（电气工程专业论文）基于net框架的实用输电线路设计应用软件研究.pdf

! ! 型叁兰! ：堡竺土! 些兰垡堡墨 据库类也相对独立，因此程序便于维护和r 后升级；程序以n e t 为开发平台， 这是m i c r o s o f t 公司最新的软件开发平台，也将是以后的发展趋势，因此具 有很好的先进往；程序采用先进的数据库访问技术a d o n e t 技术，这是一种 高效的数据库访问技术，因此程序对数据库的访问效率很高；在程序作图上 采用先进的g d i + 技术，作图高效；程序在结果显示上，采用了文本，图表的 显示方式，计算结果非常直观；提供了完善的文本编辑，文本打印预览，图 表打印预览功能；程序具有较好的可扩展性，采用了数据库技术后，可以同 a u t o c a d 及w o r d 及e x c e l 程序接口，便于程序的二次开发。 关键词：输电线路计算、数值分析算法、n e tf r a m ew o r k s 、c # 设计、数据 库、图形设计 2 网川人学t 程硕l 专业学位论空 t h es t u d yo fp o w e rl i n ed e s i g ns o f t w a r e b a s e do n n e tf r a m e w o r k s e l e c t r i ce n g i n e e r i n gf i e l d g r a d u a t es t u d e n t ：p a nh a i t a o s u p e r v i s o r ：l uf e i p e n g 。x uz h o n g l i n t h ep o w e r1i n es o f t w a r eb a s e do n n e tisd e v e l o p e dw i t ha d v a n c e d c o m p u t e rs o f t w a r ek it n e ta n dc o m p u t e r1 a n g r a g ec # a n dt h es o f t w a r e c o n s i d e r e dt h en e e d so fp o w e r1 i n ed e s i g n w ec o u l dh s ei tt od oa l o to f c a l c u l a t i n go np o w e r1 i n ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o nt or e d u c e t h ec a l c u l a t i n gw o r k s t h ep o w e rl i n ed e s i g ni sav e r yi m p o r t a n tw o r k ，a n di sa l s oa f u s s yw o r kn e e d i n gm u c hc a l c u l a t i n g w en e e dc o n s i d e r i n gm a n y w e a t h e rf a c t o r sa n dd o i n gm u c hp o w e rl i n e c a l c u l a t i n gs u c h a s r e s o l v i n gs t a t u se q u a t i o n s o np o w e r1 i n ed e s i g n a st h ew o r k si s v e r yh u g ei f w ec a l c u l a t et h e s ee q u a t i o n sw i t hh a n d w o r k ，s os o m e d e s i g nc o m p a n yb e g i nt od e v e l o pt h ep o w e rl i n ed e s i g np r o g r a m et o d ow i t ht h ep o w e r f u lc o m p u t i n ga b i l i t yo fc o m p u t e r b u tt h e i r p r o g r a mi so f t e nw e a k n e s si nf u n c t i o nb e c a u s eo fp o o rp r o g r a m m i n g t e c h n o l o g y ，t h ei n t e r f a c eo fi ti