变电站三维建模规范

三维变电站实际场景重构技术发表时间：2018-12-25T15:57:51.393Z 来源：《河南电力》2018年13期作者：封平欧阳林唐琦蔡小鹏[导读] 三维实景点云技术，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，创建了一种具备空间坐标的精确化的多维矢量信息空间。

（广东电有限责任公司清远连州供电局 511510）摘要：三维实景点云技术，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，创建了一种具备空间坐标的精确化的多维矢量信息空间，本文对变压器三维模型重构的实例验证了基于点云数据的变电站三维实景重构具有高精度、高还原性。

关键词：三维变电站；实景重构；点云数据1 引言为充分发挥基于点云数据的变电站三维实景重构的高效性及精确性优点，有必要研究基于点云数据构建变电站三维实景模型的基本流程及方法，搭建基于点云数据构建变电站三维实景模型的理论体系，实现基于点云数据的变电站三维实景重构技术的标准化、规范化。

模型的三维重建需做到模型与实际物体之间的组成结构尽可能相同，在满足实际运用要求的基础上，可对无关部件做一些选择性的省略。

三维模型的不同运用场合对模型的完整性要求不同。

2. 变电站三维实景重构实例验证建模操作中首先将变压器分为冷却器、储油柜、变压器器身、套管均压环、套管引线、高压套管六个主要组成结构以及连接金具等部分。

文中主要介绍了前6个具有结构性代表的部件的建模过程，因为连接金具建模方法具有类似性，本文不再赘述。

1）变压器冷却器变压器冷却器为多个片状结构，可利用阵列功能进行模型重构。

首先利用点云创建立方体特征，如图1（a）所示。

然后选择阵列操作，通过设定行列值，可自动生成多个片状组合，如图1（b）。

最后，构建基本特征体连接不同冷却片，并利用两个圆柱体进行差集变换得到风扇模型，即可形成冷却器的三维模型，如图1（c）所示。

三维建模规范基本知识介绍
三维建模是一种通过计算机生成三维模型的过程，包括建立模型的形状、纹理和材质等方面的细节。

在三维建模中，应遵循一些规范以保证模
型的质量和准确性。

本文将介绍三维建模规范的基本知识。

首先，三维建模的基本单位是顶点。

顶点是构建三维模型的基本要素，它们定义了模型的形状和结构。

在建模过程中，顶点的位置、法线、纹理
坐标等属性需要精确地定义，并且它们之间的连接关系也需要正确地建立。

因此，规范的第一条是要确保顶点数据的准确性和一致性。

其次，三维模型应该具有正确的尺寸和比例。

在建模过程中，应该根
据实际物体的尺寸和比例来确定模型的大小和比例关系。

这样可以保证模
型在渲染和动画等后续处理过程中具有真实感和可信度。

此外，模型的比
例关系还与场景的布局和摄像机的视角等因素有关，因此需要综合考虑这
些因素来确定模型的尺寸和比例。

另外，三维模型的拓扑结构也需要符合一定的规范。

拓扑结构定义了
顶点之间的连接方式，它决定了模型的形状和表面特征。

在建模过程中，
应该避免出现多余的顶点、重叠的面和破碎的边等问题，以保证模型的连
续性和完整性。

此外，拓扑结构还与模型的细节和分辨率等因素有关，因
此需要根据具体的需求来进行调整和优化。

3D建模标准规范
关于制作模型制作规范如下：
一．一律使用毫米为单位
二.制作模型要求细致准确，不可拉伸。

模型不能存在破面，叠面，重线等现象。

三.模型实体可运动部分部分一定要分离且实体造型。

四．模型在每个正视图里面线条都是有规则而且排列很整齐。

五．模型上有端子的地方需按照贴图上的名字逐一独立出来并命名。

六. 完成制作后，单个模型的坐标轴要调整在模型最中心位置，如场景里有多个模型组成，则全部成组，并调整组的轴点与原点重合（即是轴点归零）。

如下图：
关于模型材质命名规范如下：
材质球命名：个人名字简写-制作年月-产品名称 -（001~100）例： wsh-20140923-xxxmk-001
如下图：
关于材质贴图尺寸大小：
材质贴图必须为2的n处方，例：16，32，64……,最大不能超过<2048x2048像素，最小不小于16x16
关于模型材质规范存放问题：
模型和贴图放在同一文件夹中。

