适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器的制作方法

本发明属于高电压技术领域，具体涉及一种适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器。

背景技术：

雷击是造成输电线路跳闸的最主要原因，准确评估输电线路耐雷性能、并合理进行相应的防雷改造，对输电线路的安全、稳定运行具有重要的意义。

超高压和特高压输电线路，尤其是直流输电线路，输电距离远、杆塔数量多，导致建立输电线路防雷性能计算模型的工作量巨大，工作量主要集中在杆塔模型和杆塔间线路模型。专利《一种新型二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法》提出了杆塔模型的高效创建方法，但是该专利仅仅针对杆塔模型，不涉及杆塔间的线路模型，无法实现整条输电线路的防雷计算模型自动创建。输电线路模型参数众多，不仅包含与杆塔尺寸相关几何参数，还包含电气参数，而且各段线路(两个杆塔之间)的参数各不相同，导致手动创建线路模型的工作量大、效率低、容易出错。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器。

本发明采用以下技术方案实现：一种适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器，其特征在于：包括以下步骤：s1：输入杆塔参数，包括几何尺寸、导地线挂点位置、导地线电气参数、绝缘子串串长；s2：自动建立杆塔的模型；s3：输入线路段参数，包括相连的杆塔编号及其经纬度坐标、档距、导地线弧垂、土壤电阻率；s4：基于s1和s3提供的几何参数，计算线路模型需要的几何参数，包括各相导地线在杆塔处的横纵坐标和在档距中央的横纵坐标、线路的长度、导线内外径；s5：基于s1和s3提供的电气参数，获得线路模型需要的电气参数，包括导地线单位长度的直流电阻、土壤电阻率；s6：基于s4和s5提供的几何和电气参数，生成用于防雷计算的jmarti线路段模型；s7：根据线路段与杆塔的关联信息，自动生成线路段模型的各相导地线与杆塔模型电气节点的电气连接，从而自动创建包含杆塔和导地线模型的输电线路模型；s8：输入雷电流参数，包括雷击类型、雷电流波形、幅值、雷电流通道阻抗，在输电线路模型中自动添加雷电流源模型。

在本发明一实施例中，所述输电线路类型同时包括直流输电线路和交流输电线路。

在本发明一实施例中，雷击类型包括雷电绕击和雷电反击两种类型。

本发明在杆塔模型自动创建的基础上，通过参数关联，实现了杆塔间线路段的模型自动创建，并实现了线路段模型与杆塔模型的电气节点的连接自动，极大地降低了输电线路耐雷性能计算模型的创建工作，同时也提高了模型创建的准确度。

本发明的具有以下优点：1）可操作性强，用户只需要对杆塔和线路的工程参数进行配置便可完成建模工作；2）效率高，线路段模型输入参数不需要经过中间计算，而是创建器自动计算获得；3）易于管理，线路段与相应的杆塔关联，杆塔参数发生改变，与其关联的线路段参数自动发生改变。

附图说明

图1为输电线路防雷计算模型自动创建流程；

图2为输电线路段参数输入界面；

图3为自动生成的输电线路耐雷性能计算模型。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。

一种适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器，其特征在于：包括以下步骤：s1：输入杆塔参数，包括几何尺寸、导地线挂点位置、导地线电气参数、绝缘子串串长；s2：自动建立杆塔的模型；s3：输入线路段参数，包括相连的杆塔编号及其经纬度坐标、档距、导地线弧垂、土壤电阻率；s4：基于s1和s3提供的几何参数，计算线路模型需要的几何参数，包括各相导地线在杆塔处的横纵坐标和在档距中央的横纵坐标、线路的长度、导线内外径；s5：基于s1和s3提供的电气参数，获得线路模型需要的电气参数，包括导地线单位长度的直流电阻、土壤电阻率；s6：基于s4和s5提供的几何和电气参数，生成用于防雷计算的jmarti线路段模型；s7：根据线路段与杆塔的关联信息，自动生成线路段模型的各相导地线与杆塔模型电气节点的电气连接，从而自动创建包含杆塔和导地线模型的输电线路模型；s8：输入雷电流参数，包括雷击类型、雷电流波形、幅值、雷电流通道阻抗，在输电线路模型中自动添加雷电流源模型。本发明一实施例的输电线路防雷计算模型自动创建流程参见图1。

在本发明一实施例中，所述输电线路类型同时包括直流输电线路和交流输电线路。

在本发明一实施例中，雷击类型包括雷电绕击和雷电反击两种类型。

本发明的适用于输电线路防雷计算模型自动生成的创建器，以福建省500kv单回交流输电线路-水三线-为例，该线路包含245基杆塔，对其耐雷性能评估模型进行自动创建。包括以下步骤：

（1）输入杆塔参数

根据水三线线路的杆塔图纸，借助《一种新型二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法》提供的可视化杆塔编辑器，输入相应的参数，包括杆塔的几何尺寸、绝缘子信息、导地线参数，并设置导地线的挂设位置，地线的挂设节点为1g和2g、导线的挂设节点为1a、1b和1c。本发明一实施例的输电线路段参数输入界面参见图2。

（2）杆塔模型自动创建

在本发明一实施例中杆塔模型可以采用《一种新型二维杆塔编辑器的构建方法及杆塔建模方法》提供的可视化杆塔编辑器自动创建杆塔的波阻抗模型，并生成5个电气节点，编号分别为1g、2g、1a、1b和1c。

（3）输入线路段参数

输入线路段的参数，包括与之关联的杆塔编号、土壤电阻率、导地线弧垂，图2给出了本发明专利的创建器的线路段参数输入界面。

（4）线路模型自动创建

通过关联的杆塔编号，获得杆塔电气节点数量，此处为5个，创建器自动生成左右两端各带有5个电气节点的线路段jmarti模型，左边节点名称为1g_l、2g_l、1a_l、1b_l、1c_l，右边节点名称为1g_r、2g_r、1a_r、1b_r、1c_r；

jmarti模型中导地线长度、导地线内外径、杆塔处导地线挂设坐标、档距中央导地线坐标、导地线分裂数、分裂间距等几何参数通过(1)和(3)中输入的几何参数自动计算得到；

jmarti模型中土壤电阻率参数通过(3)输入的数据确定。

（5）线路段模型与杆塔模型电气连接

创建器约定将线路段jmarti模型左边的电气接连与其关联的杆塔模型相应的电气节点相连，如1g_l与杆塔模型的1g节点相连，以此类推；右边的电气节点与下一基杆塔模型的相应节点相连，如图3所示。

（6）雷电流源参数设置

雷电流源的参数设置主要包括波形、幅值、雷电通道电阻等参数设置，创建器自动生成带1个电气节点node的雷电流源模型。

（7）雷电流源模型与线路模型电气连接

根据用户选择的雷击类型，创建器自动生成雷电流源模型电气节点与输电线路模型电气节点的连接。

如果用户选择的是反击计算，即雷击塔顶，则雷电流源的电气节点node与杆塔模型的1g或2g节点相连；如果用户选择的是绕击a相，则雷电流源的电气节点node与杆塔模型的1a节点相连。如图3所示。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。