輸電線路事故狀態(tài)下受力計算

1、沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱 控制系統(tǒng)課程設(shè)計院（系） 自動化學(xué)院 專業(yè) 自動化班級。學(xué)號 20。學(xué)生姓名。課程設(shè)計題目 輸電線路事故狀態(tài)下受力計算課程設(shè)計時間 2015年12月15 日至 2014年12月 26 日 課程設(shè)計內(nèi)容及要求：架空送電線路無跨越架不停電跨越架線時，為保護被跨越的運行電力 線，通常在跨越檔采用全封網(wǎng)或局部封網(wǎng)布置。文章針對跨越檔全封網(wǎng)布 置，且選用迪尼瑪繩作為承載索時，跨越檔應(yīng)限制的檔距及跨越檔檔端鐵塔 應(yīng)增加的高度進行計算分析，為跨越檔的設(shè)計參數(shù)選擇提出了建議。該系統(tǒng) 的特征為：可以在用戶界面輸入輸電線路參數(shù)。可以計算出所需輸電線路參數(shù)。具體要求如下：根據(jù)

2、已有參數(shù)設(shè)計界面并調(diào)試成功。根據(jù)輸入的參數(shù)按照特定算法計算出結(jié)果。完成課程設(shè)計說明書。指導(dǎo)教師負責(zé)教師學(xué)生簽字年 月日年 月日年 月日沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計（論文）題目輸電線路事故狀態(tài)下受力計算班 級 。學(xué) 號。學(xué)生姓名。指導(dǎo)教師。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 0.前言1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 總體方案設(shè)計1 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 承載索張力和弧垂的計算方式42.1承載索的張力計算42.

3、2承載索弧垂的計算5 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 3軟件設(shè)計5聯(lián)合調(diào)試8 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 課設(shè)小結(jié)及進一步設(shè)想10 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 參考文獻10 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 附錄I 對應(yīng)變量清單12附錄II源程序清單錯誤！未定義書簽。輸電線路事故狀態(tài)下受力計算。沈陽航空航天大學(xué)自動化學(xué)院摘要：架空送電線路無跨越架不停電跨越架線時，為保護被跨越的運行

4、電力線，通常在 跨越檔采用全封網(wǎng)或局部封網(wǎng)布置。本課設(shè)針對跨越檔全封網(wǎng)布置，且選用迪尼瑪繩作為 承載索時，跨越檔應(yīng)限制的檔距及跨越檔檔端鐵塔應(yīng)增加的高度進行計算分析，為跨越檔 的設(shè)計參數(shù)選擇提出了建議。關(guān)鍵字：不停電跨越架線；全封網(wǎng)布置；設(shè)計參數(shù)；跨越檔檔距；跨越檔檔端桿塔高度。0.前言隨著架空送電線路的迅猛發(fā)展，跨越運行電力線的情況越來越多。在許多情況下，運 行電力線路難以停電來滿足跨越架線要求。為了實現(xiàn)運行電力線不停電狀態(tài)下進行跨越架 線，經(jīng)多年實踐，線路建設(shè)者們主要采取了 2種方法:一種是在運行電力線兩側(cè)或一側(cè)搭 設(shè)跨越架實施跨越架線;另一種方法是在跨越檔兩端桿塔上設(shè)置橫梁作為支承體，在

5、兩橫 梁間布置封網(wǎng)系統(tǒng)實施跨越架線。后一種方法簡稱為無跨越架不停電跨越架線。該方法由 于省去了設(shè)計和搭設(shè)跨越架工作，有利于運行電力線和跨越架線的安全，有利于保護跨越 檔自然環(huán)境，因此，近年來在送電線路架線中得到較多的應(yīng)用。但是，后一種方法的應(yīng)用 僅靠施工單位往往難以實施，特別需要建設(shè)和設(shè)計單位的協(xié)助配合，因為它要求跨越檔設(shè) 計參數(shù)滿足一定條件，即跨越檔檔距應(yīng)盡量縮小，且跨越檔兩端桿塔應(yīng)適當加高。無跨越架不停電跨越架線的封網(wǎng)系統(tǒng)有2種布置方式，一種為全封網(wǎng)布置，即發(fā)生導(dǎo) 線墜落（事故狀態(tài)）后由承載索均勻承擔其垂直荷載，另一種為局部封網(wǎng)布置，即發(fā)生導(dǎo)線 墜落后由局部長度的承載索承擔其垂直荷載。本課

