CN108228948A - 变电站软导线装配优化设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站软导线装配仿真优化设计系统，包括系统管理中心、软导线下料长度计算模块、模型设计模块、优化设计模块、数据库模块、输出管理模块、计算数值显示模块、数据传输模块和输出结果模块；系统管理中心与软导线下料长度计算模块、模型设计模块、优化设计模块和数据库模块相连接；输出管理模块用于保存所述软导线下料长度计算模块得到的中间变量和计算结果，输出结果模块与数据库模块、输出管理模块和模型设计模块相连接，输出结果模块将最终确定下来的计算结果保存并导出。

Description

变电站软导线装配优化设计系统

技术领域

本发明涉及变电站软导线装配技术领域，特别涉及一种变电站软导线装配仿真优化设计系统。

背景技术

变电站软导线装配施工作为变电站建设工程中至关重要的环节，软导线装配效果的好坏直接影响变电站能否顺利运行。随着电网电压等级不断的升高和规模不断的扩大，变电站越来越复杂化，变电站所需装配的软导线数量也越来越多。由于现在变电站电塔高度不断上升、结构根增大以及电塔斜率变大，这些都给软导线测量、架设与施工带来质量误差、效率低下和安全隐患。

在软导线装配施工中，软导线现阶段装配工艺需要消耗大量的人力、财力和时间。关于软导线的计算，涉及参数多，计算过程复杂且时间长，造成大量不可避免的人为误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站软导线装配仿真优化设计系统，该系统可以缩短施工时间，减小装配误差，降低安全隐患，提高导线装配的精确性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种变电站软导线装配仿真优化设计系统，包括系统管理中心、软导线下料长度计算模块、模型设计模块、优化设计模块、数据库模块、输出管理模块、计算数值显示模块、数据传输模块和输出结果模块；

所述系统管理中心与所述软导线下料长度计算模块、模型设计模块、优化设计模块和数据库模块相连接；

所述软导线下料长度计算模块包括软导线金具参数设置模块1、测量数据设置模块2、数据读取模块3和软导线数学模型；所述软导线金具参数设置模块1与数据库模块相连接以调用，并且与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块2与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述软导线数学模型用于计算软导线下料长度、实际弧垂等数据，是以悬链法为基础建立的数学模型；

所述输出管理模块与所述软导线下料长度计算模块、计算数值显示模块、数据传输模块相连接；所述输出管理模块用于保存所述软导线下料长度计算模块得到的中间变量和计算结果，并且由所述计算数值显示模块与所述数据传输模块调用；所述计算数值显示模块用于显示档距、弧垂、高差、水平应力等施工现场所需参数以便于观察分析；所述数据传输模块用于将输出管理模块的部分数据传输到模型设计模块中；

所述模型设计模块包括模型导入模块1、模型显示模块2和模型观察模块3；所述模型设计模块用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图，并且在三维模拟图中显示最大弧垂，高差等参数；所述模型导入模块1用于将利用3-MX创建的绝缘子、金具各部件、铁架、导线模型导入系统中；所述模型显示模块2主要用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图；所述模型设计模块与所述数据传输模块相连接，所述模型设计模块调用所述数据传输模块的数据，用于为模型设计提供空间坐标点以及调用最大弧垂，高差等相关数据；

所述优化设计模块包括优化参数设置模块1和优化模型模块2；所述优化参数设置模块1与所述软导线金具参数设置模块1、测量数据设置模块2相连接；所述优化模型模块2与所述输出管理模块相连接；

所述数据库模块与所述软导线金具参数设置模块1和系统登入模块相连接；所述数据库模块主要用于储存各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码，并且用于对各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码进行添加、修改、删除等操作；

所述输出结果模块与所述模型设计模块、数据库模块、计算数值显示模块相连接，所述输出结果模块结合所述模型设计模块与所述计算数值显示模块得出的数据，获取最终得到的计算结果，即软导线下料长度和施工最大弧垂值，并将软导线下料长度保存并以txt文本的形式导出，方便施工人员现场调用。

