2017年国家电网公司变电站三维设计软件功能规范.pdf

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1、 变电站（换流站）三维设计建模规范 （试行） 国网基建部 二一七年九月 I 目 次 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总的要求 . 2 5 一般要求 . 2 6 地理信息数据管理 . 3 7 变电三维设计软件功能 . 3 8 线路三维设计软件功能 . 5 9 协同设计功能 . 6 10 数字化移交功能 6 11 成果要求 6 附 录 A （规范性附录） 本规定用词说明 8 编 制 说 明 . 9 前 言 为满足变电站 （换流站） 三维设计成果在工程全寿命周期应用的需要， 规范细化建 （构） 筑物、设备、材料及其他设施的建模范围、方法及深度要求，编制本标准

2、。本标准用于指 导变电站（换流站）三维设计工作。 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软件基本功能规范 1 范围 本标准规定了输变电工程三维设计软件的基本功能。 本标准适用于输变电工程三维设计软件的开发、选型及应用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件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 7408 数据元和交换格式 信息交换日期和时间表示法 GB/T

3、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 输变电工程三维设计模型交互规范 架空输电线路三维设计建模规范 变电站（换流站）三维设计建模规范 输变电工程三维设计技术导则 第1部分：变电站（换流站）部分 输变电工程三维设计技术导则 第2部分：架空输电线路部分 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 输变电工程三维设计成果数字化移交技术导则 第2部分：线路部分 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-d

4、imensional 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 软碰撞 soft collision 软碰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。 3.3 硬碰撞（hard collision） 硬碰撞是指实体模型之间发生的接触性碰撞。 3.4 输变电工程三维设计模型 three - dimensional design model of power transmission and tr

5、ansformation project） 以输变电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、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。 3.5 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。 4 总的要求 4.1 具有 GB/T 25108 规定的基本功能。 4.2 软件功能可由不同软件工具提供。 4.3 软

6、件构架应先进合理，应具有多专业协同设计和权限管理功能，应具有满足各专业 业务需求的辅助设计功能。 4.4 软件具有满足输变电工程三维设计需求的图形和数据处理能力，充分考虑计算机硬 件及网络发展水平。 5 一般要求 5.1 软件具有权限管理和校审管理功能。 5.2 软件具有二次开发接口。 5.3 软件能够发布/接收符合输变电工程三维设计模型交互规范格式要求的三维模 型，在发布/接收时应能够检测模型的数据是否完整、正确。 5.4 软件具有三维设计输入数据完整性检测的功能。 5.5 软件宜具有导出满足概预算编制软件数据输入格式要求的工程量清册的功能。 5.6 软件具有参数化建模的功能。 5.7 软件

7、在建立物理模型时，应具备建立自身及其子设备（部件）几何模型及其属性信 息的功能，并能实现与逻辑模型的对应关联。 5.8 软件应具有模型库。模型库具有开放性，用户可扩展模型及属性。 3 5.9 软件应具有输变电工程三维设计模型可视化浏览、数据查询、三维尺寸测量、平断 面动态剖切、关联图纸查询等功能。 5.10 软件能够根据模型中的属性自动完成电网工程标识系统编码和物料编码。 5.11 软件支持在设备/材料/设施模型上关联图纸等附件。 5.12 初步设计、施工图及竣工图设计阶段应从输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建（构）筑物、设备、材料及其他设施的工程量，完成自 动

8、统计。 5.13 软件具有硬碰撞、软碰撞检测的功能，宜具有动态碰撞检测的功能。 5.14 软件具有设计成果的版本管理功能，包括历史记录的查询功能。 5.15 软件具备加密机制，保证数据在存贮及传输过程中的保密性。 5.16 软件版本升级后应具备向下兼容能力。 6 地理信息数据管理 6.1 软件具有影像数据、数字高程模型数据、基础矢量数据管理的功能。 6.2 软件应具有电网专题数据管理的功能，包括风区、覆冰区、污秽区、地震区划、舞 动区、雷害区、鸟害区、采空区、场地类型等。 6.3 软件应具有电网空间数据管理的功能，包括现状电网空间数据及规划空间电网数据， 应包括各类发电厂（场）站、线路、变电站