每个完成的模型必须有max文件和贴图。

Max版本为9.0至2011.。

配电网三维建模分析及应用摘要：随着计算机，数据采集等技术的不断进步，三维建模技术在电网中的应用日益广泛。

三维建模能够直观，可视化的展现电力线路周围的环境。

本文结合相关工程经验，力图从配电网络三维建模技术方法入手，提出一整套满足行业应用需求的建模约束条件和构建方法。

同时也对三维建模在电网中的应用进行了深入的探讨，研究。

通过此次研究，将有助于今后配电网领域三维建模的应用，同时提供理论及实践依据，服务基于三维地理空间的配电网信息化建设与管理。

关键词：10kV配电线路；三维建模；信息1 引言目前在电力系统中对于配电线路等信息的展示功能应用的主要是基于二维的系统，一般用点状或线状等抽象符号表达电力设备，无法直观地显示设备本身的结构和相互间的关联，不能为巡视、操作及检修人员提供一个真实的功能环境信息，其空间表现和分析能力都有很大的局限性。

随着计算机技术及三维建模技术等的飞速发展，三维在电网领域的应用已经越来越广泛。

三维展示具有真实、直观等优越性，又继承了传统二维系统的分析、处理和数据组织功能。

相比较于二维，三维最大的优点是增加了z轴上的表现能力，使空间物体在程序中能够最大程度地真实显现，使操作更加方便，并且能够直观表现地物之间的空间垂向关系，因此在空间分析能力上也较原来的二维系统更胜一筹。

所以，结合配电网运行的实际特点，将电力网络进行三维展示，有着良好的前景和经济社会效益。

2 三维建模方法研究2.1 三维建模的注意事项（1）正式作业前，应了解委托方对三维建模的基本要求，搜集、分析、利用现有资料，对现实性不强或与实际不符的资料及时提出。

（2）模型制作的质量应符合标注。

通过对模型的数学基础、模型面、模型精度、层级结构、技术要求等质量特性来评定。

模型应去除冗余的点、线、面和虚拟物体，物体模型内部接边处不存在缝隙，在系统平台中不存在闪烁的面等。

（3）文件检查、优化。

整体文件制作完成交验收之前，虽然前期对制作做出了明确的要求，但仍需对项目文件进行检查和优化。

变电站三维参数化设计的研究摘要：三维设计技术是一种全新的数字化、虚拟化、智能化的设计方式,主要是以三维空间技术为基础,数字化模型为载体,将各个专业的设计信息进行融合。

国家电网公司已着力推动“数字国网”建设，在工程项目中也越来越多体现三维设计的应用与价值。

变电站三维设计效率的提升直接影响GIM模型成果等的输出，因此，提升三维设计效率是目前各设计院的的共同研究方向，也是三维正向设计发展的必经之路。

关键词：三维设计技术，三维设计效率，GIM模型成果。

我国电网工程建设已开始全面推广应用三维数字化技术开展工程设计和数字化移交工作。

在2018年7月，国网基建部便提出了“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”。

2019年3月，国家电网公司在“两会”期间，提出了“三型两网”的建设目标，对电网三维设计的推广和应用提出了更高的要求。

随着国网对三维设计要求的不断提高，对三维设计推广的力度也在不断加大。

一变电站三维应用背景变电站的三维设计采用国网统一规定的Bentley、博超、金曲等三维设计软件进行设计，主要工作是设备建模和总装布置。

根据国网发布《QGDW 11810.1—2018 输变电工程三维设计建模规范第1部分：变电站（换流站）》要求，电气三维建模方式采用长方体、圆柱体、椎体等基本图元方式进行模型拼接搭建，形成部件，再由部件进行组装，形成电气设备，模型创建相对复杂，种类较多。

