[发明专利]一种二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路防雷分析建模领域，具体涉及一种二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法。

背景技术

雷击一直是电力系统十分关注的危害因素，是造成线路跳闸的首要环境因素。近些年来，随着电网规模的扩大，电压等级的提高，线路遭受雷击的概率也增大；同时，人们对环境的要求越来越高，线路路径选择的形势日益严峻，复杂的地形地貌、微气象环境也使得输电线路雷害事故频发。南方电网属于雷电多发地区，特别是近几年来，雷电活动呈现明显的增长趋势。随着社会对安全供电和电能质量需求的不断提高，给电网每一次雷击故障的预防和治理工作提出了更高的要求。因此更有效地评估输电线路耐雷性能水平，对输电线路雷击事故分析和防雷改造方案制定的意义重大。

更有效的评估方法需要建立输电线路更加详细的模型，即需要根据每级杆塔的实际结构和尺寸建立相应的模型。超、特高压输电线路长度长、杆塔数量庞大，如果没有能统一管理和编辑线路杆塔的可视化工具，编辑所有杆塔的信息和计算不同类型杆塔的等效电路时，效率很低，而且容易出错。

发明内容

本发明提供一种二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法，目的在于减小杆塔结构尺寸编辑和杆塔等效电路计算的工作量，提高输电线路防雷计算建模的效率。

本发明采用如下技术方案实现的，

一种二维杆塔编辑器的构建方法，采用面向对象编程，包括以下步骤：

1)归纳梳理目前电力系统输电线路中采用的杆塔类型，抽象出各种杆塔的共同属性，基于杆塔的共同属性建立虚基类，确定描述杆塔几何尺寸、导地线挂设方式、杆塔电路模型和杆塔绝缘子串参数的规则；

2)根据建立的虚基类派生出不同类型杆塔的描述文件，所述描述文件为XML格式文件；

3)通过可视化编辑，输入相关参数实例化杆塔。

前述的步骤1)中，杆塔的共同属性包括杆塔结构尺寸表达方式、杆塔导地线挂设方式种类、杆塔电路计算模型、杆塔绝缘子串参数。

前述的步骤2)中，描述文件的内容包括：

a.杆塔类型，包括杆塔类型的名称、交流/直流、地线数量和杆塔画幅大小；

b.一般参数，用于描述杆塔实际几何尺寸，包括各尺寸变量名、默认值和单位，这些参数与实际图纸坐标对应，由用户通过可视化界面输入具体值；

c.复合参数，用于描述表征杆塔上地线挂点的几何位置，以及导线挂点的高度，其中地线纵坐标为杆塔高度、横坐标为上横担宽度决定，导线在杆塔上的挂点纵坐标由所在横担高度决定；

d.杆塔外形，用于描述杆塔外形以及进行尺寸标注，杆塔外形的几何元素包括在描述文件的XML语句中，包括直线和圆弧，对几何元素可定义大小、颜色和旋转角度；

e.导线挂点，通过在杆塔画幅内预置挂设热点，用户进行导线相序编辑时，热点激活，由用户拖动选择挂设位置和挂设方式，编辑器通过挂设点、绝缘子串长、横担宽度和横担高度计算导线挂设点的横纵坐标，同时确定绝缘子串与杆塔的连接节点号，若为V串，则和杆塔横担内外节点相连，若为I串，则和横担中间节点相连；

f.杆塔等效电路，包括固定波阻抗、多波阻抗、分层波阻抗三种杆塔电路模型；所述杆塔等效电路模型为一系列波阻抗相连而成，确定每个相连节点的编号，即可通过节点号描述杆塔等效电路拓扑结构，同时根据三种杆塔模型的波阻抗公式计算等效电路参数。

基于二维杆塔编辑器进行杆塔建模的方法，包含以下步骤：

(1)选择杆塔类型，根据杆塔类型基于搜索技术自动加载杆塔描述文件，并创建杆塔名称；

(2)根据实际工程中杆塔的设计图纸，通过可视化界面输入杆塔的几何参数，杆塔编辑器根据输入的几何参数，计算得到杆塔上地线挂点的横纵坐标，以及导线挂点的高度；

(3)配置杆塔导线挂设方式，即选择每回每相导线的挂设位置及其绝缘子串形式；

(4)配置每回每相导线的几何参数和物理参数；

(5)配置每回每相导线对应的绝缘子串参数；

(6)配置每根地线的几何参数和物理参数；

(7)根据所述步骤(2)-步骤(6)的参数配置，杆塔编辑器计算导线对应挂设方式下的横纵坐标，以及绝缘子串与杆塔相连的节点号；

(8)杆塔编辑器用所述步骤(7)计算的节点号描述杆塔三种等效电路拓扑模型，并计算三种等效电路参数，由此杆塔编辑器生成一个实例化的杆塔文件，其中包含了用于雷电反击分析的杆塔电路模型参数和用于雷电绕击分析的导地线挂点的横纵坐标。