su n f r i e n d l ya n du s ed i f f ic u l t y a t t h es a m et i m e ，i tc o s tm u c h s os o m es m a l1d e s i g nc o m p a n yh a v et o d e v e l o pt h e i ro w ni i t t l ep r o g r a mo rw i t hh a n d w o r k i no r d e rt om a t c h t h e i rn e e d s w ed e v e l o p e dt h en e wp o w e r1i n ed e s i g ns o f t w a r ew it h t h em o s ta d v a n c e dc o m p u t e rt e c h n o l o g y 3 ! ! 型叁兰三堡堡! ：皇些兰垡堡苎 t h ep o w e r1i n ed e sig ns o f t w a r eb a s e do n n e tf r a m e w o r kis d e v e l o p e dw i t ha d v a n c e dc o m p u t e rp r o g r a m m i n gk i tw h i c hc o n s i d e r in g t h ef e a t h e r0 fp o w e r1 i r ed e s i g n i tf ss m a l lb u tv e r yu s e f u l t h e s o f t w a r e h a v es o m ef e a t h e r sa b o v e ：p o w e r f u lf u n c t io i l s ，a b o u t2 5 s p e c i a lc a l c u l a t ep r o g r a m e sa n dc a nd om o s tw o r k si np o w e rl i n e d e s i g n w i n d o w sx ps t y l e u s ef r i e n d l y a d o p t e dt h ed a t a b a s e t e c h n o l o g ya n dq u e r ya n dm a n a g ef u n c tio n s oit sv e r ye a s yw h il e in p u tt h ew h e t h e rd a t aa n dl i n ed a t a u s e rc o u l dd e f i n et h e ifo w nd a t a a n de x p a n dt h e i rw h e t h e rd a t aa n dl i t i ed a t a t h ep r o g r a mw r it e w i t h c # c o d ei se f f i c i e n t ：i ti sd e s i g n e dw i t ho o p t h ee o m p u t n gc l a s s isin d e p e n d e n c yo fp r o g r a mi n t e r f a c ea n d d a t a b a s e ，s od idt h ed a t a b a s e c l a s s t h ep r o g r a mh a sg o o dm a i n t a i n a b i l i t ya n du p d a t ee a s i i y i t d e v e l o p e dw i t h n e tf r a m e w o r kt h en e w e s ts o f t w a r ed e v e l o pk i to f m i c r o s o f t ，s oit isa d v a n c e d t h ep r o g r a ma l s ou s et h ed a t aa c c e s s t e c h n o l o g ya d o n e tt oi m p r o v et h ee f f ie i e n c yo fd a t aa c c e s s u s e dt h e g d i + t e c h n o l o g y t od r a wt h ef i g u r et h ep r o g