三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

邱慧

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)快速穩(wěn)定的發(fā)展，促進(jìn)了越來越多的新興技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。目前，二維設(shè)計(jì)仍然成為國內(nèi)變電站設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用技術(shù)，但是這種平面設(shè)計(jì)技術(shù)難以避免交叉干擾等問題。不僅需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行方案審核，還會出現(xiàn)專業(yè)協(xié)調(diào)的紕漏等問題。三維設(shè)計(jì)技術(shù)作為當(dāng)前最為先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，在工業(yè)制造、建筑等領(lǐng)域中發(fā)揮著較為明顯的優(yōu)勢，應(yīng)用于變電站設(shè)計(jì)時(shí)，能解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)存在的缺陷，提高變電站設(shè)計(jì)的質(zhì)量。但是三維技術(shù)存在的諸多不足，限制了其優(yōu)勢的發(fā)揮。因此，我們應(yīng)不斷加深對三維設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，使其為電力設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步貢獻(xiàn)真正的力量。

關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)技術(shù);變電站設(shè)計(jì);運(yùn)用

1三維設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展背景與基礎(chǔ)

隨著全球計(jì)算機(jī)軟件的高效性和智能化，電力勘測設(shè)計(jì)行業(yè)的計(jì)算機(jī)化不斷發(fā)展?；谛畔⒅悄苋S設(shè)計(jì)平臺的運(yùn)行模式，大大優(yōu)化設(shè)計(jì)操作流程，將設(shè)計(jì)重點(diǎn)從布局設(shè)計(jì)過渡到系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，方案完成系統(tǒng)前的數(shù)據(jù)建模工作設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型庫和強(qiáng)大的自動計(jì)算和分析設(shè)計(jì)功能被積累并有助于完成，設(shè)計(jì)方法變得更加簡單。數(shù)字化3D設(shè)計(jì)電源設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。隨著設(shè)計(jì)行業(yè)的第二次革命，實(shí)現(xiàn)知識管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)移建立數(shù)字生命周期服務(wù)的盈利模式，擴(kuò)大設(shè)計(jì)服務(wù)鏈和范圍，促進(jìn)設(shè)計(jì)企業(yè)不斷進(jìn)步。

2變電站三維設(shè)計(jì)的主要平臺分析

2.13Dmax軟件

3Dmax 軟件作為當(dāng)前作為知名的三維造型，該軟件具備較高的應(yīng)用價(jià)值，該軟件具有顯著性的應(yīng)用優(yōu)勢。不但能夠保證操作面簡單快捷，而且還具備較強(qiáng)的視圖功能。與其他設(shè)計(jì)軟件相比較而言，3Dmax 軟件在渲染效果方面占據(jù)較為明顯的優(yōu)勢，3Dmax 軟件具備較強(qiáng)的兼容性。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，不需要花費(fèi)過多的精力和時(shí)間學(xué)習(xí)3Dmax 軟件相關(guān)知識，3Dmax 軟件整個(gè)操作流程相對較為簡單，通俗易懂、便于操作。但是在通過3Dmax 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)變電站，則存在明顯的缺陷與不足。3Dmax 軟件更適用于效果圖方面，而在工程圖方面卻沒有明顯的優(yōu)勢，致使其在工程圖設(shè)計(jì)中具有一定的限制。

在使用3Dmax對變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，首先，有必要建立零件模型，但在這個(gè)過程中有很多方法，通常使用基于模型的標(biāo)準(zhǔn)模型的變異性建模方法。然后調(diào)整系統(tǒng)，編輯和更改樣條曲線和切割，生動逼真的模型由一系列命令完成。為了確保應(yīng)用程序的質(zhì)量和有效性，我們可以對其進(jìn)行映射，或?qū)⑵涓郊拥剿褂玫牟牧仙?，并將組件放入繪圖庫中?？梢愿鶕?jù)過程的實(shí)際需要選擇相應(yīng)的場景。第二，裝配和集成處理。由于變電站本身的配置要求，各種部件都安裝在仿真場景中，合理地建立了電氣連接。第三，設(shè)置照明可以起到渲染的作用，同時(shí)，可以更有效地全面地觀察運(yùn)動圖像效果。如果發(fā)現(xiàn)某些安全問題，您可以適當(dāng)調(diào)整模型或配置關(guān)系，并調(diào)整和更改組件參數(shù)和屬性值。

