发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于三维空间坐标的硬跳线迭代计算的方法,通过设计人员输入的平均温工况下的假定跳串偏角范围,经迭代计算得到满足设计条件要求的硬跳线的参考线长,不仅简化了计算过程,而且提高了计算精度,能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于三维空间坐标的硬跳线迭代计算的方法,包括如下步骤:
S100、平均温工况,在输入假定平均温跳串偏角的条件下,进行参数验证;
S200、大风工况验证,在步骤S100中条件成立的基础上,验证大风工况下的参数合理性;
S300、验证计算结果,判断计算结果均合理时进行后续计算,并输出计算结果。
进一步地,所述步骤S100中具体包括如下步骤:
S101、输入假定平均温跳串偏角,分别计算得出平均温跳线张力、平均温跳串平弧垂和跳线线长;
S102、输出跳线线长的数值作为后续步骤的已知条件,判断条件是否成立,并输出跳线线长数值到步骤S200中;
进一步地,所述步骤S102的具体判断过程如下:
判断平均温跳线张力是否满足|平均温跳线张力|≤260;
判断平均温跳串平弧垂的绝对值是否位于0和1之间;
当两个条件同时成立时,判断条件符合要求,继续对步骤S200验证;
否则返回步骤S100,重新输入一个新的假定平均温跳串偏角值。
进一步地,所述步骤S200包括验证反向力大风张力的方式,具体的验证过程如下:
S201、首先输入假定大风跳串偏角;
S202、其次分别计算得出计算大风跳串偏角、大风跳线张力和大风工况平垂弧的数值;
S203、之后判断假定大风跳串偏角和计算大风跳串偏角之间的差值是否近似为0,若差值近似为0,输出计算大风跳串偏角到步骤S300,否则返回步骤S201,重新假定一个新的假定大风偏角值并计算;
S204、将计算的大风跳线张力值和大风工况平垂弧值输出到步骤S300。
进一步地,所述步骤S203中,假定大风跳串偏角和计算大风跳串偏角之间的差值近似精度为千分之一到万分之一。
进一步地,所述步骤S300中的计算结果验证过程如下:
(1)判断大风跳线张力的数值是否满足≤1500;
(2)判断计算大风跳串偏角的数值是否满足≤35°;
(3)判断大风工况平垂弧是否满足0≤|大风工况平垂弧|≤1;
(4)若(1)、(2)和(3)中的数值均在要求范围内,则进行后续的运算过程,否则返回步骤S100中,重新假定一个新的平均温跳串偏角进行计算。
进一步地,所述步骤S200还包括验算电气间隙的验证方式,其计算流程和验证反向力大风张力的方式的流程步骤相同。
进一步地,所述步骤S300中输出的计算结果包括:
平均温工况下的跳线线长、平均温工况下的跳线弧垂、平均温工况下的平弧垂、铝管长度和硬跳线配重。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过设计人员输入的平均温工况下的假定跳串偏角范围,经迭代计算得到满足设计条件要求的硬跳线的参考线长,而且还输出平均温工况下的平均温工况下的跳线弧垂、平均温工况下的平弧垂、铝管长度和硬跳线配重等参数数值,不仅简化了计算过程,而且提高了计算精度,为工程计算带来了便利。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供了一种基于三维空间坐标的硬跳线迭代计算的方法,包括如下步骤:
S100、平均温工况,在输入假定平均温跳串偏角的条件下,进行参数验证;
所述步骤S100中具体包括如下步骤:
S101、输入假定平均温跳串偏角Aw,将Aw作为已知条件参与后面的计算,分别计算得出平均温跳线张力、平均温跳串平弧垂和跳线线长;
中间计算过程如下:
平均温耐张串下倾角(inclination angle)Ai:
式中:W2为耐张串重量;g为重力加速度;L2为导线自荷载;Nd为分裂数;S为档距;Tt为导线平均温工况张力;Hd为与临档高差;
平均温耐张串风偏角:(deflection angle)Ad(无风)
Ad=0
软跳线两端顺横担距离(level-distance)DL:
式中:D1为耐张串挂点与跳线串挂点顺横担距离;
β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);