6、設(shè)針對全封網(wǎng)布置，并且以迪尼瑪繩作承載索為基礎(chǔ)，研究跨越檔檔距及兩端桿 塔高度滿足無跨越架不停電跨越架線應(yīng)達到的條件。1.總體方案設(shè)計在本次設(shè)計中承載索通過單輪滑車懸掛于跨越檔兩端鐵塔的橫梁上，其兩端通過鋼茲 繩及手扳葫蘆固定于地而，是一個具有兩種不同性能的懸索形成的三跨連續(xù)檔。根據(jù)靜態(tài) 模擬試驗結(jié)果分析，采取孤立檔進行張力及孤垂計算比較符合實際。承載索兩端的橫梁在 受力后可能產(chǎn)生微小變形，以導(dǎo)致承載索張力和孤垂的變化，為簡化計算，忽略此變形的 影響。承載索在安裝狀態(tài)和事故狀態(tài)，由于環(huán)境氣溫的不同及風(fēng)荷載影響，可導(dǎo)致承載索 張力和孤垂的變化，為簡化計算，忽略氣溫變化和風(fēng)荷載的影響。張力放線在正

7、常狀態(tài)時，如圖1中實線所代表的導(dǎo)線和承載索的位置。八表示張力 放線時的導(dǎo)線孤垂，fA表示承載索的安裝孤垂。展放導(dǎo)線時，應(yīng)使導(dǎo)線與承載索間保持 適當間距，以避免導(dǎo)線和承載索磨擦損傷。在事故狀態(tài)下，主要是指導(dǎo)線展放中可能發(fā) 生突然跑線等，此時，牽引繩或?qū)Ь€會通過封頂網(wǎng)而壓在承載索上，本文以導(dǎo)線壓在承載 索上進行分析。事故狀態(tài)時的導(dǎo)線和承載索將由圖1中實線位置變化到虛線位置。一般情 況下，一相(直流線路為極)導(dǎo)線將有2條承載索馱住，受到導(dǎo)線重力的作用，承載索 的張力由H增大至H。承載索的弓瓜垂由匚變化為事故狀態(tài)下的弓瓜垂J。圖1跨越檔全封網(wǎng)布置的工作狀態(tài)跨越段張力放線施工設(shè)計主要包括兩個部分：跨越方

8、法的施工設(shè)計；放線方法的 施工設(shè)計?？缭椒啪€施工設(shè)計的基本原則：安全性。保障跨越放線安全是其施工設(shè)計的立足點和落腳點，安全性是其施工設(shè)計的 基本原則。經(jīng)濟性。在保障跨越放線安全的前提下，施工設(shè)計應(yīng)選擇較經(jīng)濟的工藝方法。環(huán)保性。在保障跨越放線安全的前提下，應(yīng)選擇有利于保護環(huán)境的工藝方法?？缭椒椒üに囋O(shè)計包括下列內(nèi)容：選擇合理的跨越方法。選擇跨越方法應(yīng)因地制宜，依據(jù)被跨越物的形狀、大小、高度， 交叉跨越處的地形條件、運輸條件，線路設(shè)計參數(shù)(塔高、檔距、交叉角等等因素選擇確 定。根據(jù)選擇的跨越方法進行平面和立面布置設(shè)計。對跨越系統(tǒng)進行力學(xué)性能和電氣性能驗算。對跨越架安裝方法進行驗算及選擇合適的工器具

9、。除應(yīng)按普通張力放線施工選擇放線區(qū)段計算放線張力、選擇放線機具及平面布置設(shè) 計外，主要應(yīng)對展放過渡引繩的方法進行設(shè)計，包括人工展放及飛行器展放、過渡引繩規(guī) 格的選擇等。樹立跨越架線是系統(tǒng)工程的新觀念。跨越放線施工設(shè)計是系統(tǒng)工程一個組成部分。實 現(xiàn)跨越架線安全應(yīng)是線路建設(shè)單位、運行單位、設(shè)計單位、施工單位及監(jiān)理單位的共同目 標。實現(xiàn)跨越架線的安全應(yīng)由上述各單位共同努力，堅持以人為本的理念，各自采取有效 措施，協(xié)作配合，始終把跨越架線安全放在重要地位。例如，設(shè)計單位在線路選線、定位 等過程中應(yīng)充分考慮跨越架線的可行性、安全性，跨越檔檔距應(yīng)盡量小，跨越桿塔呼稱高 應(yīng)高一些，交叉跨越角盡量接近90。等

