數(shù)字化三維設計在輸變電工程設計中的應用探析

李奎

摘要：隨著科技的不斷進步，國家電網(wǎng)開始朝著智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。輸變電工程設計也應用了很多新型設計技術，數(shù)字化三維技術就是其中之一，該技術不僅功能強大，還具有立體和智能化等優(yōu)勢，所以受到了工程參建各方的青睞?；诖?，本文對三維數(shù)字設計技術進行了闡述，對其在輸變電工程設計中的應用進行了研究，并對應用關鍵進行了分析，希望可以給相關人士提供幫助。

關鍵詞：數(shù)字化三維技術;輸變電工程設計;應用

引言

當前智能電網(wǎng)創(chuàng)新觀念已經(jīng)成為人們共識，為了實現(xiàn)構建智能電網(wǎng)的目標，就要對輸變電工程設計技術進行更新，而數(shù)字化三維設計技術不僅具有立體性，還具有先進性，而且功能齊全，所以其在輸變電工程設計中得到了廣泛應用。為了促使該技術能夠發(fā)揮出更大作用，就要對其如何在輸變電工程設計中進行運用進行研究，對其應用關鍵進行分析。

1三維數(shù)字設計技術介紹

進入二十一世紀以來，信息技術變得越發(fā)先進，出現(xiàn)了很多新型技術，如，大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等，信息技術在各行各業(yè)中的應用范圍也變得越來越廣，新技術已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的重要力量。

隨著電網(wǎng)發(fā)展技術要求的不斷提高，輸變電工程建設越是需要以工程數(shù)據(jù)為核心，互聯(lián)網(wǎng)+思想為指導，綜合運用大、云、物、移等新一代信息化技術，打通規(guī)劃、設計、評審、采購、施工、監(jiān)理、運維、運營各環(huán)節(jié)信息化系統(tǒng)，構成貫穿電網(wǎng)全壽命周期管理的數(shù)字化解決方案，從而全面提升電網(wǎng)建設、運維管理水平和經(jīng)濟效益。

三維數(shù)字化設計建立在現(xiàn)代化計算機技術基礎上，是工程數(shù)字化建設中不可缺少的一部分。應用該技術可以為設計人員專業(yè)間實現(xiàn)無縫配合，也可以為設計人員與其他工作人員進行溝通交流提供便利，還可以讓設計數(shù)據(jù)變得更加精準，而且設計成果也變得三維可視，設計信息也可以實現(xiàn)共享。

傳統(tǒng)設計不僅要將各項數(shù)據(jù)信息記標記在設計圖紙上，還要對這些數(shù)據(jù)信息進行詳細解釋，所以很容易導致信息數(shù)據(jù)分離情況的發(fā)生。而且不同工程項目設計階段和不同建設階段需要的數(shù)據(jù)信息也是不同，所以設計人員不僅要收集大量信息，還要對這些信息是否有效進行分辨，這樣不僅會讓技術人員的工作量增加，還很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息失真或缺失的情況。而數(shù)字化三維設計技術可以有效解決上述問題，在建設階段可實現(xiàn)三維可視化交互、三維可視化施工模擬、項目4D動態(tài)可視化管理，在運維階段可實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)三維模型數(shù)據(jù)直接提取相關結構化數(shù)據(jù)，支持運維可視化管理。真正實現(xiàn)“數(shù)據(jù)信息一次輸入，多專階段信息共享”。

2輸變電工程設計中數(shù)字化三維設計的應用

2.1線路工程設計中數(shù)字化三維設計的應用

線路選線是輸變電工程設計的重要組成，具有一定的復雜性，而且存在一定工作難度。在傳統(tǒng)設計模式中，工作人員需要依靠自身工作經(jīng)驗進行選擇線路路徑，然而這樣很容易出現(xiàn)錯誤。將數(shù)字化三維設計技術應用到線路選線中，可以實現(xiàn)動態(tài)化選線操作，從而可以有效降低失誤率。對于那些路徑較長、交叉跨越較多、房屋密集，而且經(jīng)過區(qū)域的地形復雜多變的輸電線路，使用數(shù)字化三維設計技術進行線路選線不僅速度快，準確性也更高。確定好線路工程的起點和終點以后，就可以通過數(shù)字化三維技術構建線路經(jīng)過區(qū)域的三維地理數(shù)據(jù)可視模型，數(shù)字化三維設計系統(tǒng)可以自動選出多條合適路線，之后則需要人工對這些路線進行智能優(yōu)化，而且設計人員還可以利用該技術計算出線路通過距離，這樣就可以快速判斷出這個距離是否為最近緩沖區(qū)距離，設計工作效率將會大幅增長。

TLD數(shù)字化三維送電設計平臺就是一項數(shù)字化三維設計的應用軟件。它以開放平臺架構為基礎，以工程數(shù)據(jù)為核心，面向可研、初設、施工圖全階段，集選線、設計、數(shù)字化移交于一體的完整解決方案。平臺專業(yè)間數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了路徑設計、平斷面設計、三維設計、GIS展示等同步聯(lián)動設計和全專業(yè)協(xié)同設計。功能涵蓋了勘測平斷面設計、桿塔規(guī)劃、路徑設計、桿塔排位、電氣計算、金具組裝、附件配置、跳線設計、間隙校驗、長短腿及基礎設計等。設計人員基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的多視圖同步設計，多專業(yè)協(xié)同作業(yè)，極大的提高了工作效率和準確性。

