三维设计在输变电工程中的应用

郑海

随着现代科学技术的发展，数字化三维设计技术已成为新一代智能设计平台的基础。自90年代以来，它已被广泛运用于工业设计、建筑设计与装备制造等众多方面。中国输变电工程设计技术先后历经图版制图、计算机制图以及计算机辅助制图等主要阶段，如今凭借高质量、高效率以及高可视化等优势逐渐取代传统设计技术，不断应用于输变电工程。基于此，本文对三维设计在输变电工程中的应用进行研究，以供参考。

输变电工程;三维设计;信息化技术

自改革开放深入实施后，我国逐渐进入互联网+时代。在此新的发展形势下，我国各行业均通过创新实现全面性发展。就现阶段输变电工程的发展现状而言，为了能够提升输变电的应用水平，逐渐将三维数字化设计技术应用到输变电工程中。三维数字化设计技术的应用，在一定程度上提高了输变电的智能化和集成性，使输变电信息的快速传输更为便捷。

三维数字化设计技术是基于科学技术高速发展产生的一种新兴高科技技术。所谓三维数字化设计，是指凭借整合不同时间勘测到的信息数据，在挖掘有关数据后，最终完成对综合性数据的解析。在此基础上，对输变电工程三维设计的内涵进行阐述：在搜集到工程信息、地理信息数据的基础上，通过综合应用三维建模技术和数字化协同设计技术，最终在输变电工程中不仅实现全过程三维可视化设计，还完成信息一体化。文献由此对三维设计的特征进行进一步概括：（1）具有设计标准规则。一般来说，三维设计标准分为企业级标准和项目级标准。2017年底，国家电网公司已制定印发了八项就输变电工程三维设计展开的标准。（2）具有设计的模型。作为三维设计技术实施的具体对象，模型标准是约束各方工作、实现数据有效传递的根本，应遵循“标准统一、兼容交互、模型通用”三项原则。（3）具有大数据的支撑。作为三维设计成果的根基，数据经由建立数据中心达成全业务的统一意义重大。现今的数据中心一般是指数据处理域、数据分析域以及数据管理域三个方面。（4）具有不同阶段的协同。三维设计的多专业协同要求满足“一对多”数据权限访问模式。协同的实现主要依靠应用人员的三维设计技术水平。

国家电网有限公司2018年初工作会议报告提出《以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导为建设世界一流能源互联网企业不懈奋斗》。确立这一战略目标，是贯彻党的十九大精神和习近平总书记能源战略思想的必然要求，是积极适应蓬勃推进的能源生产和消费革命新形势的必然要求，是把握能源革命和數字革命深度融合趋势，争取战略主动的必然要求。未来的电网，从技术特征上看，将向新一代电力系统演进;从功能形态上看，将向能源互联网演进。建设以坚强智能电网为核心的新一代电力系统，进而构建融合多能转换技术、智能控制技术和现代信息技术、广域泛在、开放共享的能源互联网，是电网发展的必然趋势。开展三维设计及建设工程数据中心是建设“数字国网”的重要手段，是构建国家电网有限公司全业务数据链的重要环节，是提升输变电工程设计质量的重要举措，是强化“数字国网"顶层设计。

近年来，在科学技术日益更新的基础上，三维数字化设计技术逐渐被应用到各领域中。目前，在机械、电子、航空、核电等诸多领域中，均可以通过三维数字化设计技术，实现对相关领域中设计碰撞问题的解决。以输变电工程为例，将三维数字化设计技术应用于输变电工程中，可以在计算机软件的支持下，实现对工程的深度化解析。现阶段，为了满足出城市交通的需要，变电站地下构建的精细设计要求日益提高。于传统设计相比，采用三维数字化设计技术，能够通过多样化专业的联合性应用，提高密切协同水平，实现对设计方案的进一步优化，从不同方面实现对输变电工程的精准解析，并通过对数据库中相关信息的勘测，提升输变电信息传输的通畅性。

4.1数字化选线

在三维场景中，依托电网各种数据及相关交叉跨越信息，借助数字高程模型和文档对象模型数据来模拟真实的地形地貌情况，通过测量完成三维数据建模后，在数字三维影像地形图中进行路径选线作业。这样做，相比传统方式选线有较大优势，沿线地形地貌、地表附着物等信息一目了然，尤其是现场的重要交叉跨越位置，如高速铁路、高速公路、重要输电通道等，为设计人员提供了必要的数据支撑，进而得到最优的选线路径。

4.2三维软件平台在输变电工程中的应用

在输变电工程发展中，三维软件平台在工程中的应用，也是尤为必要的。对于工程设计而言，优质的软件是提升工程质量的重要基础。在输变电工程实施中，三维软件平台的应用主要体现为以下方面。第一，三维渲染绘图设计。在输变电工程中，更多倾向于三维设计的图纸展示方面。从工程设计主流的角度，将输变电制作效果图、漫游图等进行展示，实际工程设计相对较少。因此注重三维渲染绘图设计在输变电工程中的应用。第二，三维建模功能。目前，在三维软件平台中，Au-tocad三维建模的应用比较广泛，通常是在软件基础平台上，加强对此三维建模的探索。此种三维建模功能已经日臻成熟，应加快对其的创新。第三，大型集成化系统。在输变电工程发展中，应通过大型继承化系统的了解，将其与三维软件相结合，从而提升其在输变电工程中的应用水平。

4.3 引入其他三维设计软件

能源安全关乎国家命脉。在能源行业应用区块链技术，必定会对传统业务模式造成冲击，故国内外对区块链在能源行业的应用十分谨慎。要将相关项目落到实处，必须有相关政策和法律的支持。目前，这项新技术在法律使用方面具有不确定性。随着区块链技术的不断发展，它极可能与法律规则存在一定程度的不兼容，会限制区块链的应用。此外，区块链技术的信任机制全然不同于传统交易，与之对应的法律尚未制定，一旦产生纠纷，立法、执法机构与企业管理者要如何利用法律手段加以处理有待商榷。因此，引入其他的专业三维设计软件如Solid Works，并开发出一套针对输变电工程设计的三维设计系统成为必然的发展趋势。早在2012年，国内就已经存在利用Solid Works进行变电站三维设计的实例。该软件操作简单方便，上手迅速。为了使AutoCAD用户可以完成二维设计到三维设计的过渡，Solid Works还提供AutoCAD模拟器。

电力的技术发展离不开电力市场的推动力，电能成为人们日常生活与工作当中不可缺少的一部分。随着我国电力行业的不断发展，电力设计当中一些问题也逐渐的显现出来。结合本文所阐述的内容，变电站设计的稳定性、安全性、合理性、经济性及实用性是事关变电站建设质量的重要因素。

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