r a ma l s oi m p l i e dt h ee d i t f u n c t i o na n dp r i n tf u n c t i o n a tl a s t ，itc o u l di n t e r f a c ew it ha u t o c a d a n dw o r do re x c e lp r o g r a mt oe x p a n di t s f u n c ti o n k e y w o r d s ：p o w e rl i n ec a l c u l a t i n g 、n u m e r i ca n a l y s is 、jn e tf r a m ew o r k s ? c # d e s i g n 、d a t a b a s e 、g r a p h i cd e s i g n 4 四川人学丁程硕f 专业学位论文 1概论 1 1 研究的目的和意义 基于n e t 框架的输电线路设计应用软件是在充分考虑了输电线路设计 工程需要的基础上，研究了输电线路设计与旆工的计算算法特点，利用先进 的软件开发平台n e t 框架编制而成。 架空输电线路的设计是一项很重要的工作，也是一项计算量很大、很繁 琐的工作。输电线路设计和施工的汁算有以下特点： 1 ) 在输电线路设计计算中，需要考虑很多的气象条件因素，需要进行很 多的电线的有关计算，涉及到大量的解状态方程、线性方程组等数值计算的 工作，这些工作如果用手工计算工作量非常大。 2 ) 输电线路设计计算中，功能计算多，且相互之间有大量的数据关联， 只有少部分计算完全独立。 3 ) 输电线路设计需要查大量数据，包括气象区数据、导线参数、地线参 数、计算系数等。如果人工查这些数据将很费时，计算机的数据库管理功能 将是很好的解决方案。 4 ) 输电线路计算中还有许多是进行设计或旌工校验，校验用人工进行费 时且不准确。 5 ) 输电线路设计和施工计算后将计算出大量的设计数据，并绘制成相应 的各种曲线以便工程应用。数据的显示和图形绘制用人工完成是很困难的， 用计算机进行处理则非常方便和直观。 由于上述特点，因此许多设计单位考虑用计算机计算能力强的特点研究开 发输电线路设计程序进行设计。但这些设计单位研究开发的程序由于计算机 编程技术的薄弱，功能往往不是很强，界面往往不友好，使用不方便，有些 功能很强，但不适合中小设计单位，而且价格也昂贵，中小的设计单位往往 只能自己开发小程序或手算。因此分析中小设计单位输电线路设计与施工计 算的需要，从功能实际出发，研究开发出实用的输电线路设计程序是非常必 要和有价值的。实用的输电线路设计程序的开发将大大提高中小设计单位的 网川大学丁程硕i 。等业学位泛文 设计与施工水平，提高中低压电力输电网的可靠性。 1 2 国内外研究动态 由于输电线路设计与旌工涉及大量的计算，计算机开始应用到商用，一 些大的设计院已经开始考虑用计算机代替人工进行一些繁琐的计算。国内以 东北电力设计院研究较旱，经过多年的不断研究开发及完善形成了一定的规 模。 同时，计算机图形技术的发展，利用a u t o c a d 等工程制图软件进行绘图 比较流行。在输电线路设计与施工领域，由于涉及到线路杆塔排杆定位等非 常复杂的计算和图形绘制，因此一些设计单位开始利用a u t o c a d 等软件进行 二次开发取得了很好的效果。 目前输电线路设计与施工程序大多考虑功能的完整性，将设计、施工、 校验、绘图等综合在一起，形成完整的一套输电线路设计软件。 目前国内输电线路设计软件并不多，主要由几个大的设计院开发，这些 大型的设计院开发的输电线路设计软件功能较强，几乎涵盖了所有的输电线 路设计与施工的设计，同时能够和地理信息进行接口，进行线路杼塔的排轲= 定位及作图，能较好的满足工程设计需要。但这些软件对于中小的设计单位 而言有以下问题： 1 ) 这些输电线路设计软件功能较强，但综合性也很强，而且往往适合于 高压和超高压输电线路的设计，在功能上对中低压的考虑不足。 2 ) 软件平台相对简单，这些软件开发较早，利用b a s i c 或c 编写，基于 w i n d o w s9 8 系统甚至予d o s 系统。 3 ) 数据库功能较弱，在图形界面上不够友好。 4 ) 一些功能对于中小的设计院往往用不上，但软件不能有功能选择性， 不够经济。 5 ) 价格昂贵。 现在国内的输电线路设计开发平台主要有 v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + 4 、 a u t o c a o 二次开发工具。