l2为耐张串长度;Ad为平均温耐张串风偏角;
A为线路转角度数;Ai为平均温耐张串下倾角;
l1为跳线串长度;Aw为假定平均温跳串偏角。
软跳线两端垂直横担距离(vertical-distance)Dv:
式中:l2为耐张串长度;Ad为平均温耐张串风偏角;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);A为线路转角度数;Ai为平均温耐张串下倾角;D3为前后侧耐张串挂点距离;lt为铝管的长度;
软跳线两端高差(Jumper-high-difference)HJ:
式中:l1为跳线串长度;Aw为假定平均温跳串偏角;D2为耐张串挂点与跳线串挂点垂直距离;l2为耐张串长度;Ai为平均温耐张串下倾角;
跳线档档距(Jumper-Span)SJ:
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
跳线与铝管夹角(angle between jumper and tube)Ajt:
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
跳线档高差角(High-difference-angle)AH:
式中:HJ为软跳线两端高差;SJ为跳线档档距;
平均温跳线张力(jumper–tension):TJ
式中:Aw为假定平均温跳串偏角;W1为两支跳线串的重量;g为重力加速度;Nd为分裂数;SJ为跳线档档距;L1为跳线软导线自荷载;W3为硬跳部分重量含配重;Ajt为跳线与铝管夹角;HJ为软跳线两端高差;
跳线线长(wire-length)L:
式中:SJ为跳线档档距;AH为跳线档高差角;L1为跳线软导线自荷载;TJ为平均温跳线档张力;
跳线弧垂(jumper-sag)f:
式中:L1为跳线软导线自荷载;SJ为跳线档档距;TJ为平均温跳线张力;AH为跳线档高差角;
平均温跳串平弧垂(Flat-sag)f0:
式中:f为跳线弧垂;HJ为软跳线两端高差;
弧垂与线长之比:
f为跳线弧垂;L为跳线线长。
S102、输出跳线线长L的数值作为后续步骤的已知条件,判断计算的参数是否符合要求,并输出跳线线长数值到步骤S200中;
所述步骤S102的具体判断过程如下:
判断平均温跳线张力TJ是否满足|平均温跳线张力TJ|≤260;
判断平均温跳串平弧垂f0的绝对值是否位于0和1之间,即判断f0的值是满足:0≤f0≤1,
若两个条件均在要求范围内,则以平均温工况下的跳线线长为已知条件,进行后续步骤的计算(在大风工况下验算平均温工况下的跳线线长的合理性);当两个条件有任意一个不符合要求的时候,则表示当前数据不满足条件,则返回步骤S100,重新输入一个新的假定平均温跳串偏角值进行计算。
S200、大风工况验证,在步骤S100中条件成立的基础上,验证大风工况下的参数合理性;
所述步骤S200包括验证反向力大风张力的方式,具体的验证过程如下:
S201、首先输入假定大风跳串偏角Aw的值;
S202、其次分别计算得出计算大风跳串偏角[Aw]、大风跳线张力TJ和大风工况平垂弧f0的数值;
S203、之后判断假定大风跳串偏角Aw和计算大风跳串偏角[Aw]之间的差值是否近似为0,若差值近似为0,输出计算大风跳串偏角到步骤S300,否则返回步骤S201,重新假定一个新的假定大风偏角值并计算;
S204、将计算的大风跳线张力值TJ和大风工况平垂弧值f0输出到步骤S300作为参数计算。
所述步骤S203中,假定大风跳串偏角和计算大风跳串偏角之间的差值近似精度为千分之一到万分之一,此处的近似精度范围不唯一,也可以根据实际条件选择更加合适的近似精度。
输入假定大风跳串偏角Aw的值,Aw将作为已知条件参与后面的计算;
中间计算过程如下:
需用到的参数有:正向风,反向风:γ(朝塔身填1,否则为-1);
大风耐张串下倾角(inclination angle)Ai:
式中:W2为耐张串重量;g为重力加速度;L2为导线自荷载;Nd为分裂数;S为档距;Tw为导线大风工况张力;Hd为与临档高差;
大风耐张串风偏角:(deflection angle)Ad:
式中:g为重力加速度;Ni为耐张串绝缘子片数;sw为大风风速;H=为耐张串离地高度;Ld为导线大风风荷载;Nd为分裂数;S为档距;H为导线平均高;Tw为导线大风工况张力;
