磴口500kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回线路工程

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1 磴口500kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回线路工程
Double-circuit transmission line project from Dengkou 500kV substation to Alatengaobao switching station 内蒙古电力勘测设计院有限责任公司

2 主要完成人信息

3 CONTENTS 概述 1 4 创新应用 工程应用情况 2 5 总结与建议 技术经济指标与社会经济效益 3 6 附件

4 一 概述

5 一 概述 1.1.工程简介 本工程为磴口500kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回送电线路在巴彦淖尔境内段，I、II回送电线路长度分别为44.404km、44.236km。 根据相导线所采用的导线分裂数的差异，此条线路包括两段。 第一段：磴口500kV变电站220kV出线架构~NA3（NB3）小号侧导线型号为2×JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线，I、II回线路长度分别为546.51m及447.63m； 第二段： NA3（NB3）大号侧~NA60（NB60）小号侧及NA94（NB94）大号侧~NA149（NB149）小号侧导线型号为4×JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线，I、II回线路长度分别为43.84km、43.789km；

6 一 概述 地线： I回线路：全线贯通架设一根OPGW光缆；另一根地线在磴口500kV变电站220kV出线架构~NA3小号侧为JLB40-120，NA3大号侧~NA38小号侧为JLB40-150型铝包钢绞线，NA38大号侧之后均为GJ-100镀锌钢绞线。 II回线路：两根地线在磴口500kV变电站220kV出线架构~NB3小号侧为JLB40-120，NB3大号侧~NB38小号侧为JLB40-150型铝包钢绞线，NB38大号侧之后均为GJ-100镀锌钢绞线。 海拔高度在 米之间，线路所经地区主要为沙漠和耕地，交通条件很差。

7 一 概述 1.2 数字化设工程方案 数字化设计难点 本工程位于沙漠地区，交通输运困难。设计工作量和难度很大。此外，由于项目是平台建成后首批应用的工程，平台公共数据库中可直接复用的模型十分少，绝大多数数据需在工程中录入。模型种类繁多，工程输入数据量很大。 工程数字化设计深度 本项目数字化设计应用广度与深度达到先进水平，在设计阶段、参与专业、设计流程以及设计精度方面都有突出的表现。 就数字化设计所覆盖的设计阶段而言，包括了可研、初设、施工图和竣工图等设计阶段。 就参与数字化设计的专业而言，包括送电电气、送电结构、送电通信保护、技经、测量、岩土、水文气象等。 数字化始终贯穿整个设计过程。各专业都在平台上应用数字化设计工具开展协同设计活动，其中包括设计输入资料的处理、专业设计、协同、校审、出图、归档等。 项目模型对象颗粒度小，每一个线路元件，如每个金具、每个绝缘子，都是一个独立对象，都有各自的属性参数、设计参数和空间参数。高精度的模型为后续的设备材料统计、采购，甚至项目投运后的资产管理提供了有力的数据支撑。

8 概述 一 1.2 数字化设工程方案 数字化设计特点 (1)三维优化选线 (2)标准数据固化应用 (3)杆塔自动优化排位 (4)智能三维组串
(5)信息统计 (6)平断面展示 (7)制图输出 (8)强大的数据库支撑 (9)多维一体化设计方式 (10)基础数据 (11)交叉跨越查询

9 概述 一 1.2 数字化设工程方案 总体方案 本工程对架空线路进行全过程三维数字化设计。
（1）利用三维可视化选线系统，通过卫片、影像和高程选线，利用地形数据，有效避开房屋村庄、建筑物等，减少拆迁量和砍伐量，优化路径过程中减少转角塔数量，控制工程造价； （2）利用三维线路设计系统在三维环境中对本工程排塔定位，根据优化后的转角塔坐标对三维系统转换为二维平断面，从而实现三维与二维平断面的互动，无约束排位后，对局部塔位进行优化调整，确定所有塔位; （3）在重点交叉跨越方案中，如跨越铁路、公路，通过三维设计系统，选择合适的跨越方案和跨越塔型及呼高，达到经济技术指标最佳； （4）通过三维基础设计系统，针对本工程不同塔位进行基础配置，自动选择塔腿组合，局部优化调整； （5）应用三维高级电气分析系统，通过计算跳线、风偏断面校验、短路电流、应力弧垂、不平衡张力计算等内容，输出内容完整、格式规范的计算书； （6）通过三维设计，对系统中导地线型号、杆塔塔型及呼高、基础配置、金具串配置等严格按照施工图深度进行，根据输出的材料量统计表完成与可研方案经济技术指标分析； （7）将三维设计成果完成数字化移交。

