电力工程高压输电线路设计要点分析

电力工程高压输电线路设计要点分析

邱昆仑

身份证号码： 37072719771117****

山东菲达电器有限公司 山东高密 261505 

摘要：高压输电线路电气设计工作要根据系统建设区域的自然环境和系统的运行状态，合理分析各类设备的自身参数以及搭配方式，以提高整个系统的稳定运行。同时要根据电气设计工作的专业化流程，让整个系统在运行中不会出现电力冲突等问题，才可以让该系统可以稳定运行。

关键词：电力工程；高压输电线路；设计要点

引言

本文主要对电力工程高压输电线路设计要点做具体论述，详情如下。

1高压输电线路电气设计工作项目理论参数

在高压输电线路电气设计工作中，需要研究该系统所需要完成的工作任务，借助该系统设计过程中相关理论的使用和分析，确定各类硬件设施的选取原则。比如对于电力系统中的电流潮汐理论、越级跳闸理论、继电器运行理论等，要求所有使用的理论中要分析当前该系统运行过程中可能出现的问题。另外相关理论的使用阶段，需要代入备选器件的运行参数，并通过代入计算工作方法，分析该系统的实际运行稳定度。

2电力工程高压输电线路设计要点

2.1输电线路三维设计

全国各省、市设计院都已经逐步开展输变电三维数字化设计工作，并支持将设计成果进行数字化移交。通过三维数字化设计，不仅能够有效提高输电线路设计精度和设计质量，更好服务于工程评审及业主深度要求，同时也是企业提高自身设计水平和市场竞争力的重要技术支撑。电力三维数字化设计平台是以技术和生产结合为主要形式，将传统输变电线路设计方法和新技术手段相结合，服务于输变电工程可研、初设、施工、竣工等设计过程而打造的三维协同设计平台，已逐步成为当前各个设计院由传统作业模式向新型的信息化作业模式转变、提高设计精度和效率的有效手段。三维设计是输电线路设计发展的大趋势。一条完整的线路往往要延续几十甚至几百千米，这使得相应的数字地面模型规模巨大，加上众多的河流、道路、居民区等地表特征物模型和数以千万计的输电设备模型，导致整个三维场景结构复杂。如果没有较好的数据模型和管理策略，系统难以达到预定的显示效果，更谈不上良好的交互式界面。

2.2输电线路金具三维设计

在三维设计系统中，模拟真实的输电设备是虚拟现实的基本要求，这使得模型本身会变得比较复杂，甚至要进行组合构造。以杆塔为例，不但每个杆塔的高度、塔头有差别，而且其包含的绝缘子也会根据杆塔的类型、方位、旋转角度甚至与其它杆塔的关联性而有不同的表现方式，因此，选用合理的设计模式和组织方法来处理电力设备对象也是实现输电三维设计系统的一个重点。三维输电线路设计平台中包含各电压等级常用的金具模型，其尺寸军事按照国网通用设计尺寸建模生成，且每个金具均是采用参数化设计，可根据通用设计中的金具组装图拼接组成金具串图的三维模型，同时系统会自动校验金具之间的连接点是否匹配，并对金具的转向进行自动调整。相比以往的二维金具串设计方法，三维手段更直观灵活，可避免金具零件间的连接和碰撞问题，同时也可生成二维平面的正视和侧视图、零件表。

2.3设计成果移交

在输电线路设计结束后，要向业主和施工单位交桩，过去一般采取野外现场交桩，不可能每级杆塔都交桩到位。而现在根据电网三维设计系统采用线路路径和三维建模成果，可实现室内模拟交桩，每基杆塔都可以浏览到，在电脑上就可以对整个线路塔位有非常直观的印象，并把杆塔路径导入到手机版导航软件，利用带有GPS功能的手机就可对全线杆塔进行导航，施工单位就能快速找到每级杆塔中心桩。和现场交桩比较，效果好，节省了现场交桩的时间，施工单位能更清楚的了解每级塔位的位置及交通状况，以便合理安排施工。三维设计成果能够让参建各方直观的理解设计方案，方便施工单位优化施工场地布置及施工方案，方便建设管理单位施工要素的4D动态集成管理，施工过程的4D可视化模拟，提升建设过程的精细化管理能极大提高整个工程建设进度。