进一步的，所述软导线金具参数设置模块1包括U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19和导线参数设置模块10；所述U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19和导线参数设置模块10与数据库模块相连接以调用，并且与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块2包括设计弧垂模块21、单相导线模块22和三相导线模块23；所述单相导线模块22、三相导线模块23与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线，并且与数据读取模块3相连接，以读取以txt为文本保存的坐标、弧垂、高差等数据；所述设计弧垂模块21指变电站软导线施工要求最大弧垂值，所述单相导线模块22包含软导线高差与档距两种参数，所述三相导线模块23包含三相导线上各导线两悬点相对坐标值。

进一步的，所述优化参数设置模块1与U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19、导线参数设置模块10、单相导线模块22、三相导线模块23相连接。

进一步的，所述模型观察模块3包含鼠标控制模块31、键盘控制模型32和模型参数编辑模块33，所述鼠标控制模块31实现模型的360°旋转以及缩放功能，所述键盘控制模型32实现模型前后左右远近6个方向的位移功能，所述模型参数编辑模块33通过在模型界面中直接编辑修改设计弧垂与高差两个参数使软导线模型产生相应的改变。进一步的，所述优化设计模块的优化规则为：(1)通过判断计算得到的导线水平应力是否在施工设计图上的安全范围值内，来确保导线装配的设计弧垂在施工设计范围内；若导线水平应力未超过安全范围，则规则通过且系统继续往下运行；若超过安全范围，则系统需要增大设计弧垂值，然后重新进行判断；(2)判断金具绝缘子串长是否小于档距，来确保导线装配的在档距在施工设计范围内；若金具绝缘子串长小于档距，则规则通过且系统继续进行往下运行；若金具绝缘子串长大于档距，则系统需要增大档距或者重新检验金具绝缘子串长，然后重新进行判断；(3)判断计算得到的最大弧垂值是否与设计弧垂值一致，来确保导线装配的档距准确；若一致，则规则通过且系统继续进行往下运行；若不一致，则系统需要重新调整并计算弧垂值，然后重新进行判断；(4)判断计算得到的三相导线弧垂值是否一致，来确保三相导线弧垂一致美观；若一致，则规则通过且系统继续进行往下运行；若不一致，则系统需要重新调整并计算各相导线弧垂值，然后重新进行判断。

进一步的，还包括系统登入模块，所述系统登入模块用于对管理人员和登入密码进行管理，并赋予不同登入账号的权限，只有拥有高权限的用户才能够进入数据库模块，以保护数据库各参数信息。

本发明的有益效果在于：1、能根据施工要求，快速得出准确的软导线下料长度值，提高效率；2、将图形与数据相结合在计算机上模拟出软导线装配三维仿真效果，并给出关键计算参数，为施工人员对软导线下料长度计算提供计算机上预装配效果判断；3、利用优化设计模块优化设计弧垂，提高软导线的安装精准性，使每相施工软导线最大弧垂一致，满足感观质量优质；4、适用于不同电压等级的软导线装配三维仿真与优化。

具体实施方式

所述系统登入模块用于对管理人员和登入密码进行管理，并赋予不同登入账号的权限，只有拥有高权限的用户才能够进入数据库模块，以保护数据库各参数信息。

所述系统管理中心与所述软导线下料长度计算模块、模型设计模块、优化设计模块和数据库模块相连接，所述系统管理中心是在软件平台上搭建各个模块，使各个模块能够有机结合，防止模块之间在软件上产生数据或者结构冲突，确保整个软件系统能够正常运行。

所述软导线下料长度计算模块包括软导线金具参数设置模块1、测量数据设置模块2、数据读取模块3和软导线数学模型。所述软导线金具参数设置模块1与数据库模块相连接以调用，并且与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块2与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线。

具体的，所述软导线金具参数设置模块1包括U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19和导线参数设置模块10；所述U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19和导线参数设置模块10与数据库模块相连接以调用，并且与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块2包括设计弧垂模块21、单相导线模块22和三相导线模块23；所述单相导线模块22、三相导线模块23与优化设计模块相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线，并且与数据读取模块3相连接，以读取以txt为文本保存的坐标、弧垂、高差等数据；所述设计弧垂模块21指变电站软导线施工要求最大弧垂值，所述单相导线模块22包含软导线高差与档距两种参数，所述三相导线模块23包含三相导线上各导线两悬点相对坐标值。