10 二 工程应用情况

11 二 工程应用情况 2.1 工程应用范围及深度 本院在输电线路工程、变电工程、发电工程等业务领域均有应用，涉及专业包括电气、结构、测量等专业。用户反馈极佳，取得的经济效益显著，提升了服务质量和技术水平。 具体就本工程而言，本工程全面采用数字化设计手段进行规划、设计，就涵盖的设计阶段而言包括可研、初设、施工图和竣工图等设计阶段；就参与的专业而言包括测量、地质、水文、电气、结构和技经等专业。数字化设计主要内容可以概括为：基础数据管理、激光雷达测量、路径选择、优化排位、铁塔设计、三维绝缘子金具串设计、专业内设计校核、专业间互提资料、主要设备材料和工程量数据统计以及部分专业相关计算等内容。 随着社会快速发展及城市化进程的推进，普通的线路设计及管理模式，难以满足高速发展的需求，加之城市对供配电安全性可靠性的要求，必须有一套完善的，覆盖设计施工及运维全周期的系统性技术路线，改变以往设计不完善，施工难，进度慢，后期维护管理不理想等问题。而数字化技术运用，为线路设计施工运行等问题提供了解决的可能。  在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

12 二 工程应用情况 2.2 工程协同组织保障 我公司拥有完整的数字化组织机构，数字化设计建立生产主管院长、生产部长的项目管理层级与总工程师、副总工程师、专业工程师、专业主设人的技术层级，并横向结合相关专业、职能部门，保证项目在各个环节都能够顺利进行，无论是技术问题还是内部协调问题都能够及时得到解决。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

13 二 工程应用情况 2.3 工程数据平台建设 我院结合自身多年的工程设计经验及质量管理系统，开发出一套具有完整功能的数字化协同设计平台。平台内容和功能贯穿了从各专业、各层级人员分配到专业间数据资料交接、从图纸校审到成品出版再到图纸归档、数字化移交的送电线路工程的全部设计过程。 我院在磴口500kV变电站至阿拉腾敖包开闭站双回送电线路工程中全程应用数字化协同设计平台技术，本项目的数字化设计过程主要为项目定制、工程设计、数字化成品管理三个部分，该技术在本工程中的应用取得了以下效果： 1.设计过程中各专业人员分配完整，工程各级管理人员的工作科学合理，人员职责清晰明确； 2.数据资料交接顺畅，数据实现横向纵向贯通，多专业间工作配合实现无缝对接，大幅提高了工作效率。 3.设计成品流程清晰，信息通知及时，实现了成品唯一性和连续性的传递，使得校审过程高效有序，设计成品质量得到显著提高； 4.成品出版过程全程追踪，成品交付信息收集，使得设计成品对业主的交付过程简化，过程可控，对分批交付的成品及时进行跟踪监督，提升了工程的服务质量和服务水平。 5.数据、资料、成品的自动归档。为本工程的全面数字化移交以及后续的全寿命周期管理提供了技术支撑。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

