三维技术在变电站建设中的应用(附件)【字数：9001】
变电站工程由于其自身施工工序繁琐复杂、工作面较窄、作业工期紧张、设备价值高、风险等级高，所以很难再依靠传统的施工管理模式来解决。现如今随着建设单位要求的不断提高，变电站往智能化，系统化的发展已经成为了必然趋势，通过三维技术能够合理有效的管控人员，缩短工作时间，合理安排作业工序，把作业风险降到最低。本文在整理相关文献后，首先简单阐述了变电站在设计阶段设备多，线路衔接复杂、专业协同设计困难、设计意图表达困难，在施工阶段施工现场管理难度大、前期预埋的工程量大、现场施工安全监测难度大，在运维阶段缺乏数据支撑、专业要求高、缺乏智能监测等现实困境，研究三维技术在设计、施工和运维阶段能够进行三维建模、设计校核、模拟施工、资料互提、真实数据监测、数据异常报警等应用，有效提高变电站项目的建设质量和效率。为以后变电站施工中三维技术的应用提供参考。
Keywords:3D technology; Substation; Construction management 目录
一、引言 1
（一）选题背景 1
（二）研究内容 1
二、变电站项目建设各阶段的难点分析 1
（一）设计阶段的难点 1
1.设备多，线路衔接复杂 1
2.专业协同设计困难 1
3.设计意图表达困难 1
（二）施工阶段的难点 2
1.施工现场管理难度大 2
2.预埋的工程量大 3
3.现场施工安全监测困难 3
（三）运维阶段的难点 3
1.缺乏数据支撑 3
2.专业要求高 3
3.缺乏智能监测 3
三、三维技术的特点 3
（一）三维技术含义 3
（二）三维技术的优势 3
1.在设计阶段的优势 4
2.在施工阶段的优势 4
3.提升运维的手段 4
四、三维技术的变电站中的具体应用 4
（一）设计阶段的运用 5
1.电缆沟 5
2.电缆敷设 5
3.围墙、大门 5
4.接地 6
5.防雷 6
6.照明 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
6
7.碰撞检查 6
8.安全净距校验 6
9.标注出图 7
10.电气主接线设计 7
11.协同设计 7
（二）施工阶段的运用 8
1.模拟施工 10
2.资料互提 10
3.材料统计 10
（三）运维阶段的运用 10
1.真实数据展示 10
2.数据异常警报 10
3.三维定位系统 10
4.地图导航 11
5.热成像云图模拟 11
6.问题追溯 11
五、总结与展望 11
（一）总结 11
（二）展望 11
致谢 11
参考文献 12
一、引言
（一）选题背景
随着社会对电力需求的不断增长，给中国电力行业带来了巨大的挑战和机遇。现如今国网公司对下属的各个分公司实施在线监管，各省公司对合作的分包公司在线督察，制定了严格的审查制度，设立专门部门“四不两直”巡回督察机制，这无疑是对电力施工单位提出了更高的要求。变电站建设除了施工质量、进度、成本常规的考量外，施工过程中的安全是尤为重要的。借助三维技术提高施工管理质量是目前变电站施工管理的发展趋势。国内的变电站三维技术应用开发大致可以划分为三个等级：三维技术的第一个等级就是常见基本的图形平台进行三维建模，把重点大多放在了可视化进程上用来进行成果汇报展示。这第二个等级就是通过引进国内外先进的三维设计软件，对其进行改造和开发，以满足国内的需求。这第三个等级在国内对于它的研究少之又少，属于三维技术的高级应用，实现三维技术在设计、施工、运维等各个阶段的管理应用。
（二）研究内容
本文通过大量的文献资料查阅和现场实地走访调研，总结目前变电站项目建设在设计、施工和运维阶段的难点。然后研究三维技术在破解上述难点的思路。通过研究三维技术在变电站各阶段的具体应用，为今后同类工程的三维技术应用提高范本。
二、变电站项目建设各阶段的难点分析
（一）设计阶段的难点
1.设备多，线路衔接复杂
为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。因此变电站设计中涉及到大量的专业电气设备和将这些设备连接起来的电缆、桥架。设备专业的施工还要跟土建专业配合。各进行各专业设计阶段，如何考虑衔接问题，如何合理进行空间布局和线路规划，是十分关键的。如果在设计阶段没有全盘考虑，不合理的设计会给后期施工和运维阶段会出现无法施工或不好管理的后果。
2.专业协同设计困难
电气设备的安装很多需要预埋，或者以土建构件作为设备基础，这就需要土建专业设计与电气专业设计配合。但是由于专业的门槛，各专业人员无法看懂对方专业的图纸，且即使看懂，因为是二维模式下的图纸，对于各构件之间在三维真实空间的连接是无法完全还原的。且目前专业间的协作设计主要依靠打电话或者开会签会议，导致沟通的效率低，专业间的协同困难。以吴江南500kV变电站工程为例，光电气的大型设备就有近百个，配套的土建墩台就也有近百个，电气设备和土建墩台数量众多，形态各异，同时使电气设备与土建墩台需要一一对应，使墩台大小形状和电气设备完美连接，设计难度巨大，这就要求电气设备和土建专业设计人员在设计阶段就进行良好的协同工作。
3.设计意图表达困难
