基于ProjectWise的±1100 kV古泉换流站直流场数字化协同设计

宋佩珂，李越茂，姚 枫，张 进

（1.中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川 成都 610021；2.国家电网公司，北京 100031）

1 概述

昌吉—古泉±1100 kV特高压直流输电工程起于新疆准东(昌吉)换流站，止于安徽皖南(古泉)换流站，线路路径总长度约3304.7 km，输送容量1200万kW，是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。

西南电力设计院有限公司(以下简称西南院)承担了±1100 kV古泉换流站直流场的设计工作。直流场设计作为±1100 kV换流站设计的核心技术，技术难度高，涉及到电气、结构、建筑、水暖等多专业的协同配合。传统设计中，设计成品、设备资料和项目过程文档均单机保存，给工程资料的实时共享和专业间的协同配合带来了一定的困难。

在古泉换流站的设计中，西南院基于ProjectWise(以下简称PW)开展直流场数字化协同设计，实现工程设计文件、数据的集中管理，方便工程资料的查询和共享，并基于平台上各专业设计模型完成直流场综合碰撞检查，提高工程设计质量。

2 内容管理

要实现工程设计文件的集中管理，首先要在PW平台上建立古泉换流站项目分解结构。根据西南院三标管理体系文件《设计和开发控制程序》，将设计过程划分为设计策划、外部接口、设计输入、设计实施、设计评审、设计输出等阶段。设计实施是设计过程的主要阶段，该阶段又按各专业进行项目结构的划分，各专业下设置专业计划大纲、卷册任务书、提出资料、接收资料、设计文件、厂家资料等文件夹。此外，在设计实施阶段设置独立的模型组装文件夹，存放各专业设计模型，以便完成综合碰撞检查。古泉换流站项目分解结构见图1。

3 权限管理

为保证共享文件的安全性和可靠性，以项目分解结构为基础，根据工程参与人员的角色划分各类用户组，对各级文件和文件夹进行权限分配，规范工程参与人员的操作行为，在方便工程资料共享的同时，保证工程文件的正确性和可靠性。古泉换流站权限管理界面见图2，权限分配原则如下：

图1 古泉换流站项目分解结构

(1)工程参与人员应对工程所有文件具有文件读权限。

(2)项目管理员对工程所有文件及文件夹具有完全控制权限。

(3)文件夹的操作者对该文件夹具有除更改权限以外的所有权限。

(4)文件的操作者对该文件具有除更改权限和释放以外的所有权限。

图2 权限管理

4 版次管理

在传统工程设计中，图纸资料版本众多，在专业协同过程中往往会发生文件版本更新不及时，或是提资版本混淆的情况。在直流场设计过程中，基于PW平台对文件版本的控制，同一文件的修改和变更通过更新版本的方式依次存放在PW上，方便协同专业取用最新版的文件，也实现了图纸文档的全程可追溯。工程设计文件升版后，协同专业的文件中会自动提示参考文件已更新，确保了参考文件的正确性和实时性。

图3 有效版本控制

5 专业提资

基于PW平台，可实现专业间的资料互提。提资专业将存放于PW平台上的提资文档和附件打包后，发起提资流程，可将资料发布给相关专业。接收专业收到提资消息提醒后，点击提资附件，可直接链接到提资文档、图纸和三维模型上进行查看，见图4。

资料接收专业还可通过参考提资专业的三维模型，实现专业间的协同设计，避免专业间的碰撞，提高协同设计效率。PW文件参考界面见图5。

图4 专业提资

图5 文件参考

6 成品会签

基于PW平台，还可实现设计成品会签。主设人将PW平台上的设计成品打包后，发起会签流程，发布给会签专业。各专业接到会签消息提醒后，点击附件，链接到会签文件，核实设计成品是否满足提资要求。如设计成品满足所有专业需求，则会签完成；如任一专业未通过会签，则返回设计状态，设计人员进行修改后再次发起会签流程，直至设计成品通过所有专业会签。

7 直流场布置模型整合

基于PW平台，可通过文件参考，整合各专业设计模型，形成直流场三维布置模型。

7.1 坐标系统

为保证布置模型的正确整合，各专业须采用统一的坐标系统完成模型布置。古泉换流站直流场基于笛卡尔直角坐标系，Z轴正向朝上，坐标原点定义为户内直流场7-1及7-A轴线交点，见图6。

图6 坐标原点

坐标系统采用统一的国际单位作为长度和角度度量标准，长度采用毫米(mm)，精确到个位，角度采用度(°)，角度精确到小数点后两位。

7.2 模型整合

基于统一的坐标系统，建立直流场组装模型主文件，在主文件中参考各专业布置模型，完成对直流场布置模型的整合。模型整合后，可通过PW平台依存关系查看器，查询模型间的参考关系，见图7。

图7 依存关系查看器

8 综合碰撞检查

完成各专业模型整合后，可进行直流场综合碰撞检查。运行碰撞检查程序，选择需要检查碰撞的模型，如结构模型和供水模型，进行碰撞检查。检查完毕可在碰撞点列表中，查看到检查日期，碰撞点类型、碰撞类型描述、碰撞距离等信息，见图8。双击碰撞点，可以快速地导航到碰撞发生的位置，查看碰撞详情，见图9。

将碰撞检查结果返回到各专业，经专业间配合后对设计文件进行修改，在图纸出版前消除碰撞。

经过古泉站直流场综合碰撞检查，共发现专业间碰撞27处，有效解决了在二维图纸上不易发现的设计盲点，减少了施工过程中的返废工，有效控制了工程造价，提高了设计成品质量。

图8 碰撞检查界面

图9 碰撞详图

9 结论

在±1100 kV古泉换流站设计中，西南院基于PW平台实现了直流场数字化协同设计。通过定制项目分解结构，实现了对工程设计文件的集中管理，保证了数据的唯一性，方便了文件的共享和查询；通过权限管理，规范了工程参与人员的操作行为，提升了共享文件的安全性和可靠性；基于PW平台，实现了对文件有效版本的控制，实现了设计文件的全程可追溯；通过发布和参考的方式，完成了专业间的资料互提，并基于PW平台完成了设计成品会签。最后，基于统一的坐标系统，整合各专业设计模型，完成了直流场综合碰撞检查，在各专业正式出图前消除了专业间配合中常见的错、漏、碰、缺等现象，保证了设计成品质量，减少了施工过程中的返废工。

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