2.2Revit軟件

Revit產(chǎn)品有兩項(xiàng)關(guān)鍵性特色，即是使用一個(gè)圖形化的族群編輯器創(chuàng)建參數(shù)化構(gòu)件，而非使用程序語言的方式;另一個(gè)即是所有模型元組件、視圖和注釋的間的關(guān)系，皆擷取自同一模型，確保任何組件的變化都會自動傳播，且模型信息的一致性得以維持。 Revit擁有一個(gè)非常廣大的對象庫，由Revit或第三方開發(fā)，由于其市場優(yōu)勢地位，Revit是與其他BIM工具直接鏈接接口的最佳平臺，其雙向圖紙支持允許從圖面和模型視圖中更新和管理信息，包括面向?qū)ο笈c對象參數(shù)化的明細(xì)表，能支持在同一項(xiàng)目上并列操作，且它有一個(gè)優(yōu)良的對象庫（SEEK），支持多用戶的接口。Revit能支持上述層面架構(gòu)的研究方法與應(yīng)用，因此以Revit作為BIM平臺的工具，協(xié)助未來嘗試建立整體建筑物生命周期的建筑信息模塊（BIM）的準(zhǔn)則。

一般在這當(dāng)中，Revit軟件利用內(nèi)邏輯模型繪制功能，以基本元件為基礎(chǔ)，間隔或設(shè)備為單位，設(shè)計(jì)電氣主接線圖，對邏輯模型賦值、標(biāo)注、位置調(diào)整、編碼等繪制出以數(shù)據(jù)庫信息為基礎(chǔ)的邏輯模型。根據(jù)邏輯模型布置對應(yīng)的數(shù)字化三維變電站布置圖，并可實(shí)現(xiàn)邏輯與物理模型聯(lián)動、自由剖切斷面、自動生成材料表等功能，應(yīng)用該軟件平臺設(shè)計(jì)輔助卷冊，完成專業(yè)間提交資料，完成整體變電站的數(shù)字化三維設(shè)計(jì)。

2.3Substation軟件

Substation 軟件主要是由美國Bentley 公司所開發(fā)研制，Substation軟件是一項(xiàng)專門用于變電站集成電氣和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三維軟件。Substation 軟件能夠?yàn)閷?shí)際的設(shè)計(jì)工作提供重要的功能板塊。例如三維結(jié)構(gòu)模型、控制簡圖、配電板布局、以及其他報(bào)告等模塊。通過Substation 軟件設(shè)計(jì)變電站，可以為該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供重要的接地網(wǎng)、以及電纜弧垂等工具。將Substation 軟件應(yīng)用到電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中，其導(dǎo)線工具整體性能較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動進(jìn)行編號，并按照類型在不同層進(jìn)行應(yīng)用。Substation 軟件還能夠?qū)Χ搪贰⒍搪芬约霸O(shè)備等進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。

3三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1三維建模的深度要求

為了能夠有效的實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，則需要預(yù)先對建模深度進(jìn)行深入研究。建模深度不但影響著三維設(shè)計(jì)的進(jìn)度與工作量，而且還關(guān)系到三維設(shè)計(jì)的總體質(zhì)量及效率。電氣設(shè)備作為變電站的核心設(shè)備，需要對其模型的建模深度、建模精度等作出明確的規(guī)定，以此為三維設(shè)計(jì)人員開展相關(guān)工作提供保障。