比较流行的开发模式是v i s u a lc + + 进行计算的算法 和程序界面的显示，用a u t o c a d 进行图形处理。 网川入学r 程硕i 专业学位论文 1 3 本文所做的工作 正是由于输电线路设计与施工的过程中计算任务繁重，各个分类功能计 算中的数据关联性强、数据引用频繁、校验】：作繁复，因此必须使用计算机 代替人工进行相应的计算工作。国内的输电线路设计软件平台相对简单，对 于中小设计单位的实际应用存在诸多问题，因此，基于n e t 的输电线路设计 软件的研究与开发在国内在软件开发平台上是先进的，这对于促进新的计算 机开发技术在输电计算方面应用的探讨非常有益。 本文分析了基于n e t 框架的实用输电线路设计应用软件的基本特点，阐 述了c # n e t 乎台的先进性并结合实际工作对输电线路设计和施工的计算需 求进行了系统的分析，首先是比载、临界档距、控制条件、弧垂和应力等基 础数据的计算，其次是施工和设计所涉及的代表档距、防振锤安装距离、k 值曲线各功能模块的计算。在明晰需求的基础上确定了输电线路设计应用软 件在c # n e t 平台下的总体框架，有关内容围绕计算类程序和界面类程序展 开，并且绘制了各功能模块的流程图、说明其功能和演示了相应的界面。 四川人学r 程颈 专业学位论文 2 基于n e t 框架的实用输电线路设计程序特点 基于n e t 框架的输电线路设计程序是在充分考虑了输电线路设计工程需 要的基础上利用先进的计算机编程工具编制而成。体现小而实用的准则。它 有以下特点： 1 ) 输电线路设计计算功能非常完善，包括了应力和弧垂综合汁算程序， 专题计算程序约2 5 个功能模块能胜任大多数的设计和施工需要。 2 ) 界面采用w i n d o w sx p 风格中文界面，使用非常灵活简单，用户很容 易掌握。 3 ) 采用了数据库技术及查询管理数据功能，用户输入气象区和导线参数 非常方便，只需鼠标操作即可。 4 ) 提供了用户自定义数据功能，用户可扩充自己的气象区数据和导线及 地线参数，有很好了灵活性及可扩展性。 5 ) 程序采用最新的c # n e t 语言编写，代码效率非常高效。 6 ) 程序编写采用面向对象的设计方法，计算类完全不依赖于应用程序界 面和数据库，数据库类也相对独立，因此程序便于维护和日后升级。 7 ) 程序以n e t 为开发平台，这是m i c r o s o f t 公司最新的软件开发平台， 也将是以后的发展趋势，因此具有很好的先进性，也非常便于以后的 网络应用，因为n e t 的平台非常宜于网络软件开发。 8 ) 程序采用先进的数据库访问技术a d o n e t 技术，这是一种高效的数据 库访问技术，因此程序对数据库的访问效率很高。 9 ) 在程序作图上采用先进的g d i + 技术，作图高效。 】o )程序在结果显示上，采用了文本，图表的显示方式，计算结果非 常直观。 1 1 )提供了完善的文本编辑，文本打印预览，图表打印预览功能。 l2 ) 程序具有较好的可扩展性，采用了数据库技术后，可以同a u t o c a d 及w o r d 及e x c e l 程序接口，便于程序的二次开发。 4 四川a 学t ：程硕f - 擎业学位论史 3 基于n e t 框架的输电线路设计软件的构成 3 1n e t 平台概述 3 1 1 n e tf r a m e w o r k 介绍 m i c r o s o f t 公司的最新的软件开发平台是v i s u a ls t u d i o n e t 开发平台。 其中n e tf r a m e w o r k 是核心部分。n e tf r a m e w o r k 是一种新的计算平台， 它简化了在高度分布式i n t e r n e t 环境中的应用程序开发。n e tf r a m e w o r k 旨在实现下列目标： 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和 执行，还是在本地执行但在i n t e r n e t 上分布，或者是在远程执行的。 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。 提供一个保证代码( 包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码) 安全执行的代码执行环境。 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。 使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序( 如基于w i n d o w s 的 应用程序和基于w e b 的应用程序) 时保持一致。 