1、 输变电工程三维设计模型交互规范 （试行） 国网基建部 二一七年九月 目 次 前言 . I 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总的要求 . 1 5 一般规定 . 1 6 输变电工程三维设计模型架构 . 1 7 输变电工程三维设计模型文件存储结构 . 1 8 工程模型的层级管理 . 3 附 录 A （资料性附录）输变电工程三维设计模型文件格式 . 4 附 录 B （资料性附录）变电工程三维基本图元 30 附 录 C （资料性附录）工程模型层级 80 附 录 D （资料性附录）工程属性信息 . 111 编制说明 . 128 I 前 言 为满足输变电工程三维设
2、计的需要，统一模型构建方法、工程数据组织、编码系统和 交互规则，实现工程全寿命周期的数据共享，编制本标准。 本标准执行过程中，应遵守现行国家规范和标准，并不得违反相关强制性条文。 本标准由国家电网公司基建部提出并负责解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：。 本标准主要起草人：。 本标准为首次发布。 1 输变电工程三维设计模型交互规范 1 范围 本标准规定了输变电工程三维设计模型文件格式、模型架构、存储结构和层级管理等 技术要求。 本标准适用于输变电工程初步设计、施工图设计和竣工图设计阶段的三维设计，以及 设计成果的交付，其它工程或设计阶段的三维设计可参照执行。 2 规范性引
3、用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本 适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文 件。 GB/T 4728.1-13 电气简图用图形符号 GB/T 7408 数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法 GB/T 16656.42 工业自动化系统集成 产品数据表达与交换 第42部分： 集成通用资源： 几何与拓扑表达 GB/T 18784 CAD/CAM数据质量 GB/T 18784.2 CAD/CAM数据质量保证方法 GB/T 18975.2 工业自动化系统与集成 流程工厂（包括石油和天然气生产设施）生命 周期数据集
4、成 第2部分：数据模型 GB/T 51061 电网工程标识系统编码规范 DL/T 5028.1 电力工程制图标准 第1部分：一般规则部分 DL/T 5028.3 电力工程制图标准 第3部分：电气、仪表与控制部分 DL/T 5028.4 电力工程制图标准 第4部分：土建部分 CHT 9015 三维地理信息模型数据产品规范 CHT 9016 三维地理信息模型生产规范 CHT 9017 三维地理信息模型数据库规范 SD 240-87 电力系统部分设备统一编码准则 Q/GDW 1936 国家电网公司物料主数据分类与编码规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 基本图元 fundame
5、ntal geometry unit 2 三维建模时使用的最小几何图形单元，包括常规几何体和特殊几何体，由一组控制参 数进行描述。常规几何体包括：长方体、球体、圆柱、圆环、棱台等，特殊几何体包括： 瓷套、绝缘子串、端子板等。 3.2 网格模型 mesh model 是计算机图形学中用于为各种不规则物体建立模型的一种数据结构，一般由三角形组 成，不具备可编辑特性。 3.3 几何模型 geometric model 描述物理对象的外形、尺寸、位置、结构等几何信息的三维模型。 3.4 物理模型 physical model 描述工程建（构）筑物、设备、材料及其他设施等物理对象的三维模型，由几何模型
6、及其属性构成。 3.5 逻辑模型 logical model 描述工程中主要设备之间关联关系、功能关系、层级关系的图形符号集合。 3.6 GUID (Globally Unique Identifier) 全局唯一标识符缩写，是一种由算法生成的二进制长度为128位的数字标识符，主要 用于在拥有多个节点、多台计算机的网络或系统中。 3.7 输变电工程三维设计模型 three - dimensional design model of power transmission and transformation project 以输变电工程各相关信息数据为基础，以三维立体等数字化表达形式为主建立的工
