變電站數(shù)字化設(shè)計研究

1、<p>　　變電站數(shù)字化設(shè)計研究</p><p>　　摘 要 隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)、數(shù)字化變電站等新理念、新技術(shù)的不斷深入，對設(shè)計手段、設(shè)計理念提出了更多的新的要求。如何提升變電工程的設(shè)計手段，提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，滿足業(yè)主日益增長的成品信息量的需求，實現(xiàn)變電站全過程、全生命周期的管理，成為越來越多的設(shè)計企業(yè)研究的方向。文章以阿克塞民主330kV變電站工程為依托，利用STD變電數(shù)

2、字化設(shè)計平臺對變電站數(shù)字化設(shè)計的方法和手段進行了研究，并對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在變電工程設(shè)計中的應(yīng)用價值和意義進行了探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】變電站 數(shù)字化設(shè)計 應(yīng)用價值 </p><p>　　傳統(tǒng)的變電站設(shè)計是用各種設(shè)計圖紙、文本標(biāo)注設(shè)計內(nèi)容，而其設(shè)計成果數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性只能依靠人工校核來實現(xiàn)。數(shù)字化的變電站設(shè)計是利用建模技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對設(shè)計數(shù)據(jù)進行加工、管理，其設(shè)計過程也

3、是構(gòu)造數(shù)字化成果數(shù)據(jù)的過程。 </p><p>　　1 數(shù)字化設(shè)計技術(shù) </p><p>　　數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是建模技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域的集成創(chuàng)新；是以變電站設(shè)計對象數(shù)字化表達為基礎(chǔ)，實現(xiàn)變電站基礎(chǔ)信息集成化，設(shè)計過程智能化，設(shè)計平臺一體化，專業(yè)設(shè)計協(xié)同化，設(shè)計成果數(shù)字化、可視化，應(yīng)用成果全程化，形成包含設(shè)計對象數(shù)據(jù)、工程過程信息等內(nèi)容的數(shù)字化設(shè)計成果。 </p>

4、<p>　　數(shù)字化設(shè)計是工程全生命周期的要求，設(shè)計過程生產(chǎn)的所有數(shù)據(jù)，在工程全生命周期的后半程更具價值。設(shè)計階段是數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭，數(shù)據(jù)產(chǎn)生機制會直接影響整個全生命周期數(shù)字化應(yīng)用的水平。 </p><p>　　我院在幾年前采購了北京博超公司的STD變電三維數(shù)字化設(shè)計平臺，目前本院大多數(shù)750kV變電工程均采用該平臺進行設(shè)計，平臺應(yīng)用效果良好。 </p><p>　　STD數(shù)字化三

5、維變電設(shè)計平臺是以數(shù)據(jù)庫為核心、以三維技術(shù)為手段，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化知識管理體系的精細化變電設(shè)計平臺。平臺通過設(shè)計數(shù)據(jù)驅(qū)動與共享實現(xiàn)設(shè)計流程的自動化，借助三維技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計成果的精細化，進而實現(xiàn)全專業(yè)模型級的協(xié)同設(shè)計。 </p><p>　　2 實際工程數(shù)字化設(shè)計 </p><p><b>　　2.1 工程背景 </b></p><p>　　阿克塞民主3

6、30kV變電站是阿克塞哈薩克族自治縣重要的電力樞紐，連接著光伏、風(fēng)電等電力能源供應(yīng)和鐵路、工業(yè)等重要電力用戶。工程本期規(guī)模為主變2*360MVA，2回330kV線路接入沙洲750kV變電站，預(yù)留當(dāng)金山南方向2回330KV出線位置，預(yù)留西北方向各1回330KV出線位置，110kV出線6回。工程遠景規(guī)模3*360MVA，330KV進出線6回，110KV進出線20回。圍墻內(nèi)用地面積3.3897公頃，站址總用地面積3.9219公頃。 </

7、p><p>　　2.2 設(shè)備建模和入庫 </p><p>　　設(shè)備三維建模一般是由工程師參照廠家提供的設(shè)備安裝圖，通過設(shè)計平臺提供的工具進行建模。設(shè)備建模時，模型尺寸應(yīng)以毫米為單位，比例為1：1，設(shè)備部件顏色應(yīng)合理，同類部件顏色應(yīng)統(tǒng)一，設(shè)備模型的各重要部件應(yīng)有相應(yīng)的類型標(biāo)識，比如帶電體、接地體、絕緣體、支架、機構(gòu)箱等，便于后續(xù)安全凈距檢查等設(shè)計優(yōu)化。 </p><p>

