变电站三维设计Bentley应用论文
三维设计技术在变电站设计中的运用
三维设计技术在变电站设计中的运用摘要：近年来，随着计算机技术的发展与进步，其应用越来越广泛，其中，三维技术在设计行业内的应用十分的普遍，有效提高了设计效率与设计质量。
在进行变电站施工设计的过程中，应用三维设计技术来进行变电站的设计能够有效的提高设计方案的科学性与有效性，避免出现交叉设计的现象。
关键词：三维设计技术；变电站设计；应用研究1三维软件设计的特点三维软件具有可视性强、可操作性强的特点，在设计中应用三维软件能够有效的提升设计的质量、提高设计的效率。
在具体的设计应用中，三维软件设计具有以下特点：①实现了空间距离的直接测量，在三维变电站模型空间中，不需要来回切换平面图和断面图就可以验证图中点的带电安全距离，无论是否在同一平面内的带电距离都可直接测量得到，节约了传统设计方法的人工计算步骤，避免人为差错；②避免了可能存在设计误差，二维设计模式下常常难以察觉的电气设备与梁、柱、墙、楼板、门窗、水工暖通管道之间的硬性碰撞问题，可在三维模式下迎刃而解，通过对三维模型进行合理的剖切，可自动生成站内任意角度的二维视图，真实展现设备与导线、建筑之间的相对关系；③提高了设计方案实用性，通过使用标准设备型号库等方式，明确设备的信息和属性，每一条信息的新增或修改，模型更新后，平面图纸也随之更新，这样既有利于设备移交后的台账管理，也便于将工程信息共享给设计、施工、建设管理、运维、检修等各方面技术人员。
在传统设计模式下，变电站建筑物、设备只能体现在平面图纸上，但是在三维设计技术下，建筑物和设备等能够在计算机提供的三维空间中建造取来。
它将变电站涉及到的各个专业结合到一起。
在相同的功能模块中，各个专业设计人员可以对其负责的部分进行模拟。
在协同设计工作下，各个专业工作人员在进行设计的同时也能够看见其他专业设计人员的设计成果，在相互沟通下修改、完善设计方案。
2变电站三维设计的主要平台分析2.13Dmax 软件3Dmax 软件作为当前作为知名的三维造型，该软件具备较高的应用价值，该软件具有显著性的应用优势。
三维设计在变电站中的应用探讨
三维设计在变电站中的应用探讨智能电网是电网技术发展的大势所趋，智能电网70%的基础数据来自于设计，随着智能电网的大力推进，必定引起设计手段的一次革命，大量的设计基础数据需要通过新的手段存储、展示及分析，三维设计以其先进的设计理念，强大的数据库功能，契合了智能电网的发展需求，必将成为大势所趋。
本文通过工程实例探索了变电站的三维设计及数字化移交工作，实现了三维建模、二、三维贯通、碰撞检查、自动工程量统计、三维漫游等功能，并对工程中有益的经验进行总结及探讨。
theSmart grid technology is the main stream of the development of network, intelligent power grid of 70% based data from design, with the intelligence of the power grid to promote, will cause design means a revolution, a large number of design basis data through the new means to store, display and analysis, 3 d design with its advanced design idea, strong database function, with the development of intelligent power grid needs, will become the trend of The Times. This paper explores the substation project example of the 3 d design and the digital transition process, realize the 3 d modeling, 2, 3 d breakthrough, collision check, automatic bill statistics, the three dimensional roaming, and other functions, and the engineering of the beneficial experience summarized and discussed.2、应用背景随着信息化时代、智能化电网等全新观念不断冲击着人们的生活和生产实践活动，这对设计手段、设计理念也提出了更多新的要求。
三维设计在变电站建设中的应用探讨
三维设计在变电站建设中的应用探讨在以往，变电站的设计普遍采用二维方式。
然而，这种设计方法已难以满足当前电网工程的多样化要求。