14 二 工程应用情况 2.3 工程数据平台建设 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

15 工程应用情况 二 （2）通用性。 设计协同管理平台技术特点简介： a.图纸和模型的收集和管理；
b.保证了工程内容的安全； c.项目过程中的内容得到管控； d.工作进度掌控； e.各种工程库的管理； f.统一项目环境的管理； g.工作流程管理（提资、校审）； h.专业之间、设计人员之间设计内容共享和协同工作； i.远程异地协作——跨地区、跨时区； j.方便与建设、施工、监理单位交流。 设计协同管理平台技术特点简介： （1）独特性。主要体现在生产管理系统的自主研发性上，符合我院生产流程的需要，具有以下技术创新点： a.以规范化设计模板为基础； b.以工程设计流程为主线； c.创新专业间内外部资料和卷册质量信息的逻辑链接； d.增加了施工图材料工程量回归环节； e.动态监控可研、初设、施工图各个阶段工程生产设计全过程； f.智能化管理； g.自动化管理； h.良好的安全性保密性； i.建立“真正知识库”； j.技术平台可扩充。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

16 工程应用情况 二 2.4 工程信息模型质量 数据库建设
数据库的建立基本指导思想是坚固标准化和实用性安全性，在速度和安全之间权衡，避免重复工作。 平台数据库分为平台数据和模型及参数两个分支，模型及参数数据库下方有公共数据库和工程数据库两个层级进行建设。 (1)模型及参数数据库 模型及参数数据库包含了公共数据库和工程数据库的所有有关设计部分需要使用到的参数及模型，可用于设计人员共享设计信息。 (2)公共数据库 公共数据库是对工程数据库公共部分的复用，公共数据库是属于全局的，其作用是最大限度的减少各个工程重复建模的工作量。公共数据库由相关专业的设计人员共享。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

17 二 工程应用情况 平台在建立工程后，能够从公共数据库进行选型，将本工程需要的元件复制到本工程中，复制后的元件就和公共数据库脱离关系了，可以再本工程中独立变化。 工程也可以建立本工程自己的元件，而不通过公共数据库的选型。工程中的元件如果具有通用性，可以反向加入公共数据库中。 (3)工程数据库 与实际的输电线路设计一致的，平台是按照工程进行组织管理的，不同工程之间具有独立性。 工程数据库保存了具体工程相关的数据资料，包括已有工程设计中涉及的所有元件的模型数据，所有的计算书，出图图纸等。工程数据库在设计过程中被本工程的相关专业的设计人员所共享。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

18 工程应用情况 二 2.5 工程信息模型应用 初步设计阶段
项目在初步设计阶段，主要参与数字化设计的组行业包括送电电气、送电结构、通信保护、勘测、技经等专业。 在平台建立工程后，送电电气专业需分析项目工作范围，会向勘测专业发出请求，要求提资，分析项目工作范围。勘测将最新基础地理信息数据上传至数据库中，提醒送电电气专业设计人员及时接受提资。送电电气、送电结构专业在平台上，应用三维金具串组装模块、杆塔模块等工具对工程数据库进行完善工作。同时对数据库中缺省的特殊数据进行建立补充入库，为后续设计积累数据基础。 送电电气专业在平台对项目区域信息进行补充，包括收集到的新建架空线路、民用建筑，地方规划、水源保护、军事禁区等各类控制区域等。然后在平台对各路径方案 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

19 工程应用情况 二 进行调整优化。路径调整完成之后，送电电气专业将路径设计成果发送给项目团队中的送电结构、通信保护、测量、技经等其他专业。
勘测专业进入平台，获取调整后的路径方案，并在平台上新建路径方案，将原有路径方案作为参考，当即在平台上对新建的方案副本上的原有方案进行细部优化调整，同时在平台上剖切路线平断面图，通过排位对线路方案进行验证。 送电结构专业进行基础配置，将数据库中已有的满应力文件上传至平台临时服务器，平台读取满应力文件生成塔杆，设计人员利用平台提供的塔杆工具对塔杆进行调整校验。 送电电气、送电结构、通信保护专业配合数据将平台生成的清册交予技经专业。确定推荐方案之后，架空线部分直接产生移交数据，可在系统中实现线路三维场景模拟。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

