輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)論文范文

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一、輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件特點(diǎn)

輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件有以下特點(diǎn)：（1）需要考慮復(fù)雜的氣象條件因素，進(jìn)行很多電線(xiàn)力學(xué)的有關(guān)計(jì)算，涉及到大量的求解狀態(tài)方程等數(shù)值計(jì)算，手工計(jì)算工作量非常大，因此適合采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。（2）功能計(jì)算多，且相互之間有大量的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，只有少部分計(jì)算完全獨(dú)立，適宜采用數(shù)據(jù)庫(kù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行處理。（3）輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)需要查詢(xún)大量數(shù)據(jù)，包括氣象區(qū)數(shù)據(jù)、導(dǎo)線(xiàn)參數(shù)、地線(xiàn)參數(shù)、計(jì)算系數(shù)等。人工查詢(xún)數(shù)據(jù)將很費(fèi)時(shí)，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能將是很好的解決方案。（4）輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中還有許多是進(jìn)行設(shè)計(jì)或施工校驗(yàn)，校驗(yàn)用人工進(jìn)行費(fèi)時(shí)且不準(zhǔn)確。（5）輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)和施工計(jì)算后將輸出大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并繪制成相應(yīng)的各種曲線(xiàn)以便工程應(yīng)用。數(shù)據(jù)的顯示和圖形繪制用人工完成是很困難的，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理則非常方便和直觀。

二、基于.Net的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件的特點(diǎn)

Microsoft公司的.NET框架是一種新的計(jì)算平臺(tái)，它簡(jiǎn)化了在高度分布式Internet環(huán)境中的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，考慮輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算及相關(guān)的信息管理，基于.NET框架的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件具有以下特點(diǎn)：（1）.Net框架的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性，可以實(shí)現(xiàn)跨語(yǔ)言編程和調(diào)用。對(duì)于輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)圖形接口、表格顯示、文字處理等是非常重要的。同時(shí)也方便同其他的程序接口，如可以用VBA進(jìn)行AutoCAD接口，同Excel和Word等進(jìn)行交換，以及在Web上進(jìn)行計(jì)算信息的及查詢(xún)等。（2）輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件參數(shù)眾多，應(yīng)當(dāng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。基于的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，更方便實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)庫(kù)的在線(xiàn)和脫機(jī)訪(fǎng)問(wèn)操作。（3）工程應(yīng)用中要求對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行大量的圖形化處理，傳統(tǒng)的程序一般是基于AutoCAD進(jìn)行圖形開(kāi)發(fā)，但程序算法需用其他語(yǔ)言如C++等，開(kāi)發(fā)難度大。利用GDI+可方便實(shí)現(xiàn)圖形的各種顯示、預(yù)覽和打印等。即便VBA用AutoCAD進(jìn)行圖形的二次開(kāi)發(fā)，.Net下進(jìn)行VBA的二次開(kāi)發(fā)也很簡(jiǎn)單。對(duì)于各種計(jì)算功能則可以選擇在.Net平臺(tái)進(jìn)行，而復(fù)雜的桿塔等圖則通過(guò)VBA在AutoCAD實(shí)現(xiàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)。這種模式能兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)，并具有很好的靈活性和可擴(kuò)展性。（4）輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與施工計(jì)算功能多，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)大，圖形顯示較復(fù)雜，用C++編寫(xiě)開(kāi)發(fā)難度較大，VB進(jìn)行開(kāi)發(fā)功能難于實(shí)現(xiàn)，選用C#.Net是一個(gè)很好的方案。（5）基于分布式的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件具有智能客戶(hù)端的優(yōu)點(diǎn)，方便離線(xiàn)應(yīng)用和多用戶(hù)的角色管理并可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的工作流進(jìn)行管理。

