数字化三维技术在输变电工程设计中的应用

2024-01-26梁小芳王兴峰

今日自动化 2023年10期

关键词：工程设计设计方案数字化

梁小芳，王兴峰

（国网青海省电力公司海南供电公司，青海海南 813000）

数字化三维技术是我国现代网络信息技术背景下衍生出的新技术，具有更显著的优势。通过在输变电工程设计中合理应用数字化三维技术，既能提高输变电工程设计的科学性，也能为电力企业发展带来更多经济效益，促进我国电力企业的改革优化。

1 数字化三维技术概述

1.1 内容

数字化三维技术包括但不限于互联网技术、大数据技术等。通过数字化三维技术的合理应用，能够在工程建设管理中，获取工程中的各项数据信息，然后结合平台与系统，完成对工程数据信息的三维建模，从而达到数据信息资源共享的效果。另外，通过数字化三维技术的应用，能够对工程项目进行更为全面、动态的监管，然后对其中存在的风险隐患问题进行分析，做好相应的调整与优化，确保工程项目开展的有序性，达到一体化管理的效果。目前来看，随着数字化三维技术的不断发展和应用普及，在我国很多领域和行业建设中，均带来了不同程度的积极影响。

1.2 特点

数字化三维技术在我国现代化生产与发展建设中，有着十分广泛地应用，包括但不限于电力行业中的数字化三维技术应用，建筑行业中的数字化三维技术应用，军事领域内的数字化三维技术应用等。数字化三维技术的应用，能够进行真实的生产仿真模拟，针对其中各项影响因素，进行综合性地考量分析，然后对多元数据信息进行收集与整理。之后，通过开展三维分析与处理，保证生产工作达到更加高效、有序的效果。同时，数字化三维技术在实际应用的过程中，呈现出了更加完善、真实的效果，基本上能够满足很多领域与行业的实际发展需求，促进了我国经济社会的整体性发展。

1.3 价值

输变电工程是我国现代经济社会发展建设中的基础性工程，有着十分重要的意义。为保证输变电工程的建设成效，需要重点做好数字化三维技术的应用。具体来看，数字化三维技术在输变电工程中的应用价值，主要体现为2个方面。

（1）对比传统输变电工程设计。通过合理应用数字化三维技术辅助输变电工程设计，可显著提升输变电工程设计的专业性程度。在数字化三维技术应用期间，能够针对更多不同专业的知识进行整合，达到协调应用的效果。同时，数字化三维技术的应用，能够针对输变电工程中的各项数据信息进行分析考量，找出存在于输变电工程中的各类风险和隐患，并对输变电工程的设计方案进行优化与完善。另外，数字化三维技术在输变电工程设计的中的应用，还能够促进输变电工程中各项数据信息的共享，提高数据信息传输效率和流畅性。之后，对数据库进行建设，在数据库的辅助下，可完成对数据信息的归档与保管，为后续工作的开展，积累更多经验，为企业提供更多可行性方法与策略。

（2）数字化三维技术在输变电工程设计中的应用，能够依托于各类软件平台和硬件平台，完成对输变电工程更为深入地分析考量，达到更加精准的分类效果。如此，既可对电力企业的实际承载力进行分析把握，也能帮助企业更加详细地了解用户的真实情况，提升输变电工程设计的科学性与合理性，提高电力企业经营发展的经济效益和社会效益。

2 数字化三维技术的现状和趋势

2.1 相关技术应用情况

数字化三维技术的应用，早在20世纪90年代便在工程领域得到了广泛应用，且最早应用于电力工程领域中。我国对数字化三维技术的应用，最早是在火力发电厂中，其中，在电厂设计中，应用数字化三维技术最初目的是为辅助主厂房的设计。在对主厂房进行设计时，通常会涉及大量内容，且存在着不同专业间的交叉问题，如电气施工、结构施工、管道施工等。因此，数字化三维技术的应用重点也体现在了立体空间的分配方面，从而减少了碰撞问题的发生。

具体来看，相比传统技术，数字化三维技术在发电领域的应用，更有利于设计人员对设计意图进行表达，更有利于多个专业进行配合，也能够减少“错”“漏”“碰”，实现工程设计方案的优化，并在决策人员和设计人员开展工作期间，可对工程项目的实际情况，进行更为清晰、准确地把握。

