电力工程高压输电线路设计要点解析 梁运鹏

发表时间:2020/7/20   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:梁运鹏
[导读] 摘要:电力建设,为我国经济的可持续发展提供了重要的物质支持。
        (身份证号码:37078219880915XXXX;山东菲达电器有限公司  山东高密  261505)
        摘要:电力建设,为我国经济的可持续发展提供了重要的物质支持。新形势下,电网建设呈现大变电容量、高安全要求等新的发展局面。高压输电线路电气设计的科学与否将从根本上决定该系统能否有效抵抗自然环境的负面干扰,同时可以通过设备的合理布局降低运行故障率。基于此,本文主要对电力工程高压输电线路设计要点解析,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词:电力工程;高压输电;线路设计;要点
        引言
        特高压输电线路路径方案优化的技术,主要涵盖以下两个方面:第一,基于GIS技术,可以从多个视角观察路径环境,平台操作相对简单,支持大数据加载,但不能科学获取树木、房屋等地表物体的高程。第二,基于无人机技术创建路径立体环境,对其断面进行测量,可以科学测量线路断面与路径之间的空间位置关系,但专业技术门槛比较高。如何便捷、高效实现路径优化工作,对于特高压输电线路的总体设计、路径方案的优化,提出了更高的发展要求。
        1高压输电线路电气设计工作项目
        首先是环境分析工作。高压输电线路电气设计工作中,要根据当前该系统区域的自然环境、系统所需要发挥的作用、各类电气设备对于环境的抵抗形式等宏观指标,从中选择正确的设备。另外在环境的分析过程中,也要根据当前辅助类设施建设情况的成果,分析当前原有的基础性设施是否可以满足对于各类硬件设备的支撑要求,当发现需要在该区域中设置线缆的支撑塔架、变压器托台、配电箱柜等设备时,还涉及地面土层信息的获取和研究,从而让建成的基础设施可以起到应有的作用,让该系统的综合运行质量提高。其次是施工设计工作。给出高压输电线路电气设计工作方案之后,根据该工作方案指导系统的施工过程,要求根据已经选择的各类设备、电子器件和相关性的辅助设施,确定不同设施的自主运行方式。比如对于变压器系统,配置的器件有变压器的电力参数转变线圈、变压器油、变压器吸湿装置、线缆固定节点等,其建设过程要在基础设施完成建设的前提下,向其中灌注变压器油,之后加入电力参数的转化装置,变压器封装之后再将进气管道和空气吸湿装置高气密性连接,具体的施工设计工作要针对辅助设施建设、变压器外壳安装、变压器油灌注等多项工作任务给出具体的协调方案,从而让建成的工作体系具有施工指导意义。
        2电力工程高压输电线路设计要点
        2.1基于无人机技术的特高压输电线路路径优化设计
        首先是平断面扫描。平断面图数用来实施杆塔的排位、校验等设计工作的基础数据。平断面图中所有地物使用链表实施存储,便于后续的编辑操作。经选线后,系统自动生成所选线路的平断面图,真正反映其地貌特点,可以实施转角度数等属性自动计算。平断面图信息包括地物信息、图示参数两部分内容。其次是杆塔自动优化排位。送电线路杆塔定位要选择科学的塔位、塔高,实现整条线路满足相应的技术要求,将成本降到最低。在满足送电线路的具体技术要求后,可以应用动态规划手段实施全线整体优化得出最佳杆塔定位方案。
        2.2施工方案的设计和落实
        高压输电线路电气设计经过科学合理的设计之后,要将该设计方案落实,需要通过使用专业的施工方案让该系统可以保持稳定运行状态。施工方案规划过程首先要分析总工程量,其次要分析工程项目建设过程需要投入的资源、工作内容、施工器械等项目,最后分析在具体施工过程可能产生的工程施工质量影响因素。

