2017国家电网公司输变电工程三维设计技术导则 第1 部分:变电站(换流站).pdf
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1、 输变电工程三维设计技术导则 第1 部分:变电站(换流站) (试行) 国网基建部 二一七年九月 目 次 前言 . I 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 总的要求 . 3 5 一般规定 . 4 6 变电站(换流站)三维设计模型 . 4 7 电气部分 . 1 8 土建部分 . 3 9 水工暖通部分 . 6 10 协同设计 7 11 数字化移交要求 8 附 录 A (资料性附录) 变电站三维设计图纸目录清单 9 附 录 B (规范性附录) 本规定用词说明 . 52 编 制 说 明 53 I 前 言 为规范变电站(换流站)三维设计范围、内容及深度,编制本标准。本
2、标准用于指导 设计单位变电站(换流站)三维设计。 本标准执行过程中,应遵守现行国家规范和标准,并不得违反相关强制性条文要求。 本标准由国家电网公司基建部提出并负责解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位: 。 本标准主要起草人: 。 本标准为首次发布。 1 输变电工程三维设计技术导则 第1 部分: 变电站 (换流站) 1 范围 本标准规定了变电站(换流站)工程三维设计中对三维设计模型、各专业三维设计范 围和深度、各专业三维协同设计和数字化移交的要求。 本标准适用于110(66)kV及以上变电站(换流站)新建工程初步设计、施工图设计和 竣工图设计阶段的三维设计,以及设计成果的交付
3、。改扩建等工程、可研设计阶段的三维 设计可参照执行。 本标准中相关内容不作为各设计单位专业分工的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本 适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文 件。 GB/T 4728.113 电气简图用图形符号 GB/T 7408 数据元和交换格式 信息交换日期和时间表示法 GB/T 17278 数字地形图产品基本要求 GB/T 18784 CAD/CAM数据质量 GB/T 18784.2 CAD/CAM数据质量保证方法 GB/T 25108三维CAD软件功能规范 GB/T
4、 51061 电网工程标识系统编码规范 DL/T5028 电力工程制图标准 CHT9015 三维地理信息模型数据产品规范 CHT9016 三维地理信息模型生产规范 CHT9017 三维地理信息模型数据库规范 Q/GDW 166.2 国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第2部分:110(66)kV变 电站 Q/GDW 166.8 国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第8部分:220kV变电站 Q/GDW 166.9 国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第9部分: 330kV750kV 变电站 Q/GDW 11216 国家电网公司1000kV变电站初步设计内容深度规定 Q/GDW
5、 166.13 国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定第13部分:高压直流 换流站 Q/GDW 381.1 国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定第 1 部分: 110(66)kV 变电站 Q/GDW 381.5 国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定第 5 部分:220kV变 电站 2 Q/GDW 381.6 国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定第 6 部分:330 750kV变电站 Q/GDW 11217 国家电网公司1000kV变电站施工图设计内容深度规定 Q/GDW 381.9 国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定第9部分:高压直流 换流站 Q/GDW