软跳线两端顺横担距离(level-distance)DL:
式中:D1为耐张串挂点与跳线串挂点顺横担距离;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;A为线路转角度数;Ai为大风耐张串下倾角;l1为跳线串长度;Aw为假定大风跳串偏角;
软跳线两端垂直横担距离(vertical-distance)DV:
式中:l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;A为线路转角度数;Ai为大风耐张串下倾角;D3为前后侧耐张串挂点距离;lt为铝管的长度;
软跳线两端高差(Jumper-high-difference):HJ
式中:l1为跳线串长度;Aw为假定大风跳串偏角;D2为耐张串挂点与跳线串挂点垂直距离;l2为耐张串长度;Ai为大风耐张串下倾角;
跳线档档距(Jumper-Span):SJ
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
软跳线风压用档距(wind-pressure-Span):SP
式中:DV为软跳线两端垂直横担距离;HJ为软跳线两端高差;
合成绝缘子风压(insulator-wind-pressure):PI(考虑绝缘子为84片)
式中:sw为大风风速;g为重力加速度;Hg为耐张串离地高度;
硬跳线风压(Hard-jumper-wind-pressure):PH(铝管外径按180mm)
式中:sw为大风风速;lt为铝管的长度;Hg为耐张串离地高度;Nd为分裂数;LD为跳线软导线大风风荷载;
软跳线风压(Soft-jumper-wind-pressure):PS
式中:Sp为软跳线风压用档距;Nd为分裂数;LD为跳线软导线大风风荷载;Hg为耐张串离地高度;α2为软跳线风压大风不均匀系数;
跳线与铝管夹角(angle between jumper and tube):Ajt
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
跳线档高差角(High-difference-angle):AH
式中:HJ为软跳线两端高差;SJ为跳线档档距;
大风跳线张力(jumper–tension):TJ
式中:SJ为跳线档档距;L1为跳线软导线自荷载;LD为跳线软导线大风风荷载;α2为软跳线风压大风不均匀系数(老规程);Hg为耐张串离地高度;AH为跳线档高差角;
跳线弧垂(jumper-sag)f:
式中:L1为跳线软导线自荷载;SJ为跳线档档距;TJ为大风跳线档张力;AH为跳线档高差角;
大风工况平弧垂(Flat-sag):f0
式中:f为跳线弧垂;HJ为软跳线两端高差;
弧垂线长比
式中:f为跳线弧垂;L为跳线线长(平均工况下);
计算大风跳串偏角[Aw]
式中:Nd为分裂数;TJ为大风跳线档张力;At为跳线与铝管夹角;γ为正向风,反向风;PI为合成绝缘子风压;PH为硬跳线风压;PS为软跳线风压;W1为两支跳线串的重量;g为重力加速度;W3为硬跳部分重量含配重;Nd为分裂数;SJ为跳线档档距;L1为跳线软导线自荷载;HJ为软跳线两端高差;
式中参数λ的取值方法如下:
如果Δ的值大于0,则λ=-1;反之λ=1
式中:Aw为假定大风跳串偏角;l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;A为线路转角度数。
S300、验证计算结果,判断计算结果均合理时进行后续计算,并输出计算结果。
所述步骤S300中的计算结果验证过程如下:
(1)判断大风跳线张力TJ的数值是否满足≤1500;
(2)判断计算大风跳串偏角[Aw]的数值是否满足≤35°;
(3)判断大风工况平垂弧f0是否满足0≤|大风工况平垂弧f0|≤1;
(4)若(1)、(2)和(3)中的数值均在要求范围内,即满足要求,则进行后续的运算过程,通过计算方式输出平均温工况下的跳线线长、平均温工况下的跳线弧垂、平均温工况下的平弧垂、铝管长度和硬跳线配重等数值;
否则返回步骤S100中,重新假定一个新的平均温跳串偏角Aw进行计算。
需要补充说明的是,所述步骤S200还包括验算电气间隙的验证方式,其计算流程和验证反向力大风张力的方式的流程步骤相同,输入假定大风跳串偏角Aw的值并作为后续的已知条件;需用到的参数有:
正向风,反向风:γ(朝塔身填1,否则为-1)
具体的计算过程如下:
大风耐张串下倾角(inclination angle):Ai
式中:W2为耐张串重量;g为重力加速度;L2为导线自荷载;Nd为分裂数;S为档距;Tw为导线大风工况张力;Hd为与临档高差;
大风耐张串风偏角:(deflection angle)Ad
式中:g为重力加速度;Ni为耐张串绝缘子片数;sw为大风风速;Hg为耐张串离地高度;Ld为导线大风风荷载;Nd为分裂数;S为档距;H为导线平均高;Tw为导线大风工况张力;
软跳线两端顺横担距离(level-distance):DL
式中:D1为耐张串挂点与跳线串挂点顺横担距离;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;A为线路转角度数;Ai为大风耐张串下倾角;l1为跳线串长度;Aw为假定大风跳串偏角;
软跳线两端垂直横担距离(vertical-distance)DV:
式中:l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;A为线路转角度数;Ai为大风耐张串下倾角;D3为前后侧耐张串挂点距离;lt为铝管的长度;
软跳线两端高差(Jumper-high-difference)HJ:
式中:l1为跳线串长度;Aw为假定大风跳串偏角;D2为耐张串挂点与跳线串挂点垂直距离;l2为耐张串长度;Ai为大风耐张串下倾角;
跳线档档距(Jumper-Span):SJ
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
软跳线风压用档距(wind-pressure-Span):SP
式中:DV为软跳线两端垂直横担距离;HJ为软跳线两端高差;
合成绝缘子风压(insulator-wind-pressure):PI(考虑绝缘子为84片)
式中:sw为大风风速;g为重力加速度;Hg为耐张串离地高度;
硬跳线风压(Hard-jumper-wind-pressure):PH(铝管外径按180mm)
式中:sw为大风风速;lt为铝管的长度;Hg为耐张串离地高度;Nd为分裂数;LD为跳线软导线大风风荷载;
软跳线风压(Soft-jumper-wind-pressure):PS
式中:Sp为软跳线风压用档距;Nd为分裂数;LD为跳线软导线大风风荷载;Hg为耐张串离地高度;α2为软跳线风压大风不均匀系数;
跳线与铝管夹角(angle between jumper and tube):Ajt
式中:DL为软跳线两端顺横担距离;DV为软跳线两端垂直横担距离;
跳线档高差角(High-difference-angle):AH
式中:HJ为软跳线两端高差;SJ为跳线档档距;
大风跳线张力(jumper–tension):TJ
式中:SJ为跳线档档距;L1为跳线软导线自荷载;LD为跳线软导线大风风荷载;α2为软跳线风压大风不均匀系数(老规程);Hg为耐张串离地高度;AH为跳线档高差角;
跳线弧垂(jumper-sag)f:
式中:L1为跳线软导线自荷载;SJ为跳线档档距;TJ为大风跳线档张力;AH为跳线档高差角;
大风工况平弧垂(Flat-sag):f0
式中:f为跳线弧垂;HJ为软跳线两端高差;
弧垂线长比
式中:f为跳线弧垂;L为跳线线长(平均工况下);
计算大风跳串偏角[Aw]
式中:Nd为分裂数;TJ为大风跳线档张力;At为跳线与铝管夹角;γ为正向风,反向风;PI为合成绝缘子风压;PH为硬跳线风压;PS为软跳线风压;W1为两支跳线串的重量;g为重力加速度;W3为硬跳部分重量含配重;Nd为分裂数;SJ为跳线档档距;L1为跳线软导线自荷载;HJ为软跳线两端高差;
式中参数λ的取值方法如下:
如果Δ的值大于0,则λ=-1;反之λ=1
式中:Aw为假定大风跳串偏角;l2为耐张串长度;Ad为大风耐张串风偏角;β为角内外侧(内侧为1,外侧为-1);γ为正向风,反向风;A为线路转角度数。
在计算出对应的结果之后,其验证方式和流程与大风张力验证方式相同,此处不再赘述。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。