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。本文主要探究了三维设计技术在变电站设计中的运用，以供参考。
关键词：三维设计技术；变电站设计；运用
引言：变电站工程利用传统设计方法存在诸多问题，比如设计精度不足、专业协同困难、空间考虑欠缺等。数字电网、智能电网概念的出现，为精准化变电站控制系统设计带来了新的希望并受到了电网企业的高度关注重视，各设计单位开始将三维设计技术应用到各个变电站工程设计中。
一、三维设计特点
1、以数据库为核心的三维数字化设计：第一，以工程数据库为核心，相关联的图纸可自动生成；第二，数据共享实现工程的一处设计修改，多张相关图纸自动更新；第三，所有检查、校验和材料统计均在三维模型中自动完成。
2、标准化设计体系：设计平台作为设计企业专业知识和设计基础数据的载体和应用工具，通过提供标准化典设工程库和设备数据库等资源，帮助工程师实现“海量搜索”、“精准定位”和“全盘复用”的作业模式。
3、数字化三维协同：基于同一工程模型的协同设计体系缩短了专业之间的提资接收周期，并减少了专业间提资的工作量。最大限度共享专业间设计成果，避免重复工作。
4、精细化设计：基于三维模型的精细化设计，具有管线综合检查碰撞、安全净距校核等能力，从根本上避免设计错误，避免返工，有效节约现场解决问题的时间。
5、各个设计阶段的成果共享：完整的设计周期共用同一个设计模型，在招投标阶段建立的变电站模型，通过设计信息的不断细化在可研、初设、施工图、竣工图等所有阶段流转，最大限度实现了设计成果在整个设计周期的共享，显著缩短设计周期。
二、三维设计技术在变电站设计中的应用
1、三维建模深度要求
若想实现三维设计，则需要预先对建模深度进行深入研究。建模深度不但影响着三维设计的进度与工作量，而且还关系到三维设计的总体质量及效率。电气设备作为变电站的核心设备，需要对其模型的建模深度、建模精度等作出明确的规定，以此为三维设计人员开展相关工作提供保障。
2、创建三维模型库
三维模型库的创建主要针对土建支架模型与设备模型，而当前这两种模型又构成了元件模型。因此在三维设计过程中，元件建模是三维设计工作开展的初始环节，而三维设计方案的整体质量，在很大程度上决定着元件建模的水平。在确保三维布置校检有效性的前提下，设计人员需要结合实际情况，不断简化元件信息。而元件模型是否合理，严重影响着三维设计的是否流畅，同时对于后续工作的开展具有一定的直接性影响。基于土建支架模型与设备模型而言，设备建模难度系数相对较高。一般情况下，要想实现设备模型创建达到预期的理想效果，则需要设备供应商提供指定的文件格式，或者提供较为完善的三维模型。同时要确保模型的绘制比例达标。此外，设备供应商要为其模型质量负责。
在创建模型的过程当中，设备模型的命名要严格执行相关标准规定，不可出现较为随意化的情况。相对于三维数字模型命名而言，其命名具备唯一性、准确性、以及合理性等特点。而当前这种命名方式主要是为了方便识别，以及对其进行一些列的管理。同时，三维数字模型的命名还可以使用数字、字母、下划线等。此外，创建模型库的过程中，设计人员需要简化模型的几何细节，以此来节约模型库的存储空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而简化模型几何细节需要遵循以下原则：（1）模型的简化，主要为了方便识别或者绘图，不得产生过多的歧义。（2）充分保证模型自身功能表达不会受到影响，并且也不会对其基本结构造成不良影响。（3）不得对模型装配造成影响。（4）在模型几何细节简化过程中，要保证其关键尺寸不得被简化，也不能够简化其专业接口部分。
三、三维设计在变电站工程中的应用方向
1、定制概预算软件接口
目前三维设计软件与技经软件接口较少，会大大影响整体设计效率。建议从数字化三维设计成果中提取的全站材料清册及各类安装工程量，直接经由概预算软件计算出工程造价。该建议实施后，不仅能快速进行工程建造经济性分析，同时可对比不同方案造价分析，提高方案比选效率，为工程投资方决策提供精确的参考数据，其时效性、准确性相比于传统方式具有巨大的优势。
2、定制P3等工程软件接口，推进4D模拟施工
建议在设计阶段即采用三维数字化设计进行施工、运维过程的模拟（4D技术），如模拟大型设备吊装、模拟检修维护、模拟扩建陪停电等，已确认方案的合理性。目前，三维软件本身虽然可以实现设备运输、施工吊装等模拟，但无法进行负荷计算等。有专门的施工软件可以进行吊装计算及模拟等，但与以上三维设计平台的接口欠缺。另外，在设计过程中建立的三维模型，使用项目管理工具把施工的进度信息导入，将施工进度信息与三维模型进行关联，在施工前期便可做到基于三维模型工程的施工进度模拟，整个过程直观可视，方便施工的预案提出，更好的做到施工过程的整体规划。
四、三维数字化变电站控制系统模型应用优化
1、摄像头监控设计应用
对于二维的平面图设计，设计人员只能依靠简单的判断和估计在建筑物有关区域中进行配置，大多数摄像头的分布缺乏科学合理的设计，而对于摄像头的监控范围和角度，摄像头与人的位点举例，与电器设备的举例都无法进行侧量和校核，而在数字化三维设计中，所有变电站都是通过三维立体进行展现，能直观地看到摄像头分布，以及摄像头与其他配电装置的距离，摄像头的拍摄范围是否出现重叠等问题，就可以根据三维显示的效果进行调整，在完成合适的调整之后再将调整的情况反馈到设计中就可以优化设计。
2、变电站电子围栏控制系统三维设计
变电站控制系统的围墙信息储存在电子信息平台上，设计人员将变电站控制系统的全站三维模型和围墙分布信息上传后，可以调取根据围墙的区域进行电子围栏的布置，并在三维设计中展示电子围栏的立杆，控制器等设计细节以及控制器的长高等。
3、变电站室内智能辅助控制系统设计
三维设计技术不仅仅可以在变电站的室外得到应用，还可以在变电站的室内通过三维信息技术完成变电站的火灾报警、环境监测系统设计等等。另外，还可以利用3Dmax或者lumion的动画渲染和场景展示进行监测系统的模拟试用，优化监测系统的作用空间和检测范围。
五、结束语
随着三维设计技术不断的深入发展，并在社会各个生产领域广泛应用，已经取得了显著性的应用成效。但是在变电站设计方面的应用，却仍然存在一定的缺陷与不足，导致其无法在变电站设计中发挥其应用优势。基于此情况下，我国要结合三维设计技术存在的不足进行深入研究，不断加强对其科研力度，解决三维设计技术在变电站应用中存在的问题，不断提升三维设计技术的科技含量，进而促进我国电力设计技术的快速发展。
参考文献:
[1]潘健勋.基于三维设计技术的变电站设计研究[J].科技展望，2016，25(18):115-116.
[2]王伟.三维数字化技术在变电站设计中的应用[J].电力勘测设计，2018(S2):67-68.
论文作者:赵枪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/9
标签：变电站论文; 模型论文; 三维设计论文; 技术论文; 建模论文; 设备论文; 工程论文; 《电力设备》2019年第23期论文;