箱型柱底座与成型混凝土柱边间隙过小，导致钢柱安装非常困难[3]，如图22所示，此类问题在变电站设计中十分常见。因为传统的设计是二维施工图设计，在图纸中没法体现项目施工完成后的真实样式，导致如果缺乏现场施工经验的设计人员会教条地按照专业相关规定设计，不考虑施工现场的安装问题。还有会碰到设计人员将各种因素充分考虑后完成了本专业的施工图，但是交由施工人员施工时，可能由于施工人员对二维图纸的理解能力有限，实际施工会与设计出现误差。还有在专业会签、图纸交底的时候也会遇到其他专业人员由于看的是二维图纸，又对对方专业不是很懂，造成理解有误或者发现不了专业间冲突的问题。究其原因就是传统的二维设计缺乏立体真实性，会让设计意图表达困难。
Keywords:3D technology; Substation; Construction management 目录
一、引言 1
（一）选题背景 1
（二）研究内容 1
二、变电站项目建设各阶段的难点分析 1
（一）设计阶段的难点 1
1.设备多，线路衔接复杂 1
2.专业协同设计困难 1
3.设计意图表达困难 1
（二）施工阶段的难点 2
1.施工现场管理难度大 2
2.预埋的工程量大 3
3.现场施工安全监测困难 3
（三）运维阶段的难点 3
1.缺乏数据支撑 3
2.专业要求高 3
3.缺乏智能监测 3
三、三维技术的特点 3
（一）三维技术含义 3
（二）三维技术的优势 3
1.在设计阶段的优势 4
2.在施工阶段的优势 4
3.提升运维的手段 4
四、三维技术的变电站中的具体应用 4
（一）设计阶段的运用 5
1.电缆沟 5
2.电缆敷设 5
3.围墙、大门 5
4.接地 6
5.防雷 6
6.照明 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
6
7.碰撞检查 6
8.安全净距校验 6
9.标注出图 7
10.电气主接线设计 7
11.协同设计 7
（二）施工阶段的运用 8
1.模拟施工 10
2.资料互提 10
3.材料统计 10
（三）运维阶段的运用 10
1.真实数据展示 10
2.数据异常警报 10
3.三维定位系统 10
4.地图导航 11
5.热成像云图模拟 11
6.问题追溯 11
五、总结与展望 11
（一）总结 11
（二）展望 11
致谢 11
参考文献 12
一、引言
（一）选题背景
随着社会对电力需求的不断增长，给中国电力行业带来了巨大的挑战和机遇。现如今国网公司对下属的各个分公司实施在线监管，各省公司对合作的分包公司在线督察，制定了严格的审查制度，设立专门部门“四不两直”巡回督察机制，这无疑是对电力施工单位提出了更高的要求。变电站建设除了施工质量、进度、成本常规的考量外，施工过程中的安全是尤为重要的。借助三维技术提高施工管理质量是目前变电站施工管理的发展趋势。国内的变电站三维技术应用开发大致可以划分为三个等级：三维技术的第一个等级就是常见基本的图形平台进行三维建模，把重点大多放在了可视化进程上用来进行成果汇报展示。这第二个等级就是通过引进国内外先进的三维设计软件，对其进行改造和开发，以满足国内的需求。这第三个等级在国内对于它的研究少之又少，属于三维技术的高级应用，实现三维技术在设计、施工、运维等各个阶段的管理应用。
（二）研究内容
本文通过大量的文献资料查阅和现场实地走访调研，总结目前变电站项目建设在设计、施工和运维阶段的难点。然后研究三维技术在破解上述难点的思路。通过研究三维技术在变电站各阶段的具体应用，为今后同类工程的三维技术应用提高范本。
二、变电站项目建设各阶段的难点分析
（一）设计阶段的难点
1.设备多，线路衔接复杂
为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。因此变电站设计中涉及到大量的专业电气设备和将这些设备连接起来的电缆、桥架。设备专业的施工还要跟土建专业配合。各进行各专业设计阶段，如何考虑衔接问题，如何合理进行空间布局和线路规划，是十分关键的。如果在设计阶段没有全盘考虑，不合理的设计会给后期施工和运维阶段会出现无法施工或不好管理的后果。
2.专业协同设计困难
电气设备的安装很多需要预埋，或者以土建构件作为设备基础，这就需要土建专业设计与电气专业设计配合。但是由于专业的门槛，各专业人员无法看懂对方专业的图纸，且即使看懂，因为是二维模式下的图纸，对于各构件之间在三维真实空间的连接是无法完全还原的。且目前专业间的协作设计主要依靠打电话或者开会签会议，导致沟通的效率低，专业间的协同困难。以吴江南500kV变电站工程为例，光电气的大型设备就有近百个，配套的土建墩台就也有近百个，电气设备和土建墩台数量众多，形态各异，同时使电气设备与土建墩台需要一一对应，使墩台大小形状和电气设备完美连接，设计难度巨大，这就要求电气设备和土建专业设计人员在设计阶段就进行良好的协同工作。
3.设计意图表达困难
箱型柱底座与成型混凝土柱边间隙过小，导致钢柱安装非常困难[3]，如图22所示，此类问题在变电站设计中十分常见。因为传统的设计是二维施工图设计，在图纸中没法体现项目施工完成后的真实样式，导致如果缺乏现场施工经验的设计人员会教条地按照专业相关规定设计，不考虑施工现场的安装问题。还有会碰到设计人员将各种因素充分考虑后完成了本专业的施工图，但是交由施工人员施工时，可能由于施工人员对二维图纸的理解能力有限，实际施工会与设计出现误差。还有在专业会签、图纸交底的时候也会遇到其他专业人员由于看的是二维图纸，又对对方专业不是很懂，造成理解有误或者发现不了专业间冲突的问题。究其原因就是传统的二维设计缺乏立体真实性，会让设计意图表达困难。
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