按照工业标准生成所有通信，以确保基于n e tf r a m e w o r k 的代码司与 任何其他代码集成。1 9 m i c r o s o f t n e t 不仅支持语言无关性，而且支持语言的集成性。这意味 着可以跨越不同语言继承类、捕捉异常并应用多态性。n e t 框架通过所 有n e t 组件都需遵守的类型规范c t s ( c o m m o nt y p es y s t e m ，公用类型系统) 实现了这种特点。f l j j 而且n e t 还引入了c l s ( c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n ，公用语言规 范) ，提供了语言集成必需的一系列基本规则。c l s 规定了成为n e t 语言的 最低要求。符合c l s 的编译器都可以生成彼此能互相操作的对象。整个 f c l ( f r a m e w o r kc l a s s l i b r a r y ，框架类库) 可以被符合c l s 的任何语言使用。 由于它具有上述优点，越来越多的开发人员采用该平台作为企业级的开发 平台。 p q 川人学_ _ 程硪 专业学位论交 _ _ 一_ h _ - - 1 _ _ _ _ - - ，_ _ ，_ - - _ j - - h _ ，_ ， ，_ - _ - _ _ - 一 3 i 2c i 语言介绍 c # 语言是由两位卓越的m ic r o s o fl 工程师a n d e r sh e j ls b e r g 和s c o n t t jl t a m u t h 领导的小组开发的。h e j ls b e r g 因为创造了流行的p c 编程语言 t u r b op a s c a l ，并主持设汁了最先取得成功的客户服务器编程集成开发环 境b o r l a n dd e l p h i 而享有盛名。州 c # 语言非常简单，只有大约8 0 个关键字和1 2 种内置数据类型，但c # 在实现现代编程概念方面却给人留下了深刻印象。c # 是建立在c + + 和j a v a 这样优秀语言的基础上的，它涵盖了对现代语言所能纳人的结构式、基于组 件式、面向对象式编程的支持。 任何向向对象语言的核心在于支持对类的定义和处理。类定义了新的类 型，可以扩展语言以创造更适于解决具体问题的模型。c # 中有声明新的类及 其方法和性质的关键字，还含有实现面向对象编程三大支柱：封装、继承和 多态的关键字。在c # 中，与类的定义有关的一切都可在声明本身中找到。c # 的类定义并不需要独立的头文件或i d l ( 接口定义语言) 文件。而且，c # 支 持新的x 虬风格的内嵌文档，大大简化了软件的在线和印刷品参考文档的制 作工作。f 1 2 】 c # 还支持接口( i n t e r f a c e ) ，一神与其所指定的服务的类订立合同 ( c o n t r a c t ) 的方式。在c # 中，类只能从一个父类继承，但可以实现多个接 口。在实现接口时，c # 类实际上也承诺了要提供接口所规定的功能。 c # 还提供了对结构体( s t r u c t ) 的支持，但此概念的含义与c + + 有显著不 同。c # 中，结构体是有严格限制的轻量级类型，实例化时比传统的类对操作 系统和内存的需求都小得多。结构体不能从类继承，也不能被类继承，但它 可以实现接口。 c # 提供了面向组件的特性，如性质( p r o p e r t y ) 、事件和称为属性信息 ( a t t r i b u t e ) 的声明性结构。面向组件编程是通过c l r 将元数据( m e t a d a t a ) 与类的代码起保存而实现的。元数据负责描述类，包括其方法和性质，以 及安全要求和其他属性信息，如是含可以串行化：代码则包含执行功能所必 需的逻辑流程。因此已编译的类是自成一体的独立单位。这样宿主环境只要 能够识别类的元数据和代码，无需其他信息，就可以使用它。使用c # 和c l r ， 可以通过自定义属性信息来给类添加自定义元数据。同样也可以用支持反射 6 四川人学丁| 程硕卜专业学位论空 的c l r 类型阅读类的元数据。i ” 3 2 基于n e t 框架的输电线路设计程序的软件结构研究 我们从3 i 中对n e t 开发平台的概述中看到了它的许多的优点，这些优 点对于开发新的软件是非常高效的，对于输电线路的设计与施工计算程序由 于它的计算功能多，数据关联大，图形显示较复杂，用c + + 迸行编写，开发 难度较大，v b 进行开发功能难于实现，选用c # n e t 是一个很好的方案。 