9、、换流站、开关站、串补站等。 6.4 软件应具有通道走廊数据管理的功能，包括区域内除电网专题数据、电网空间数据 外影响输变电工程设计的其他相关数据。 7 变电三维设计软件功能 7.1 电气一次设计 7.1.1 软件具有电气主接线设计功能，应通过调用设备图形符号方式快速完成主接线绘 制，主接线元件应带有数据信息，具有数据信息的主接线应与三维布置模型保持对应关 系并实现设备参数的联动更新。软件具有站用电系统设计功能，完成站用电系统设计。 7.1.2 软件具有三维图形平台，可完成原理接线设计、实体建模，可在三维可视化环境 下开展电气设备三维布置设计；可基于变电工程三维设计模型，抽取平面、断面并快速

10、完成材料标注、尺寸标注和材料统计。 7.1.3 软件具有三维导体及附件布置功能，宜根据导体规格完成金具筛选。 7.1.4 软件具有电缆系统设计功能，完成电缆通道布置设计、敷设剖面图、电缆清册、 材料统计。宜具有路径优化、电缆敷设分层功能。 7.1.5 软件具有电缆自动敷设功能，根据敷设情况和导体规格自动生成电缆模型。 7.1.6 软件具有设备接地设计功能，宜实现接地线与设备本体的连接，实现接地引下线 和主接地网、环形接地母线的连接，能自动统计接地引线、铜排及铜绞线等材料。 7.1.7 软件具有防雷保护设计功能，可基于三维设计模型进行三维防雷保护校验。 7.2 电气二次专业 7.2.1 软件具有

11、二次系统设计功能，实现电气原理图的绘制和接线信息的存取，宜自动 生成端子排图、光缆联系图、虚回路、网络结构示意图、电缆清册、光缆接线表和设备 材料表等。 7.2.2 软件具有二次设备布置设计功能，在三维可视化环境下，完成二次设备建模及布 置。 7.2.3 软件具有二次装置设备接口信息及与通用设备接口信息比对功能。 7.2.4 软件宜具有全站交直流负荷统计功能。 7.3 土建专业 7.3.1 总图设计 变电三维设计软件应具有以下总图设计功能： a) 软件具有场地平整设计功能，能基于工程地理信息系统数据，快速完成场地平 整设计、土方量计算（挖方量和填方量自动计算）； b) 软件具有根据变电站场地平

12、整设计结果生成数字高程模型的功能； c) 软件具有站区布置设计功能，能实现场地、道路、围墙、大门、电缆沟、地下 管线、构支架、支挡结构等设施的参数化建模及布置，能够基于模型抽取总平面布 置图、竖向布置图，实现工程量统计。 7.3.2 建筑物设计 变电三维设计软件应具有以下建筑物设计功能： a) 软件具有参数化建模功能，能够快速建立建筑物三维布置模型； b) 软件具有出图功能，能基于模型抽取建筑专业平立剖面图纸并生成材料表； c) 软件具有建筑构配件库，应包含墙、门、窗等构配件，建筑构配件库应可扩充。 7.3.3 构筑物设计 变电三维设计软件应具有以下构筑物设计功能： a) 软件宜具有参数化建模

13、功能，实现构筑物布置设计； b) 软件具有出图功能，能基于构筑物模型抽取构筑物布置相关图纸并生成材料表； c) 软件具有满足国家规范要求的型钢库，型钢库应可扩充。 7.3.4 水工、暖通、消防部分 变电三维设计软件应具有以下水工、暖通、消防设计功能： a) 软件具有参数化建模功能，实现全站水工、暖通设计、消防设计； 5 b) 软件具有出图功能，基于水工、暖通、消防设施模型抽取布置图并生成材料表； c) 软件具有满足国家规范要求的管件库，管件库应可扩充。 8 线路三维设计软件功能 8.1 勘测专业 8.1.1 软件具有加载电网工程专题图、电网空间数据的功能。电网工程专题图、电网空 间数据分类见输