三、軟件架構(gòu)及算法

為滿(mǎn)足中小設(shè)計(jì)單位對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)計(jì)算程序的要求，根據(jù)對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)與施工計(jì)算的算法特點(diǎn)，程序總體上由輸電線(xiàn)路程序類(lèi)構(gòu)成，下面又分為輸電線(xiàn)路計(jì)算類(lèi)和輸電線(xiàn)路界面類(lèi)（接口）。輸電線(xiàn)路計(jì)算類(lèi)完成各個(gè)功能模塊和中間計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)定義及計(jì)算，同時(shí)還包括數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)處理。輸電線(xiàn)路界面類(lèi)則負(fù)責(zé)程序主界面、數(shù)據(jù)庫(kù)界面、繪圖的實(shí)現(xiàn)。基于.Net框架的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)計(jì)算軟件構(gòu)成如圖1所示。各個(gè)類(lèi)的作用如下：（1）輸電線(xiàn)路計(jì)算類(lèi)。輸電線(xiàn)路計(jì)算類(lèi)和界面類(lèi)獨(dú)立，包括輸入數(shù)據(jù)類(lèi)、輸出數(shù)據(jù)類(lèi)、特殊數(shù)據(jù)類(lèi)等3個(gè)類(lèi)完成氣象區(qū)定義、導(dǎo)線(xiàn)數(shù)據(jù)定義、特殊計(jì)算數(shù)據(jù)定義、計(jì)算結(jié)果輸出類(lèi)（如比載、臨界檔距、控制條件、應(yīng)力、弧垂等）。采用該方法將輸電線(xiàn)路的數(shù)據(jù)根據(jù)具體工程需要進(jìn)行組織，便于面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行編程，同時(shí)方便通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口。綜合程序計(jì)算類(lèi)SdjsClass。這是整個(gè)程序的核心模塊，主要包括比載計(jì)算、臨界檔距計(jì)算、臨界檔距判斷、控制參數(shù)計(jì)算和應(yīng)力計(jì)算、方程求根程序；由于這些任務(wù)是輸電線(xiàn)路計(jì)算的基礎(chǔ)部分，所以將其單獨(dú)劃分為一個(gè)計(jì)算類(lèi)，方便其他的模塊（組件）調(diào)用，這個(gè)模塊中以臨界檔距判斷和控制參數(shù)計(jì)算最為關(guān)鍵。特殊程序計(jì)算類(lèi)。這是程序的另一個(gè)主要的模塊，完成25個(gè)子程序功能的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)定義包含在TSdDataClass中，各個(gè)計(jì)算模塊具有相對(duì)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)。包括輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)，該類(lèi)完成輸入?yún)?shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)定義、數(shù)據(jù)庫(kù)操作，如記錄填充、查詢(xún)、添加、刪除等。輸出結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)，該類(lèi)完成輸出結(jié)果的有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)操作，如輸出結(jié)果更新操作。數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)，用進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。曲線(xiàn)繪圖類(lèi)。由于輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)計(jì)算程序需要繪制大量曲線(xiàn)和圖形，如應(yīng)力曲線(xiàn)、安裝曲線(xiàn)、弧垂曲線(xiàn)等。該類(lèi)完成通用的曲線(xiàn)繪制方法，簡(jiǎn)化軟件結(jié)構(gòu)。圖2是軟件采用GDI+繪制的耐張絕緣子串倒掛臨界曲線(xiàn)圖及判斷結(jié)果。如果考慮用AutoCAD進(jìn)行繪制相關(guān)圖形，這樣更符合現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用，則可以利用VBA或其他二次開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行繪圖或采用繪圖轉(zhuǎn)換插件技術(shù)。（2）輸電線(xiàn)路界面類(lèi)。該類(lèi)完成輸電線(xiàn)路界面的顯示和繪圖的實(shí)現(xiàn)，界面類(lèi)相對(duì)獨(dú)立，調(diào)用計(jì)算類(lèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)和計(jì)算方法。進(jìn)行曲線(xiàn)繪制和其他圖形繪制時(shí)采用.Net框架下的GDI+技術(shù)。（3）分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類(lèi)。該類(lèi)以接口的形式存在于程序中，以充分利用.Net的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能，可實(shí)現(xiàn)輸電設(shè)計(jì)與施工的信息管理。同時(shí)其信息管理采用智能客戶(hù)端的工作方式。

四、功能及算法特點(diǎn)

