CN115659564A - 一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输变电工程技术领域，尤其为一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，首先对国网关于变电站三维设计及成果移交的相关标准和文件要求进行了解，使得设计符合国网的规定；然后对输变电工程模型的设施进行规划，在规划输变电工程模型的设施时设置空间带电距离校核、综合碰撞检查、设备材料及工程量统计、可视化展示、设备查找及属性查询等功能；电气主接线逻辑模型包含建设规模、各电压等级接线方式、设备配置情况、设备名称、主要电气参数、导体型号等主要信息，通过上述技术方案，不仅可以较好的根据资料进行建模处理和模型展示，而且可以较好的与现有资料进行匹配处理，便于后期对数据进行修改、调整和模拟等操作处理。

Description

一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法

技术领域

本发明涉及输变电工程技术领域，具体为一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法。

背景技术

输变电工程是是输电线路建设和变压器安装工程的统称；而在进行建设输变电工程前需要对输变电工程进行建模处理，从而通过建立的模型进行模拟输变电工程，进而可以对其运行的稳定性、生命周期等进行模拟测试，以保证设计方案的稳定合理等；而现有的基于三维设计的输变电工程模型构建方法仅能简单的对输变电工程进行模拟使用，但是不能较好的针对于其工程的数据进行匹配，从而不利于数据的导入导出等便捷性的使用等，因此针对上述问题提出一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，包括以下步骤：

步骤一：准备工作：首先对国网关于变电站三维设计及成果移交的相关标准和文件要求进行了解，使得设计符合国网的规定；然后对输变电工程模型的设施进行规划，在规划输变电工程模型的设施时设置空间带电距离校核、综合碰撞检查、设备材料及工程量统计、可视化展示、设备查找及属性查询等功能；

步骤二：电气一次设计：电气主接线逻辑模型包含建设规模、各电压等级接线方式、设备配置情况、设备名称、主要电气参数、导体型号等主要信息，逻辑模型应与物理模型相关联；实现基于AutoCAD的二维图形符号和主接线图快速绘制功能，基于SQL数据库的设备属性参数信息与图面元件符号建立关联关系，回路标注功能提取设备库信息根据特定规则标注到图面中，自动对主接线元件进行编号处理，完成主接线设计；电气一次设备及材料三维设计成果，主要设备和材料的建模完整，设备建模达到通用模型深度；全站主要电气一次设备、设施及材料的三维布置方案匹配，包括配电装置布置设计、三维电气安全净距校验等；防雷、接地设施的模型完整和完成三维防雷保护范围校验；

步骤三：二次系统设计：完成包括各类电气设备、箱柜、金具、灯具、电缆设施、防火封堵等在内的建模；设备建模达模型深度、设备建模层级结构、模型几何精度、属性细度是均满足要求；控制保护、计量和通信等屏柜及蓄电池的合理布置；

步骤四：土建部分设计：实现场地平整，土方计算，完成进站道路、站内道路、围墙、站区电缆沟设计、站区场地形式、站区建（构）筑物三维布置、排水沟设计，包括上部结构和基础建模等内容，同时基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括建筑主体设计（外墙、内墙）、设施设计、梁柱、板墙、门窗、吊顶、屋顶、雨水井、雨篷、开孔族、架空活动地板、踢脚线、出屋面井道、雨水沟、水簸箕、栏杆电缆竖井以及楼梯、电梯、阳台、台阶坡道和散水等辅助设施的三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括构支架、主要设备基础、油坑、防火墙等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括空调、风机、电取暖器、水泵、冷却塔、空冷器、消防栓、换热器、水处理设备、水管、风管、制冷剂管、水阀、风阀、各种类型风口等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等。

优选的，步骤一中的输变电工程模型的设施包括但不限于变电站本体、出线走廊、进站道路、边坡设计、站外排水等，且输变电工程模型在设计还需要考虑扩建、远期规划站内外设施周围环境协调的问题。