3.2三維模型庫創(chuàng)建

三維模型庫的創(chuàng)建主要針對土建支架模型與設(shè)備模型，而當(dāng)前這兩種模型又構(gòu)成了元件模型。因此在三維設(shè)計(jì)過程中，元件建模是三維設(shè)計(jì)工作開展的初始環(huán)節(jié)，而三維設(shè)計(jì)方案的整體質(zhì)量，在很大程度上決定著元件建模的水平。在確保三維布置校檢有效性的前提下，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際情況，不斷簡化元件信息。而元件模型是否合理，嚴(yán)重影響著三維設(shè)計(jì)的是否流暢，同時(shí)對于后續(xù)工作的開展具有一定的直接性影響。基于土建支架模型與設(shè)備模型而言，設(shè)備建模難度系數(shù)相對較高。一般情況下，要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備模型創(chuàng)建達(dá)到預(yù)期的理想效果，則需要設(shè)備供應(yīng)商提供指定的文件格式，或者提供較為完善的三維模型。同時(shí)要確保模型的繪制比例達(dá)標(biāo)。此外，設(shè)備供應(yīng)商要為其模型質(zhì)量負(fù)責(zé)。

在創(chuàng)建模型的過程當(dāng)中，設(shè)備模型的命名要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不可出現(xiàn)較為隨意化的情況。相對于三維數(shù)字模型命名而言，其命名具備唯一性、準(zhǔn)確性、以及合理性等特點(diǎn)。而當(dāng)前這種命名方式主要是為了方便識別，以及對其進(jìn)行一些列的管理。同時(shí)，三維數(shù)字模型的命名還可以使用數(shù)字、字母、下劃線等。此外，創(chuàng)建模型庫的過程中，設(shè)計(jì)人員需要簡化模型的幾何細(xì)節(jié)，以此來節(jié)約模型庫的存儲空間。而簡化模型幾何細(xì)節(jié)需要遵循以下原則：（1）模型的簡化，主要為了方便識別或者繪圖，不得產(chǎn)生過多的歧義。（2）充分保證模型自身功能表達(dá)不會受到影響，并且也不會對其基本結(jié)構(gòu)造成不良影響。（3）不得對模型裝配造成影響。（4）在模型幾何細(xì)節(jié)簡化過程中，要保證其關(guān)鍵尺寸不得被簡化，也不能夠簡化其專業(yè)接口部分。

4變電站三維設(shè)計(jì)前景分析

4.1軟件平臺選用與整合

從國內(nèi)已發(fā)表文獻(xiàn)看，變電站應(yīng)用三維設(shè)計(jì)主要是Revit、Substation、3Dmax

這三個(gè)平臺，其中Substation更適合變電站設(shè)計(jì)。

4.2三維設(shè)計(jì)軟件本地化

市場當(dāng)中的 主要三維設(shè)計(jì)大部分都是來自國外，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品模式等和我國還有很大的差異，因此，國外軟件實(shí)現(xiàn)本地化是現(xiàn)階段需要急切處理的問題。

4.3模型標(biāo)準(zhǔn)化與接口統(tǒng)一

變電站三維設(shè)計(jì)其問題就是產(chǎn)品模型的合理建立，需要消耗相應(yīng)的時(shí)間，并且不同的軟件之間還有相應(yīng)的對接問題存在，只有對這些問題合理處理，才能夠?qū)θS設(shè)計(jì)的合理推廣有利。

結(jié)語

三維設(shè)計(jì)技術(shù)憑借其自身的強(qiáng)大優(yōu)勢，在未來的發(fā)展過程當(dāng)中必然會具有良好的發(fā)展空間。隨著三維設(shè)計(jì)技術(shù)不斷的深入發(fā)展，并在社會各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，已經(jīng)取得了顯著性的應(yīng)用成效。但是在變電站設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，卻仍然存在一定的缺陷與不足，導(dǎo)致其無法在變電站設(shè)計(jì)中發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢?；诖饲闆r下，我國要結(jié)合三維設(shè)計(jì)技術(shù)存在的不足進(jìn)行深入研究，不斷加強(qiáng)對其科研力度，解決三維設(shè)計(jì)技術(shù)在變電站應(yīng)用中存在的問題，不斷提升三維設(shè)計(jì)技術(shù)的科技含量，進(jìn)而促進(jìn)我國電力設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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