7、程 信息集合，具备完备性、关联性、一致性、唯一性、扩展性，满足可视化、可分析、可编 辑、可出图等工程全寿命周期应用需求。三维设计模型包括数字高程模型、逻辑模型和物 理模型。 3.8 数据交互 data interaction 通过约定的数据格式实现数据在不同软件之间的共享和应用。 1 4 总的要求 4.1 输变电工程三维设计模型交互应遵守国家相关法律法规及信息安全相关规定。 4.2 输变电工程三维设计模型宜满足协同设计对数据交互的要求。 4.3 输变电工程三维设计模型宜满足不同应用软件之间数据转换的要求，实现数据共享。 5 一般规定 5.1 输变电工程三维设计模型由物理模型和逻辑模型组成。物理
8、模型主要包含电气设备 及材料，二次系统设备及装置（含辅控系统），建（构）筑物、水工暖通系统及其它设施 等；逻辑模型主要包含电气主接线、站用电等系统接线、二次原理接线等。 5.2 输变电工程三维设计模型应统一度量单位、统一属性定义、统一建模规范、统一层 级划分。 5.3 变电一次、二次系统、线路电气设备及材料模型采用基本图元建模。 5.4 土建及水暖系统的模型采用 IFC（Industry Foundation Classes，工业基础类）作 为交互格式。 5.5 逻辑模型采用统一的交互格式。 5.6 模型编码采用 GB/T 51061。调度编码应满足 SD 240-87 的要求，对未涵盖的部分
9、应 按各省（市）公司调度编号惯例执行。物料编码应满足 Q/GDW 1936 的要求。 5.7 输变电工程建（构）筑物、设备、材料及其他设施模型包括基本属性和扩展属性， 基本属性参考建模规范，扩展属性可根据模型应用要求进行扩展。 5.8 输变电工程三维设计模型移交成果应采用统一的地理信息系统，包括坐标系、高程 和数据格式。坐标系使用 2000 国家大地坐标系（CGCS2000），高程使用 1985 国家高程 基准，数据格式应满足 CHT 9015、CHT 9016、CHT 9017 的相关要求。 6 输变电工程三维设计模型架构 6.1 输变电工程三维设计模型分为输电线路工程设计模型和变电站（换流
10、站）工程设计 模型。 6.2 输变电工程三维设计模型由物理模型（含制造模型及设计文档）、逻辑模型（含设 计文档）组成，其中设计文档、制造模型通过物理模型或逻辑模型的相关属性表达，以链 接方式调用。制造模型的文件目录结构及文件格式参见附录 A，设计文档目录结构及文件 格式参见输变电工程三维设计成果数字化移交技术导则。 6.3 输变电工程三维设计模型框架包括四层结构，自下而上分别是：属性集、组件类、 物理模型/逻辑模型、工程模型，见图 6.1。 2 图 6.1 输变电工程三维设计模型框架结构 6.4 属性集包括工程参数、电气参数、力学参数、材料参数、几何参数、位置参数、图 形符号等，具体可描述为：
11、 a) 工程参数、电气参数、力学参数、材料参数采用结构化数据描述； b) 几何参数用于描述几何模型； c) 位置参数通过空间变换矩阵进行描述； d) 图形符号用于描述主接线、 站用电原理接线、 电气原理图、 水暖系统图中的设备、 装置和材料。 6.5 组件类包括建（构）筑物类、设备类、材料类、其他设施类。 6.6 物理模型（包含厂家提供的制造模型）用于描述外形尺寸和空间位置，逻辑模型用 于描述设备之间的关联关系。物理模型和逻辑模型均可包含有设计文档。制造模型是由设 备制造厂家或专业软件提交的用于产品制造的模型。设计文档和制造模型存放于指定路径， 采用链接方式展示。 6.7 工程模型是由工程中所
12、有的建（构）筑物、设备、材料及其他设施模型和工程属性 构成的信息集合，也包含建（构）筑物、设备、材料及其他设施之间的关联关系。 1 7 输变电工程三维设计模型文件存储结构 7.1 输变电工程三维设计模型文件只包含物理模型和逻辑模型的存储。 7.2 物理模型和逻辑模型组成的标准格式为*.GIM，包括文件头、索引域和存储域，见图 7.1。 图 7.1 输变电工程三维设计模型*.GIM 文件存储方式 7.3 文件头存储了模型文件的元数据信息，包括：文件标识、文件名称、创建时间、版 本号等。 2 7.4 索引域存储了模型文件的目录结构信息， 由根目录和四个子目录组成， 其中CBM、 DEV、 PHM、