10、，為跨越架線安全創(chuàng)造一個基礎(chǔ)條件。承載橫梁的懸掛方式。在新建線路跨越檔鐵塔上安裝通長式或分段式承載橫梁作為承 載索的定位裝置。為保證橫梁承受更大的下壓力，在橫梁兩端懸掛承載索滑車的上部懸吊 鋼絲繩固定在鐵塔主材上。對于不同的鐵塔型式，橫梁的懸吊方式略有不同。承載橫梁的 懸吊方式不意圖如圖2、圖3所示。圖2單回路緊湊型鐵塔承載橫梁懸吊方式示意圖圖3雙回路鐵塔承載橫梁懸吊方式示意圖2.承載索張力和弧垂的計算方式2.1承載索的張力計算X2X2W 2 SE cos3 巾H人22 SE cos3巾 日a 24H 2 S24H 2AS式中各項的含義為：Ha承載索的安裝張力，N/ mm 2 ；入一跨越檔的水

11、平檔距，m；0 一承載索單位長度的重力，N/m； E承載索的彈性模量，N/ mm2 ；S一承載索的凈截面面積，mm2 ；H 一事故狀態(tài)下承載索的張力，N/mm2 ；一事故狀態(tài)下承載索單位長度的重力，N/m； 中一跨越檔高差角。H的求解方法：令_ 日 12必 2ES cos3 巾_ a24H 2Ab _ b _ 12 2ES cos3 24將a，弋入下式可求解HS3， - 3. TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark38 o Current Document a 3 + (9b + ,81b2 + 12a 3b) +3； a 3+ (9b 81b2 + 12a 3b

12、) ,2322.2承載索弧垂的計算安裝狀態(tài)下承載索的孤垂f A為:處f _0a8HA人2S人2S8HSf _S3軟件設(shè)計通過visual 2010軟件進行編程，建立一個MFC項目，編輯界面，在界面輸入已知的 各個輸電線路的參數(shù)，然后點擊計算，算出需要求出的輸電線路參數(shù)。計算的程序在后臺 運行。3.1輸電線路參數(shù)計算軟件實現(xiàn)（1）用visual 2010編程，建立MFC窗口作為人機交互的中介。如圖4所示。待求參數(shù):示例漏輯但清輸入以下釜數(shù):款哉索安裝張力:沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計論文事故狀態(tài)下的承載索張力：示伽蹬旌檔的水平檔拒:安裝狀態(tài)下承載索祇黃索單位長度的自重力:承載索的洋性模里:示例編輯植

13、事故狀態(tài)下款載索單位長度的重力:跨越檔廄載索晝掛點間的高差角:示例漏輯框示例漏輯框事故狀態(tài)下款載索的弧垂：示例漏輯框待求參數(shù):示例漏輯但清輸入以下釜數(shù):款哉索安裝張力:沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計論文事故狀態(tài)下的承載索張力：示伽蹬旌檔的水平檔拒:安裝狀態(tài)下承載索祇黃索單位長度的自重力:承載索的洋性模里:示例編輯植事故狀態(tài)下款載索單位長度的重力:跨越檔廄載索晝掛點間的高差角:示例漏輯框示例漏輯框事故狀態(tài)下款載索的弧垂：示例漏輯框圖4 MFC窗口功能:利用用戶輸入的輸電線路參數(shù)來計算出特定的輸電線路的數(shù)據(jù)并顯示出來， 供用戶參考，省去人工計算的麻煩。計算程序:添加math.h頭文件以便調(diào)取算數(shù)函數(shù)，之

14、后利用算數(shù)函數(shù)實現(xiàn)各個 變量之間的計算，最后將所得的結(jié)果賦給其他變量并在MFC窗口上顯示。計算程序如下: void C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg:OnBnClickedButton1()UpdateData(true);float ha=m_1;float l;l=m_2;l=pow(l,2);/L 的平方值float wo,wop;wo=m_3;wop=pow(wo,2);/wo 的平方值float e=m_4;float s=m_5;float ws,wsp;ws=m_7;wsp=pow(ws,2);/wo 的平方值float h=m_8;h=h* 3.1415926535898;h=h/

15、180;/輸入的角度換成孤度h=cos(h);/ 余弦值float x=pow(h,3);/x (高差角)為余弦值的立方 float a,b,n,m;n=l*wop*e*s*x;m=24*pow(ha,2);a=n/m;a=(ha-a);/公式 2-5-2b=(l*wsp*e*s*x)/24);/公式 2-5-3 float o,p,q,r,t;r=(81*pow(b,2)+12*pow(a,3)*b);r=sqrt(r);/ 平方根o=(9*b+r)*3/2+pow(a,3);t=(9*b-r)*3/2+pow(a,3);float hs;float li=0.3333333333333;h

