基于BIM模型的储能单元电缆敷设问题思考

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据储能界了解到,图纸是设计师的语言,目前,储能项目的前期方案、后期的施工图,多采用CAD二维平面来表达。根据CAD绘制的平面图可以给出具体的设备定位、电缆敷设路径、排水路径等,但是具体的电缆长度只能根据平面图上的路径以及两端的裕量进行长度估算。平面图无法评估电缆群在转弯处需要的支架宽度,无法表达电缆水平转弯后再垂直转弯需要的电缆支架的数量和定位,更难以发现电缆拐弯后与设备进线孔协调问题。

下面以一个5MW/10MWh储能单元为例,对比一下CAD平面图和BIM三维模型在储能单元电缆敷设上呈现出的差异。

1、CAD平面图

图1-1 5MW/10MWh储能单元基础及电缆沟布置图

图1-2 5MW/10MWh储能单元电池舱#1直流电缆路径

图1-3 5MW/10MWh储能单元电池舱#2直流电缆路径

图1-1基础图,可以表达设备基础和电缆沟的平面定位及尺寸,另外,细心的人也会注意到电缆沟壁和设备基础内壁对齐问题、电缆支架安装方向问题。图1-2、图1-3,即电池舱#1、电池舱#2至PCS的敷设路径,CAD平面图上仅能表达水平方向上的距离。即使有经验的设计师注意到利用全局宽度表达电缆外径,但是电缆无间隙排布是无法表达,图纸上容易糊成一片。另外,如果没有特别注意项目现场电缆敷设的话,容易忽视电缆支架使用长度需要扣除主架的宽度,电缆转弯位置的支架实际需要长度、支架定位等。

2、BIM三维模型

根据上述储能单元CAD平面图的尺寸、定位,建立5MW/10MWh储能单元的BIM模型(基础、电缆沟、电缆支架、电缆建模,设备暂不体现)。建模过程如下:

①先建筏板:

②设备基础建模:

③电缆沟建模:

④电缆支架建模:

⑤放置电缆支架:

⑥电缆敷设

(电缆敷设是最难的一步,需要一根根模型放置、排布到电缆层架上)

图2-1 5MW/10MWh储能单元BIM模型立体视角

经历了储能单元整个BIM建模后,可以直接导出设备基础、电缆的清单量,如下图:

也可以发现上述平面图难以注意到的一些问题:

①电缆群转弯位置的支撑问题:

序号1位置:

序号2位置:

序号3位置:

②电缆层架的实际可使用长度

③PCS进线孔偏置过多造成的电缆不好拐弯

仅有上图箭头指示位置对应的PCS进线孔,电缆拐弯较为顺畅外,其他位置进线孔的电缆均是较难拐弯(短距离拐2个弯以上)。

分析发现,PCS的进线孔与电缆沟电缆群的走向偏差太大。

理想状态是PCS的进线孔均沿电缆群走向分布:

然而,PCS进线孔排布跟厂家的PCS位置排布有关,大多PCS进线孔长边垂直于维护方向。由于目前5MW变流升压一体机有两边2个1250模块,也有方案为横向4台1250单机。无论哪一种方案,PCS进线孔位置也难以像上述理想状态一样。这样便会造成电缆需要在设备基础内多转几个弯,当然这也是需要考虑电缆支架。

注:实际直流电缆绝缘外皮均是黑色,上述模型中有棕色、灰色,取自IEC 直流系统的+、-极导体绝缘颜色标识,主要是做感官上区分用。

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