优选的，步骤二中主接线设计包括以下服务：二维图形符号的创建、设备属性参数的创建、主接线参数化绘制、回路绘制、主接线编辑、设备赋值、主接线标注和典型接线模板扩充。

优选的，二维图形符号的创建通过AutoCAD创建的二维图形符号进行入库存储，为后面创建电气主接线图和关联属性参数提供便利；设备属性参数的创建基于SQL数据库，实现设备参数的扩充和记录，包括设备的主要参数、物料编码等信息；主接线参数化绘制，实现回路的预览和选择，并自动判定相同回路自动选择，并进行动态预览，设置回路间距和整体布置方向，实现的一个配电区域的自动布置；回路绘制以典型回路和典型元件为布置基础，通过对回路样式的快速预览和选择，实现回路的布置，图面编辑；主接线编辑在主接线绘制好后，对一些细节的调整，通过回路间接线、回路内接线、成套设备定义、回路刷新、期次定义功能实现主接线快速编辑；设备赋值实现设备参数信息赋值以及导线信息赋值，为标注和自动统计做准备；主接线标注，使用主接线标注功能，实现对回路、设备的自动标注，并可以规范设计师标注的字体、字型、电气参数内容等：实现将通过二维图例符号关联的间隔回路、区域方案、整体方案扩充，后期直接进行典型回路和方案的调用。

优选的，在进行三维设计时图纸均应从工程三维设计模型中直接抽取，保证图纸和模型的一致性，图纸包括变电站总平面布置、竖向布置、土石方平衡图纸，道路、围墙大门、边坡挡墙、地下管沟图纸，电气平、断面图纸，电气安装图纸，防雷接地图纸，照明及动力系统布置、安装图纸，含槽盒、桥架等布置安装的光/电缆敷设图纸，建筑、结构图纸，构、支架及基础图纸，水工、暖通、消防图纸；变电站电气主接线、站用电接线等图纸应与工程三维模型实现关联；采用数字化设计手段完成电气原理图逻辑接线设计，自动生成端子排图、虚端子图、电缆清册及光缆接线表等。

优选的，在步骤一中的准备工作中，还需要准备属性集、组件类、物理模型和工程模型四部分内容；其中属性集包括工程参数、电气参数、力学参数、材料参数、几何参数、位置参数、图形符号等；工程参数、电气参数、力学参数、材料参数采用结构化数据描述；几何参数用于描述几何模型；位置参数通过空间变换矩阵进行描述；图形符号用于描述主接线、站用电原理接线、电气原理图、水暖系统图中的设备、装置和材料等；组件类包括建筑物类、设备类、材料类、其他设施类；物理模型用于描述实体外形尺寸和空间位置，逻辑模型用于描述设备之间的关联关系；工程模型是由工程中所有的建筑物、设备、材料及其他设施模型和工程属性构成的信息集合，也包含设备之间的逻辑关系。

优选的，在进行设计时，对模型文件的格式、基本的图元和钢结构、工程模型层级、工程属性信息、设备（设施）及部件种类和电压等级进行限定和说明；模型文件的格式包括属性的表达、颜色表达、空间阵列表达、几何信息表达和文件格式的设置等；工程模型层级包括变电站工程模型层级、架空输电线路工程模型层级和电缆线路工程模型层级。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过上述技术方案，不仅可以较好的根据资料进行建模处理和模型展示，而且可以较好的与现有资料进行匹配处理，便于后期对数据进行修改、调整和模拟等操作处理。

具体实施方式

实施例1：本发明提供一种技术方案：

一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，包括以下步骤：

步骤一：准备工作：首先对国网关于变电站三维设计及成果移交的相关标准和文件要求进行了解，使得设计符合国网的规定；然后对输变电工程模型的设施进行规划，在规划输变电工程模型的设施时设置空间带电距离校核、综合碰撞检查、设备材料及工程量统计、可视化展示、设备查找及属性查询等功能；