16、s=(a+pow(o,li)+pow(t,li)/3;/公式 2-5-5float fa,fs;fa=(l*wo)/(8*ha);/安裝狀態(tài)下弓瓜垂fs=(l*ws)/(8*hs);事故狀態(tài)下孤垂m_9=hs;m_10=fa;m_11=fs;UpdateData(false); / TODO:在此添加控件通知處理程序代碼 3.2程序流程圖計算程序流程圖，如圖5所示：圖5計算程序流程圖4.聯(lián)合調(diào)試（1）首先使用visual 2010將編寫完成的程序運行，結(jié)果如圖6所示，可以看到，運 行程序后出現(xiàn)了一個人機交互界面，等待用戶輸入數(shù)據(jù)。圖6界面運行圖（2）之后用戶在界面輸入輸電線路相關(guān)數(shù)據(jù)，如圖7所

17、示。圖7數(shù)據(jù)輸入圖（3）入輸電線路相關(guān)數(shù)據(jù)后，點擊計算后將運行出相關(guān)結(jié)果，如圖8所示。圖8運行結(jié)果圖5.課設(shè)小結(jié)及進一步設(shè)想通過這次緊張的課程設(shè)計，我收獲頗多，每天面對著電腦，翻閱各種相關(guān)資料，體會 頗深。短暫的課設(shè)學(xué)習(xí)，有種意猶未盡之感，在這次課設(shè)中，加深了對C語言相關(guān)知識 的理解，之前的模棱兩可已經(jīng)不存在，這種感覺很好。在課設(shè)開始的前期，也遇到了麻煩，比如說，由于未在頭文件中添加math.h頭文件 導(dǎo)致無法調(diào)用算數(shù)函數(shù)，使得程序運行出現(xiàn)錯誤。在解決問題的過程中，對于C語言的 原理與用法有了深刻的認知。由于時間緊促，自身水平有限，本論文還有許多部分未能詳細分析，建議在本計算 程序的基礎(chǔ)上添加

18、建立圖像模型的算法以便使用戶對輸電線路模型有更直觀的認知，此外 還可以添加保存運算結(jié)果的功能以使用戶保存符合預(yù)期的數(shù)據(jù)。參考文獻1李慶林.架空送電線路跨越放線施工工藝設(shè)計手冊.北京：中國電力出版社，2011.1 凌一朋，郭學(xué)聞.無跨越架不停電跨越架線的跨越檔設(shè)計參數(shù)選擇.南寧：電力建設(shè)期刊,2009.7李從剛.無跨越架不停電架線施工技術(shù)應(yīng)用新方法.北京：北京航天航空大學(xué)出 版,2002. 5宦濤峰.試論輸電線路不停電跨越架線施工技術(shù).北京交通大學(xué)出版社,2006.5王天鑫.分析索道式跨越送電線路的架線施工方法.光子學(xué)報，2001, 30(11)：1385-1388梁來先.電線路架線施工計算軟件

19、開發(fā)與應(yīng)用.電力信息與通信技術(shù),2015鐘暉，鐘旭，田寶余.送電線路工程預(yù)算土石方量計算軟件程序開發(fā)與應(yīng)用.華北電力技術(shù),2007楊王芳.利用架空索道完成特高壓輸電線路獼猴保護區(qū)內(nèi)線路建設(shè).上海電力,2010侯東紅，翟飛，劉建鋒.用于大高差輸電線路工程的架空索道驅(qū)動裝置研制.電力建設(shè), 2012譚恢曾，譚曉天.電力電子技術(shù)在輸電領(lǐng)域的應(yīng)用.湖南電力，2005附錄I對應(yīng)變量清單承載索的安裝張力一一m_1跨越檔的水平檔距一一m_2承載索單位長度的重力一一m_3承載索的彈性模量一一m_4承載索的凈截面面積一一m_5事故狀態(tài)下承載索的張力一一m_6事故狀態(tài)下承載索單位長度的重力一一m_7跨越檔高差角一