输电线路设计程序采用面向对象设计的先进的程序设计语言c # ，采用 了n e t 的软件开发框架。为了便于程序的升级和维护，程序采用了面向对象 的设计方法，为了能更好的和其它应用程序接口及软件更新，采用了a d o n e t 的数据库访问技术，在图形上采用了g d i + 技术。 3 2 1 总体框架 根据对输电线路设计与施工计算的算法特点，将程序总体上由输电线路 程序类构成，下面又分为输电线路计算类和输电线路界面类。输电线路计算 类完成2 2 个功能模块和中间计算结果的数据定义及计算，同时还包括数据库 的相关处理。输电线路界面类则负责程序主界面，数据库界面，绘图的实现。 程序类的构成如图所示： 警电娃路谛算程序 输 入 参 数 定 义 类 驯雕o l ；l ；l 蓁 图31 输电线路计算软件构成示意图 程 序 界 面 通 用 类 网川人学丁程碗 。专址学位论叟 掣越菲撼蕊臻叠 一 s 由! p r o 扩c l a ! ! + 9 ：k a l p t e x t c l a z z + ”：s & u a t 如e “n e c l a = = 9 7s d l 3 a t “3 u t l 3 e f i n e c l a e s + 9 苫s d d b c h s = ，。9 7s d g b o u t c l a s s 守q _ - 4 * s 越s c l i ：s + lo 譬t s d 耵a t a c l a s s tqt s d js c l t zz 一 s d js p r o g r a m ，o r m 了o ? o u t f o r m l 】“譬9 r a w f o r m g l a z s 霉。譬f o r m d iz p c l 4 i = 、芏io 譬m a i “f c r m 霉。掌s d d b f q r m 。目qu s e r b b f o r m 图3 ，2 输电线路计算软件总目录图 各个类的作用如下： 输电线路计算类 输电线路计算类和界面类独立， 包括输入数据类：s d d a t a d e f i n e c l a s s ，s d d a t a o u t d e f i n c l a s ，t s d d a t a c l a s s ： 这三个类完成完成气象区定义，导线数据定义，特殊计算数据定义，计算结 果输出类( 如比载，临界档距控制条件，应力，弧垂等) 。 综合程序计算类：s d j s c l a s s ，这是整个程序的核心模块，主要包括比 载计算g j s 0 ：临界档距计算l k j s 0 ：临界档距判断l k p d 0 ：控制参数计算 k z n u m j s 和k z s t r j s 。应力计算y l j s ：方程求根程序f c q j ； 特殊程序计算类：这是程序的另一个主要的模块，完成2 2 l 的子程序 的功能的实现，数据定义包含在? s d d a t a c l a s s 中， 数据库类：包括输入参数数据库类，该类完成输入参数的数据库定义， 数据库操作：记录填充。查询，添加，删除等。输出结果数据库类，该类完 成输出结果的有关数据库操作：输出结果更新操作。 输电线路界面类 弼川大学t 裎碗亡专业学位论艾 该类完成输电线路界面的显示和绘图的实现，界面类相对独立，调用计 算类的相关数据和计算方法。 3 2 2 输电线路程序主程序框图 3 2 2 1 应力曲线和弧垂曲线综合计算主程序。 该程序是整个软件的核心部分，包括定义综合计算的输入参数类 s d d a t a d e f i n e c l a s s ，综合计算计算结果类s d d a t a o u t d e f i n e c l a s s ，及应力曲 线和弧垂曲线综合计算类s d j s c l a s s 。同时特殊计算类所需的比载，控制条 件，应力和弧垂都由该部分完成。 1 ) 气象数据和导线数据定义类s d d a t a o u t d e f i n e c t a s s ：定义输电线路计算 程序所需的气象参数和导线参数，具体包括： 表3 - 1输入数据定义列表 名称描述 a 定义导线截面积 d 定义导线直径 a l p h a定义线膨胀系数 b e t a 定义弹性伸长系数 g 定义单位长度质量 k 定义安全系数 y l p h定义应力破坏值 t 定义气象区温度 v 定义气象区风速 b 定义气象区冰厚 2 ) 综合计算结果输出类s d d a t a o u t d e f i n e c l a s s ：定义有关输出数据，供综合 计算类和特殊计算类使用，具体包括： 表3 - 2输出数据定义列表 名称描述 g ( g d a t a ) 定义比载 t e m p d x g ，t e m p d x y l定义临时导线比载和应力 l k d a t a 定义临界档距 y l q x k z d a t a定义输出控制条件 四川夫学工程硕士专业学位论支 3 ) 综合计算类s d j s c l a s s ：计算比载，临界档距和应力弧垂曲线。