输电线路事故状态下受力计算

1、沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称 控制系统课程设计院（系） 自动化学院 专业 自动化班级。学号 20。学生姓名。课程设计题目 输电线路事故状态下受力计算课程设计时间 2015年12月15 日至 2014年12月 26 日 课程设计内容及要求：架空送电线路无跨越架不停电跨越架线时，为保护被跨越的运行电力 线，通常在跨越档采用全封网或局部封网布置。文章针对跨越档全封网布 置，且选用迪尼玛绳作为承载索时，跨越档应限制的档距及跨越档档端铁塔 应增加的高度进行计算分析，为跨越档的设计参数选择提出了建议。该系统 的特征为：可以在用户界面输入输电线路参数。可以计算出所需输电线路参数。具体要求如下：根据

2、已有参数设计界面并调试成功。根据输入的参数按照特定算法计算出结果。完成课程设计说明书。指导教师负责教师学生签字年 月日年 月日年 月日沈阳航空航天大学课程设计（论文）题目输电线路事故状态下受力计算班 级 。学 号。学生姓名。指导教师。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 0.前言1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 总体方案设计1 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 承载索张力和弧垂的计算方式42.1承载索的张力计算42.

3、2承载索弧垂的计算5 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 3软件设计5联合调试8 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 课设小结及进一步设想10 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 参考文献10 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 附录I 对应变量清单12附录II源程序清单错误！未定义书签。输电线路事故状态下受力计算。沈阳航空航天大学自动化学院摘要：架空送电线路无跨越架不停电跨越架线时，为保护被跨越的运行

4、电力线，通常在 跨越档采用全封网或局部封网布置。本课设针对跨越档全封网布置，且选用迪尼玛绳作为 承载索时，跨越档应限制的档距及跨越档档端铁塔应增加的高度进行计算分析，为跨越档 的设计参数选择提出了建议。关键字：不停电跨越架线；全封网布置；设计参数；跨越档档距；跨越档档端杆塔高度。0.前言随着架空送电线路的迅猛发展，跨越运行电力线的情况越来越多。在许多情况下，运 行电力线路难以停电来满足跨越架线要求。为了实现运行电力线不停电状态下进行跨越架 线，经多年实践，线路建设者们主要采取了 2种方法:一种是在运行电力线两侧或一侧搭 设跨越架实施跨越架线;另一种方法是在跨越档两端杆塔上设置横梁作为支承体，在

5、两横 梁间布置封网系统实施跨越架线。后一种方法简称为无跨越架不停电跨越架线。该方法由 于省去了设计和搭设跨越架工作，有利于运行电力线和跨越架线的安全，有利于保护跨越 档自然环境，因此，近年来在送电线路架线中得到较多的应用。但是，后一种方法的应用 仅靠施工单位往往难以实施，特别需要建设和设计单位的协助配合，因为它要求跨越档设 计参数满足一定条件，即跨越档档距应尽量缩小，且跨越档两端杆塔应适当加高。无跨越架不停电跨越架线的封网系统有2种布置方式，一种为全封网布置，即发生导 线坠落（事故状态）后由承载索均匀承担其垂直荷载，另一种为局部封网布置，即发生导线 坠落后由局部长度的承载索承担其垂直荷载。本课

6、设针对全封网布置，并且以迪尼玛绳作承载索为基础，研究跨越档档距及两端杆 塔高度满足无跨越架不停电跨越架线应达到的条件。1.总体方案设计在本次设计中承载索通过单轮滑车悬挂于跨越档两端铁塔的横梁上，其两端通过钢兹 绳及手扳葫芦固定于地而，是一个具有两种不同性能的悬索形成的三跨连续档。根据静态 模拟试验结果分析，采取孤立档进行张力及孤垂计算比较符合实际。承载索两端的横梁在 受力后可能产生微小变形，以导致承载索张力和孤垂的变化，为简化计算，忽略此变形的 影响。承载索在安装状态和事故状态，由于环境气温的不同及风荷载影响，可导致承载索 张力和孤垂的变化，为简化计算，忽略气温变化和风荷载的影响。张力放线在正