步骤二：电气一次设计：电气主接线逻辑模型包含建设规模、各电压等级接线方式、设备配置情况、设备名称、主要电气参数、导体型号等主要信息，逻辑模型应与物理模型相关联；实现基于AutoCAD的二维图形符号和主接线图快速绘制功能，基于SQL数据库的设备属性参数信息与图面元件符号建立关联关系，回路标注功能提取设备库信息根据特定规则标注到图面中，自动对主接线元件进行编号处理，完成主接线设计；电气一次设备及材料三维设计成果，主要设备和材料的建模完整，设备建模达到通用模型深度；全站主要电气一次设备、设施及材料的三维布置方案匹配，包括配电装置布置设计、三维电气安全净距校验等；防雷、接地设施的模型完整和完成三维防雷保护范围校验；

步骤三：二次系统设计：完成包括各类电气设备、箱柜、金具、灯具、电缆设施、防火封堵等在内的建模；设备建模达模型深度、设备建模层级结构、模型几何精度、属性细度是均满足要求；控制保护、计量和通信等屏柜及蓄电池的合理布置；

步骤四：土建部分设计：实现场地平整，土方计算，完成进站道路、站内道路、围墙、站区电缆沟设计、站区场地形式、站区建（构）筑物三维布置、排水沟设计，包括上部结构和基础建模等内容，同时基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括建筑主体设计（外墙、内墙）、设施设计、梁柱、板墙、门窗、吊顶、屋顶、雨水井、雨篷、开孔族、架空活动地板、踢脚线、出屋面井道、雨水沟、水簸箕、栏杆电缆竖井以及楼梯、电梯、阳台、台阶坡道和散水等辅助设施的三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括构支架、主要设备基础、油坑、防火墙等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括空调、风机、电取暖器、水泵、冷却塔、空冷器、消防栓、换热器、水处理设备、水管、风管、制冷剂管、水阀、风阀、各种类型风口等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等。