具体程序 框图如下，程序计算有关公式请参看高压输电线路设计基础一书。 图3 3 综合计算程序流程图 0 网川人学丁程硕 专业学位论文 3 2 2 2 特殊计算主程序： 该程序是软件的第：部分，完成输电线路设计的其它常用程序。该部分 各个功能子模块相对独立，所需有关输入参数和中间计算结果由综合计算类 提供，为了便于维护，采用数据和程序分别定义的方式，包括以下部分： 1 ) 特殊计算输出数据定义p u b l i cc l a s st s d d a t a c l a s s 该部分定义特殊计算的有关输入参数和输出参数。 详细的数据定义参数略。 2 ) 特殊计算类p u b l i cc l a s st s d j s c l a s s 完成特殊计算子模块的计算。程序总体框架如下： 定义综合计算实例t s d j s 定义特殊计算输出参数实例 t d a t a 分别完成各自模块计算 数据送至输电线路界面类，完 成计算结果的显示和图形绘制 图3 4 特殊计算程序流程围 ( 1 ) 导线最大弧垂判断p u b l i cv o i df 2 d x h c l a x p d ( d o u b l e1 0 ) l | 缶界温度法判断公式： = f - s + 仃鲁( 1 一劳 ( 3 1 ) 程序流程框图如下： u q 川人学工程硕士专业学位论空 图3 5 导线最大弧垂判断计算程序流程图 ( 2 ) 代表档距计算： 代表档距计算公式：f。：、lv11i3+磊123+ln3 ( 3 2 ) 程序框图如下： 定义有关变量 计算l 的三次方累加 + 计算l 的累加值 ， 计算代表档距l 。 i 计舁结果落生极韬厍和界面类 完成数据显示 图3 6 代表档距计算程序流程图 1 2 网川夫学厂程硕 ：专业学位论文 ( 3 ) 地线最大使用应力计算： 控制档距l q 的状态方程：a h 地线应力计算公式：2 i - 1 乏而翥荔老专亏而暑d6 l 叫u u l 剧0 十l j 一“一u 1 i q 2 程序框图如下 定义有关变量 求解状态方程解出控制档距1 q + i 调用定点应力计算程序计算出 导线的比载和应力 调用定点应力计算程序计算出 地线的应力 计算地线最大使用应力 i 计算地线安全系数 + 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 图3 7 地线最大使用应力计算程序流程图 ( 3 3 ) ( 3 - 4 ) ( 4 ) 有高差档的应力和弧垂计算 - 状态方程式为：以一豸蒉挚= 耋乎芳伉。一茏。) c 。s 妒c s - s ， 令一c o s 伊= 志：a = 等e = 吒一篆一争 k 贝0 有：一一e 口：一a = 0( 3 6 ) 四川大学l 。程鄙 千专业学位论文 2 临界档距计算及判断公式：无如。l = z q 吒一吒+ 扣氐岫s 司 一伍 2 伍1 2 。c o s j 口 e 厂l 引一 定义有关变量 事 计算并判断临界档距 一童 求解状态方程 计算弧垂和应力 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 圈3 8 有高差档应力和弧垂计算程序流程图 ( 3 7 ) ( 3 8 ) ( 5 ) 悬挂点不等高时应力和弧垂计算 坝态勰吒一甏吨一箍22 一扣 ，南 p 。， 九o = 例薪 咿蕞也一箍22 一旁” 4 两川大学丁程硕l ，专业学位论立 2 临界档距判断壤1 = z 。 以一吒+ 碧伉。一天。l f g 。、2r 暑。、2 3 弧垂慨 = 普 正= ，o 击堋厣瓣 程序框图为： 定义有关变量 + 计算有关累加值 计算代表档距 r - 二 计算并判断临界档距 + 求解状态方程计算应力 + 计算代表裆距及弧垂 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 圈3 9 悬挂点不等高肘应力和弧垂计算程序流程图 ( 3 1 0 ) ( 3 1 1 ) ( 3 1 2 ) ( 6 ) 线路进出线档计算 i 状态方程： 盯。一兰：i 丢；j 竺h = 盯。一兰：i i 乎一芳o t 。