.Net平臺(tái)上開(kāi)發(fā)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件的功能主要集中在相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算上。功能上應(yīng)涵蓋輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)和相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工校核。輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)與施工計(jì)算和校驗(yàn)功能包括：輸電線(xiàn)路應(yīng)力及弧垂綜合計(jì)算；導(dǎo)線(xiàn)最大弧垂判斷；代表檔距計(jì)算子程序；地線(xiàn)最大使用應(yīng)力計(jì)算；有高差檔的應(yīng)力和弧垂計(jì)算子程序；懸掛點(diǎn)不等高連續(xù)檔的應(yīng)力和弧垂計(jì)算；線(xiàn)路進(jìn)出線(xiàn)檔（含施工與竣工）計(jì)算；線(xiàn)路中孤立檔計(jì)算；防振錘安裝距離計(jì)算；直線(xiàn)桿塔風(fēng)偏角臨界曲線(xiàn)；導(dǎo)（地）線(xiàn)上拔臨界曲線(xiàn)；導(dǎo)線(xiàn)懸掛點(diǎn)應(yīng)力臨界曲線(xiàn)；耐張絕緣子串倒掛臨界曲線(xiàn)；懸垂絕緣子串機(jī)械強(qiáng)度驗(yàn)算；導(dǎo)線(xiàn)懸垂角校驗(yàn)；最大允許檔距計(jì)算；K值曲線(xiàn)及模板曲線(xiàn)計(jì)算；連續(xù)傾斜檔施工緊線(xiàn)時(shí)應(yīng)力和弧垂計(jì)算；垂直檔距、極限檔距與允許高差計(jì)算；檔距中有集中荷載時(shí)的應(yīng)力和弧垂計(jì)算；衰減系數(shù)結(jié)求斷線(xiàn)張力一解析法。數(shù)據(jù)庫(kù)功能。典型氣象參數(shù)和導(dǎo)線(xiàn)參數(shù)查詢(xún)，自定義參數(shù)輸入，中間計(jì)算結(jié)果查詢(xún)等數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)管理功能。在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)算法上，為了使計(jì)算的理論依據(jù)更加嚴(yán)密，計(jì)算步驟更加明確易懂，計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確實(shí)用且便于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的[17]和通常見(jiàn)諸文獻(xiàn)的某些內(nèi)容進(jìn)行了大幅度改進(jìn)，比如：避雷線(xiàn)最大使用應(yīng)力的確定采用了更嚴(yán)密的算法[18-19]；對(duì)導(dǎo)線(xiàn)懸掛點(diǎn)應(yīng)力的校核方法進(jìn)行了更準(zhǔn)確合理的計(jì)算[20]；對(duì)連續(xù)傾斜檔施工緊線(xiàn)時(shí)應(yīng)力計(jì)算方法進(jìn)行了特殊處理，使之更方便計(jì)算機(jī)處理；對(duì)線(xiàn)路進(jìn)出線(xiàn)檔計(jì)算中臨界檔距的分析計(jì)算與判斷采用了新方法；對(duì)等高和不等高時(shí)的孤立檔和連續(xù)檔的臨界檔距分析計(jì)算與判斷統(tǒng)一為一種模式進(jìn)行處理等等。這些算法經(jīng)過(guò)工程實(shí)際應(yīng)用其正確性得到了證實(shí)。圖3是弧垂應(yīng)力與安裝曲線(xiàn)綜合計(jì)算的界面及計(jì)算文本結(jié)果。

五、結(jié)論

基于.Net框架的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件具有傳統(tǒng)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件不具備的許多優(yōu)點(diǎn)，能使很多相關(guān)設(shè)計(jì)人員協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)分布計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算及工作流程及信息管理。本文提出了基于.Net框架下的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)框架和模式，并分析了應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐開(kāi)發(fā)表明基于.Net框架的輸電線(xiàn)路軟件確實(shí)具有開(kāi)發(fā)效率高效、易于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。該軟件已通過(guò)驗(yàn)收，并已成功應(yīng)用到輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)和施工計(jì)算中，尤其在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和校驗(yàn)上功能強(qiáng)大，在圖形開(kāi)發(fā)及顯示上非常高效，數(shù)據(jù)庫(kù)接口靈活，軟件考慮了基于網(wǎng)絡(luò)的分布式應(yīng)用，下一步將充分利用.Net的網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)信息化管理、工作流管理[21]等。

作者：任建蓉廖小君單位：國(guó)網(wǎng)四川省電力公司技能培訓(xùn)中心