2.4二三维联动选线设计

二三维联动选线设计主要涉及以下内容：初排塔定位窗口的主要功能是实时呈现选线路径的平断面图，与虚拟三维场景和立体三维场景都实现二三维联动。初排塔定位窗口具备自动和人工交互两种方式。通过设计人员初步排塔定位，能够使路径得到及时优化。为了充分发挥多数据源特性，采用多窗口模式，把线路路径、采集的地物和排塔坐标信息都放置到共享内存，实现每个窗口及时调用，实现联动协同。每个窗口都可以三维选线、平断面量测，所有窗口都联动塔位初排位窗口，实现全方位、多角度和多维度选线设计。初排塔定位窗口排位完成后，实时反馈到各个数据源窗口，在单立体像对模型和大场景立体模型中，呈现出四边形基础在定位中，其中心在定位中心，四个角点紧贴地面高程。激光点云和倾斜实景三维模型建立一个虚拟铁塔模型。在每个窗体中，都可以移动每个塔位，精准定位，在初排塔定位窗口，实时联动更新，让野外勘测定位在三维立体中进行二三维联动作业。同理，在初选时，在二维平面中呈现塔位在虚拟三维中建立一个虚拟铁塔模型。实质上，为了保证在交互操作时的信息同步，三维数据通过坐标转换转为线路坐标通信到共享内存中，通过交互时的事件触发机制保持其变化时的同步。

2.5基于无人机技术的特高压输电线路路径优化设计

首先是大场景立体影像制作。随着DEM获取途径越来越丰富，快速创建辅助立体选线的大场景立体影响成为可能，对于提升路径选线效率具有深远影响。应用正射影像、数字高程模型等结合生成的三维可视立体化模型，主要制作原理是将DEM的高程有效转化为人眼视差，继而产生立体效应。其次是杆塔手动优化定位。通过杆塔路径的三维模型手动提取线路路径杆塔坐标。采集线路通道路径影像图片合成三维可视立体模型，获取杆塔路径坐标、高度信息。最后是输电线路通道路径优化更新。通过拼接采集的通道路径影像，合成线路路径实时影像，实现实时更新输电线路通道外部变化情况，握输电线路运行情况。

3电力理论的使用方法

目前的电力理论区域完善，尤其是在工程使用中，对于相关工程项目可以选用正确的地理理论。比如在高压输电线路电气设计区域中，确定该线路属于整个系统的主干性线路，该地区由于太阳能资源和风力资源丰富，建成了多个太阳能发电站和风力发电站。在理论的使用中，要分析发电站的供电参数是否会对高压输电线路造成影响，使用的理论包括脆弱电力节点、电力潮流以及电力容量的影响分析等。在实际使用中，分析的某脆弱为O点，并选取节点A、B、C、D，各个节点和O点的电气距离为18km、22km、31km和42km，分析的参数为静态电压稳定性，计算方法为Vi/V0，其中分子为节点中通入电流后的变化电压，分母为电压的初始参数，发现电器距离越近则对于静态电压的影响越大。

结语

总之，高压输电线路电气设计中需要投入全面分析，以确保高压输电线路电气设计结果具有更高水平。希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

参考文献

[1]电力行业输配电技术协作网.输电线路三维量测技术及应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2018．

[2]李峰，刘文龙．机载LIDAR系统原理与点云处理方法[M]．北京：煤炭工业出版社，2017．

[3]汤坚．大场景立体匹配片技术在输电线路路径优化中的研究[J]．电力勘测设计，2011(4)：60-62．

[4]陈正宇，徐君民，李欣．多数据源三维量测技术在输电线路勘测设计中的应用[J]．测绘通报，2012(S1)：369-371．