14、变电工程三维设计技术导则 第 2 部分：架空输电线路部分。 8.1.2 软件具有加载工程测量数据的功能。 8.1.3 软件能够提供基于数字地面高程模型的线路走廊三维场景，三维场景精度应能够 满足初步设计、施工图、竣工图不同阶段的要求。 8.1.4 软件具有地物标绘的功能，包括各类地物的增加、删除、修改、查询、定位等。 8.1.5 软件具有通道内信息统计的功能，包括房屋、林木、交叉跨越等。 8.1.6 软件具有三维空间距离量测的功能。 8.1.7 软件具有生成二维平断面和编辑二维平断面图的功能。 8.1.8 软件具有多段测绘数据的拼接、剪接功能。 8.1.9 软件具有以工程测量数据为基准的数字地

15、面高程模型融合的功能。 8.2 电气专业 8.2.1 软件具有在三维场景中进行路径规划、多路径方案比较和选线设计功能，并实现 手工或自动排位的功能。 8.2.2 软件具有生成路径图的功能。 8.2.3 软件能够同时提供三维设计场景和二维设计视图，三维场景与二维设计视图操作 能够联动。 8.2.4 软件具有在不同工况下三维场景中导、地线（含 OPGW 等）及绝缘子串空间姿态 计算的功能；在三维场景中电气间隙校验的功能，包括线间距离、线与交叉跨越、线与 地面、线与非带电设施等。 8.2.5 软件具有进出线档三维设计功能。 8.2.6 软件具有分歧线路设计的功能。 8.2.7 软件具有跳线设计的功能

16、，包括软跳、硬跳、绕跳等情况。 8.2.8 软件宜具有接地装置三维设计功能。 8.2.9 软件可具有绝缘子串三维设计功能，设计成果能生成二维组装图。 8.3 结构专业功能 8.3.1 软件宜提供杆塔的模块化三维建模功能。 8.3.2 软件具有基于杆塔三维模型的内力分析计算的功能。 8.3.3 软件宜具有复杂节点及复杂结构三维碰撞校验的功能。 8.3.4 软件宜具有根据不同安装方式进行三维施工孔设计的功能。 8.3.5 软件具有三维长短腿和不等高基础优化配置的功能。 8.3.6 软件具有根据降基面设计结果生成塔基周边数字高程模型的功能。 8.3.7 软件宜具有基础三维设计功能。 8.3.8 软件

17、宜具有基础与上部结构碰撞校验的功能。 9 协同设计功能 9.1 软件具有多专业协同设计功能，能实现专业内及各专业间的并行协同设计，包括原 理接线设计的协同、三维布置设计的协同，并可实现异地协同和跨设计单位的协同。 9.2 跨设计单位协同应采用输变电工程三维设计模型交互规范作为数据交换标准。 9.3 软件具有在线同步协同和离线异步协同功能。 9.4 软件具有协同管理功能，能够将各专业设计数据和文件统一存放、统一管理，并具 有权限管理机制，能确保数据的唯一性和安全性。 9.5 软件具有提资数据发布功能，能支持各专业间采用发布的形式，开展数据级的协同 设计，能实时发布经校审的设计数据，供相关专业参考

18、使用。 9.6 原理接线的协同设计功能应实现电气一次、电气二次、供水、暖通等专业间设计数 据及计算数据的交互。 9.7 三维布置协同设计功能应实现专业间空间占位信息及计算数据的交互。 9.8 软件可实现同步参考相关专业之间的模型和数据。 9.9 软件具有碰撞检查功能，并通过友好的界面显示检查结果，能够校验运输通道、防 火间距是否满足设计要求。 9.10 软件宜基于电网地理信息数据，变电设计专业（单位）与输电线路设计专业（单 位）开展协同设计。 10 数字化移交功能 10.1 软件具有数字化移交功能，能生成符合输变电工程三维设计模型交互规范、 输变电工程三维设计数字化移交技术导则要求的数字化移交