只有所有的工作项目都符合专业工作指标的基础,高压输电线路才可稳定运行。此外设计过程也要考虑该工程项目的允许施工周期、施工过程中投入的总成本量、相关工程参数的产生形式等,并应用当前已经开发出的各类新型工作系统,精准探讨该工程项目的作业水平。
        2.3多数据源输电线路选线系统的设计与实现
        1)二三维联动初选模块主要功能是线路初选,使线路路径方案成立且合理;在一个窗口加载DOM、其他矢量栅格数据和外业调绘测量数据,进行二维初选路径,另一个窗口加载仿真虚拟三维,具备三维交互的真实感和空间分析能力,与二维初排塔模块联动,实现二三维选线联动。2)多数据源三维精选设计模块主要功能是利用路径条带大范围DOM和数字高程模型(digitalelevationmodel,DEM)建立立体大场景,通过支持直接导入的多种主流空三数据成果,自动建立单立体像对模型,立体大场景与之关联,借助外设观测设备建立宏观选线和微观定位相结合的立体选线模式,立体大场景与立体像对模型无级自由互换,随着线路路径走向自动切换对应的立体像对模型。3)二维初排位模块主要功能是人工交互采集套合DEM自动剖切生成平断面图,选择杆塔类型和线路设计参数,在排位窗口实现排位功能,设置K值,初步判断线路设计合理性和可行性,也可输出多种格式断面数据。排位结果以不同形式自动实时呈现在多窗口精选三维立体中、虚拟三维中和二维DOM上,二三维选线路径的变化实时更新二维初排位窗口的平断面图,实现多维度、多视角(线路断面角度)协同选线设计。4)三维漫游是以DOM和DEM数据为基础,利用虚拟现实技术创建三维场景,可以加载倾斜实景模型和全景影像,实现三维场景中自由漫游和沿选线成果飞行,实时接收选线路径信息,设置初选塔型、电力线悬垂,可让设计者和审查者沉浸在三维场景中,直观地浏览到线路沿线周边的地形环境、地表覆盖、电力线路表现形态等。可全方位、全景查看电力线,可实时调整塔位及路径。5)平断面图量测模块是基于多数据源多窗口量测,在不同特定窗口加载不同特性数据,组合利用不同数据源;地物数据可在立体像对模型中采集,断面数据可基于DEM自动剖切获取,树高可在分类激光点云中自动获取,拥挤地段选线和地物采集可在倾斜摄影模型窗口采集,多窗口关联互动,与二维初排窗口实时联动。同时可在立体像对模型中人工采集塔基地形图和塔基断面图,也可在分类激光点云数据自动批量获取塔基地形图和塔基断面图,设定高低腿配置限差,自动提示需要优化的塔位,交互传递到结构专业的三维设计软件中进行基础设计,便于优化塔位定位。6)道亨设计软件联机是利用道亨SLW2D/3D在输电线路设计领域的广泛应用优势,将系统中设计的路径坐标、断面数据以及采集的地物数据实时传送共享内存中,二者采用同样数据格式和接口进程间异步通信,实现联机协同。
        2.4三维设计平台内的路径优化
        路径优化是线路设计阶段一项重要的基础工作,传统的路径选线、优化采用五万分之一的地形图或卫星照片进行,由于地形图多为上世纪八九十年代的老图,卫星影像数据不够新更新缓慢,地物、地貌与现场实际情况有较大的差别,通常仍然需要大量的现场测量工作,对于山区起伏较大的地区难以直观判断出地形情况,局部排位优化较困难,空间表现和分析能力都有很大的局限性。
        结语
        综上所述,在各项工作的落实过程中,采用的方法包括对于当地工作环境的精准参数获得、对于该系统工作目的内容确定后的电力分析方法使用、专业化施工方案的设计等,以确保高压输电线路电气设计结果具有更高水平。
        参考文献:
        [1]童辉.高压输电线路电气设计中存在问题及对策分析[J].中国新技术新产品,2019(24):35-36.
        [2]王恺.关于高压输电线路电气设计的研究及探索[J].山东工业技术,2018(12):169.
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