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1、<p> 變電站數(shù)字化設(shè)計(jì)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(duì)設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)理念提出了更多的新的要求。如何提升變電工程的設(shè)計(jì)手段,提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量,滿足業(yè)主日益增長(zhǎng)的成品信息量的需求,實(shí)現(xiàn)變電站全過(guò)程、全生命周期的管理,成為越來(lái)越多的設(shè)計(jì)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(jì)平臺(tái)對(duì)變電站數(shù)字化設(shè)計(jì)的方法和手段進(jìn)行了研究,并對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在變電工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值和意義進(jìn)行了探討。 </p><p> 【關(guān)鍵詞】變電站 數(shù)字化設(shè)計(jì) 應(yīng)用價(jià)值 </p><p> 傳統(tǒng)的變電站設(shè)計(jì)是用各種設(shè)計(jì)圖紙、文本標(biāo)注設(shè)計(jì)內(nèi)容,而其設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性只能依靠人工校核來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化的變電站設(shè)計(jì)是利用建模技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、管理,其設(shè)計(jì)過(guò)程也
3、是構(gòu)造數(shù)字化成果數(shù)據(jù)的過(guò)程。 </p><p> 1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù) </p><p> 數(shù)字化設(shè)計(jì)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(jì)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新;是以變電站設(shè)計(jì)對(duì)象數(shù)字化表達(dá)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)變電站基礎(chǔ)信息集成化,設(shè)計(jì)過(guò)程智能化,設(shè)計(jì)平臺(tái)一體化,專業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同化,設(shè)計(jì)成果數(shù)字化、可視化,應(yīng)用成果全程化,形成包含設(shè)計(jì)對(duì)象數(shù)據(jù)、工程過(guò)程信息等內(nèi)容的數(shù)字化設(shè)計(jì)成果。 </p>
4、<p> 數(shù)字化設(shè)計(jì)是工程全生命周期的要求,設(shè)計(jì)過(guò)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(jià)值。設(shè)計(jì)階段是數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭,數(shù)據(jù)產(chǎn)生機(jī)制會(huì)直接影響整個(gè)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(gòu)了北京博超公司的STD變電三維數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái),目前本院大多數(shù)750kV變電工程均采用該平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì),平臺(tái)應(yīng)用效果良好。 </p><p> STD數(shù)字化三
5、維變電設(shè)計(jì)平臺(tái)是以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心、以三維技術(shù)為手段,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)管理體系的精細(xì)化變電設(shè)計(jì)平臺(tái)。平臺(tái)通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與共享實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程的自動(dòng)化,借助三維技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果的精細(xì)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全專業(yè)模型級(jí)的協(xié)同設(shè)計(jì)。 </p><p> 2 實(shí)際工程數(shù)字化設(shè)計(jì) </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(yuǎn)景規(guī)模3*360MVA,330KV進(jìn)出線6回,110KV進(jìn)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(kù) </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(guò)設(shè)計(jì)平臺(tái)提供的工具進(jìn)行建模。設(shè)備建模時(shí),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(shí),比如帶電體、接地體、絕緣體、支架、機(jī)構(gòu)箱等,便于后續(xù)安全凈距檢查等設(shè)計(jì)優(yōu)化。 </p><p>
8、 2.3 主接線設(shè)計(jì) </p><p> 主接線設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì),另一種是參數(shù)化設(shè)計(jì)。其中,參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種快速靈活的設(shè)計(jì)方式,可以輸入工程的電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、接線方式、進(jìn)出線數(shù)量和回路樣式,就可以自動(dòng)形成一個(gè)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(yùn)營(yíng)方共享工程信息,確保在電網(wǎng)工程建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中信息的可識(shí)性和共享性,提高電網(wǎng)工程的數(shù)字化管理和安全運(yùn)行水平,需要為工程中主要設(shè)備進(jìn)行編碼。 </p><p> 2.5 數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì) </p><p> 變電站設(shè)計(jì)需要多個(gè)專業(yè)共同完成設(shè)計(jì),數(shù)字化設(shè)計(jì)同樣需要進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)需要在同一個(gè)平臺(tái)下進(jìn)行,在平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì),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(xì)分為各個(gè)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(diǎn)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(jì)工作。 </p><p><b> 2.6 總圖設(shè)計(jì) </b></p><p> 總圖設(shè)計(jì)依賴于數(shù)字化地形圖,設(shè)計(jì)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(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算。并進(jìn)行總圖規(guī)
11、劃設(shè)計(jì),包括各配電裝置區(qū)域、進(jìn)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(jì)完成后,設(shè)計(jì)成果需遷入到工程數(shù)據(jù)庫(kù)中,各配電裝置區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)均需以總圖設(shè)計(jì)成果為基準(zhǔn),在總圖中規(guī)劃的區(qū)域上進(jìn)行各配電裝置的設(shè)計(jì)和布置。 </p><p> 2.7 配電裝置設(shè)計(jì) </p><p> 配電裝置設(shè)計(jì)時(shí)可以直接利用主接線設(shè)計(jì)成果進(jìn)行設(shè)計(jì)??勺詣?dòng)獲取
12、間隔和回路信息、設(shè)備信息進(jìn)行軸網(wǎng)設(shè)計(jì);可以根據(jù)軸網(wǎng)確定設(shè)備布置點(diǎn),按照設(shè)備類型、相間距和支架高度可自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備布置。然后,進(jìn)行導(dǎo)線連接完成配電裝置設(shè)計(jì)。配電裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成果可以通過(guò)協(xié)同工作空間遷入到工程數(shù)據(jù)庫(kù)中,并自動(dòng)更新到三維總平圖上。 </p><p> 2.8 土建專業(yè)設(shè)計(jì) </p><p> 土建專業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)工作,也可以利用各自常用的專業(yè)軟件進(jìn)行計(jì)算校核,比如Midas、巖拓、PKPM、飛時(shí)達(dá)等專業(yè)軟件。設(shè)計(jì)完成后,可以通過(guò)接口將設(shè)計(jì)成果導(dǎo)入到平臺(tái)完成土建專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。 </p><p><b> 2.9 計(jì)算校核 </b></p><p> 設(shè)計(jì)完成后需要對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行計(jì)算校核。在數(shù)字化的設(shè)計(jì)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(jìn)行計(jì)
14、算校核。 </p><p><b> 2.9.1 計(jì)算 </b></p><p> 設(shè)計(jì)完成后,可直接從數(shù)字化設(shè)計(jì)成果上直接獲取屬性信息和空間位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,比如防雷計(jì)算、導(dǎo)線力學(xué)計(jì)算、管母力學(xué)計(jì)算、支撐管母計(jì)算、母線感應(yīng)電壓計(jì)算、導(dǎo)體相間距離計(jì)算、跳線相間距離計(jì)算、跳線相地距離計(jì)算等。 </p><p> 2.9.2 安全距離檢查&l
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