相较之下，三维设计不仅能显著提升设计人员的工作效率，还为施工人员提供了更加直观且易于理解的可视化模型。
因此，三维设计势必将成为变电站建设中的主流趋势。
本文将探讨三维设计在变电站工程中的应用，并展望其发展前景，期望通过不断优化设计质量，推动变电站的高效建设。
三维设计具备全面展示图形的能力，使施工人员能够更加清晰、直观地理解设计人员的意图。
目前，三维设计凭借其数字化和可视化的优势，在变电站建设中得到了广泛应用，有效解决了传统设计过程中存在的多种问题，满足了多样化的使用需求。
如今，三维设计已在我国变电站建设中取得了显著成绩，对优化我国电力工程建设发挥了重要作用。
一、三维设计的目标与流程1.三维设计的目标在整体变电站设计的过程中，采用三维设计的目的是提升设计效率，并为客户提供更优质的设计效果和更高的设计标准。
通过三维设计，客户能够在实际施工之前全面了解最终效果，这使得他们能够及时对不满意的部分进行调整，从而使实际工程更趋完美。
此外，在实际施工前，如客户对设计存在异议，我们能够在三维设计阶段迅速进行修改，以更好地服务于客户。
首先，我们需要将电缆敷设施工图以三维形式展示，接着对二维施工图进行相应的修正和扩展，然后在三维模型中以1:1的比例缩小全景，模拟施工情况。
这有助于一线施工人员更好地理解施工图，减少因对图纸理解不当所引发的施工问题。
如果根据三维模型的设计图，施工人员仍对施工方案有疑虑，可以直接查看三维模型的电子版本，从而全面思考施工细节，因为这种电子模型能够详细展示每一个施工细节。
2.三维设计的流程三维设计的第一步是相关工作人员必须深入了解整个设计流程，对设计软件的使用方法有清晰的认知，并掌握必要的输变电站相关概念，才能开始实际的设计工作。
首先，建模阶段至关重要，我们需要将CAD图纸按1:1比例在三维设计软件中立体呈现，并对整体模型进行细节完善。
浅析三维设计在输变电站设计中的应用
随着三维设计的发展壮大，许多应用软件也随着产生，Microstation就是其中比较常用的一个设计软件。Microstation软件带有三维渲染功能，在对输变电站的三维设计工作完成之后，可以输出整体设计效果和三维动画，从而可以更真实的看到输变电站全景。需要设计人员注意的是，选择的模型必须是无任何差错的，并要将其作为蓝本，才能更好地实现效果图。另外，Microstation也能实现数据对接，在之前传统的输变电站设计中，施工的所有信息、数据都体现在图纸上，且一般是通过图纸的方式移交给施工部门。这样导致的问题就是每类信息就失去了原有的关联性，给输变电站后续的检验工作带来了诸多困难。而Microstation以工程设施为基本对象，把每一台设备模型都标有独立的标识码，即日常所说的ID，三维模型可以以此为线索，与数字化计算机平台形成相互关联，从而保证模型与输变电站数据的统一。
二、三维设计在输变电站设计中的具体设计
（一）三维设计的目标
在输变电站设计中，使用三维设计是为了给用户提供更好的产品，可以有效帮助用户直观地看到成品效果，这就必须在开始设计前提出一些目标，以便确定具体流程，从而可以呈现出完美的效果，另外，也可以根据客户的需求再此基础上做出相应的修改。首先，在对电缆层电缆敷设的3D施工图进行设计时，要在二维施工设计图的基础上进行延续和补充，然后按照1：1的实际场景模拟电缆敷设情况，有利于施工人员能更加直观、准确、全面地理解施工图纸与设计思路。假如根据电缆层敷设3D模型的设计图仍无法理解整体设计思路，可以通过直接观看该模型的电子版获取所需信息，因为3D模型电子版可以全方位反映出该电缆层敷设的每一个细节。
三、三维设计在输变电站设计中的应用
（一）应用三维设计敷设电缆
Bentley 软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨
Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨三维数字化设计是未来变电工程设计的趋势，通过精细化协同工作，能够大幅提高设计质量和效率。
通过工程应用中的实际经验，总结了三维精细化设计的特点。
同时，Bentley软件在变电站三维数字化设计中具备特有的优势，随着三维模型的积累以及软件的不断改进，将会引领未来变电工程设计、建造和管理等全寿命周期的数字化革命。