8、　　2.3 主接線設(shè)計 </p><p>　　主接線設(shè)計有兩種方式，一是調(diào)用典型回路或典型方案的基礎(chǔ)上進行設(shè)計，另一種是參數(shù)化設(shè)計。其中，參數(shù)化設(shè)計是一種快速靈活的設(shè)計方式，可以輸入工程的電壓等級、變壓器臺數(shù)、接線方式、進出線數(shù)量和回路樣式，就可以自動形成一個主接線方案。 </p><p>　　2.4 工程設(shè)備編碼 </p><p>　　為使電網(wǎng)工程建設(shè)各方與業(yè)主或

9、運營方共享工程信息，確保在電網(wǎng)工程建設(shè)和運行維護過程中信息的可識性和共享性，提高電網(wǎng)工程的數(shù)字化管理和安全運行水平，需要為工程中主要設(shè)備進行編碼。 </p><p>　　2.5 數(shù)字化協(xié)同設(shè)計 </p><p>　　變電站設(shè)計需要多個專業(yè)共同完成設(shè)計，數(shù)字化設(shè)計同樣需要進行協(xié)同設(shè)計。數(shù)字化協(xié)同設(shè)計需要在同一個平臺下進行，在平臺上進行數(shù)字化協(xié)同設(shè)計，首先要建立協(xié)同工作空間，然后在協(xié)同空間里建

10、立協(xié)同樹，包括總的部分、各配電裝置區(qū)域和主控樓，再細分為各個專業(yè)和專業(yè)內(nèi)的主體內(nèi)容等。然后，再在各協(xié)同節(jié)點設(shè)置負(fù)責(zé)人和權(quán)限，各負(fù)責(zé)人在各自的協(xié)同工作空間下開展設(shè)計工作。 </p><p><b>　　2.6 總圖設(shè)計 </b></p><p>　　總圖設(shè)計依賴于數(shù)字化地形圖，設(shè)計開始首先要導(dǎo)入本工程的數(shù)字化地形圖。在數(shù)字化地形圖上進行場地平整和土方量計算。并進行總圖規(guī)

11、劃設(shè)計，包括各配電裝置區(qū)域、進出線位置、主控樓和大門、道路、圍墻、排水溝等。 </p><p>　　總圖設(shè)計完成后，設(shè)計成果需遷入到工程數(shù)據(jù)庫中，各配電裝置區(qū)域設(shè)計時均需以總圖設(shè)計成果為基準(zhǔn)，在總圖中規(guī)劃的區(qū)域上進行各配電裝置的設(shè)計和布置。 </p><p>　　2.7 配電裝置設(shè)計 </p><p>　　配電裝置設(shè)計時可以直接利用主接線設(shè)計成果進行設(shè)計?？勺詣荧@取

12、間隔和回路信息、設(shè)備信息進行軸網(wǎng)設(shè)計；可以根據(jù)軸網(wǎng)確定設(shè)備布置點，按照設(shè)備類型、相間距和支架高度可自動進行設(shè)備布置。然后，進行導(dǎo)線連接完成配電裝置設(shè)計。配電裝置設(shè)計的設(shè)計成果可以通過協(xié)同工作空間遷入到工程數(shù)據(jù)庫中，并自動更新到三維總平圖上。 </p><p>　　2.8 土建專業(yè)設(shè)計 </p><p>　　土建專業(yè)設(shè)計包括建筑、水暖、結(jié)構(gòu)、總圖，各專業(yè)可以在各自的協(xié)同工作空間下開展各自專業(yè)

13、的設(shè)計工作，也可以利用各自常用的專業(yè)軟件進行計算校核，比如Midas、巖拓、PKPM、飛時達等專業(yè)軟件。設(shè)計完成后，可以通過接口將設(shè)計成果導(dǎo)入到平臺完成土建專業(yè)設(shè)計內(nèi)容。 </p><p><b>　　2.9 計算校核 </b></p><p>　　設(shè)計完成后需要對設(shè)計成果進行計算校核。在數(shù)字化的設(shè)計成果上，設(shè)備模型的屬性信息和空間位置關(guān)系獲取非常方便，可以直接進行計

14、算校核。 </p><p><b>　　2.9.1 計算 </b></p><p>　　設(shè)計完成后，可直接從數(shù)字化設(shè)計成果上直接獲取屬性信息和空間位置關(guān)系進行計算，比如防雷計算、導(dǎo)線力學(xué)計算、管母力學(xué)計算、支撐管母計算、母線感應(yīng)電壓計算、導(dǎo)體相間距離計算、跳線相間距離計算、跳線相地距離計算等。 </p><p>　　2.9.2 安全距離檢查&l