20 工程应用情况 二 施工图阶段 项目在施工图阶段，主要参与数字化设计的组行业包括送电电气、送电结构、通信保护、勘测、技经等专业。
在设计平台中对工程进行设计阶段升级，将原初步设计数据复制到施工图设计阶段中。 送电电气、送电结构专业在平台上，应用三维金具模组、工程设备管理模块等工具对工程数据库进行完善工作，并添加项目独有数据。 勘测专业使用平台的处理模块对勘测数据处理后，发布到数据库。 送电电气专业导入勘测数据，平台将自动更新平断面数据及路径中的杆塔位置。 送电电气专业用平台上的孤立档计算、定位校验、附件配置、三维空间间隙校验等模块进行排位校验、优化工作，并将优化结果通知送电结构专业，送电结构专业应用平台上的杆塔负荷计算、长短腿设计、杆塔检验等模块进行杆塔计算及基础配置工作，有修改意见就进行反馈。 确认排位方案后，送电电气专业进一步应用平台上计算模块进行设计。 各专业在平台上进行校验校审流程。 图纸获得批准后，流转到文档中心出版，归档。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

21 工程应用情况 二 竣工图阶段 项目在竣工图设计阶段，主要参与数字化设计的组行业包括送电电气、送电结构、通信保护、勘测、技经等专业。
项目进入竣工阶段时，就在设计平台中对工程进行设计，将原施工图设计数据复制到竣工图设计阶段中。 送电电气、送电结构、通信保护专业在施工阶段的工地设计代表对施工过程中发生的设计变更，直接给予平台中本项目的竣工图设计阶段数据进行修改操作，并参照施工图设计的相关数字化设计流程进行设计变更设计。 项目投产后，各专业核对正式发出的设计变更与平台数据库的一致性，确认正确应用平台上的出图模块生成出版的设计图纸。 各专业在平台上进行校审、批准等校审流程。 图纸获得批准后，转到出版中心，出版归档。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

22 二 工程应用情况 数字化出图质量及效率 由于数字化出图的数据是平台直接从工程模型数据库中抽取出来的，可以确保图面数据与模型的一致性，也可以确保专业之间的数据一致性。因此，在工程模型数据正确的基础上进行数字化出图，不但有较高的出图质量，同时也可以节省大量校审工作。 平台的图纸模板与绘图引擎具有很高的品质，使得平台自动生成的图纸完整度非常高，极大的提高了工作效率。 图纸进行校核批准流程后，始终处于平台监控中，可以确保最后出版的图纸即为批准后的图纸。 所以，平台的数字化出图具有高质量、高效率的特点。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

23 二 工程应用情况 2.6 数字化工程的突出作用 (1)数据关系明晰。传统的设计数据分散，设计输入数据，过程数据以及成品数据之间通过人工处理产生关联，容易出错；数字化设计数据集中，设计输入数据、过程数据以及成品数据有天然的关联，确保整个设计流程中的一致性。 (2)成品信息丰富。传统的设计成果信息单一，通常只有反映设计意图的关键信息数据，基于传统设计成果开展二次应用的难度较大；而数字化设计成果信息丰富，尤其是数据化移交数据包更是包含了所有设计数据信息，可以轻松开展基于数字化设计成品的二次应用。 (3)表达形式多样。传统的设计成果表达方式通常是平面图纸、数据报表和文字说明，比较晦涩枯燥；而数字化设计成果除了有传统设计表达方式外，还可以采用可视互动的三维模型表达方式，相对更加生动直观。 (4)数据回溯便捷。传统的设计成果与设计输入、过程数据之前没有贯通一敛的数据流，所以通过设计成果很难回溯设计成果中数据的来源及其中的变化过程；数字化设计成果则可以通过平台的历史记录、版本更替以及中间交互数据记录，方便快捷地回溯设计成果中数据的来源及其中的变化过程，有利于进行设计分析总结。 (5)成果检索利用方便。传统的设计成果多数采用的是文档管理体系进行管理，检索要素通常只有电压等级、工程名称、工程编号、设计时间等寥寥几项；数字化设计成果可以从平台数据中提取丰富的工程特征数据进行检索，如气象参数、参建单位、污区、导地线型号、工程海拔、线路长度、回路数量、工程造价等，如此不但可以大大提高检索效率，还可以更高效地利用平台累积的设计成果。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