19、资料包。 10.2 在生成数字化移交资料包前，能够按照输变电工程三维设计模型交互规范、 输变电工程数字化成果移交导则要求对移交数据进行一致性检查，检查通过后才允 许生成数字化移交资料包。 11 成果要求 11.1 三维设计成果能满足设计深度规定的要求。 7 11.2 三维设计成果能满足输变电工程移交规范要求，采用输变电工程三维设计模型 交互规范模型格式。 附 录 A （规范性附录） 本规定用词说明 A.1 表示要求：应严格遵守的要求 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”。 A.2 表示推荐：在正常情况下首选 正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”。 A.3 表示允许：在标准规定的范围内可有选

20、择 正面词采用“可”； 反面词采用“不必”。 A.4 表示能力和可能性：事物因果关系的可能性和潜在能力 正面词采用“能”； 反面词采用“不能”。 9 A A 变电站三维设计软件功能规范 编 制 说 明 目 次 1 编制背景 11 2 编制主要原则 11 3 与其它标准文件的关系 11 4 主要工作过程 11 5 标准结构和内容 11 6 条文说明 12 11 1 编制背景 为落实国家电网公司三维设计和工程数据中心建设总体规划要求，遵循“科研支撑、 标准先行，试点建设、加快推进”的总体原则，保证三维设计和工程数据中心建设工作顺 利开展并实施，特编制本标准规范。 2 编制主要原则 2.1 为指导设

21、计人员合理选用设计软件，编制本规范。 2.2 将设计工作需要的常用软件功能纳入到规范中，指导软件厂商开发满足设计人员使 用要求的软件。 2.3 本规范体现了创新性和传承性的统一，具有较强的针对性和可操作性。 3 与其它标准文件的关系 本标准规定了输变电工程三维设计软件基本功能，为首次发布标准。 4 主要工作过程 2017年3月15日-17日，提出编制工作总体需求，成立组织机构，正式成立了“输变电 工程三维设计相关标准”的编写小组。 2017年4月10日，国网北京经济技术研究院召集编写单位及人员，对输变电工程软 件基本功能规范编制内容进行讨论，形成初稿。 2017年4月24日-27日，国网北京经

22、济技术研究院召集编写单位及人员，对输变电工 程软件基本功能规范初稿进行完善。 2017年5月8日-10日，国网北京经济技术研究院召集编写单位及人员，对输变电工程 软件基本功能规范初稿进行内部讨论。 2017年5月19日，讨论编码及文件管理体系，确定输变电工程软件基本功能规范 初稿。 2017年6月27日，完善输变电工程软件基本功能规范中的相关内容。 2017年7月5日，国家电网公司基建部组织对输变电工程软件基本功能规范初稿进 行专家讨论。 2017年7月13日，国家电网公司基建部组织对输变电工程软件基本功能规范初稿 进行初评。 2017年8月18日，形成征求意见稿。 5 标准结构和内容 本规范依据输变电工程三维设计模型交互规范 （讨论稿）的编写要求进行了编制。 规范主要结构及内容如下： 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 总的要求 5 一般要求 6 地理信息数据管理 7 变电三维设计软件功能 8 架空输电线路三维设计软件功能 9 协同设计功能 10 数字化移交功能 11 成果要求 6 条文说明 第1章“范围”本规范所规定的软件功能为基本功能，设计单位所选用的软件工具功 能可超出本规范规定。 第 3 章“术语和定义”变电站（换流站）通常采用相对坐标设计，协同设计时变电站 （换流站）应统一坐标原点。 _