关键词：Bentley软件；变电工程；三维数字化；协同设计；应用Discussion on the Application of Bentley Software in Substation 3DNumerical DesignRAN Rui-jiangState Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute，Beijing100095，China）Abstract：3D Numerical Design is the trend of the future substation design. Through elaborate and coordinated work, the quality and efficiency of design has been greatly improved. With the practical engineering experience, the characteristics of the 3D Numerical Design are summarized. Besides, the Bentley software has special advantages in the 3D Numerical Design. With the accumulation of 3D models and improvement of the Bentley software, it will definitely guide the 3D Numerical revolution of design, construction and management in the substation whole-life cycle span. Key words：Bentley software; substation engineer; 3D Numerical; coordinated design; application引言目前，变电工程的设计普遍采用的是二维设计手段，是依赖设计者的空间想象力和制图技能完成空间设计的，对工程总体空间布置的经济技术比较和优化缺乏控制，很难适应坚强智能电网的要求[1]。
Bentley三维数字化软件在电力工程设计中的应用
Bentley三维数字化软件在电力工程设计中的应用作者：毛雪东来源：《中国新技术新产品》2014年第18期摘要：三维数字化设计是工程设计的流行趋势，利用三维数字化的精细化及协同设计，能够大幅度提高设计效率，有利于确保设计质量。
Bentley软件的应用，加快了设计步伐，同时通过对三维模型的建立，为电力工程设计、工程建设及建造和管理提供科学依据。
本文对Bentley三维数字化软件在电力工程设计方面的应用进行简单分析。
关键词：电力工程设计；三维数字化设计；Bentley软件；软件应用中图分类号：TM769 文献标识码：A一、引言电力工程设计是开展电力工程建设的重要环节，电力系统是我国经济快速发展的硬件支柱，同时也是复杂的系统工程。
电力工程的设计较为复杂，传统设计方法无法满足当代建设需要。
在此情况下，Bentley三维数字化软件的推出，极大的提高了电力工程设计效率，同时又能够满足工程速度的要求，能够减少错误和返工，为建设现代化工程提供大力支持。
二、三维数字设计应用于电力工程设计中的必要性1 勘察测绘将工厂建设区域的等高线进行数字化后，能够建立三维地貌图，在地貌图上包含原始地貌、开挖边坡及建筑物等，按照工程建设进度情况不断保持更新。
由于三维地貌图采用三维数字形式，因此可以将任意部位的建筑物的面积和体积等属性精确计算出来，从而有利于加强工程管理。
2 系统设计三维数字设计可以高效的利用已有的模板，产生新的设计方案。
三维数字设计设计成果较为形象化，有利于减少各专业间的沟通，同时能够降低设计中的明显错误。
3 施工组织电力工程三维数字化设计中，在明确施工地形及场地之间的制约关系后，将施工平台采用三维动态布置，能够快速生成所需结果的剖面图和平面图。
三维建模方案能够直观的了解方案的可行性，从而快速进行方案必选。
4 工程投资预算科学的三维数字化软件对电力工程进行设计，能够精确进行工程量的统计和施工模拟分析，可以计算不同材料的用量及设备投入情况，从而为工程概预算及施工材料供应计划提供科学依据。
基于三维协同平台的变电站照明设计
基于三维协同平台的变电站照明设计摘要：随着三维协同设计软件的成熟，利用计算机辅助手段，可以大大减少设计中所需的工作量，较直观地反映照明设计的效果。
本文对如何应用Bentley软件平台进行变电站户内照明设计进行了探讨和研究。
关键词：三维协同设计；照明设计；Bentley软件Abstract: With the maturation of three-dimensional collaborative design, the useof computer can greatly reduce the amount of work required in the design and more intuitively reflect the effect of lighting design. This paper discusses how to use Bentley software platform for substation indoor lighting design.Key Words:three-dimensional collaborative design,lighting design,Bentley software0 引言目前，变电站的照明设计和其它设计一样，主要以Autodesk公司开发的AutoCAD软件为工具，基于二维平面设计。