24 二 工程应用情况 2.7 数字化工程的标准化 我院基于三维数字化设计软件及交互平台，为标准数字化设计工作流程编写并建立了各专业软件的标准化文件，并形成标准体系框架，主要覆盖三维建模标准，三维设计流程，各专业三维交互及数字化移交等方面，为今后我院开展数字化设计与三维标准体系建设提供有力的支持。 同时由于编码与编码库是工程数字化组织信息和实现集成的关键，为此，我院整合了目前较为分散的编码标准，建立一套统一的符合工程设计和项目管理要求的企业编码体系和编码规则，促进应用系统的集成和深化应用。建立了统一的编码标准和典型编码方案库，完成了工程材料编码体系和编码库的建设，构建了完整的文档编码规则。 为满足各专业三维设计的要求，我院依据标准、规范、手册和厂家样本建立了全面、精细的标准化的元件物理尺寸数据库。包括送电电气、送电结构、测量、地质、水文气象、技经等全专业的完整的各类数据库，所有库内容根据工程和业务拓展需求不断完善。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

25 二 工程应用情况 2.8 工程应用情况及用户评价 本项目所提供的数字化设计成果，品质优良，数据准确齐全，有很好的二次开发应有的潜力，为项目的顺利开展和投运提供了正面的作用，获得了建设、施工、监理、运行等相关用户的一致好评。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

26 三 技术经济指标与社会经济效益

27 我院变电数字化设计进展 三 本工程采用数字化协同设计后，在基础数据管理、减少现场工作量、降低差旅支出、提高劳动生产率等方面效果显著。
(1)输电设计需要大量基础数据支撑，包括地形图、影像、数字高程模型等基础地理信息，规划区、煤矿区资料等专题信息。通过数字化电力规划设计平台对基础数据的集中数字化处理和管理，使分散在设计人员手中的基础数据集中管理共享；总体减少前期收资人力投入30%。 (2)通过平台对地理信息细致准确描述、所集成的丰富数据资源以及所研发的规划设计功能，有效提高线路路径方案的科学性与准确性，显著减少现场工作量，减少差旅和薪酬支出35%。 (3)建设成本的降低，通过对电网规划布局、工程设计方案的辅助优化，可有效降低电力系统发展建设代价，以本工程线路路径选择为例，利用三维平台进行方案优化后，减少交叉跨越8处，路径长度减少10公里，铁塔材料节省3%，减少工程总投资12%。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

28 三 我院变电数字化设计进展 (4)劳动生产率的提高。采用数字化设计后，设计人员的工作效率得到提高，产生了较好的经济效益。以本项目施工图设计为例，采用了数字化设计后，材料统计、专业间提资、出图等各环节总工日节约了约15%。 数字化设计技术有效减少了外业勘测工作量，提高了输电工程规划设计效率，降低了工程建设成本，增加了企业运营收益，创造了显著的经济效益。除了经济效益之外，输电线路三维数字化设计提高了设计准确性和出图质量，增强了企业核心竞争力、提高了企业社会影响力，对于开拓新的市场业务具有重要意义，对提升输电线路设计技术能力和提升输电线路数字化管理水平等起到重大作用。 数字化设计社会经济效益 应用三维数字化设计技术，可使线路尽量避开居民区和规划区，有效减少电力项目噪声、电磁辐射等对人民生活的影响；大幅减少电力工程对农田、林地等社会资源的不合理占用，减少环境影响，大幅节约社会资源，避免社会矛盾。利用平台的电磁环境计算功能，计算线路电磁环境，确保线路附近的居民电磁强度达到规范要求的安全数值。 在2013年至2016年期间，我院变电部门在2013年3月即进行了“三维软件设计在变电工程中应用调研”，2014年购入Bentley软件作为三维设计软件，主要用于以往初步设计工程的展示、投标等，按照原有的建模及工作方式进行工作。满足了当时的工程需要，尚未进行软件其它功能的深入研究及应用。 国内其它设计院的三维设计情况，由于没有统一的设计标准，各设计院均自发开展，三维设计水平各有差异。主要依托Bentley及博超软件，其中Bentley软件的市场占有率较高。 其中，部分设计院对三维设计软件有较深入的应用，针对软件进行了一些简单的二次开发。