为了提高三维设计效率，规范三维设备模型标准格式，国网公司基建部组织国网经研院及多家省级设计院完成通用模型库的创建工作，形成常用模型设计模板，有效减少了变电三维模型的建模工作。

目前，初步设计阶段利用通用模型来布置，根据变电站设计经验积累与优化，通用模型不能完全满足现有变电站的搭建需求，需要完善修改才能使用，而没有通用模型的设备需要重新建模；施工图阶段设计模型更为复杂，根据国网规范要求，施工图的建模需和厂家模型部件保持一致，修改模型所需时间较长。

三维设计技术在变电站电缆敷设中的应用及研究首先，三维设计技术可以帮助设计者更直观地了解设计方案。

传统的二维设计往往只能通过平面图来表示，无法真实地呈现设计方案在空间中的情况。

而三维设计技术可以将设计方案通过立体模型的形式展示出来，使设计者能够更好地理解设计方案的布局、空间关系和尺寸比例。

其次，在进行电缆敷设时，三维设计技术可以帮助设计者更准确地确定电缆走向和安装位置。

通过三维设计技术，设计者可以在计算机模拟的环境中进行敷设方案的优化和调整，避免了在实际施工过程中因为误判而导致的电缆安装错误和后续维护难题。

同时，三维设计技术还可以实现电缆与其他设备的冲突检测，减少设计与施工过程中的冲突和矛盾。

此外，三维设计技术还可以提高设计效率和质量。

传统的二维设计需要设计者进行繁琐的手工绘制，不仅耗时耗力，而且容易出现错误。

而三维设计技术可以通过建模软件快速生成设计图纸，大大提高了设计效率。

同时，三维设计技术还可以通过模拟和仿真分析，及早发现设计方案中的问题，并进行优化和改进，提高设计的质量和安全性。

在研究方面，三维设计技术在变电站电缆敷设中的应用也面临着一些挑战。

首先，需要提高建模软件的性能和功能，以满足复杂电缆敷设的需求。

其次，需要与其他相关技术进行融合，如虚拟现实技术、物联网技术等，以实现更加智能化和自动化的电缆敷设设计。

此外，还需要研究并制定相应的标准和规范，以保证设计结果的可靠性和一致性。

总之，三维设计技术在变电站电缆敷设中具有重要的应用和研究价值。

它可以提高设计方案的可视化、准确性和效率，同时也带来了一系列挑战和机遇。

随着科技的进步和技术的成熟，相信三维设计技术将在变电站电缆敷设中发挥越来越重要的作用。

真三维模型制作规范说明一、建模准备工作1.场景单位的统一1)在虚拟项目制作过中，因为通常较大的场景同时制作，所以都是以米做为单位会较为好操作些，所以，在建模之初就要把显示单位和系统单位都设置为M。

2.工作路径的统一：在项目操作时，往往一个项目会由许多人共同协作完成，这样，一个统计的工作路径就显得犹为重要，为便于我们项目管理及制作，我们在这里把项目的工作路径统一为：磁盘\城市项目名称\城市项目区块编号\MAX 存放项目相关场景文件；\MAPS 存放项目使用的贴图文件；二、建筑建模的要求及注意事项建筑建模工作包括模型细化处理、纹理处理和帖图，三者同时进行。