7、常状态时，如图1中实线所代表的导线和承载索的位置。八表示张力 放线时的导线孤垂，fA表示承载索的安装孤垂。展放导线时，应使导线与承载索间保持 适当间距，以避免导线和承载索磨擦损伤。在事故状态下，主要是指导线展放中可能发 生突然跑线等，此时，牵引绳或导线会通过封顶网而压在承载索上，本文以导线压在承载 索上进行分析。事故状态时的导线和承载索将由图1中实线位置变化到虚线位置。一般情 况下，一相(直流线路为极)导线将有2条承载索驮住，受到导线重力的作用，承载索 的张力由H增大至H。承载索的弓瓜垂由匚变化为事故状态下的弓瓜垂J。图1跨越档全封网布置的工作状态跨越段张力放线施工设计主要包括两个部分：跨越方

8、法的施工设计；放线方法的 施工设计。跨越放线施工设计的基本原则：安全性。保障跨越放线安全是其施工设计的立足点和落脚点，安全性是其施工设计的 基本原则。经济性。在保障跨越放线安全的前提下，施工设计应选择较经济的工艺方法。环保性。在保障跨越放线安全的前提下，应选择有利于保护环境的工艺方法。跨越方法工艺设计包括下列内容：选择合理的跨越方法。选择跨越方法应因地制宜，依据被跨越物的形状、大小、高度， 交叉跨越处的地形条件、运输条件，线路设计参数(塔高、档距、交叉角等等因素选择确 定。根据选择的跨越方法进行平面和立面布置设计。对跨越系统进行力学性能和电气性能验算。对跨越架安装方法进行验算及选择合适的工器具

9、。除应按普通张力放线施工选择放线区段计算放线张力、选择放线机具及平面布置设 计外，主要应对展放过渡引绳的方法进行设计，包括人工展放及飞行器展放、过渡引绳规 格的选择等。树立跨越架线是系统工程的新观念。跨越放线施工设计是系统工程一个组成部分。实 现跨越架线安全应是线路建设单位、运行单位、设计单位、施工单位及监理单位的共同目 标。实现跨越架线的安全应由上述各单位共同努力，坚持以人为本的理念，各自采取有效 措施，协作配合，始终把跨越架线安全放在重要地位。例如，设计单位在线路选线、定位 等过程中应充分考虑跨越架线的可行性、安全性，跨越档档距应尽量小，跨越杆塔呼称高 应高一些，交叉跨越角尽量接近90。等

10、，为跨越架线安全创造一个基础条件。承载横梁的悬挂方式。在新建线路跨越档铁塔上安装通长式或分段式承载横梁作为承 载索的定位装置。为保证横梁承受更大的下压力，在横梁两端悬挂承载索滑车的上部悬吊 钢丝绳固定在铁塔主材上。对于不同的铁塔型式，横梁的悬吊方式略有不同。承载横梁的 悬吊方式不意图如图2、图3所示。图2单回路紧凑型铁塔承载横梁悬吊方式示意图图3双回路铁塔承载横梁悬吊方式示意图2.承载索张力和弧垂的计算方式2.1承载索的张力计算X2X2W 2 SE cos3 巾H人22 SE cos3巾 日a 24H 2 S24H 2AS式中各项的含义为：Ha承载索的安装张力，N/ mm 2 ；入一跨越档的水

