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变电站三维设计平台软件与专业软件的数据互通研究 0 数字化设计特点 自2018年以来，国家网源动力装置全面开展了能源输变电项目的三维设计，这需要公司对现有35kv电压以上的新能源供电项目进行三维设计、三维评估和三维转移。三维设计相比于传统二维设计，最重要的区别在于现有的二维设计手段没有数据库做支撑，很难适应工程信息化和数字化的要求。而三维数字化设计主要以数据库为核心，以三维模型为依托，通过数据驱动模型，大幅提高了设计文件的数据存储量并使工程数据的实时调用成为可能 全国各大电力设计院在几年的工程实践中，已经探索出一套可行的变电工程三维设计模式，设计人员主要依托于现行电力三维平台进行设计工作，但同时依然存在建模工作量大、设计效率低、设计文件在工程实施阶段很难应用等问题。巨大的三维设计工作量与日益增长的三维移交需求成为了现阶段国网公司推行三维设计的主要矛盾，其核心原因是目前的三维设计软件不能实现全专业的正向设计，特别是在结构专业三维设计过程中，设计人员需要在结构设计软件中设计完成后在三维平台中翻模。 本文针对如何解决结构专业正向三维设计的问题，结合变电站实际设计项目进行研究，旨在完善现有的三维设计模式，提高设计文件质量和设计效率。 1 pkpm在变电站三维设计流程 当前变电站三大三维设计平台的设计逻辑大致相同，均是以专业间互相协同为基础开展变电站的模型搭建、碰撞检查、专业间提资以及数字化移交，各专业协同关系如图1所示。 其中结构专业由于涉及国家规范规程要求，电力三维平台目前无法进行结构计算，也就不可能进行正向的三维设计。目前，专业认可度较高的结构设计软件是PKPM系列软件，设计人员以PKPM的设计结构为依托进行结构三维设计。 下面以某变电站工程钢框架配电装置楼为例阐述现阶段设计人员进行结构三维设计的流程。 步骤一：根据配电装置楼平面布置在PKPM中布置钢梁钢柱，在PKPM中完成结构分析、计算和出图，得到钢梁钢柱、连接节点、基础尺寸、基础配筋等信息。 步骤二：根据PKPM中得到的构件草图在三维平台中重新建立模型，包括连接件、柱脚节点、混凝土构件配筋等。 步骤三：在三维平台中按《输变电工程三维设计建模规范》的要求录入结构模型的属性。 步骤四：将完成的结构模型与其他专业模型一起导出GIM格式提交国网数据中心。 步骤五：施工图设计阶段里对模型进行剖切、标注、添加文字等处理后绘制平面施工图供施工现场使用。 其中步骤二及步骤五需要花费大量的时间在二维转化到三维，三维又转化成二维的重复劳动中，使得结构专业三维设计的效率远不如二维设计，这违背了推行三维设计的初衷。因此，寻求三维平台自身的专业化成为解决结构专业正向三维设计的关键。 2 pkpm-bim在变电站三维设计中的应用 由于结构专业规范条目繁多，涉及到有限元分析等底层算法解构问题，目前的电力三维平台短时间内开发结构模块难度很大，即使能进行结构计算，也存在图审市场的认可度问题，因此让电力三维平台增加结构计算模块并不可行。 PKPM软件亦在近年推出了自己的BIM平台，而结构专业是PKPM软件的优势所在，于是我们尝试在PKPM-BIM进行变电站结构专业的三维设计。 下面依然以某变电站工程钢框架配电装置楼为例阐述采用PKPM-BIM进行结构三维设计的流程。 步骤一：在PKPM-BIM软件中进行钢柱钢梁的布置与设计参数的输入。 步骤二：在软件中进行结构分析与计算，依据计算结果配置连接节点和构造设计，完成可视化三维模型，模型属性将自动依附在模型中。 步骤三：通过模型自动生成施工图及材料清单。 通过实际操作发现，使用PKPM-BIM进行三维模型效率远远高于直接在电力三维平台中建模。目前国网公司通用设计方案建筑物以单层、两层钢框架结构为主，熟悉PKPM操作的设计人员仅需花费约一个工作日便能完成一个变电站建筑物的结构三维设计任务。 但是，变电工程三维设计除了要满足现场施工的需求外，更重要的是要能满足国网数据中心的移交需求，而移交数据中心平台必须是以GIM的格式上传。目前只有三大电力三维平台可以将三维模型导出GIM格式，因此单纯使用PKPM-BIM软件也不能完成变电工程三维设计的全部任务。 3 维平台间的数据共享 由上文可以推知，现阶段解决结构专业正向三维设计的最佳方案即将专业平台中完成的三维模型数据导入到电力三维平台中，这样既解决了电力三维平台建模困难的问题，又解决了专业平台无法移交国网数据中心的问题。 为此，我们同时与电力BIM平台开发厂商及结构专业平台开发厂商合作，致力于攻破两大平台间的壁垒，让PKPM平台与电力三维平台完成无缝对接。 目前各大电力三维平台都是基于Revit平台或ABD平台开发的。因此实现PKPM-BIM与Revit、ABD平台的数据互通，即实现了电力三维设计平台和建筑专业三维软件的数据交