帖图可用软件工具辅助完成。

场景制作工具统一采用3dsmax9.0。

1.建筑精度的认定及标准1)一级精度建筑1.哪些建筑需要按1级精度建模——地标建筑、层数>=18层的建筑、建筑面积>=20000m2的建筑、大型雕塑、文物保护单位、大型文化卫生设施、医院、学校、商场、酒店、交通设施、政府机关、重要公共建筑等2.1级模型建模要求——需精细建模，外形、纹理与实际建筑相同，建筑细部（如：屋顶结构，建筑转折面，建筑与地面交界的铺地、台阶、柱子、出入口等），以及建筑的附属元素（门厅、大门、围墙、花坛等）需做出；3.1级模型应与照片保持一致，丰富其外观细节，应避免整个墙面一张贴图，损失了模型的立体效果；需注意接地处理，例如玻璃不可直接戳在地上；该有的台阶、围墙（含栅栏、大门）、花坛必须做出；建筑的体量应与照片一致；4.面数限制——1级模型控制在1000~2000个面。

5.一级精度建筑结构>=0.3米需要用模型表现出其结构，<0.3米可用贴图表现其结构。

（一级精度建筑楼梯或台阶<0.3米时都需要用模型表现其结构。

）2)二级精度建筑1.哪些建筑需要按2级精度建模——道路沿路建筑、历史文化保护区以及其它不属于1级精度的市（区）行政、金融、商贸、文化、科技、展览、娱乐中心等建筑，成串的骑楼建筑需以2级精度建模；2.2级模型建模要求——纹理与实际建筑相同，可删除模型和地面相交长宽小于3米的碎小模型，可减少模型附属元素（如：花坛、基座、柱子段数等）；3.对于2级模型，整体、细节的颜色、形状都应与实际保持一致；4.面数限制——2级模型控制在300~800个面。

三维模型数据产品标准
一、数据生产标准
（一）精细模型生产标准
精细模型生产如下图所示：
精细模型
1、建模范围包括大于1米的建筑轮廓、主体结构和顶层结构，如下图所示：
2、模型精度高，模型结构比例正确，高度恰当。

3、模型材质精细化制作，外观清晰、布局合理、贴图的色彩、质感、光照等信息与现实对比相近，如下图所示：
4、建模要素包括城市建筑物、道路、地面、绿化、桥梁、公交站点、火车站点、路灯、交通信号灯、加油站、高压变电站、天网摄像头、交通监控摄像头、独立大型广告牌。

（二）一般精度模型生产标准
一般精度模型生产如下图所示：
一般精度模型
1、建模范围包括大于2米的建筑轮廓、主体结构和顶层结构，如下图
所示：
2、模型须描述建筑物的基本结构并且结构比例正确，高度正确。

3、模型材质较精细化制作，布局合理、贴图外观与现实对比相近，如
下图所示：
4、建模要素根据需求，按城市现状和规划成果进行制作，包括城市建筑物、道路、地面、绿化、桥梁、路灯、交通信号灯、路牌。

5、建筑本身地表制作可采用同一种或几种地表材质进行统一制作。

（三）建模制作规范
1、详细记录每个模型的X、Y轴坐标及名称信息。

2、建筑、贴图命名不得出现中文，建筑命名MY-区块名-建筑序号
贴图命名MY-区块名-建筑序号-贴图序号，如建筑本身有名字用建筑本身的名字
3、每个建筑贴图不得超过4张，贴图最大不得超过1024，透明贴图
采用DDS,PNG，不要采用多维材质。

3、每个建筑分开打组，不要出现错面，重面等情况，尽可能减少面。

三维设计技术在变电站设计中的运用乔耀洲摘要：数字化三维设计技术代表了当今工程设计领域计算机技术应用的最新潮流和发展趋势，它的参数化功能和协同功能，保证了设计过程中不同专业、不同部门间的准确沟通，减少设计错误，提升设计品质，进而减少时间和避免成本的浪费。

三维数字模型可应用于工程的规划、设计、运营和管理的全生命周期过程，深受工程建设各方的欢迎。

关键词：三维设计技术；变电站设计；运用前言：智能电网首先必须是数字化的电网，通过数字化的传感器连接资产和设备，并建立集成了数据收集、整合和分析、决策系统的双向通信网络。