6、1936 国家电网公司物料主数据分类与编码规范 Q/GDW 11600.1输变电工程数字化设计编码应用导则 第1部分:变电工程 输变电工程三维设计模型交互规范 变电站(换流站)三维设计建模规范 输变电工程三维设计成果数字化移交技术导则 第1部分:变电部分 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 三维设计 three-dimensional design 基于工程信息、 地理信息数据, 通过三维建模技术、 数字化协同设计技术的集成应用, 完成输变电工程的三维可视化设计和信息一体化。 3.2 数字高程模型 digital elevation model 用一组有序数值阵列形式表示地面
7、高程的一种实体地面模型。 3.3 逻辑模型 logical model 描述工程中主要设备之间关联关系、功能关系、层级关系的图形符号集合。 3.4 物理模型 physical model 描述工程建(构)筑物、设备、材料及其他设施等物理对象的三维模型,由几何模型 及其属性构成。 3.5 变电站(换流站)三维设计模型 substation and converter station three-dimensional model 以变电站(换流站)工程各相关信息数据为基础,以三维立体等数字化表达形式为主 建立的工程信息集合,具备完备性、关联性、一致性、唯一性、扩展性,满足可视化、可 分析、可编辑
8、、可出图等工程全寿命周期应用需求。三维设计模型包括数字高程模型、逻 辑模型和物理模型。 3.6 3 通用模型 universal model 包含输变电工程建(构)筑物、设备、材料及其他设施主要外形尺寸和主要技术参数 的三维模型。 3.7 产品模型 product model 基于实施工程的建(构)筑物、设备、材料及其他设施外形,在通用模型建模深度基 础上,体现安装、接口等信息,包含主要技术参数及附属信息的三维模型。 3.8 制造模型 manufacturing model 由设备、材料制造厂家提供的三维模型,能真实反映所提供产品的各类细节。 3.9 软碰撞 soft collision 软碰
9、撞是指两模型实体间距离不满足相关规程规定的安全防护要求,发生的非接触性 碰撞,如电气安全净距、运行操作空间、检修试验空间、搬运通道、防火间距等。 3.10 硬碰撞(hard collision) 硬碰撞是指实体模型之间发生的接触性碰撞。 3.11 协同设计 collaborative design 各专业在同一管理机制下,按照规范要求,基于统一的坐标系统和度量单位,开展专 业内、专业间、跨地域的配合协作,共同完成工程设计工作。 3.12 三维设计平台 three-dimensional design platform 满足输变电工程三维设计要求,整合数据、硬件和软件等资源的平台。 4 总的要求
10、 4.1 变电站(换流站)电气一次、二次系统、土建、水工消防、暖通专业均应采用三维 设计。 4.2 变电站(换流站)三维设计应满足国家、行业及国家电网公司现有规程、规范和强 制性规定要求。 4.3 变电站(换流站)三维设计应遵循先进性、实用性、开放性等原则。 4.4 变电站(换流站)三维设计应保证设计数据的唯一性、开放性、共享性和安全性, 实现数据一次输入,多专业、多阶段信息共享。 4.5 三维设计成果的保存和使用应遵守国家信息安全相关要求。 4 5 一般规定 5.1 变电站(换流站)三维设计应满足模块化建设相关文件中关于标准化、装配式、智 能化、工业化、通用互换、造价合理等方面的总体要求。
11、5.2 变电站(换流站)三维设计应统一建模标准,统一输入输出格式。采用统一坐标原 点、度量单位、建模要求、层级划分、配色原则和属性定义。 5.3 三维设计成果应采用统一的地理坐标系统、高程基准和数据格式,地理坐标系统采 用 2000 国家大地坐标系(CGCS2000),高程采用 1985 国家高程基准,数据格式应满足 CHT 9015、CHT 9016、CHT 9017 的相关要求。 5.4 初步设计、施工图设计阶段均应采用三维设计,主要图纸应从变电站(换流站)三 维设计模型中直接提取,图纸应满足 DL/T 5028 要求,竣工图设计阶段应按照现场施工的 最终结果更新三维设计成果,保证三维设计