29 四 创新应用

30 四 创新应用 基础地理数据生产 架空送电线路数字化设计平台以大型数据库为核心，以高精度DOM、DEM、专题数据、基础地理数据等为基础，以三维精细化模型为依托，利用无人机航测技术、三维可视化技术、虚拟现实技术和信息集成技术，结合地理信息数据和工程信息数据，通过数据驱动模型，以三维数字化的形式，整合输电线路走廊的地形地貌信息和建设过程数据，构建真实三维现场环境，实现外业勘测和输电线路设计业务的三维技术应用，达到提高勘测设计质量、推动设计技术进步、构建数字化电网、服务全寿命周期过程管理的目的。 数字三维平台基础地理数据生产流程包括影像数据获取、影像数据预处理、基础控制测量、像片控制测量、像片调绘、空中三角测量、DEM制作、DOM制作、路径优化、地物建模、检测与修正、质量检查与验收、提交资料等环节。其产品主要有平断面图、地形图、专题图、正射影像路径图、重要交叉跨越图、3D场景、三维效果图等。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

31 四 创新应用 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

32 四 创新应用 无人机数字摄影的实现和应用 针对架空送电线路工程的特点，选择适宜于实验工程项目多种地貌条件的无人机摄影测量搭载平台，确保航空摄影的质量以及低空航空影像数据产品的质量符合勘测设计深度，制定可行高效技术设计方案。本项目按照各种条件选定无人机低空数字摄影的搭载平台为“LTBT-测绘鹰无人机”，该无人机的飞行高度低，飞行高度 m，对天气要求也低，可以在阴天作业，灵活机动避开云层，快速获取数据；起降方式对场地要求很低，灵活的起降方式支持滑跑、弹射等起飞方式，可以随时随地起飞，该机型搭载改良后的Canon 5D Mark-Ⅱ相机能够快速灵活的获取地面影像辅助输电线路设计。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

33 创新应用 四 机 长 2.5 m 翼 展 2.8 m 任务载荷 10kg 起飞重量 20 ㎏ 续航时间 2h 作业效率 20 ㎢/h
机 长 2.5 m 翼 展 2.8 m 任务载荷 10kg 起飞重量 20 ㎏ 续航时间 2h 作业效率 20 ㎢/h 飞行速度 km/h 实用升限 6000m 测控半径 20km 控制方式 自主、遥控 起飞方式 弹射、滑跑 降落方式 伞降、滑降 监测效率 18 ㎢/h 材 质 碳纤维 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

34 四 创新应用 无人机数字摄影的航线敷设 基于航空摄影测量技术的架空送电线路路径优化设计，按照国家标准带宽不应小于2km，线路中心与航线边缘的距离应大于400m，线路起终点两端各延长0.75km～1.5km，地面分辨率不低于0.2m，而本项目采用的无人机航高航摄比例为1:20000，每张影像覆盖的地面宽度为700m左右，按线路走向情况和无人机通讯控制范围将整条线路走廊划分航摄区域，如下图1所示。由于无人机飞行平台稳定性相对较差，受风的影响较大，我们会适当增加航向和旁向重叠度，以避免航摄盲区。航向重叠度由传统航片影像的65%增加到70%-80%，旁向重叠度由传统航片影像的35%增加到40%-60%；在航摄实施时，按照国家空域使用的相关规定，委托航摄公司申请办理了航飞批文，并协商办理军民航相关航摄手续；进行航空摄影的过程中，与相应的空域管辖部门进行了空域协调，签署了保障协议。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

