摘 要：开展变电站三维协同设计及建设工程数据中心是落实“数字电网”建设总体要求的重要举措，对高质量建设智能电网具有重要意义。文献［1－3］探讨了三维设计技术在变电站中的应用；文献［4－5］探讨了三维电缆敷设软件BRCM在实际工程中的应用。当前三维数字化协同设计作为新时代变电站设计手段，在电网工程中的应用还处于试点阶段，各数字化设计软件功能相互独立，软件间无法接口和数据互通，造成工作重复、效率低下，不能满足三维数字化协同设计和数字化移交的要求。
关键词：变电站；电气二次专业；三维数字化；协同设计方案
一、电气二次专业设计
1、电气二次专业设计现状
传统变电站设计基于CAD（计算机辅助设计）软件，以手工输入为主，自动化程度低，图纸具有分散性、独立式等特点，无法与其它专业协同设计，已不能满足市场的需求。
2、电气二次专业数字化设计
为提高数字化设计水平，引进上海欣电电气数字化软件（ELEC）。ELEC软件是针对传统CAD软件设计问题，基于变电站集成模式开发，从源头将二次信息数字化的平台。通过ELEC软件，可根据原理图实现接线设计、自动校核、端子排及电缆清册生成等，提高变电站二次系统设计自动化、精细化程度，减少手工输入错误，提高设计效率和质量。
变电站二次系统采用数字化软件设计的主要流程如下：根据项目建立工程，确定项目用户保存于数据库中，同时建立设备库、电缆型号库、芯线功能库、回路库等；利用设备库进行电气原理接线图设计，包括电流回路、电压回路、控制回路、信号回路等；根据电气设备原理图和端子排自动生成电缆接线图，包括电缆编号、回路号、互联端子等；自动生成含设备编码、电缆编号、起点、终点等信息的电缆清册，并根据需要导出相应的格式。ELEC软件设计流程如图1所示。
图1ELEC电气数字化软件设计流程图
二、变电站三维电缆敷设
三维电缆敷设软件BRCM（Bentley Raceway and caBleManageMent）基于Bently公司的MicR0Stati0n平台开发，通过读取电缆清册的逻辑信息，结合平面设备布置及路径，自动进行电缆优化敷设，精确统计电缆长度［5］。变电站采用BRCM软件进行电缆敷设的流程如图2所示。在PR0jectwiSe（PW）协同工作平台将BRCM文件夹升级为项目级别的文件夹，实现BRCM工作空间的集成，并在Pc机建立SQl数据库，便于数据读取；在BRCM软件建立电缆桥架、电缆沟、埋管、电气设备等三维信息模型，并完成对模型的智能编码，同时参考土建、水工等专业的三维信息模型，根据工程实际情况规划电缆沟、电缆桥架、电气设备、埋管等路径；导入含电缆编号、起点、终点的电缆清册，实现设备模型与电缆清册模型的匹配；BRCM软件根据“最优路径算法”完成电缆自动敷设；根据需要导出电缆敷设拓扑图、电缆清册（含长度、路径等）、材料表等，并将三维模型转为二维图纸完成专业提资和施工图绘制。
图2BRCM软件设计流程
三、电气二次专业与其它专业协同设计方案
电气二次与电气一次、建筑等其它专业基于PW平台的协同设计内容主要有三维屏柜布置、电缆敷设、辅控系统布置设计。其中电缆敷设涉及二维ELEC软件与三维BRCM软件间的接口及协同设计方案，目前并没有较好的解决方案。本文提出基于gB/t 51061—2014《电网工程标识系统编码规范》对变电站的电气设备进行唯一编码及ELEC软件与BRCM软件间的接口和协同设计方案，以规范电气设备编码，提高设计效率，满足二维数字化软件和三维电缆敷设软件协同设计的要求。ELEC软件与BRCM软件协同设计方案示意图如图3所示。
图3ELEC软件与BRCM软件协同设计方案示意图
（1）根据gB／t51061—2014《电网工程标识系统编码规范》，对电气设备统一命名和编码，使得全站电气设备编码具有唯一性、通用性。电气设备编码格式见表1，其中“全站码”、“系统码”、“设备码”与Bentley SuBStati0n三维模型属性的“安装区”、“安装点”、“元器件标签”依次对应。
（2）设计人员在ELEC软件中完成电气原理图和电缆清册设计（含电缆编号、设备编码、起点、终点等）。在ELEC软件接口界面获取MicR0Stati0n相关数据信息，并依据MicR0Stati0n的数据规则选择对应项目，直接将相关的屏柜信息、电缆信息同步到MicR0Stati0n。
（3）在MicR0Stati0n平台，BRCM软件根据欣电软件导入信息，自动完成屏柜和电缆清册中设备的关联及电缆敷设和材料统计。同时，ELEC软件和BRCM软件应具有数据比对功能，以提示用户相关屏柜、电缆等修改信息。在ELEC软件中新建或修改对应屏柜、电缆等相应模型信息时，BRCM软件的三维模型也会联动更新，便于相关专业协同完成电缆敷设工作。
结束语
实现变电站三维协同设计和数字化移交是未来发展的要求，本文探讨了ELEC软件与BRCM软件间的接口和协同设计方案。通过gB/t 51061—2014《电网工程标识系统编码规范》统一电气设备编码标准，使电气设备编码具有唯一性和通用性，避免了不同工程、数字化软件间因设备命名和编码不统一导致大量重复工作的情况，提高了设计效率，达到了统一设备标识，便于数据处理和全寿命周期设备管理的目的。这种基于统一编码规范的ELEC软件与BRCM软件接口方案有助于提高数字化软件间数据共享的标准化、通用化。利用ELEC软件与BRCM软件间的自动数据比对功能，可实时提示用户相关屏柜、电缆等修改信息，最终实现变电站不同专业间的三维协同设计。
参考文献:
［1］李颖瑾，李波，李绍生．变电站三维设计的应用探讨［J］．中国电业，2012（4）：26－28．
［2］李波．基于PR0jectwiSe的变电站三维协同设计［J］．中国建设信息，2013（16）：36－39．
［3］杨太华，陈骐．BIM技术及其在220ｋＶ变电站施工中的应用［J］．上海电力学院学报，2016（4）：193－198．
［4］解莎莎，金鹏飞．基于BIM技术的BRCM三维电缆敷设软件在营口五矿600M2烧结工程中的应用［J］．施工技术，2014（12）：80－83．
［5］洪敏，王伟．BRCM电缆敷设软件在工程中的应用研究［J］．中国勘查设计，2018（5）：99－101．
论文作者:张亚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：电缆论文; 软件论文; 变电站论文; 清册论文; 电气论文; 电气设备论文; 信息论文; 《电力设备》2019年第3期论文;