11、平档距，m；0 一承载索单位长度的重力，N/m； E承载索的弹性模量，N/ mm2 ；S一承载索的净截面面积，mm2 ；H 一事故状态下承载索的张力，N/mm2 ；一事故状态下承载索单位长度的重力，N/m； 中一跨越档高差角。H的求解方法：令_ 日 12必 2ES cos3 巾_ a24H 2Ab _ b _ 12 2ES cos3 24将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承载索弧垂的计算安装状态下承载索的孤垂f A为:处f _0a8HA人2S人2S8HSf _S3软件设计通过visual 2010软件进行编程，建立一个MFC项目，编辑界面，在界面输入已知的 各个输电线路的参数，然后点击计算，算出需要求出的输电线路参数。计算的程序在后台 运行。3.1输电线路参数计算软件实现（1）用visual 2010编程，建立MFC窗口作为人机交互的中介。如图4所示。待求参数:示例漏辑但清输入以下釜数:款哉索安装张力:沈阳航空航天大学课程设计论文事故状态下的承载索张力：示伽蹬旌档的水平档拒:安装状态下承载索祇黄索单位长度的自重力:承载索的洋性模里:示例编辑植

13、事故状态下款载索单位长度的重力:跨越档厩载索昼挂点间的高差角:示例漏辑框示例漏辑框事故状态下款载索的弧垂：示例漏辑框待求参数:示例漏辑但清输入以下釜数:款哉索安装张力:沈阳航空航天大学课程设计论文事故状态下的承载索张力：示伽蹬旌档的水平档拒:安装状态下承载索祇黄索单位长度的自重力:承载索的洋性模里:示例编辑植事故状态下款载索单位长度的重力:跨越档厩载索昼挂点间的高差角:示例漏辑框示例漏辑框事故状态下款载索的弧垂：示例漏辑框图4 MFC窗口功能:利用用户输入的输电线路参数来计算出特定的输电线路的数据并显示出来， 供用户参考，省去人工计算的麻烦。计算程序:添加math.h头文件以便调取算数函数，之

14、后利用算数函数实现各个 变量之间的计算，最后将所得的结果赋给其他变量并在MFC窗口上显示。计算程序如下: void C 输电线路参数计算 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;/输入的角度换成孤度h=cos(h);/ 余弦值float x=pow(h,3);/x (高差角)为余弦值的立方 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);/安装状态下弓瓜垂fs=(l*ws)/(8*hs);事故状态下孤垂m_9=hs;m_10=fa;m_11=fs;UpdateData(false); / TODO:在此添加控件通知处理程序代码 3.2程序流程图计算程序流程图，如图5所示：图5计算程序流程图4.联合调试（1）首先使用visual 2010将编写完成的程序运行，结果如图6所示，可以看到，运 行程序后出现了一个人机交互界面，等待用户输入数据。图6界面运行图（2）之后用户在界面输入输电线路相关数据，如图7所

17、示。图7数据输入图（3）入输电线路相关数据后，点击计算后将运行出相关结果，如图8所示。图8运行结果图5.课设小结及进一步设想通过这次紧张的课程设计，我收获颇多，每天面对着电脑，翻阅各种相关资料，体会 颇深。短暂的课设学习，有种意犹未尽之感，在这次课设中，加深了对C语言相关知识 的理解，之前的模棱两可已经不存在，这种感觉很好。在课设开始的前期，也遇到了麻烦，比如说，由于未在头文件中添加math.h头文件 导致无法调用算数函数，使得程序运行出现错误。在解决问题的过程中，对于C语言的 原理与用法有了深刻的认知。由于时间紧促，自身水平有限，本论文还有许多部分未能详细分析，建议在本计算 程序的基础上添加

18、建立图像模型的算法以便使用户对输电线路模型有更直观的认知，此外 还可以添加保存运算结果的功能以使用户保存符合预期的数据。参考文献1李庆林.架空送电线路跨越放线施工工艺设计手册.北京：中国电力出版社，2011.1 凌一朋，郭学闻.无跨越架不停电跨越架线的跨越档设计参数选择.南宁：电力建设期刊,2009.7李从刚.无跨越架不停电架线施工技术应用新方法.北京：北京航天航空大学出 版,2002. 5宦涛峰.试论输电线路不停电跨越架线施工技术.北京交通大学出版社,2006.5王天鑫.分析索道式跨越送电线路的架线施工方法.光子学报，2001, 30(11)：1385-1388梁来先.电线路架线施工计算软件