所述输出管理模块与所述软导线下料长度计算模块、计算数值显示模块、数据传输模块相连接；所述输出管理模块用于保存所述软导线下料长度计算模块得到的中间变量和计算结果，并且由所述计算数值显示模块与所述数据传输模块调用；所述计算数值显示模块用于显示档距、弧垂、高差、水平应力等施工现场所需参数以便于观察分析；所述数据传输模块用于将输出管理模块的部分数据传输到以Opl为基础的模型设计模块中。

所述模型设计模块包括模型导入模块1、模型显示模块2和模型观察模块3；所述模型设计模块主要以Opl为基础创建的，用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图，并且在三维模拟图中显示最大弧垂，高差等参数；所述模型导入模块1用于将利用3-MX创建的绝缘子、金具各部件、铁架、导线模型导入系统中；所述模型显示模块2主要用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图；所述模型设计模块与所述数据传输模块相连接，所述模型设计模块调用所述数据传输模块的数据，用于为模型设计提供空间坐标点以及调用最大弧垂，高差等相关数据。

具体的，所述模型观察模块3包含鼠标控制模块31、键盘控制模型32和模型参数编辑模块33，所述鼠标控制模块31实现模型的360°旋转以及缩放功能，所述键盘控制模型32实现模型前后左右远近6个方向的位移功能，所述模型参数编辑模块33通过在模型界面中直接编辑修改设计弧垂与高差两个参数使软导线模型产生相应的改变。

所述优化设计模块包括优化参数设置模块1和优化模型模块2；所述优化参数设置模块1与所述软导线金具参数设置模块1、测量数据设置模块2相连接；所述优化模型模块2与所述输出管理模块相连接，进行优化设计，减少人为误差。

具体的，所述优化参数设置模块1与U型挂环参数设置模块11、球头挂环参数设置模块12、绝缘子串参数设置模块13、碗头挂环参数设置模块14、联板参数设置模块15、Z型挂环参数设置模块16、均压环参数设置模块17、耐张串线夹参数设置模块18、调整环参数设置模块19、导线参数设置模块10、单相导线模块22、三相导线模块23相连接。

所述优化设计模块的优化规则为：(1)通过判断计算得到的导线水平应力是否在施工设计图上的安全范围值内，来确保导线装配的设计弧垂在施工设计范围内；若导线水平应力未超过安全范围，则规则通过且系统继续往下运行；若超过安全范围，则系统需要增大设计弧垂值，然后重新进行判断；(2)判断金具绝缘子串长是否小于档距，来确保导线装配的在档距在施工设计范围内；若金具绝缘子串长小于档距，则规则通过且系统继续进

行往下运行；若金具绝缘子串长大于档距，则系统需要增大档距或者重新检验金具绝缘子串长，然后重新进行判断；(3)判断计算得到的最大弧垂值是否与设计弧垂值一致，来确保导线装配的档距准确；若一致，则规则通过且系统继续进行往下运行；若不一致，则系统需要重新调整并计算弧垂值，然后重新进行判断；(4)判断计算得到的三相导线弧垂值是否一致，来确保三相导线弧垂一致美观；若一致，则规则通过且系统继续进行往下运行；若不一致，则系统需要重新调整并计算各相导线弧垂值，然后重新进行判断。

所述数据库模块与所述软导线金具参数设置模块1和系统登入模块相连接；所述数据库模块主要用于储存各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码，并且用于对各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码进行添加、修改、删除等操作。

所述输出结果模块与所述模型设计模块、数据库模块、计算数值显示模块相连接，所述输出结果模块结合所述模型设计模块与所述计算数值显示模块得出的数据，获取最终得到的计算结果，即软导线下料长度和施工最大弧垂值，并将软导线下料长度保存并以txt文本的形式导出，方便施工人员现场调用。

Claims (3)

