模型整合

基于統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，建立直流場組裝模型主文件，在主文件中參考各專業(yè)布置模型，完成對直流場布置模型的整合。模型整合后，可通過PW平臺依存關(guān)系查看器，查詢模型間的參考關(guān)系，見圖7。

圖7 依存關(guān)系查看器

8 綜合碰撞檢查

完成各專業(yè)模型整合后，可進(jìn)行直流場綜合碰撞檢查。運(yùn)行碰撞檢查程序，選擇需要檢查碰撞的模型，如結(jié)構(gòu)模型和供水模型，進(jìn)行碰撞檢查。檢查完畢可在碰撞點(diǎn)列表中，查看到檢查日期，碰撞點(diǎn)類型、碰撞類型描述、碰撞距離等信息，見圖8。雙擊碰撞點(diǎn)，可以快速地導(dǎo)航到碰撞發(fā)生的位置，查看碰撞詳情，見圖9。

將碰撞檢查結(jié)果返回到各專業(yè)，經(jīng)專業(yè)間配合后對設(shè)計(jì)文件進(jìn)行修改，在圖紙出版前消除碰撞。

經(jīng)過古泉站直流場綜合碰撞檢查，共發(fā)現(xiàn)專業(yè)間碰撞27處，有效解決了在二維圖紙上不易發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)盲點(diǎn)，減少了施工過程中的返廢工，有效控制了工程造價，提高了設(shè)計(jì)成品質(zhì)量。

圖8 碰撞檢查界面

圖9 碰撞詳圖

9 結(jié)論

在±1100 kV古泉換流站設(shè)計(jì)中，西南院基于PW平臺實(shí)現(xiàn)了直流場數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)。通過定制項(xiàng)目分解結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對工程設(shè)計(jì)文件的集中管理，保證了數(shù)據(jù)的唯一性，方便了文件的共享和查詢；通過權(quán)限管理，規(guī)范了工程參與人員的操作行為，提升了共享文件的安全性和可靠性；基于PW平臺，實(shí)現(xiàn)了對文件有效版本的控制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)文件的全程可追溯；通過發(fā)布和參考的方式，完成了專業(yè)間的資料互提，并基于PW平臺完成了設(shè)計(jì)成品會簽。最后，基于統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，整合各專業(yè)設(shè)計(jì)模型，完成了直流場綜合碰撞檢查，在各專業(yè)正式出圖前消除了專業(yè)間配合中常見的錯、漏、碰、缺等現(xiàn)象，保證了設(shè)計(jì)成品質(zhì)量，減少了施工過程中的返廢工。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳秀娟，等．±1100 kV特高壓直流換流站避雷器在內(nèi)過電壓下的保護(hù)特性[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2015，39(2)．

[2] 謝龍君，等．±1100 kV特高壓直流輸電工程直流濾波器過電壓與絕緣配合[J]．電力建設(shè)，2013，34(11)．

[3] 周浩，王東舉．±1100 kV特高壓直流換流站過電壓保護(hù)和絕緣配合[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(9)．

[4] 王運(yùn)超，等．±1100 kV特高壓直流輸電系統(tǒng)低頻諧振分析[J]．電力建設(shè)，2015，36(9)．

[5] 胡守松，，等．±1100 kV特高壓直流輸電線路對地及交叉跨越距離[J]．電力建設(shè)，2012，33(10)．

[6] 張學(xué)成，等．±1100 kV特高壓直流輸電工程換流變壓器閥側(cè)套管的設(shè)計(jì)[J]．高電壓技術(shù)，2012，38(2)．

[7] 魏曉光，等．±1100 kV特高壓直流換流閥外絕緣操作沖擊放電試驗(yàn)及海拔校正研究[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34(12)．

[8] 姚虎．準(zhǔn)東～華東1100 kV特高壓直流輸電工程某標(biāo)段風(fēng)區(qū)劃分[J]．紅水河，2016，35(3)．

[9] 莊漢彬．借助ProjectWise提升工程總承包項(xiàng)目文件控制和共享效率[J]．工程質(zhì)量，2012，30(12)．

[10] 王勇．三維設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)平臺在核電設(shè)計(jì)院的應(yīng)用[J]．核動力工程，2010，31(3)．

[11] 何珊，陳壽標(biāo)，潘穎．三維設(shè)計(jì)平臺與設(shè)計(jì)流程管理平臺集成技術(shù)研究[J]．電力勘測設(shè)計(jì)，2013，(6)．