本发明中，通过上述技术方案，不仅可以较好的根据资料进行建模处理和模型展示，而且可以较好的与现有资料进行匹配处理，便于后期对数据进行修改、调整和模拟等操作处理。

步骤一中的输变电工程模型的设施包括但不限于变电站本体、出线走廊、进站道路、边坡设计、站外排水等，且输变电工程模型在设计还需要考虑扩建、远期规划站内外设施周围环境协调的问题；步骤二中主接线设计包括以下服务：二维图形符号的创建、设备属性参数的创建、主接线参数化绘制、回路绘制、主接线编辑、设备赋值、主接线标注和典型接线模板扩充；二维图形符号的创建通过AutoCAD创建的二维图形符号进行入库存储，为后面创建电气主接线图和关联属性参数提供便利；设备属性参数的创建基于SQL数据库，实现设备参数的扩充和记录，包括设备的主要参数、物料编码等信息；主接线参数化绘制，实现回路的预览和选择，并自动判定相同回路自动选择，并进行动态预览，设置回路间距和整体布置方向，实现的一个配电区域的自动布置；回路绘制以典型回路和典型元件为布置基础，通过对回路样式的快速预览和选择，实现回路的布置，图面编辑；主接线编辑在主接线绘制好后，对一些细节的调整，通过回路间接线、回路内接线、成套设备定义、回路刷新、期次定义功能实现主接线快速编辑；设备赋值实现设备参数信息赋值以及导线信息赋值，为标注和自动统计做准备；主接线标注，使用主接线标注功能，实现对回路、设备的自动标注，并可以规范设计师标注的字体、字型、电气参数内容等：实现将通过二维图例符号关联的间隔回路、区域方案、整体方案扩充，后期直接进行典型回路和方案的调用；在进行三维设计时图纸均应从工程三维设计模型中直接抽取，保证图纸和模型的一致性，图纸包括变电站总平面布置、竖向布置、土石方平衡图纸，道路、围墙大门、边坡挡墙、地下管沟图纸，电气平、断面图纸，电气安装图纸，防雷接地图纸，照明及动力系统布置、安装图纸，含槽盒、桥架等布置安装的光/电缆敷设图纸，建筑、结构图纸，构、支架及基础图纸，水工、暖通、消防图纸；变电站电气主接线、站用电接线等图纸应与工程三维模型实现关联；采用数字化设计手段完成电气原理图逻辑接线设计，自动生成端子排图、虚端子图、电缆清册及光缆接线表等；在步骤一中的准备工作中，还需要准备属性集、组件类、物理模型和工程模型四部分内容；其中属性集包括工程参数、电气参数、力学参数、材料参数、几何参数、位置参数、图形符号等；工程参数、电气参数、力学参数、材料参数采用结构化数据描述；几何参数用于描述几何模型；位置参数通过空间变换矩阵进行描述；图形符号用于描述主接线、站用电原理接线、电气原理图、水暖系统图中的设备、装置和材料等；组件类包括建筑物类、设备类、材料类、其他设施类；物理模型用于描述实体外形尺寸和空间位置，逻辑模型用于描述设备之间的关联关系；工程模型是由工程中所有的建筑物、设备、材料及其他设施模型和工程属性构成的信息集合，也包含设备之间的逻辑关系；在进行设计时，对模型文件的格式、基本的图元和钢结构、工程模型层级、工程属性信息、设备（设施）及部件种类和电压等级进行限定和说明；模型文件的格式包括属性的表达、颜色表达、空间阵列表达、几何信息表达和文件格式的设置等；工程模型层级包括变电站工程模型层级、架空输电线路工程模型层级和电缆线路工程模型层级。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：准备工作：首先对国网关于变电站三维设计及成果移交的相关标准和文件要求进行了解，使得设计符合国网的规定；然后对输变电工程模型的设施进行规划，在规划输变电工程模型的设施时设置空间带电距离校核、综合碰撞检查、设备材料及工程量统计、可视化展示、设备查找及属性查询等功能；

步骤二：电气一次设计：电气主接线逻辑模型包含建设规模、各电压等级接线方式、设备配置情况、设备名称、主要电气参数、导体型号等主要信息，逻辑模型应与物理模型相关联；实现基于AutoCAD的二维图形符号和主接线图快速绘制功能，基于SQL数据库的设备属性参数信息与图面元件符号建立关联关系，回路标注功能提取设备库信息根据特定规则标注到图面中，自动对主接线元件进行编号处理，完成主接线设计；电气一次设备及材料三维设计成果，主要设备和材料的建模完整，设备建模达到通用模型深度；全站主要电气一次设备、设施及材料的三维布置方案匹配，包括配电装置布置设计、三维电气安全净距校验等；防雷、接地设施的模型完整和完成三维防雷保护范围校验；

步骤三：二次系统设计：完成包括各类电气设备、箱柜、金具、灯具、电缆设施、防火封堵等在内的建模；设备建模达模型深度、设备建模层级结构、模型几何精度、属性细度是均满足要求；控制保护、计量和通信等屏柜及蓄电池的合理布置；

步骤四：土建部分设计：实现场地平整，土方计算，完成进站道路、站内道路、围墙、站区电缆沟设计、站区场地形式、站区建（构）筑物三维布置、排水沟设计，包括上部结构和基础建模等内容，同时基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括建筑主体设计（外墙、内墙）、设施设计、梁柱、板墙、门窗、吊顶、屋顶、雨水井、雨篷、开孔族、架空活动地板、踢脚线、出屋面井道、雨水沟、水簸箕、栏杆电缆竖井以及楼梯、电梯、阳台、台阶坡道和散水等辅助设施的三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括构支架、主要设备基础、油坑、防火墙等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等；同时还可以基于自主软件平台实现相关软、硬碰撞检查；实现包括空调、风机、电取暖器、水泵、冷却塔、空冷器、消防栓、换热器、水处理设备、水管、风管、制冷剂管、水阀、风阀、各种类型风口等三维模型创建和编辑，同时模型附带属性信息、具备材质信息等。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：步骤一中的输变电工程模型的设施包括但不限于变电站本体、出线走廊、进站道路、边坡设计、站外排水等，且输变电工程模型在设计还需要考虑扩建、远期规划站内外设施周围环境协调的问题。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：步骤二中主接线设计包括以下服务：二维图形符号的创建、设备属性参数的创建、主接线参数化绘制、回路绘制、主接线编辑、设备赋值、主接线标注和典型接线模板扩充。