1.一种变电站软导线装配仿真优化设计系统，其特征在于：包括系统管理中心B、软导线下料长度计算模块C、模型设计模块D、优化设计模块E、数据库模块F、输出管理模块G、计算数值显示模块I、数据传输模块J和输出结果模块K；所述系统管理中心B与所述软导线下料长度计算模块C、模型设计模块D、优化设计模块E和数据库模块F相连接；所述软导线下料长度计算模块C包括软导线金具参数设置模块C1、测量数据设置模块C2、数据读取模块C3和软导线数学模型；所述软导线金具参数设置模块C1与数据库模块F相连接以调用，并且与优化设计模块E相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块C2与优化设计模块E相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述软导线数学模型用于计算软导线下料长度、实际弧垂等数据，是以悬链法为基础建立的数学模型；所述输出管理模块G与所述软导线下料长度计算模块C、计算数值显示模块I、数据传输模块J相连接；所述输出管理模块G用于保存所述软导线下料长度计算模块C得到的中间变量和计算结果，并且由所述计算数值显示模块I与所述数据传输模块J调用；所述计算数值显示模块I用于显示档距、弧垂、高差、水平应力等施工现场所需参数以便于观察分析；所述数据传输模块J用于将输出管理模块G的部分数据传输到模型设计模块D中；所述模型设计模块D包括模型导入模块D1、模型显示模块D2和模型观察模块D3；所述模型设计模块D用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图，并且在三维模拟图中显示最大弧垂，高差等参数；所述模型导入模块D1用于将创建的绝缘子、金具各部件、铁架、导线模型导入系统中；所述模型显示模块D2主要用于显示单相或者三相软导线的三维仿真模拟图；所述模型设计模块D与所述数据传输模块J相连接，所述模型设计模块D调用所述数据传输模块J的数据，用于为模型设计提供空间坐标点以及调用最大弧垂，高差等相关数据；所述优化设计模块E包括优化参数设置模块E1和优化模型模块E2；所述优化参数设置模块E1与所述软导线金具参数设置模块C1、测量数据设置模块C2相连接；所述优化模型模块E2与所述输出管理模块G相连接；所述数据库模块F与所述软导线金具参数设置模块C1和系统登入模块A相连接；所述数据库模块F主要用于储存各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码，并且用于对各种绝缘子、金具、导线部件的参数信息以及用户登入账号和密码进行添加、修改、删除等操作；所述输出结果模块K与所述模型设计模块D、数据库模块F、计算数值显示模块I相连接，所述输出结果模块K结合所述模型设计模块D与所述计算数值显示模块I得出的数据，获取最终得到的计算结果，即软导线下料长度和施工最大弧垂值，并将软导线下料长度保存并导出，方便施工人员现场调用。

2.根据权利要求1所述的变电站软导线装配仿真优化设计系统，其特征在于：所述软导线金具参数设置模块C1包括U型挂环参数设置模块C11、球头挂环参数设置模块C12、绝缘子串参数设置模块C13、碗头挂环参数设置模块C14、BN联板参数设置模块C15、Z型挂环参数设置模块C16、均压环参数设置模块C17、耐张串线夹参数设置模块C18、调整环参数设置模块C19和导线参数设置模块C10；所述U型挂环参数设置模块C11、球头挂环参数设置模块C12、绝缘子串参数设置模块C13、碗头挂环参数设置模块C14、BN联板参数设置模块C15、Z型挂环参数设置模块C16、均压环参数设置模块C17、耐张串线夹参数设置模块C18、调整环参数设置模块C19和导线参数设置模块C10与数据库模块F相连接以调用，并且与优化设计模块E相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线；所述测量数据设置模块C2包括设计弧垂模块C21、单相导线模块C22和三相导线模块C23；所述单相导线模块C22、三相导线模块C23与优化设计模块E相连接，能够即时编辑数据以方便现场施工装配调试导线，并且与数据读取模块C3相连接，以读取以txt为文本保存的坐标、弧垂、高差等数据；所述设计弧垂模块C21指变电站软导线施工要求最大弧垂值，所述单相导线模块C22包含软导线高差与档距两种参数，所述三相导线模块C23包含三相导线上各导线两悬点相对坐标值。

3.根据权利要求2所述的变电站软导线装配仿真优化设计系统，其特征在于：所述优化参数设置模块E1与U型挂环参数设置模块C11、球头挂环参数设置模块C12、绝缘子串参数设置模块C13、碗头挂环参数设置模块C14、BN联板参数设置模块C15、Z型挂环参数设置模块C16、均压环参数设置模块C17、耐张串线夹参数设置模块C18、调整环参数设置模块C19、导线参数设置模块C10、单相导线模块C22、三相导线模块C23相连接。