2.2 输变电工程应用数字化三维技术的必要性

传统模式下开展输变电工程设计工作，通常会选择应用二维设计方式。在二维设计方式中，所采用的计算分析软件虽然能够对设计期间的一些问题进行解决。但随着线路走廊数量，以及变电站数量的增加，在线路设计中，对设计的精细程度提出了更高的要求。同时，在现代发展中，随着特高压交直流输电技术的发展和广泛应用，同样对设计技术提出了更高的要求，需要做好设计技术的变革与创新。在此基础上，数字化三维技术的应用取得了良好效果，其不仅应用在输变电工程中，也体现在很多其他工程中，如航天、核电、建筑等。对比传统二维设计技术，数字化三维技术的应用，能够针对输变电工程施工建设中的同一区域多个专业设计碰撞问题进行解决，开展模型统计，形成三维立体图像。同时，传统设计技术和设计模式会受不同专业软件平台的影响，导致所产生的数据信息之间不能统一，并在数据信息中，存在着重复性输入的问题，影响了数据信息的利用率。而在输变电工程建设中应用数字三维技术，可实现设计周期短，精细化程度高，通过促进数据信息的有效传递，更有利于提升设计的效率和质量。

3 数字化三维技术在输变电工程设计中的应用

3.1 建立设计模型

数字化三维技术在输变电工程的应用过程中，需提前建立设计模型，为后续工作的开展提供依据和参考。

（1）应用数字化三维技术，需要利用互联网技术和计算机技术，对建模系统和平台进行搭建。通过物联网技术和大数据技术的应用，对输变电工程建设期间的各项数据信息进行采集整理，包括电气设备数据信息，土建架构数据信息等。完成数据信息的采集整理后，在系统平台内进行录入。

（2）设计软件中的数据库，然后将设计软件中的数据库同录入的数据信息参数进行分析比对。

（3）结合完成录入后的数据信息，开展三维模型设计工作。如此，在三维模型中，便能够实现对全部数据信息参数的精准标注，帮助工作人员更有效地把握这些数据信息。

3.2 校验安全距离

数字化三维技术在输变电工程设计的应用过程中，完成三维模型建立后，需要对安全距离进行校验。结合安全距离校验结果，保证输变电工程的设计方案可达到更加合理的效果，也能够有效避免后续工程建设出现不必要的返工。

（1）应用数字化三维技术，依托三维模型，对输变电工程项目的内容，及其中数据信息进行校对核算，然后对校验的范围进行选择，也可以采取人工选择的方式。

（2）重点关注校对工作期间，发现的不合理之处，针对不合理之处对其进行修正和调整。在完成以上工作后，在此开展校验处理。

3.3 做好防雷保护

为达到更理想的输变电工程设计效果，需要重点做好防雷保护处理。防雷保护是输变电工程施工建设的重要组成部分，有着十分关键的意义。良好的防雷保护，既关系着用电用户在用电过程中的安全性，也关系着企业自身的经济效益。因此，需要合理应用数字化三维技术，开展输变电工程防雷防护处理，提升变电站的整体质量和效能。具体可从以下两个方面切入。

（1）利用数字化三维技术进行输变电工程的三维模型设计，然后在设计好的模型中，添加防雷模块。如此一来，设计软件便能够完成对其的自动识别和自动增加，再由设计人员对其进行适当调整，以保障防雷措施的科学性与合理性。

（2）在完成对防雷设施的增加后，需要通过设计软件，对保护的范围进行科学合理计算，并以图像的方式，对其进行直观形象地展示，以提高输变电工程设计的效率和质量。

3.4 优化设计方案

应用数字化三维技术开展输变电工程设计工作，需要对设计方案进行合理优化，以在科学设计方案的指导下，提升设计的质量和成效。在此基础上，设计人员应针对多张图纸进行有效绘制，以及对其进行反复地修改和调整，保证输变电工程设计方案的科学性与合理性。数字化三维技术的应用，能够达到无纸化设计的效果，针对设计的成果进行三维立体显示。如此，既能够减轻输变电工程设计中的工作任务，也能降低人员的负担与压力，切实提高输变电工程设计的效率和质量，并帮助施工人员更加清晰地了解其中操作，提升施工进度，减少工程施工中的资源损耗。在具体进行设计优化的过程，可从以下几个方面切入。

（1）在设计软件的指导下，将工程设计方案进行自动生成，呈现出三维立体的方式。同时，设计人员通过对其进行应用，完成对工程的内部剖析，以把握变电站中的各结构和内容，对工程设计方案是否足够科学、合理进行判断。

（2）应用三维立体图形，针对各设备间的距离进行自动标注，把握其中包括参数、型号在内的各项指标，为设计人员的修改和调整提供参考与指导。

（3）通过对设计软件的应用，能够在设计图形中，完成对相关数据参数的提取，然后自动对施工图纸进行生成，并生成施工材料表，实现工程施工效率和准确性的提升。