...8年第11期 变电工程的三维化设计
刘瑜
[摘 要]在目前的变电工程设计中，大都采用平面设计方案，由于工程图纸的局限性，一些问题在平面工程图上反映不出来，这样就使设计方案与实际施工存在一定的差距， 所以本文在介绍三维CAD强大的设计功能同时提出了变电所三维化设计的全新理念，再现变电所三维形态，全方位、多视角展示变电所框架结构。给施工和检修带来了极大的方便。既缩短了设计的周期，又提高了设计的精度，这是传统的二维设计无法直接实现的。
[关键词]三维化；变电所
中图分类号：TM63；TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0376-01
1 引言
变电站的设计通常采用AutoCAD。在近几年的发展过程中，已经从最初简易的二维绘图发展到现在集三维设计、真实感显示及通用数据库管理、Internet通信为一体的通用计算机辅助绘图软件包，并与3DMAX、Lightscape、Photoshop等渲染处理软件相结合，能够实现具有真实感的三维透视和动画图形功能。
随着CAD技术的不断研究、开发与广泛应用，对CAD技术提出了越来越高的要求，CAD技术正在向着集成化、智能化、标准化、专业化、并行化、网络化、参数化、宜人化的方向发展。电力工程二维设计不够直观，因此三维设计成为变电工程设计的新方向。
2 三维设计
2.1 三维CAD概述
三维CAD技术由上世纪60年代发展到现在已经有接近半个世纪的岁月，目前三维CAD技术已广泛地应用于机械、电子、航空、航天、汽车、轻工、纺织、建筑及工程建设等各个产业领域，成为提高产品与工程技术水平、降低消耗、缩短产品开发周期、大幅度提高劳动生产率和产品质量的重要手段。
随着工业经济的发展，传统的设计已经很难满足企业当前生存和发展的需要。实现三维化、数字化设计已势在必行。三维CAD软件能将设计者从繁琐的二维设计中解脱出来，能逼真地虚拟现实模型以立体的、有光有色的生动画面表达设计人员的设计思维；可以利用设计出的三维实体模型进行静态或动态干涉检查、模拟装配、动力运动学分析、数控加工、美工处理等多种操作；可以直接建立产品的三维几何模型，反映产品真实的几何形状；可以使得设计师更加专注于产品的构思，进行直观的设计；可以基于三维模型来表示更多的设计信息。
2.2 三维CAD系统的功能
三维CAD系统的功能主要包括草图设计、实体建模、特征造型、曲面设计、装配设计、工程标注等。另外，由于在工程设计中还需要经常使用二维工程图纸进行信息的交换，三维CAD系统一般都具有二维工程绘图功能，可以将三维模型直接投影生成所需的二维图纸，并进行尺寸标注和工程符号的标注。三维CAD系统可以提供“旋转”、“扫描”、“拉伸”、“放样”等三维建模功能；可以轻松将二维图形转化成三维实体；可以为灵活的三维曲面设计提供建立复杂三维曲面的功能。在三维图形设计中仍可以继续使用二维图形设计中使用的命令（如经常使用的“复制”、“移动”、“镜像”）。拉伸操作如图2.1所示： 旋转操作如图2.2所示：扫描操作如图2.3所示：
2.3 三维化设计的特点
2.3.1 三维化设计的优势
（1）三维设计生动、直观可以避免在设计时出现前面所说的过车道宽度不够、进线和穿墙套管不在同一直线上等问题。
（2）设计功能强大，把设计工作由Drawing转向Design。提供了实体与实体之间的编辑功能有“差集”，“并集”，“交集”，等；提供了“拉伸面”、“旋转面”、“移动面”、“放样面”、“直纹面”、“网格面”等编辑手段。可以轻松将二维图形转化成三维实体；可以设计各种复杂实体的表面。
2.3.2 三维化设计在变电工程设计中的优势
经过三维化设计后所给出的变电所设计，具有如下优势：
（1）可以使直观、生动、清晰、准确的描述出待设计变电所的空间特征；可以给变电所内建筑物的布置带来极大的方便；可以极大避免在设计上的失误；可以在变电所施工完成之前看到待设计变电所的全貌；可以增强施工人员对待变电所的了解，减少施工的误差，提高施工的工艺。
（2）所设计的立体图可以在各个角度进行剖视减少了设计者的劳动强度，缩短了设计的周期。
（3）对于一些外形庞大，难于运输的电气设备，可以从立体设计图中进行模拟运输、装配；可以在真实的三维空间中观察电气设备的地理位置；可以减少了设计的失误；可以提高了设计的精度。[17]
2.4 三维化变电所通用图库的建立
建立三维化变电所通用图库，可以直接调用储存在电气图库里的电气设备；我们可以重复的使用同一个电气设备零件图，无需每次设计的时候都重新画出；可以根据需要随时将我们需要的电气设备调入到现场；可以让我们将该设备在不同变电所的设计中重复应用，为下次变电所的设计省去一半的设计时间。
2.5 三维化设计后元件的封装入库
（block）命令可以将已经设计好的三维化电气元件封装成块，然后再利用插入块（insert）命令便可以将已封装的电气元件调用出来。
在调用已封装电气元件的时候需要注意的是它们必须在AutoCAD所支持的文件搜索路径上，先将电气元件图块列表存放在C：＼program＼AutoCAD 2007＼support目录下，这个是AutoCAD所支持的文件搜索路径，如果不在AutoCAD所支持的文件搜索路径上，就要对其进行设置，“工具”→“选项”→“支持文件搜索路径”→“添加”将電气元件图块列表所在的位置设为支持文件搜索路径。
提出了三维化设计的全新理念和在变电工程设计中的可行性和重要性。在AutoCAD平台下，通过二次开发为实现设计功能定制所需的开发菜单，建立变电所常用电气设备通用电气图库，编写调入程序实现对电气设备的调用。
参考文献
[1] 秦少军.2007.AutoCAD2007基础篇[M].化学工业出版社.
[2] 曹爱文，程烨尔，徐冬.2007.AutoCAD2007[M].人民邮电出版社.130-312.
[3] 焦留成，1999.供配电设计手册[M].中国计划出版社.410—417.