12、成果和实际工程一致。从变电工程三维设计模 型中提取的各设计阶段图纸范围基本要求参见附录 A,并可根据实际情况提取轴测图等相 关图纸。 5.5 初步设计、施工图设计阶段应从变电工程三维设计模型中提取工程量,并通过辅助 工具录入未建模的设备、设施及材料的工程量,完成自动统计。 5.6 三维设计应包含基于逻辑模型、物理模型的各类分析计算。 5.7 按照输变电工程三维设计模型交互规范和输变电工程三维设计成果移交技术 导则要求,完成工程设计成果的数字化移交,满足国网公司输变电工程全寿命周期管理 的需要。 5.8 变电站(换流站)编码应包括标识系统编码、物料编码等,分别按照 GB/T 51061 和 Q/
13、GDW 1936进行编码,标识系统编码与物料编码的对应规则参照输变电工程数字化设计 编码应用导则 第1 部分:变电工程。 5.9 设备、材料制造厂家提供的产品模型和制造模型应满足工程三维设计需要。 5.10 变电站(换流站)三维设计可基于不同三维设计软件完成,软件的输入输出应符合 输变电工程三维设计模型交互规范要求。 6 变电站(换流站)三维设计模型 6.1 三维设计应建立变电站(换流站)数字高程模型、逻辑模型和物理模型。 6.2 数字高程模型基于工程地理信息系统数据建立,并且应满足各设计阶段相应精度要 求。 6.3 逻辑模型包含全站电气主接线、站用电系统接线、二次系统图等,逻辑模型中的各 设
14、备、设施图形符号按照 GB/T 4728.113 中的规定建立。 6.4 物理模型包含全站建(构)筑物、设备、材料及其他设施的几何模型和属性,几何 模型应反映外形、尺寸、位置、结构等几何信息,属性应包含基本属性和扩展属性,具体 参见变电站(换流站)工程三维设计建模规范。 6.5 变电站(换流站)三维设计模型架构见图 6.1。 1 图6.1 变电站(换流站)三维设计模型架构 1 6.6 设备、设施及材料模型应采用基本图元和参数化建模,模型满足不同应用软件之间 数据共享的要求。 6.7 初步设计阶段宜采用通用模型,施工图、竣工图设计阶段宜采用产品模型完成工程 的三维设计。 6.8 各专业三维模型统
15、一采用毫米为单位,基于统一的坐标系统和坐标原点,相对坐标 系采用直角坐标系,坐标原点应有明显标识。 7 电气部分 7.1 电气一次设计 7.1.1 设计范围 7.1.1.1 初步设计 全站主要电气一次设备、设施及材料的电气接线设计和三维布置设计,包括电气主接 线设计、站用电系统接线设计、配电装置布置设计、防雷保护设计、接地设计等,并建立 全站电气主接线、站用电系统接线等逻辑模型和电气设备、材料等物理模型。 7.1.1.2 施工图设计 全站电气一次设备、设施及材料的电气接线设计和三维布置设计,包括电气主接线设 计、站用电系统接线/配置接线设计、配电装置布置设计、防雷保护设计、接地设计、照明 /动
16、力设计、电缆敷设设计等,并建立全站电气主接线、站用电系统接线等逻辑模型和电气 设备、材料等物理模型。 7.1.1.3 竣工图编制 基于施工图及工程变更的三维设计成果,根据相关规定编制。 7.1.2 设计深度 7.1.2.1 初步设计 初步设计阶段电气一次设计深度为: a) 电气逻辑模型应包含建设规模、 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; b) 电气物理模型应包含设备、导体、防雷保护设施、主接地网的三维布置; c) 应完成三维电气安全净距校验、三维防雷保护校验等工作; d) 应实现电气逻辑模型和电气物理模型的关联。 7.1.2.2 施工图设计 施
17、工图设计阶段电气一次设计深度为: a) 电气逻辑模型应包含建设规模、 各电压等级接线方式、 设备配置情况, 设备型号、 主要电气参数、导体型号; 2 b) 电气物理模型应包含设备、导体、绝缘子、防雷保护设施、接地设施、电缆桥架 /支架的三维布置; c) 所有金具应纳入工程量统计,均压屏蔽装置、母线金具模型可以基本图元构建, 其它金具可以标签形式示意; d) 照明、动力物理模型应包含各类照明灯具、动力箱、检修箱的三维布置; e) 应完成三维电气安全净距校验、三维防雷保护校验等工作; f) 光缆/电缆敷设设计应实现光缆/电缆的路径自动规划和分层,并完成光缆/电缆长 度的自动统计,宜建立所有动力电缆