19、开发与应用.电力信息与通信技术,2015钟晖，钟旭，田宝余.送电线路工程预算土石方量计算软件程序开发与应用.华北电力技术,2007杨王芳.利用架空索道完成特高压输电线路猕猴保护区内线路建设.上海电力,2010侯东红，翟飞，刘建锋.用于大高差输电线路工程的架空索道驱动装置研制.电力建设, 2012谭恢曾，谭晓天.电力电子技术在输电领域的应用.湖南电力，2005附录I对应变量清单承载索的安装张力一一m_1跨越档的水平档距一一m_2承载索单位长度的重力一一m_3承载索的弹性模量一一m_4承载索的净截面面积一一m_5事故状态下承载索的张力一一m_6事故状态下承载索单位长度的重力一一m_7跨越档高差角一

20、一m_8事故状态下的承载索张力一一m_9安装状态下的承载索张力m_10事故状态下承载索的孤垂一一m_11附录II源程序清单/输电线路参数计算Dlg.cpp :实现文件/#include stdafx.h”#include /添加头文件实现算数函数的调用#include 输电线路参数计算.h#include 输电线路参数计算Dlg.h#include afxdialogex.h”#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif/用于应用程序“关于”菜单项的CAboutDlg对话框class CAboutDlg : public CDialogEx(public:C

21、AboutDlg();/对话框数据enum ( IDD = IDD_ABOUTBOX );protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); / DDX/DDV 支持/ 实现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输电线路参数计算Dlg对话框C输电线路参数计算Dlg:C输电线路参数计算Dlg(CWnd* pParent /*二NULL*/):CDialogEx(C 输电线路参数计算 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 输电线路参数计算 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 输电线路参数计算 Dlg, CDialogEx)ON_WM_SYSCOMMAND()ON_WM

25、_PAINT()ON_WM_QUERYDRAGICON()ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, &C 输电线路参数计算 Dlg:OnBnClickedButton1)ON_BN_CLICKED(IDOK, &C 输电线路参数计算 Dlg:OnBnClickedOk)END_MESSAGE_MAP()/ C输电线路参数计算Dlg消息处理程序BOOL C输电线路参数计算Dlg:OnInitDialog()(CDialogEx:OnInitDialog();/将“关于.”菜单项添加到系统菜单中。/ IDM_ABOUTBOX必须在系统命令范围内。ASSERT(IDM_ABOUTBOX

26、& 0 xFFF0) = IDM_ABOUTBOX);ASSERT(IDM_ABOUTBOX AppendMenu(MF_SEPARATOR);pSysMenu-AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);/设置此对话框的图标。当应用程序主窗口不是对话框时，框架将自动/执行此操作一SetIcon(m_hIcon, TRUE);/ 设置大图标SetIcon(m_hIcon, FALSE); / 设置小图标/ TODO:在此添加额外的初始化代码return TRUE; /除非将焦点设置到控件，否则返回TRUEvoid C 输电线路参数计算 D

27、lg:OnSysCommand(UINT nID, LPARAM IParam)(if (nID & 0 xFFF0) = IDM_ABOUTBOX)(CAboutDlg dlgAbout;dlgAbout.DoModal();else(CDialogEx:OnSysCommand(nID, lParam);/如果向对话框添加最小化按钮，则需要下面的代码/来绘制该图标。对于使用文档/视图模型的MFC应用程序，/这将由框架自动完成。void C输电线路参数计算Dlg:OnPaint()(if (IsIconic()(CPaintDC dc(this); /用于绘制的设备上下文SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, reinterpret_cast(dc.GetSafeHdc(), 0);/使图标在工作区矩形中居中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;/绘制图标dc.DrawI