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［摘要］文章通過(guò)展示基于Bentley三維設(shè)計(jì)軟件貴州省遵義市余慶縣兩岔河水庫(kù)泵站廠(chǎng)房的電氣設(shè)計(jì)，總結(jié)了在三維協(xié)同設(shè)計(jì)中Bentley三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用空間。

［關(guān)鍵詞］水利水電工程;余慶縣兩岔河水庫(kù);BentleySubstation;BIM

1Bentley三維設(shè)計(jì)平臺(tái)介紹

Bentley公司為水利水電工程的三維設(shè)計(jì)提供了多種專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)模塊以滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的要求，通過(guò)不同的模塊調(diào)用和環(huán)境設(shè)置，各種專(zhuān)業(yè)可以在協(xié)同平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)快速且高質(zhì)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享。主要包括Mi-crostation模塊(基本三維平臺(tái))、Substation(電氣接線(xiàn)和三維變電站設(shè)計(jì))、Architecture(建筑設(shè)計(jì)模塊)、Structure(土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊)等。其中，Substation模塊具備專(zhuān)業(yè)的電氣設(shè)計(jì)模塊，具有專(zhuān)業(yè)且成熟的輔助設(shè)計(jì)功能，能夠保證在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的共享及傳遞，能夠與其他專(zhuān)業(yè)進(jìn)行快速的三維模型融合。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠在施工、采購(gòu)、運(yùn)維等過(guò)程環(huán)節(jié)中流暢傳遞，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目各個(gè)階段的全覆蓋。Substation模塊能夠?qū)崿F(xiàn)水利水電工程的快速三維建模，并且能夠快速輸出二維圖紙，能夠進(jìn)行防雷、接地、照明、電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)，幫助設(shè)計(jì)人員高效完成相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，并且支持用戶(hù)建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，在下次使用時(shí)能夠直接從符號(hào)庫(kù)中調(diào)用已存檔的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，免去重復(fù)建模的麻煩，節(jié)省了工作量。具備碰撞檢測(cè)的功能，能夠在電站、泵站廠(chǎng)房的布線(xiàn)設(shè)計(jì)之中快速的檢驗(yàn)出電纜、管道等各種管線(xiàn)是否存在碰撞的情況，最大程度的避免了施工過(guò)程中由于傳統(tǒng)二維圖紙無(wú)法精確呈現(xiàn)廠(chǎng)房布置而導(dǎo)致的管線(xiàn)碰撞問(wèn)題，見(jiàn)圖1。

2水利水電工程電氣設(shè)計(jì)過(guò)程

在水利水電工程設(shè)計(jì)中，電氣部分的設(shè)計(jì)首先需要的是根據(jù)其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供的用電設(shè)備負(fù)荷、工況等資料確定電氣主接線(xiàn)方案。在電氣主接線(xiàn)方案確定的前提下，再選擇所需的電氣設(shè)備。然后，需要進(jìn)行各類(lèi)電氣設(shè)備的三維建模。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體工程的不同特性，賦予每一個(gè)設(shè)備特定的屬性值。這些屬性值包括電氣設(shè)備的基本參數(shù)以及工程編碼。其中，三維模型所具備的工程編碼應(yīng)該和電氣主接線(xiàn)中的電氣編碼一一對(duì)應(yīng)，設(shè)備參數(shù)則需要涵蓋設(shè)備選型型號(hào)、額定電流、額定電壓等基本技術(shù)參數(shù)信息。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)公司而言，建立屬于自己的設(shè)備模型庫(kù)及屬性庫(kù)是十分必要的，可以免去重復(fù)建模的麻煩，從而形成公司的統(tǒng)一規(guī)范的出圖標(biāo)準(zhǔn)。接著，需要其他專(zhuān)業(yè)提供相關(guān)土建的三維模型，在基本土建模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)所需要的精度要求及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，確定電氣設(shè)備的擺放方案?；谙嚓P(guān)專(zhuān)業(yè)提供的土建模型，在三維空間里布置出所有的電氣設(shè)備、設(shè)備基礎(chǔ)構(gòu)架、電纜溝、電纜線(xiàn)等，在布置過(guò)程中，應(yīng)該遵循分區(qū)域、便捷、安全的原則進(jìn)行設(shè)備布置。設(shè)備布置完成后，可以使用自動(dòng)掛導(dǎo)線(xiàn)的工具進(jìn)行電纜線(xiàn)的布置。設(shè)計(jì)完成后，可以啟動(dòng)碰撞檢測(cè)，以檢測(cè)線(xiàn)路、設(shè)備等是否存在重疊、碰撞的現(xiàn)象。