二维设计在很大程度上依赖于设计者的空间想象力和制图技能完成空间设计[1]，离绿色、精细、智能、高效的设计目标，还有一定的差距,很难适应坚强智能电网的要求。
三维协同化设计平台的发展给变电站照明设计带来巨大的便利。
这便利性至少体现在以下三个方面：（1）三维设计具有更好的可视性，不在完全依赖于设计人员的空间想像能力，甚至连最后设计方案的照明效果，都可以通过渲染直接展示，使得设计更加直观；（2）对于原来照明设计中大量需要计算或手动统计的数据，在当前三维化协同平台下，可以由软件程序来完成。
Bentley三维电气设计软件在发电工程中的应用
3.3电气专业模型库建设
Substation（ss7）平台提供了电气设备参设备模型存储于模型库，建立清晰的目录层级有助于模型的快速查找、调用、修改等工作。我院采用：模型维度—设备类型—厂家分类—电压等级—设备型号的模型存储结构。
3.数字化设计平台
湖北院数字化设计平台以Bentley公司的Microstation为基础设计平台，由机械、电控、土建等专业设计平台组成，实现了多专业工程分析、计算以及数字化协同设计。数字化设计体系结构图如下图所示。
图2电气专业数字化设计方案结构图
3.2协同设计平台
基于PW的协同设计平台解决了：公共资源共享和唯一性的问题、文档存储结构的问题、远程异地协作的问题、工程内容的快速查询，检索的问题、图档在工程过程中的受控问题、集成及管理CAD制图标准的问题、沟通和过程记录的问题、文档的版本管理、文件及版本间的参考问题、对设计文件的批注问题、三维模型浏览，碰撞检测的问题，以及各种管理、设计工具高度集成，数据交互[2]。孟加拉重油电厂项目基于PW建立的工程文件目录树如图所示。
4.电气设计
4.1系统图设计
基于Substation建立电气设备三维模型库以及系统符号库，可将系统图设计中的典型间隔制作为符号集，便于同类或相近工程的复用、修改。同时，以数据驱动的数字化设计方式，还可将二维符号和三维模型进行关联导航，可迅速查找、定位原理图符号在三维模型中的设备。
4.2厂用电设计
设计负荷提资导入Substation平台后，根据负荷自动计算负荷电流，并根据内置的配置规则，选择相应的断路器、电流互感器、电缆等型号。根据内置的规则，可以进行自动组柜，后期设计人员根据需要能手动进行调整、补充，能根据规则自动生成进线开关，母联分段开关。当负荷分配完成后，接线图根据配置规则，可以一次性自动生成配置接线图。
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变电站三维设计Bentley应用论文
摘要：掌握详尽的技术资料是三维精细化设计的前提，资料的绝对准确性才能保证三维设计的正确性，这也是保证电气距离校验及碰撞校验准确的依据，在Bentley的三维平台下，所有专业人员要共同高效工作，减少繁琐的校核过程，能提高设计效率。
引言
Bentley提供的设计工具涵盖从发电厂设计到把电输送入户的整个过程。
由Bentley Substation能够提供很好的三维设计工具，结合Bentley Project Wise协同设计平台，设计师可以高效、合理、精确地进行变电站的设计，还能在三维仿真模拟环境中审查变电站建造过程是否合理。
由Bentley 三维设计平台产生的电网基础设施数据，可以为基础设施的全生命周期管理提供依据。
这些数据可以提交给业主和相关的运维机构。
业主可以据此实现基础设施与智能电网的对接，而运维机构可以据此进行更加有的放矢的运维工作。
以前电力设计院给业主交付的往往只是变电站的图纸，这些可能不具备任何属性。
如果要找到相关的设计数据，业主就要请设计院翻看很多资料后才能找到。
电力设计院利用三维智能设计平台，设计工程师能够从基础设施的设计源头去建造数字化的智能变电站或其他相关基础设施。
1 三维设计和数字化设计优势分析
（1）可以做到精细化设计，方便地进行三维空间的安全距离校验
和材料统计，避免碰撞。
（2）可适应专业间协同设计，各专业通过一个设计平台进行设计，提高了不同专业配合的效率，避免接口过程带来的错误。
（3）数字化移交，集方案、数据于一体的三维变电站模型可以为
业主提供真实的展示效果，形成完整的变电站数字化平台，实现变电站的全寿命周期管理，为工程的后期维护和改造提供方便，为设计服务的延伸增值提供可能。
2 三维设计软件介绍
（1）Bentley公司针对电力行业的设计工作拥有一套完整的解决方案。
其三维设计平台Microstation是Bentley公司面向全球基础设施设计、建造和运营的旗舰产品，采用基于Parasolid的三维模型技术和Microsoft DirectX 3D游戏级的图形驱动技术，具备高质量的动画漫游、施工进度模拟等仿真功能。