13、MOD 这四个子目录是存储域中对应数据的索引地址，可通过目录检索到存储域中的数 据。 7.5 存储域存储了模型的数据实体，根据索引域中 CBM、DEV、PHM、MOD 四个子目录对数 据进行分块连续存储。 7.6 标准格式文件存储的数据包括：几何模型单元（*.mod）、组合模型（*.phm）、物 理模型（*.dev）、逻辑模型（*.sch）、工程模型（*.cbm）以及属性信息（*.fam）。标 准格式文件按照四个目录结构进行存储，见图 7.2 中虚线内部分。文件采用 GUID 作为唯 一标识。标准格式文件通过引用方式建立各层级之间的关系。标准格式文件见附录 A。地 理信息模型的详细目录结构见附
14、录 A。 图 7.2 输变电工程三维设计模型文件组织结构 7.7 标准格式文件的每个层级中含有几何参数的模型之间存在引用关系， 见图7.3所示。 图 7.3 标准格式文件几何参数模型引用关系 7.8 几何模型单元（*.mod）是由多个基本图元构成，基本图元参见附录 B。 3 7.9 组合模型（*.phm）由多个几何模型单元、网格模型以及属性（*.fam）组成，组合 模型中包括了几何模型单元、网格模型的引用和对应的空间变换矩阵。组合模型可进行同 级引用，但不能引用自身。 7.10 逻辑模型（*.sch）由图形符号及其关联关系组成，包含图纸数据、元件符号定位 数据、编码及属性参数、连接线。逻辑模型
15、可进行同级引用，但不能引用自身。 7.11 物理模型（*.dev）由组合模型（*.phm）和物理模型属性（*.fam）组成。物理模 型属性（*.fam）包括名称、编码等参数。物理模型（*.dev）可进行同级引用，但不能引 用自身。 7.12 制造模型是指设备制造模型，其查询及可视化可通过附加文件实现。设备制造模型 格式建议为*.stl、*.stp、*.x_t、*.sat 、*.dxf、*.pdf，存储在单独的文件夹中，存 储结构见附录 A，制造模型的文件路径存储在属性文件（*.fam）中，采用相对路径。 7.13 工程模型（*.cbm）由物理模型（*.dev）、逻辑模型（*.sch）和工程属性
16、（*.fam） 组成。工程属性（*.fam）包括了名称、电压等级、编码等参数。变电站（换流站）工程 模型只有一个原点坐标，组合成工程模型的物理模型都是相对于该坐标原点进行空间变换。 工程模型（*.cbm）可进行同级引用，但不能引用自身。 7.14 工程模型清单（project.cbm）文件包含工程名称、项目地理坐标（变电站（换流 站）或杆塔）、电压等级以及工程模型（*.cbm）文件的引用。 8 工程模型的层级管理 工程模型层级管理采用面向工程对象管理的分级原则，分为：0级、1级、2级、3级、 4级等五级。变电站（换流站）0级为全站级，1级为系统（区域）级，2级为子系统（子区 域）级，3级为设备
17、（设施）级，4级为部件级。详见附录C。 4 附 录 A （资料性附录） 输变电工程三维设计模型文件格式 A.1 属性信息表达 属性信息主要包含两个内容，一个是属性项，另一个是对应的属性值。为了容易识 别，属性项包含两种描述方式，一个是英文字母，另一个是中文。属性值采用汉字、数 字以及英文字母表示，汉字采用 UTF-8 字符编码，见表 A.1A.2。 表A.1 变电工程设计模型属性字段 英文属性项 中文属性项 属性值 PROJECTNAME 工程名称 XX 变电工程 VOLTAGE 电压等级 1000kV DESIGN PHASE 设计阶段 施工图设计 ENGINEERING_TYPE 工程类型 变电站 表A.2 线路工程设计模型属性字段 英文属性项 中文属性项 属性值 PROJECTNAME 工程名称 XX 输电线路工程 VOLTAGE 电压等级 1000kV CURRENTTYPE 电流类型 直流 LOOPNUMBER 回路数 2 LINELENGTH 线路长度 2340km A.2 颜色表达 颜色用 RGB来表示。