2.2變電站工程設計中數(shù)字化三維設計的應用

變電站的設計是更為復雜的系統(tǒng)設計，涉及專業(yè)多。在傳統(tǒng)設計模式中，設計人員在變電站選址階段需要反復到各個區(qū)域進行變電站選址工作，在設計階段各專業(yè)的設計數(shù)據(jù)需要人工傳遞到其它專業(yè)實現(xiàn)專業(yè)間配合，設計成品的校審流程也比較復雜。這此都嚴重影響了設計工作效率和設計成果質(zhì)量。而數(shù)字化三維設計技術的應用，設計人員可以在航測三維數(shù)據(jù)成果基礎上開展選址，專業(yè)間提資和校審也在三維設計平臺上實時進行，

設計進度和設計質(zhì)量都得到顯著提升。

STD-R就是變電站數(shù)字化三維設計平臺之一。它是基于Revit平臺的變電站多專業(yè)協(xié)同設計平臺，以數(shù)據(jù)庫為核心，三維技術為手段的數(shù)字化三維變電設計平臺。該軟件涵蓋了建筑、電所、給排水、暖通、結構等多專業(yè)，提供了基于BIM的變電站設計解決方案，不僅可以讓設計結果更具準確性，還可以實現(xiàn)三維可視和協(xié)同設計，各項數(shù)據(jù)也可以進行分享，而且在數(shù)字化三維設計技術的幫助下，設計成果將會變得更具細致性，還可以直接生成多種圖紙，這樣就可以實現(xiàn)三維協(xié)同設計目的和數(shù)字化移交標準要求。

3輸變電工程數(shù)字化三維設計技術應用的關鍵

輸變電工程數(shù)字化三維設計技術對于傳統(tǒng)設計流程是一次較大的技術革命，運用新技術進行輸變電工程設計有一些要點需要注意。當前設計人員還處于學習適應階段，只有不斷積累數(shù)字化設計經(jīng)驗，在設計中注意合理運用相關資源，靈活有效的管控好設計流程，才能使得變電站設計成果更符合實際使用需求。

第一，運用數(shù)字化三維設計技術進行變電站設計時，設計人員是否可以熟練應用設計軟件進行設計將會對設計結果造成極大的影響。這是因為該設計技術需要使用專門的設計軟件進行操作，如果設計人員對于多個設計軟件都比較陌生，這就意味著他們不能對軟件進行熟練使用，所以設計結果也會存在各種問題，甚至根本不能順暢完成設計工作。而且進行設計時，如果業(yè)主更改了要求或是變電站相關基礎資料發(fā)生了改變等，設計人員也需要對設計流程進行改變，如果不熟悉數(shù)字化三維設計軟件各項功能，不了解軟件如何操作，勢必會導致設計結果不能滿足業(yè)主要求或是不能合理應用相關資源。為此，設計人員需要積極學習三維設計軟件的應用方法和技巧，對設計軟件功能進行了解、熟悉，這樣才能順利完成利用數(shù)字化三維設計技術設計變電站的任務。

第二，數(shù)字化三維設計技術畢竟只是一個設計軟件平臺，設計成果的準確性還是要重點依賴于輸入基礎數(shù)據(jù)的準確。一是要提高地理信息數(shù)據(jù)的準確性和精細度。地理信息數(shù)據(jù)對優(yōu)化站址落點、進站道路方案和邊坡?lián)鯄υO計、線路工程避讓周邊建筑等具有決定性影響。設計人員要應用好三維激光點云數(shù)據(jù)、高清數(shù)碼影像、4D數(shù)據(jù)和真三維模型等疊加數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像，從而形成準確的立體三維可視化場景模型，才能利用三維測量成果，準確地優(yōu)化站區(qū)豎向布置和線路路徑方案等關鍵指標。二是要建立專業(yè)的族庫與工程數(shù)據(jù)庫，保證設計標準化與專業(yè)化。輸變電工程數(shù)字化三維設計是以數(shù)據(jù)庫為核心，隨著技術的不斷發(fā)展，建筑材料、線路導線、桿塔、變電站電氣設備都在不斷更新?lián)Q代。為此，設計人員就需要及時擴充和更新三維設計平臺的族庫與工程數(shù)據(jù)庫。只有在使用數(shù)字化三維設計技術的過程中保持嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，保持與俱進和勇于創(chuàng)新的工作作風，這樣才能高效完成輸變電工程設計工作，才能讓設計結果更加精細化以及更能滿足業(yè)主要求。

結語

數(shù)字化技術現(xiàn)在已經(jīng)在輸變電工程建設多個階段實現(xiàn)了應用，而且未來其應用范圍將會變得越來越廣，應用深度也會不斷提升。隨著該技術的不斷普及，工程項目運維管理部門以及資產(chǎn)管理部門也開始嘗試使用該技術進行工作，這樣就可以讓工程整體效益變得更好?，F(xiàn)在各行各業(yè)都在朝著數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，電力企業(yè)也不例外，所以電力企業(yè)應積極引進和合理應用各種先進的技術，利用這些技術幫助企業(yè)實現(xiàn)更好發(fā)展。和傳統(tǒng)設計技術相比，數(shù)字化三維設計技術具有更多的優(yōu)勢，其不僅設計手段變得更加多樣，還可以解決很多傳統(tǒng)設計技術不能解決的問題，同時能夠讓業(yè)主獲得增值服務，所以其有著廣闊的應用前景，甚至會成為電力企業(yè)未來發(fā)展的重要推動力。

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