这意味着要求对电网中的每一个元器件进行控制和描述，而这种要求，必须在电力系统的设计阶段就要予以充分考虑。

1三维设计技术发展背景与基础随着全球计算机软件高效化、智能化的推进方向，电力勘察设计行业的信息化也在持续发展，基于信息化智能三维设计平台的作业模式，极大优化了设计作业流程，使得设计重点从布置设计前移到系统方案设计，繁琐的数据建模工作在系统方案设计前已经完成，借助不断积累完善的标准化数据模型库和强大的自动计算分析设计功能，使得设计方式变得更加简洁，这将会对传统电力设计生产的设计校审制度和人力资源结构带来变革，以数字化三维设计平台引领设计行业第二次革命，以实现知识管理体系标准化，以数字化移交为手段，建立工程全生命周期服务盈利模式，拓展设计服务链和范围,促进设计企业转型升级。

2三维设计技术在变电站设计中的运用2.1数字化协同设计一是数字化协同设计的基本流程。

开展三维协同设计，第一步由设计项目经理选定项目组人员，进行专业化分工。

各专业分头开展三维建模工作，建模后在同一平台进行总装，然后进入后期检查，最后开展数字化移交。

协同设计包含两部分：（１）专业内协同设计。

同专业中，按照电压等级或配电装置场地划分，由主设人对设计任务进行分工，各设计人员同时开展设计工作，最后由设总统一协调管理，汇总成本专业设计图纸和文件。

工厂数字化重建三维模型技术规范南京恩吉尔工程发展研究中心2014目录1 目标 (3)2 范围 (3)3 规范性引用文件 (3)4 定义 (3)4.1 建模对象 (3)4.2 建模分类 (3)4.3 建模区域 (3)4.4 建模精度 (3)5 建模范围 (4)5.1 三维模型的建模范围 (4)5.2 建模的功能分类与应用 (5)6 建模精度要求 (6)6.1 精度等级 (6)6.2 专业建模描述 (7)6.3 功能性建模 (8)7 建模对象属性要求 (9)7.1 一般对象属性 (9)7.2 功能与属性的对照 (11)8 装备拆解建模与建筑建模 (11)8.1 装备建模 (11)8.2 建筑建模 (12)9 工厂信息采集及文档 (12)9.1 建模文档及信息收集 (12)9.2 三维扫描及场景照片 (13)9.3 现场测绘及草图 (13)9.4 工程变更信息收集 (13)10 建模审查与交付 (14)10.1 建模的中间审查 (14)10.2 建模的终审与数字化交付 (14)11 附件：资料收集一览表 (14)1目标工厂数模重建主要面向工厂的实际运营和维护需求的数字化，不同于三维工厂设计及建造建模，主要面向工厂建设和制造。

而现代的数字化设计建造产生的数字化交付成果，可以通过迁移转换重用，还需要通过数字化的重建，补充大量的后续工厂数模信息，满足工程运维的数字化需求和大工厂物联网的大数据建设需求。

本规范适用于企业已建工厂的数字化重建工作。

定义数字化三维模型重建工作中的建模类型、范围、编码规则、建模精度及模型属性等方面的要求和规则。

2范围三维的数字化建模主要包括工厂的主装置区、辅助装置区、公用工程区、厂前区；以工厂的专属的站场、码头、管网、办公楼及辅助设施等。

3规范性引用文件下列文件对于建模及信息收集应用是必不可少的。

ISO 15926（GB/T 18975）《工业自动化系统与集成及流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成》GB/T 28170《计算机图形和图像处理可扩展三维组件》HG/T 20519-2009《化工工艺施工图内容和深度统一规定》4定义4.1建模对象指流程工厂模型的基本单元，如设备、管子、管件、结构、建筑、门、窗等。