3應(yīng)用實(shí)例

基于Bentley公司開(kāi)發(fā)的Substation電氣三維設(shè)計(jì)模塊，將對(duì)貴州省遵義市余慶兩岔河水庫(kù)的泵站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)進(jìn)行展示。貴州省遵義市余慶兩岔河水庫(kù)工程位于余慶縣關(guān)興鎮(zhèn)沙堆村香樹(shù)坪組，水庫(kù)規(guī)劃壩址建于烏江一級(jí)支流覺(jué)林河沙堆村三岔河以上0.5km處，至余慶縣約80km。兩岔河水庫(kù)主要任務(wù)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水和灌溉?？捎行Ы鉀Q松煙鎮(zhèn)集鎮(zhèn)及周邊農(nóng)村生活、生產(chǎn)發(fā)展用水問(wèn)題。兩岔河泵站裝機(jī)容量為:(1×450+2×280)kW，采用10kV異步電動(dòng)機(jī)。兩岔河泵站布置型式為地面泵站，主副廠(chǎng)房呈“L”型布置。主廠(chǎng)房長(zhǎng)約34m，寬約10m，主廠(chǎng)房?jī)?nèi)主要布置有水泵電機(jī)、高壓電機(jī)軟起動(dòng)柜、泵站現(xiàn)地LCU控制屏、監(jiān)測(cè)屏等。泵站副廠(chǎng)房長(zhǎng)約34m，寬約12m，根據(jù)電氣設(shè)備的情況，布置有0.4kV低壓配電室、10kV高壓開(kāi)關(guān)室、10kV高壓無(wú)功補(bǔ)償室、軟啟動(dòng)裝置室、中控室、資料室等，廠(chǎng)房三維模型，見(jiàn)圖2。

4優(yōu)勢(shì)及下一步的工作

(1)照明設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)均以二維的形式呈現(xiàn)，燈具布置只能以平面的形式呈現(xiàn)，不僅不直觀(guān)，而且因照明線(xiàn)路走線(xiàn)較復(fù)雜，實(shí)際施工人員不容易看懂，容易出現(xiàn)和施工圖紙不符合，甚至相差甚遠(yuǎn)的現(xiàn)象。而通過(guò)Substation平臺(tái)，將燈具的布置以三維的形式呈現(xiàn)出來(lái)，可以全方位立體的展現(xiàn)出所有燈具的空間布置，幫助施工人員快速理解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)也可以幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案。

(2)管線(xiàn)及電纜走向設(shè)計(jì)。管線(xiàn)的布置及電纜的走向十分重要，泵站或電站廠(chǎng)房中存在水泵電機(jī)、輸水管線(xiàn)、電氣設(shè)備的各種物體，傳統(tǒng)的二維圖難以完全展現(xiàn)各種設(shè)備及管線(xiàn)、電纜之間的空間位置關(guān)系，容易造成空間浪費(fèi)，而且容易導(dǎo)致管線(xiàn)、電纜、設(shè)備之間發(fā)生碰撞。而B(niǎo)entley三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件為了避免此種現(xiàn)象的發(fā)生，在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上提供了碰撞檢測(cè)，能夠做到在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段就規(guī)避管線(xiàn)之間的碰撞，提高施工成效，避免返工及重大設(shè)計(jì)變更。

(3)專(zhuān)業(yè)協(xié)同。水利水電工程所涉及的專(zhuān)業(yè)較多，往往一個(gè)完整工程的設(shè)計(jì)需要水工、金屬結(jié)構(gòu)、電氣、水機(jī)、暖通等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)才能完成，專(zhuān)業(yè)之間接口復(fù)雜，若沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行接洽，即使每個(gè)專(zhuān)業(yè)能獨(dú)立的完成自己分內(nèi)的工作，也無(wú)法完成整個(gè)設(shè)計(jì)。而B(niǎo)entley公司提供的Microstation平臺(tái)下有多種子軟件，幾乎覆蓋了水利水電工程所有的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)支持專(zhuān)業(yè)模塊的定制開(kāi)發(fā)，每個(gè)專(zhuān)業(yè)可以建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，其他專(zhuān)業(yè)直接調(diào)用即可，使得設(shè)計(jì)人員能夠快速整合各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)成果，形成完整的工程設(shè)計(jì)。

5結(jié)論

三維協(xié)同設(shè)計(jì)是未來(lái)水利水電工程設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)，相對(duì)于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)而言，更為直觀(guān)、準(zhǔn)確、便捷。

參考文獻(xiàn)

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［2］冉瑞江.Bentley軟件在變電站三維數(shù)字化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用與探討［J］.中國(guó)電業(yè)(技術(shù)版)，2012，3:43－45

［3］潘鍵.Bentley電氣軟件在水利工程設(shè)計(jì)中的推廣與應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2019，5(47):168－170

作者：張慧媛   單位：貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司