35 四 创新应用 无人机数码影像畸变差校正 由于无人机搭载的是非量测数码相机，其镜头往往存在较大的畸变差，且随着像主点的增大而显著增大，在距离像主点10mm处畸变差可达10个像素以上。因此在航测空中三角测量前，首先将相机检定报告中的像主点偏移量、焦距、镜头畸变系数输入畸变差改正软件进行数据处理，数据处理后一定要人工查看是否正确，因为相机检校的单位不同，相关参数的标示方式也不同。 GPS主控网的建立和GPS航测外控测量 GPS主控网建立主要依据500kV送电线路走廊像控测量和终勘定位的需要，顾及后续作业交通条件便利等因素，设计适宜于无人机数字摄影测量像控测量的基准点及数据观测方案；像控测量布点方案参考相关技术规范按照区域网布点要求进行，每2km左右布设1列（3个）平高点，通过项目试验总结出一套既顾及数据处理精度又快速高效的GPS航测外控测量方法。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

36 创新应用 四 基于INPHO航测系统的无人机低空数字摄影测量数据处理
架空送电线路应用无人机数字摄影测量技术进行空中三角测量、快速DTM和快速DOM生产，由于每个航摄区域的影像数量在500张左右，若使用适普VirtuoZo软件系统在短时间内完成架空送电线路走廊内达到一定精度要求的3D数据生产是很难的，也不现实，为此我院引进了德国INPHO航测系统进行无人机低空数字摄影测量的航测内业数据处理，确保能够按工程进度完成空中三角测量、全测区影像镶嵌图制作、快速DTM的提取和编辑、快速DOM生产；并能提供完全支持海拉瓦平台支持的空三加密成果，便于后续三维立体选线和立体平断面测量。探索出一套应用于架空送电线路的无人机低空数字摄影测量内业质量控制措施，建立该领域工程勘测设计的质量控制体系。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

37 四 创新应用 工程全寿命周期管理 工程项目全寿命周期管理是将项目在工程规划、设计、建设、运维等不同阶段独立的管理过程进行集成化和统一化。输电线路数字化设计系统进行了工程项目手段和管理办法的集成，以项目规划阶段、实施阶段、交付阶段的管理主体为用户对象，利用计算机和网络技术和设备，在建设项目全寿命周期过程中进行各种信息采集储存更新维护。为各阶段的管理者及时、准确、完整获取工程信息，辅助其进行决策与控制。实现以最小代价得到高回报，操作运行维护简单快捷，流程标准，实施可操作和环境协调。 投标阶段，依托平台的快速选线，参数化建模快速构建三维模型，快速立塔选线，结合工作成果快送统计信息，模拟计算真实施工环境的工作量和施工预期效果，辅助开展成本初步估算工作和辅助快速制作投标视频，提高投标工作的竞争力和工作效率。 可研阶段，考虑到规划工作的宏观性，需要基于较大场景开展规划，借助平台储备管理的历史工程信息和累计的各种专题数据，在三维大场景下辅助开展快速选线和路径优化工作，为规划工作提供强有力的数据支撑，提高规划工作的准确性和可靠性。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

38 四 创新应用 初设施工图阶段，基于平台去协调勘测，岩土，电气．结构，技经等专业配合开展线路优化选线、排塔定位、电气全功能校核、电气辅助设计、结构设计等工作，减少不必要的重复工作，提高不同专业之间的配合效率，避免就接口过程带来的错误；同时辅助快速进行各类设计成果或图纸输出，实现三维精细化设计和设计全过程的三维全景模拟，使得设计过程更具有指导性和参与性，降低或减少现场工作量，减少成本，提高精度。 在施工阶段，以三维精细化设计更好指导现场施工过程，避免对设计意图的误解；提供施工设计过程的一体化管理，统筹管理各类施工相关图纸、模型和文档信息资料，业主、监理、施工单位等各方通过平台可以快速读取数字化三维设计成品中的各种模型或数据，实现工程相关资料的共享：提供对施工全过程的变更记录管理，为数字化移交工作提供数据支撑与平台支撑。 各个阶段之间的成果通过项目归档或者项木继承的方式进行共享和使用，项目归档方式实现将工程相关的基础信息，设计成果，关联资料等所有工程数据通过用户指定方式进行打包输出，输出的各个部分成果通过提供的各个模块导入功能实现共享使用；或将所有成果作为数据流进入数据库，实现项目信息共享使用的目的。项目继承方式则是在工程创建或者编辑过程中，记录每一个阶段工程的前一阶段项目信息，即可通过项目复用的方式将前一阶段的指定项目成果导入本阶段工程中，也可通过引用方式关联打开前一阶段工程进行数据查看，平台提供多个项目的同时浏览支持。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