（2）Bentley Substation是专门针对变电站的设计工具，具有专业成熟的智能辅助设计功能，能保证在整个项目设计过程中设计数据的共享及继承，从而实现三维数字化协同设计，设计数据可以传递到施工、采购、运维等各阶段，是覆盖工程项目各个阶段的软件系统。
（3）使用Bentley变电站设计软件Substation，可以快速完成二维原理图设计，智能进行三维设备布置，能准确在三维模型中表达带有弧垂的导线、连接线，并进行导线受力分析，生成导线施工报表等设计工作。
三维模型通过动态剖切可以自动生成二维平断面图纸，
满足施工要求。
在三维设计中，二维原理图、三维模型的布置和二维平断面均可以实时、动态、高效地关联，当发生设计修改时，只需要在三维布置中进行调整，所有二维图纸都会自动刷新，而不再需要在平、断面图上进行手动调整，既避免了人为错误的发生，又大幅度地提高了设计效率。
（4）Substation和BMCR软件可以完成防雷、接地、照明、电缆敷设、端子接线图等系统的设计，帮助设计人员高质高效地完成变电站有关电气设计的部分。
（5）Bentley建筑和结构设计软件AECOsim、ProSteel，可以快速完成主控楼及相关土木工程、建筑和水暖等专业的设计；借助STAAD 软件则可以进行钢结构的分析计算和设计。
（6）Bentley场地设计软件GEOPAK可以帮助完成场地设计，并进行土方量的计算和坡度设计。
（7）ProjectWise是一款Bentley的协同设计管理平台，贯穿设计始终，全面管理工程设计的全部内容，提资过程，权限分配以及版本控制等设计中必不可少的环节。
3 变电站三维设计平台
现阶段笔者所在单位引进了三维设计软件Microstation V8i平台下的相关软件群，其软件平台架构如下框图所示：
上层由ProjectWise Navigator， i-model软件实现可视化项目协调及浏览。
应用层包含土建类专业模块、电气类专业模块。
土建类专业模块软件由AECOsim， GeoPAK， ProSteel组成，可实现建筑、结构、场地、暖通、水工、消防等专业的工程设计。
电气类专业模块软件由Substation，Promise，BMCR组成，可实现电气工艺专业和电气控制专业的工程设计，如主接线、3D布置、电缆敷设、控制接线设计等。
第三方软件与应用层无缝接口，实现电气计算软件、土建结构软件PKPM和Stad.P.与应用层专业模块软件的数据互通。
底层为协调设计模块ProjectWise，各软件集成在ProjectWise 软件平台上，实现专业间和专业内部各设计者间协同设计。
目前，我院在使用Bentley软件的过程中，还面临着一些问题：（1）多分裂导线的问题，Substation软件最新版本无法解决四分裂及以上导线的挂接问题。
不同高差的挂点以及水平倾斜的导线，软件也无法全部解决。
（2）电气距离校验，只有当所有电气及土建模型完全精确的情况下，设计人员对所有可能发生电气距离不足的位置准确判断的时候，通过逐点手动测量空间两物体的最短距离来校核。
4 变电站三维设计Bentley软件案例应用介绍
渡溪岭220kV变电站工程安装3台180 MVA主变压器，8回220kV 出线，10回110kV出线和30回10kV出线。
为保证全面完成本项目勘测设计任务，创建精品工程，笔者所在设计院采用Bentley公司的软件作为三维设计工具。
为了取得良好的效果，该项目采用以下设计步骤：
（1）获取详尽的设计依据及技术资料是保证三维精细化设计的前提，只有输入资料的绝对准确，才能保证三维设计的正确性。
（2）在Bentley的三维平台下，建立工程的接线图及原理图，在
Substation的软件模式下，三维图纸是以电气主接线图为原则设计的，他们共同使用同一个ID，具备同一个数据库的源。
（3）建立设备属性库、设备模型库、工程三维信息模型，这是三维设计最主要的工作。
模型的精细和准确是保证电气距离校验及碰撞校验的前提。
5 对于变电站三维设计Bentley应用几点建议
（1）掌握详尽的技术资料是三维精细化设计的前提，资料的绝对准确性才能保证三维设计的正确性，这也是保证电气距离校验及碰撞校验准确的依据。
（2）在Bentley的三维平台下，所有专业人员要共同高效工作，减少繁琐的校核过程，能提高设计效率。
（3）三维模型宜按“专业组装—区域组装—总装”的顺序依次按照参考的方式组装。
（4）设备属性库和设备模型库的建立是三维设计最复杂繁琐的工作过程。
经过工程的不断积累，新建工程的工作可以更方便地进行典型化调用。
（5）在项目使用过程中，各个设计终端的颜色和材质库需要统一，这会给三维彩色渲染效果图的出具带来极大方便。
参考文献
[1] 王志毅. 智能化三维变电设计平台的应用[J]华东电力，2011（5）
[2] 庄叶凯. Bentley三维工厂软件在工程设计中的应用[J]有色冶金研究，2009（06）。