18、、控制电缆及光缆的物理模型; g) 应实现电气逻辑模型和电气物理模型的关联。 7.1.2.3 竣工图编制 结合设计变更和现场施工情况,在施工图三维设计的基础上,完成竣工阶段的三维模 型和图纸的编制。 7.2 二次系统设计 7.2.1 设计范围 7.2.1.1 初步设计 初步设计阶段二次系统设计范围为: a) 完成系统继电保护配置、自动化系统方案、过程层网络配置、各电压等级互感器 二次绕组配置、 主变压器保护配置、 交直流一体化电源系统接线等的数字化设计, 并完成直流计算; b) 完成二次设备室、继电保护小室及预制舱式二次组合设备的三维布置设计。 7.2.1.2 施工图设计 施工图设计阶段二次系
19、统设计范围为: a) 完成电气原理图及端子排接线、光缆联系图及虚回路、网络结构示意图等的数字 化设计; b) 完成二次及通信装置、屏柜、预制舱式二次组合设备、预制式智能控制柜模型设 计及三维布置; c) 建立智能辅助控制系统主要设备模型,并完成三维布置设计。 7.2.1.3 竣工图编制 基于施工图及工程变更的三维设计成果,根据相关规定编制。 7.2.2 设计深度 7.2.2.1 初步设计 初步设计阶段电气二次系统设计深度为: a) 开展二次设备室及继电保护小室内屏柜及柜内装置的三维布置设计,完成软、硬 3 碰撞检查; b) 开展预制舱式二次组合设备内屏柜及柜内装置的三维布置设计;还应包括舱内主
20、 要辅助设施、舱对外走线通道等的三维协同设计;完成主要空间的软、硬碰撞检 查; 7.2.2.2 施工图设计 施工图设计阶段电气二次系统设计深度为: a) 完成电气原理图逻辑接线、光缆接线的数字化设计,宜自动生成端子排图、光缆 联系图、虚回路、网络结构示意图、光电缆清册及设备材料清册等; b) 电气原理图应有回路功能信息,设备信息,屏柜信息,端子信息,电缆信息; c) 端子排图应具有回路信息、电缆信息及对侧设备信息; d) 电缆清册应具有电缆名称、 电缆型号、 电缆规格、 备用芯、 电缆起止位置等信息; e) 光缆接线表应具有光缆名称、光缆型号、光缆规格、芯线号、备用芯、光缆起止 位置等信息;
21、f) 开展二次设备室及继电保护小室内屏柜(包括不间断电源、蓄电池等)三维布置 设计,完成主要空间软、硬碰撞检查; g) 开展预制舱式二次组合设备内屏柜布置、舱内主要辅助设施及舱内外走线通道等 的三维布置设计;完成软、硬碰撞检查; h) 开展智能辅助系统,包括图像监视及安全警卫子系统、火灾自动报警及消防子系 统及环境监测子系统的三维实施方案设计,包括主要设备三维建模及布局,实现 主要空间软、硬碰撞检查; i) 开展预制式智能控制柜及柜内装置三维布置设计。 7.2.2.3 竣工图编制 结合设计变更和现场施工情况,在施工图三维设计的基础上,完成竣工阶段的三维模 型和图纸的编制。 8 土建部分 8.1
22、 总图设计 8.1.1 设计范围 8.1.1.1 初步设计 基于初步设计阶段要求的数字高程模型等,开展站区总布置设计,综合布置本设计阶 段各专业物理模型,完成软硬碰撞检查。 8.1.1.2 施工图设计 基于施工图设计阶段要求的数字高程模型等,开展站区总布置设计,综合布置本设计 阶段各专业物理模型,完成软硬碰撞检查。 4 8.1.1.3 竣工图编制 基于施工图及工程变更的三维设计成果,根据相关规定编制。 8.1.2 设计深度 8.1.2.1 初步设计 初步设计阶段总图设计深度为: a) 确定地理坐标系统及高程系统信息; b) 开展道路(含进站道路) 、场地、围墙、支挡结构、主要地下管沟、隔声屏障
23、等 布置设计; c) 进行场地及边坡分析,完成土石方平衡计算等竖向布置设计; d) 根据全站布置方案,确定站区征地范围。 8.1.2.2 施工图设计 施工图设计阶段总图设计深度为: a) 确定地理坐标系统及高程系统信息; b) 开展道路(含进站道路) 、场地、围墙、支挡结构、地下管沟、隔声屏障等布置 设计; c) 进行场地及边坡分析,完成土石方平衡计算等竖向布置设计。 8.1.2.3 竣工图编制 结合设计变更和现场施工情况,在施工图三维设计的基础上,完成竣工阶段的三维模 型和图纸的编制。 8.2 建筑物设计 8.2.1 设计范围 8.2.1.1 初步设计 包括阀厅、主辅控楼、主控通信楼、配电装
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