39 四 创新应用 数字化仿真应用 应用三维地理空间虚拟分析和三维数字化仿真建模技术，建成输电线路三维数字化模型和仿真场景，实现输电线路工程路径的三维可视化优选，过程直观高效，改变了以往二维平面选线抽象、粗略和繁琐的工作方式。 利用计算机网络信息交换和大型数据库存储技术，将原本离散的设计工具和设计数据集成到一个统一的数字化设计系统中，实现了输电线路设计不同专业间的三维数字化交互协同和资料共享，有效地减少了人为处理数据过程中的错、漏、重等问题，大幅度提高了设计工作效率。 通过三维协同设计系统的统一管理，形成以三维设备模型为数据载体的数字化设计成果和设计全过程资料，并进行分区存储，实现了设计成果的数字化归档和移交。 本工程新建架空线需跨越房屋以及若干线路和公路，相对于传统二维设计，三维空间的计算和校验交叉跨越线路电气间隙的功能，提高了设计交叉跨越档的效率和正确性。 此外，在施工阶段采用三维数字化设计可以直接进行数字化移交，便于施工管理，使管理者和其他相关工作人员能够真实、直观、全而地了解工程建设情况，综合管理各单位的信息，提高管理水平。 根据本规范，在镶黄旗220kV变电站工程中，依照“变电站设备建模类型表”，建立了220kV模型共计16种，110kV模型共计18种，35kV模型共计10种，主变区模型共计3种，站用电及模型，共计12种，结合必要的金具及材料模型，本工程共建立模型共227个，均存储在对应工程的模型库中。

40 五 总结与建议

41 总结与建议 五 关键字 关键字 关键字 本工程执行标准工艺共45项，其中土建专业6项，电气专业39项，标准工艺应用率达100%。
本工程三维设计过程中贯彻全寿命周期管理理念，对全寿命周期管理框架、费用敏感性、影响架设输电线路全寿命管理的因素等方面进行了全面分析。 数字化设计技术有效减少了外业勘测工作量，提高了输电工程规划设计效率，降低了工程建设成本，增加了企业运营收益，创造了显著的经济效益。除了经济效益之外，输电线路三维数字化设计提高了设计准确性和出图质量，增强了企业核心竞争力、提高了企业社会影响力，对于开拓新的市场业务具有重要意义，对提升输电线路设计技术能力和提升输电线路数字化管理水平等起到重大作用。 关键字 关键字 变电三维数字化设计截止目前取得的奖项： 关键字

42 六 附件

43 附件 六 附件1 附件2 附件3 国网最新动态，在2018年7月2日，国网公司下发了新的文件，对推进三维数字化设计提出了新要求。
其中明确了从2018 年下半年开始，公司新建35kV 及以上输变电工程全面应用三维设计；同步启动建设工程数据中心，到2020 年底前，公司所有新建、改建、扩建35kV 及以上输变电工程具备数字移交条件， 总体上实现三维设计、三维评审、三维移交。

44 附件 六 附件4 附件5 国网最新动态，在2018年7月2日，国网公司下发了新的文件，对推进三维数字化设计提出了新要求。
其中明确了从2018 年下半年开始，公司新建35kV 及以上输变电工程全面应用三维设计；同步启动建设工程数据中心，到2020 年底前，公司所有新建、改建、扩建35kV 及以上输变电工程具备数字移交条件， 总体上实现三维设计、三维评审、三维移交。

45 图纸目录

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50 汇报完毕 感谢您的聆听 THE END THANKS TO THE END THANKS TO