（南瑞电力设计有限公司 211100）
摘要：本文将首先介绍BIM在变电站电气工程设计中应用的基本规划；其次，介绍变电站电气工程设计中BIM模型的构建，描述BIM建设的内容和原则，演示主体部分模型的构建、附属建筑物模型的构建、族的构建；最后，阐述BIM技术在变电站电气深化工程设计中的应用。
关键词：BIM技术；变电站；电气设计
一、变电站电气工程设计中的BIM应用基本规划
基于AutoCAD程序的二维平面设计是对传统手工绘图方法的升级和发展。然而，AutoCAD的设计方法仍然是“平面”的，存在着明显的缺点和缺陷。为了将平面二维设计转变为三维直观的三维模型，附加信息生活，建筑行业引入了BIM技术。BIM技术从诞生之日起，犹如一团火焰，焕发出强大的生命力，目前，BIM技术已在世界主要发达国家和地区，包括建筑业，引起了社会各界的关注。本文大胆提出了BIM技术在变电站工程全周期电气设计中的想法，试图为BIM技术在未来变电站工程电气设计中的应用和推广打下基础。
BIM电气模型在总平面布置中的应用。基于BIM技术的参数化、可视化特点，结合现有变电站工程信息文件、电网公司典型设计规范图集、行业规范，一批具有代表性的大型BIM电气模型库，编制了中小型参数化变电站工程总图。总图BIM整体电气模型库建立后，通过BIM项目管理平台发布、使用和维护。今后在变电站工程电气设计过程中，现有的总平面布置BIM电气模型可按权限调用。根据设计项目的个性化需求，可以通过BIM程序对话框交互修改数据模式，从而快速、准确地建立新项目的整体BIM模型。该模型可用于不同专业之间的碰撞检查、数据交换和共享。对于土木工程设计人员，可以直接从电气模型文件中获取控制室结构模型，并导入到PKPM接口程序中，计算结构配筋并直接绘制图纸；还可以生成结构透视图，其中根部开口，尺寸和标高都会自动标记。对于专业设计师的经济规划，总体BIM的总图可以直接分析出来，电气模型是从土木工程模型中提取出来的（包括：房屋建筑、排水沟、围护、消防、设备基础等）；输变电相关型号（包括：电气一次、电气二次、通信、出线等设备、塔、表、台、套、型号、铭牌、厂家信息等）直接进口到广联达等相关行业使用，或直接收集工程量使用等相关信息。如果项目业主有需求，还可以输出平面成果文件、动漫漫游施工交底、数字移动终端交付等应用。
二、变电站电气工程设计 BIM 模型构建
（一）BIM 模型构建的内容及原则
变电站电气工程样板施工包括以下基本内容：土建及设备（含电气设备、通信设备等）。
变电站电气工程模型建设的原则是：整体模型装配完整有序，单个模型尺寸准确，信息模型及时更新。
（二）变电站主体部分模型的构建
1.建筑部分模型的构建
变电站电气工程主楼为主控楼，是生产、运行、员工生活和工作的场所。主控楼包括通信室、机柜间、电容器室、二次设备室、客厅、值班室等，电缆需敷设在电气柜室底部，因此电缆沟应设计在主控楼底部。设计中电缆沟采用墙、地两种方式施工，施工过程复杂。概算定额中将电缆沟收费划分为复杂地面，收费依据为建筑轴线尺寸面积，不扣除电缆沟开口面积，工程量统计规则与楼板一致。但在预算定额中，电缆沟是按管沟容积计算的。然而，电缆沟的体积不能在地面或墙上计算。最合适的方法是用体积来计算体积。体积是没有任何建筑属性的族类型。通过质量建模，可以直接计算出电缆沟的体积和表面积，可以满足电缆沟体积计算的需要。
2.结构部分模型的构建
主体结构的主要部分是构件的加固，而在Revit软件中，通常采用融合PKPM软件完成钢筋工作。PKPM可以直接导入Revit软件构建的结构模型，直接进行应力分析计算，输出平面钢筋图，计算钢筋混凝土土建工程量。
（三）变电站附属建筑物模型的构建
电气工程以变电站规划为基础，包括消防用房。创建消防控制室的方法与主控楼的方法类似。
从墙开始，可以使用“地板”工具生成沙池中的沙粒，并可以修改材质属性。也可以通过手动创建族来完成防火分区。注意在车顶和门洞处生成模型组，以便于更改链接。
（四）变电站有关族的构建
在Revit中，基本图形单位（如墙、门、窗等）称为图元，这些图元是用族创建的。家庭是RIFIT设计软件的基础和本质。族参数越多，信息越丰富，BIM技术的价值就越能体现出来。创建族有五个基本命令，即“拉伸”、“混合”、“旋转”、“放样”和“放样混合”。变电站电气工程BIM模型族库包括变压器、出线架、避雷针塔、绝缘子、母线、金具、盖板、入口门等电力工程特有的构件。建立一个家庭既费时又费力。如何将相应的族参数关联起来实现联动参数化设计，从而实现族的多功能性，提高族的使用效率，是一个值得探讨的问题。
三、BIM 技术在变电站电气工程设计中的深化应用
（一）BIM技术的参数化和可视化功能应用
将BIM技术的参数化和可视化功能应用到变电站电气工程的设计中，极大地改变了以往传统的二维平面设计过程在方案变更和调整时，返工、修改工作量巨大，人力物力巨大的局面，物质资源和时间消耗巨大。基于BIM技术，在建立三维模型后，通过参数化程序对话框修改方案，进行面对面的人机交互修改数据，BIM程序直接完成模型的同步、协调修改。它可以一次生成AutoCAD无法完成的基本模型，并且可以终身重复使用。它省时省力，不易出错，效率高。有利于将主要精力投入到更重要的方案设计中，提高设计水平，优化和节约投资。
（二）BIM技术的变电站协同设计应用
变电站电气工程的设计内容包括强电、弱电、通信、土建等，有一些子项目和子专业，可以说涉及多个方面。在传统的变电站设计过程中，由于信息数据文件以线性平面方式传输，容易导致工作周期延长，且结果存在碰撞、误差、交叉、叠加等情况，因此地图变更的沟通和协调难度较大。通过建立变电站设计BIM协同平台，采用BIM应用软件平台的中心文件管理模式，方便信息的交换和利用。
（三）BIM技术的碰撞检查及设计交底应用
1.BIM技术的碰撞检查应用
基于BIM技术的精确应用，对变电站电气工程模型进行碰撞检测工作，及时了解土建工程与机电设备等建筑结构之间的距离、平面和竖向设计是否合理房间值班室、场地周边排水沟、场内道路、避雷塔、出线架、桥架、变压器、电容器等土建、机电设备是否符合现场实际情况，平面、竖向设计是否符合规范要求，通过对BIM模型的比较，程序可以直接生成检验报告，方便对设计进行检查、调整和完善。通过BIM技术在碰撞校核中的应用，可以提前避免设计错误，辅助施工，指导工程建成后的运行维护，提高施工水平，节约建设投资。可以说，BIM技术的碰撞检测功能是当前和今后提高变电站工程建设水平的利器。
2.BIM技术的设计交底应用
监理工程师审核图纸后，施工前可通过基于BIM技术的三维动画进行工程图纸技术交底，明确工程中的重要环节，有利于指导施工方控制施工过程中的关键点，消除安全隐患。
结论
本文通过对变电站电气工程设计的分析，实现了BIM技术与传统设计方法在变电站工程设计过程中的集成，为今后BIM技术在变电站工程设计中的进一步应用和推广打下了基础。。
参考文献
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