20、一m_8事故狀態(tài)下的承載索張力一一m_9安裝狀態(tài)下的承載索張力m_10事故狀態(tài)下承載索的孤垂一一m_11附錄II源程序清單/輸電線路參數(shù)計算Dlg.cpp :實現(xiàn)文件/#include stdafx.h”#include /添加頭文件實現(xiàn)算數(shù)函數(shù)的調(diào)用#include 輸電線路參數(shù)計算.h#include 輸電線路參數(shù)計算Dlg.h#include afxdialogex.h”#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif/用于應(yīng)用程序“關(guān)于”菜單項的CAboutDlg對話框class CAboutDlg : public CDialogEx(public:C

21、AboutDlg();/對話框數(shù)據(jù)enum ( IDD = IDD_ABOUTBOX );protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); / DDX/DDV 支持/ 實現(xiàn)protected:DECLARE_MESSAGE_MAP();CAboutDlg:CAboutDlg() : CDialogEx(CAboutDlg:IDD)(void CAboutDlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX)(CDialogEx:DoDataExchange(pDX);BEGIN_MESSAGE_MAP(C

22、AboutDlg, CDialogEx)END_MESSAGE_MAP()/ C輸電線路參數(shù)計算Dlg對話框C輸電線路參數(shù)計算Dlg:C輸電線路參數(shù)計算Dlg(CWnd* pParent /*二NULL*/):CDialogEx(C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg:IDD, pParent)(m_hIcon = AfxGetApp()-LoadIcon(IDR_MAINFRAME);m_1 = 0.0f;m_2 = 0.0f;m_3 = 0.0f;m_4 = 0.0f;m_5 = 0.0f;m_7 = 0.0f;m_8 = 0.0f;m_9 = 0.0f;m_10 = 0.0f;m_11 = 0.0

23、f;void C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX)(CDialogEx:DoDataExchange(pDX);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, m_1);/ DDX_Control(pDX, IDC_EDIT2, m_2);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT2, m_2);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT3, m_3);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT4, m_4);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT5, m_5);/ DDX_Control(pDX, IDC_EDIT6

24、, m_7);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT6, m_7);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT7, m_8);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT8, m_9);/ DDX_Control(pDX, IDC_EDIT9, m_10);/ DDX_Control(pDX, IDC_EDIT10, m_11);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT9, m_10);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT10, m_11);BEGIN_MESSAGE_MAP(C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg, CDialogEx)ON_WM_SYSCOMMAND()ON_WM

25、_PAINT()ON_WM_QUERYDRAGICON()ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, &C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg:OnBnClickedButton1)ON_BN_CLICKED(IDOK, &C 輸電線路參數(shù)計算 Dlg:OnBnClickedOk)END_MESSAGE_MAP()/ C輸電線路參數(shù)計算Dlg消息處理程序BOOL C輸電線路參數(shù)計算Dlg:OnInitDialog()(CDialogEx:OnInitDialog();/將“關(guān)于.”菜單項添加到系統(tǒng)菜單中。/ IDM_ABOUTBOX必須在系統(tǒng)命令范圍內(nèi)。ASSERT(IDM_ABOUTBOX

26、& 0 xFFF0) = IDM_ABOUTBOX);ASSERT(IDM_ABOUTBOX AppendMenu(MF_SEPARATOR);pSysMenu-AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);/設(shè)置此對話框的圖標。當應(yīng)用程序主窗口不是對話框時，框架將自動/執(zhí)行此操作一SetIcon(m_hIcon, TRUE);/ 設(shè)置大圖標SetIcon(m_hIcon, FALSE); / 設(shè)置小圖標/ TODO:在此添加額外的初始化代碼return TRUE; /除非將焦點設(shè)置到控件，否則返回TRUEvoid C 輸電線路參數(shù)計算 D

27、lg:OnSysCommand(UINT nID, LPARAM IParam)(if (nID & 0 xFFF0) = IDM_ABOUTBOX)(CAboutDlg dlgAbout;dlgAbout.DoModal();else(CDialogEx:OnSysCommand(nID, lParam);/如果向?qū)υ捒蛱砑幼钚』粹o，則需要下面的代碼/來繪制該圖標。對于使用文檔/視圖模型的MFC應(yīng)用程序，/這將由框架自動完成。void C輸電線路參數(shù)計算Dlg:OnPaint()(if (IsIconic()(CPaintDC dc(this); /用于繪制的設(shè)備上下文SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, reinterpret_cast(dc.GetSafeHdc(), 0);/使圖標在工作區(qū)矩形中居中int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);CRect rect;GetClientRect(&rect);int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;/繪制圖標dc.DrawI