4.根据权利要求3所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：二维图形符号的创建通过AutoCAD创建的二维图形符号进行入库存储，为后面创建电气主接线图和关联属性参数提供便利；设备属性参数的创建基于SQL数据库，实现设备参数的扩充和记录，包括设备的主要参数、物料编码等信息；主接线参数化绘制，实现回路的预览和选择，并自动判定相同回路自动选择，并进行动态预览，设置回路间距和整体布置方向，实现的一个配电区域的自动布置；回路绘制以典型回路和典型元件为布置基础，通过对回路样式的快速预览和选择，实现回路的布置，图面编辑；主接线编辑在主接线绘制好后，对一些细节的调整，通过回路间接线、回路内接线、成套设备定义、回路刷新、期次定义功能实现主接线快速编辑；设备赋值实现设备参数信息赋值以及导线信息赋值，为标注和自动统计做准备；主接线标注，使用主接线标注功能，实现对回路、设备的自动标注，并可以规范设计师标注的字体、字型、电气参数内容等：实现将通过二维图例符号关联的间隔回路、区域方案、整体方案扩充，后期直接进行典型回路和方案的调用。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：在进行三维设计时图纸均应从工程三维设计模型中直接抽取，保证图纸和模型的一致性，图纸包括变电站总平面布置、竖向布置、土石方平衡图纸，道路、围墙大门、边坡挡墙、地下管沟图纸，电气平、断面图纸，电气安装图纸，防雷接地图纸，照明及动力系统布置、安装图纸，含槽盒、桥架等布置安装的光/电缆敷设图纸，建筑、结构图纸，构、支架及基础图纸，水工、暖通、消防图纸；变电站电气主接线、站用电接线等图纸应与工程三维模型实现关联；采用数字化设计手段完成电气原理图逻辑接线设计，自动生成端子排图、虚端子图、电缆清册及光缆接线表等。

6.根据权利要求1所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：在步骤一中的准备工作中，还需要准备属性集、组件类、物理模型和工程模型四部分内容；其中属性集包括工程参数、电气参数、力学参数、材料参数、几何参数、位置参数、图形符号等；工程参数、电气参数、力学参数、材料参数采用结构化数据描述；几何参数用于描述几何模型；位置参数通过空间变换矩阵进行描述；图形符号用于描述主接线、站用电原理接线、电气原理图、水暖系统图中的设备、装置和材料等；组件类包括建筑物类、设备类、材料类、其他设施类；物理模型用于描述实体外形尺寸和空间位置，逻辑模型用于描述设备之间的关联关系；工程模型是由工程中所有的建筑物、设备、材料及其他设施模型和工程属性构成的信息集合，也包含设备之间的逻辑关系。

7.根据权利要求1所述的一种基于三维设计的输变电工程模型构建方法，其特征在于：在进行设计时，对模型文件的格式、基本的图元和钢结构、工程模型层级、工程属性信息、设备（设施）及部件种类和电压等级进行限定和说明；模型文件的格式包括属性的表达、颜色表达、空间阵列表达、几何信息表达和文件格式的设置等；工程模型层级包括变电站工程模型层级、架空输电线路工程模型层级和电缆线路工程模型层级。