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摘 要

当前变电站设计主要采用传统的CAD绘图形式，二维平面图可视性差，难以完整体现项目效果，通常因为缺乏专业设计人员之间的沟通，导致各种专业设计之间产生碰撞冲突。

为了提高变电站的设计质量，引入建筑工程领域广泛应用的BIM技术。以某110kV变电站建设为实例，根据负荷计算确定主变压器及站用变压器的台数、容量和型号。从可靠性、灵活性及经济性等方面考虑，确定了110kV、35kV、10kV的主接线方案。然后进行短路电流计算，根据计算结果选择了电气设备和成套配电装置，并进行校验。

本文运用BIM技术相关软件——Revit软件，建立变电站三维可视化模型。首先对主要电气设备——主变压器、断路器、隔离开关等进行族模型的建立，根据所确定的电气主接线方案布置族模型，进行模型碰撞检查和线路检查，最后导出的CAD图纸，渲染模型并制作漫游动画。

关键词：变电站建设 Revit BIM技术

Three dimensional digital design of substation main wiring based on BIM

Abstract

At present, the traditional CAD drawing form is mainly used in substation design. The visibility of two-dimensional plan is poor and it is difficult to fully reflect the project effect. Usually, due to the lack of communication between professional designers, there are conflicts between various professional designs.

In order to improve the design quality of the substation, BIM Technology, which is widely used in the field of construction engineering, is introduced. Taking the construction of a 110kV substation as an example, the number, capacity and model of the main transformer and station transformer are determined according to the load calculation. Considering the reliability, flexibility and economy, the main connection schemes of 110kV, 35kV and 10kV are determined. Then the short-circuit current is calculated. According to the calculation results, the electrical equipment and complete distribution equipment are selected and verified.

In this paper, a three-dimensional visualization model of substation is established by using the BIM software - Revit. First, family models of the main electrical equipment - main transformer, circuit breaker, disconnector, etc are built up, layout family models according to the determined electrical main wiring scheme. Then model collision inspection and circuit inspection are carried out, and finally the CAD drawings are exported, the model is rendered and roaming animation is made.

Keywords: substation construction; Revit; BIM technology

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 论文的主要研究内容 2

第二章 BIM技术介绍 3

2.1 BIM的概述 3

2.2 BIM的特点 3

2.3 BIM在工程建设中的应用价值 4

2.3.1 BIM技术在项目规划阶段的应用价值 4

2.3.2 BIM技术在项目设计阶段的应用价值 4

2.3.3 BIM技术在项目施工阶段的应用价值 5

2.4 BIM技术在变电站建设中的优势 5

第三章 110kV变电站建设中BIM技术应用实例 7

3.1 工程概况 7

3.2 变压器的选择 7

3.2.1 变电所主变压器台数、容量、相数的确定 7

3.2.2 变电所主变压器调压方式、连接组别的确定 8

3.2.3 变电所主变压器中性点接地方式的确定 8

3.2.4 变电所主变压器型号的确定 9

3.2.5 站用变压器型号的确定 9

3.3 电气主接线设计 9

3.3.1 电气主接线设计概述 9

3.3.2 110kV电气主接线设计 10

3.3.3 35kV电气主接线设计 11

3.3.4 10kV电气主接线设计 11

3.3.5 方案初选 11

3.4 经济性比较 12

3.4.1 计算一次投资 12

3.4.2 计算运行费用 13

第四章 短路电流的计算及电气设备选择 15

4.1 短路概述 15

4.1.1 短路的原因及后果 15

4.1.2 短路计算的基本假定和计算方法 15

4.2 电抗图及电抗计算 16

4.3 短路电流计算 17

4.4 电气设备的选择 21

4.4.1 按正常工作条件选择 21

4.4.2 按短路条件进行校验 23

4.4.3 系统各个回路的最大工作电流 24

4.4.4 高压断路器的选择 24

4.4.5 隔离开关的选择 26

4.4.6 电流互感器的选择 26

4.4.7 电压互感器的选择 29

4.4.8 母线的选择 29

4.4.9 导线的选择 31

4.4.10 避雷器的选择 32

第五章 配电装置选择及总平面布置设计 34

5.1 配电装置概述 34

5.1.1 户内配电装置概述 34

5.1.2 户外配电装置概述 34

5.2 配电装置的选择 35

5.2.1 成套配电装置概述 36

5.2.2 高压开关柜的选择 36

5.3 配电装置内部电气设备选择与校验 36

第六章 变电站BIM模型的建立 41

6.1 标高和轴网的绘制 41

6.2 族模型的建立 41

6.3 变电站模型的建立 44

6.3.1 110kV侧配电装置的模型 44

6.3.2 35kV侧配电装置的模型 45

6.3.3 10kV侧配电装置的模型 47

6.3.4 变电站整体BIM模型 47

6.4 BIM模型分析 47

6.4.1 碰撞检查 47

6.4.2 模型渲染 48

6.4.3 图纸输出 49

6.4.4 漫游 49

第七章 总结与展望 50

参考文献 52

致 谢 53

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