（新疆天成鲁源电气工程有限公司）
摘要：时代在不断进步和发展，对于智能变电站更多的挑战和要求。本文主要对3D-CAD技术的智能变电站三维数字化设进行研究，首先讲述了智能变电站对于设计需求、接着阐述数字化三维变电设计与移交平台、最后在分析了3D －CAD 技术在智能变电站设计中应用以及全寿命周期管理与数字化移交，主要目的为日后智能变电站设计技术提供有效的借鉴和参考。
关键词：3D-CAD技术；智能变电站；三维数字化；设计
前言
当前，信息技术发展迅速， 三维数字化设计凭借其它技术无法比拟的优势在多个领域中得到广泛应用，其具有精细化以及可视化优点[1]。设计是电网所有信息的源头，是各个环节（采购、 施工、 运行、 维护）的依据。为此，在智能化变电站建设过程中，只有促使电网设计实现智能化、信息化，才能为整个电网系统提供数字化引擎支持，实现智能化变电站现代化、数字化、自动化，才能从根本上提高电网管理效率和质量。
1.智能变电站对于设计需求
1.1传统变电设计模式
对于传统变电站来说，其在设计的过程当中，主要是采用二维图纸的表达模式，这种表达模式主要是依靠设计者的想象力、设计能力以及制图技能等来完成的，这种依靠人工的设计方式难以对工程总体空间布置的经济技术进行比较和优化。此外，该设计模式也难以和数据库为核心的电网信息化系统进行对接[2]。
1.2智能变电站、智能电网对于设计需求
当前，人们对于电量的需求量越来越大，对于电能的质量要求也越来越高。基于这样的发展背景之下，国网公司提出了“智能坚强电网 ” 、“数字绘画电网”的口号，尤其是智能变电站建设进入了推广实施阶段之后，对于技术、效率以及整体的管理水平均提出了更高的考验和要求。在信息技术飞速发展的今天，设计是整个电网系统化的源头，只有这个源头首先实现信息自动化，才能为整个系统提供强大的数字化数据支持，才能促使整个电网管理水平得到质的飞跃。为此，对于变电站的相关部门来说，必须要紧跟时代的步伐，与时俱进，在智能变电这设计建设的过程当中，应用先进的3D-CAD技术，采用三维数字化设计方式，才能进一步提高电网的设计水平[3]。
2.数字化三维变电设计与移交平台
数字化三维变电设计与移交平台具有五大设计特点（标准化、 精细化、数字化、 自动化、可视化），它主要是把网络数据库作为主要支撑，分别以数字化、设计软件、三维作为核心、主体以及手段，把变电设计所有环节（电气、 结构、 建筑、 水工、 暖通、 总）均集中到一个系统中[4]。对于整个平台架构来说，主要是由多个平台（全专业七个专业的设计子平台、项目管理子平台、专业化的协同设计子平台、数字化移交平台）来构成的[5]。在管理的过程中，均统一使用大型工程数据来对这些模块和子平台进行管理。严格按照统一的标准对子平台进行规划、研发，使得整个设计流程更加专业系统化。
3. 3D－CAD 技术在智能变电站设计中应用
数字化三维变电设计与移交平台有效的避免了采用传统信息传递方式导致信息不全、不一致等问题，促使各专业的协同设计得到实现[6]。对于变电 3D－CAD设计系统来说主要是由三个子系统（专业设计子系统、协同设计子系统、数字化移交接口子系统）来组成。
3.1 数字化主接线设计
短路计算阻抗图由主接线图进行自动提取，并计算短路电流。在网络工程数据库中导入设计图纸中的信息，确保了数据库信息、图纸内容二者信息的一致性。主接线数字化设计流程。
3.2 三维变电站布置图创建
在布置三维设备过程当中，项目数据库中设备清单由主接线模进行自动获取，并通过列表的方式来现实，让选取更具方便性。二维、三维两者之间的布置图设备参数可以既可相互导航又可实现共享。如果二维原理图变化，那么对数据库信息刷新之后，三维布置图可跟随自动更改。
3.3 防雷系统设计
在计算联合保护过程当中，可采用两种方法（滚球法、折线法），以此来生成计算书和防雷保护范围图，其设计的成果可通过查看三维界面获知。
3.4校验安全净距
使用三维设计模式来进行创建多个模型（导线、绝缘子串、控制楼、3D设备、道路）。在校验三维的变电站信息模型的时候，可采用关键点的方式来完成校验工作。在整个效验过程中，允许的安全值可从软件的底层数据中获取，让校验更加便捷。对于安全值标准库来说，可对其进行编辑和扩充[7]。
3.5二次设计
对智能变电站进行二次设计的时候，需要根据智能变电站的要求和特点。模块的设计方法主要包括有四个部分内容（IED 设备逻辑连线图、IED 设备配置表、IED 设备信息流图、IED 设备虚端子图）。对于该模块来说，可对厂家的 IED 设备的接点信息直接进行读取，并通过设计人员设计软件界面上进行接线信息定义，得出设计结果之后在项目数据库中进行保存。
4.全寿命周期管理与数字化移交
变电工程信息在全寿命周期的流动与共享是变电项目全寿命周期管理的关键环节。设计是全寿命周期的主要源头。在信息技术化时代背景之下，设计阶段的工作不单单是把常规的设计工作完成，更是一个建立信息的过程，如果设计没有实现信息化，也就无法实现数字化移交，工程的全寿命周期管理也因此会受到影响。变电工程全寿命周期管理是一个复杂、难度大的系统工程，由多个阶段（规划设计、 采购施工、 运行维护）来组成，如图2所示。工程的各种相关信息，包括参数、编信息等等，数字化三维变电设计与移交平台均具备，平台均可从工程数据库中把信息进行完整的提取，并按照业主指定的移交对象的系统的规定和要求，对数据接口（通道）进行定制，以此来达到实现数字化移交的目的。上游阶段、下游阶段二者之间相互关联的信息系统的数字化移交即构成了工程的全寿命周期的管理的基础[8]。
结束语
对于智能变电站来说，传统的设计模式已经难以适应现代的需求。为此，需要积极改变设计观念，采用先进的设计技术，把3D －CAD 技术在智能变电站设计中应用，进而实现数字化三维变电设计与移交平台的应用，进一步提高设计水平和效率，为智能变电这系统建设提供强大的引擎支持，促使变电站实现自动化、精细化、智能化管理，从根本上推进电网系统的可持续发展。
参考文献
[1]林榕,李中,蔡桂华.智能变电站三维设计系统构建[J].中国电业(技术版).2016，23(06)：990-993.
[2]李文杰,付华臣,史欢.基于Microstation的变电站三维数字化设计[J].电气时代.2016，12(06)：777-779.
[3]冉瑞江.Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨[J].中国电业(技术版).2015，11(05)：47-50.
[4]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(技术版).2016，31(04)：886-888.
[5]王志毅.智能化三维变电设计平台的应用[J].华东电力.2016，31(05)：655-657.
[6]张振.论三维设计系统在电力系统中的应用[J].科技资讯.2015，19(26)：184-186.
[7]项玲,邵俊伟,谭海兰,李思浩.智能变电站的三维协同设计[J].中国电业(技术版).2016，28(11)：653-658.
[8]王志毅.智能化三维变电设计平台的应用[J].华东电力.2016，13(05)：116-118.
论文作者:胡明忻,沈旭升,赵亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：变电站论文; 智能论文; 电网论文; 平台论文; 技术论文; 信息论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第7期论文;