一羌。) c 。s 妒c 。一s ， 5 四”i 人学【程硕十专业学位论文 2 i f 盎界档距：c ，= ( 3 一1 4 ) 对于施工时有： 例一竽胯- h 竽烩t 卜z ) + 6 ( 竽胯t 对于竣工时有： 铲+ ( 竿 2 ( 警一t 。+ 竽警一竿 ，施工弧垂计算：，= 赢, 8 2 2 l f + 竣工弧垂计算：，= 8 c r o g2 c g 。：s 妒i 1 + 4 绝缘子串比载计算： g 。= 甜9 8 , t l a g ，2 = ”i g j 6 + # 1 2 g 。1 1 6 1 旯i a 8 s 32 9 j l + g ，2 g j 4 = 9 8 ( n i a j + h 2 a c b 2 1 1 6 1 2 1 a g ，5 = 9 8 ( n l a 拈+ ，z 2 a 凸b 2 1 6 7 l a 。_ - 。_ _ 一 g ，。= 占；。+ 占；。 g ，= g 五+ g 先 程序框图如下： 2 2c o s 2 0 r 9 2 9 。 一g 。) 2 4 2 2c o s 2 妒0 r占) ( 3 1 5 ) ( 3 一1 6 ) ( 3 1 8 ) f 3 - 1 9 ) ( 3 2 0 ) ( 3 2 1 ) ( 3 - 2 2 ) ( 3 2 3 ) ( 3 - 2 4 ) 6 四j 玎人学r 程硕上专业学位论文 ：兰e 一一 一 图31 0 进出线档计算程序流程图 ( 7 ) 线路中孤立档计算 基本流程框图同线路进出线档，但临界档距判断方法不同 ( 8 ) 防振锤安装距离 孙半波长：每= 去 最大半波长：等= 示赢d 瓦 益筮 防振锤安装距离为：晶2 互2 = 1 2 王 22 程序框图如下 f 3 2 5 ) ( 3 2 6 ) f 3 2 7 ) 1 7 乒萍 四川人学【程硕士业学位论支 e 至 图3 11 防振锤安装距离计算程序流程图 ( 9 ) 直线杆塔风偏角临界曲线 计算公式： 2 毒 l 程序框图如下： pj gj t g 妒j 2 t g 妒增妒 佤( 嚣峰a 卜s ， 网川大学t 程硕l 专业学位论文 定义有_ j 之变量 二二。 二二二 计算状态应力值 计算外过垂直档距i v d 计算内过垂直挡距i v d 计算大风垂直档距l v d t 计算曲线有关数据 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 图3 1 2 直线杆塔风偏角临界曲线计算程序流程囤 ( 1 0 ) 导( 地) 线上拔临界曲线 1 导线计算公式 2 地线计算公式 程序框图如下 k 卜( 一恐) k 小怒) 定义有关变量 一 t 计算导线垂直档距i v d 一 计算地线垂直档距l v a + 计算曲线有关数据 1 才算结果送至数据库和界面菸 完成数据显示 图3 1 3 导( 地) 线上拨临界曲线计算程序流程图 ( 3 - 2 ( 3 - 3 0 ) 1 9 疆川太学工程硕十专业学位论文 ( 1 1 ) 导线悬挂点应力曲线 计算公式为：n = 瓶哥* t - 1 1 2 2 + 程序框图如下 图31 4 导线悬挂点应力计算程序流程图 ( 1 2 ) 耐张绝缘子串倒挂临界曲线 计算娥忙端+ f 程序框图如下： ( 3 3 1 ) r 3 - 3 2 ) 网川天学f 程硕上专业学位沦文 图31 5 耐张绝缘子串倒挂临界曲线计算程序流程圈 ( 1 3 ) 悬垂绝缘予串机械强度验算 程序框图如下： 围3 1 6 悬垂绝缘子串机械强度计算程序流程图 ( 1 4 ) 导线悬垂角校验 网川夫学工程硕| - 争业学位论文 计算公式：l v d ：o o 增( 5 0 一噜，鱼堕) go o 程序框图略 ( 1 j ) 最大允许档距计算 计算公式为： t m ：1 5 3 8 ( d lc o s ( 0 2 ) + 一d zc o s ( 8 2 ) 一0 4 如一“11 0 ) 程序框图如下： 定义有关变量 计算最大弧垂应力 计算最大弧垂时比载 计算最大允许档距 绘制曲线 + 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 图3 17 最大允许档距计算程序流程图 ( 1 6 ) k 值曲线和模板魑线 1 k 值曲线计算公式：置2 8 g 2 懒趣线计算公式：，= 贮8 a o 十面9 3 14 划+ 扣4 程序框图如下： f 3 3 3 ) ( 3 3 4 ) f 3 3 5 ) f 3 3 6 ) 厚 四川大学丁程硕上专业学位论文 定义有关变量 t 一一 l 兰竺墨查竺兰嬖查 i 计算k 值 + 根据选定的k 值计算模板曲线 绘制k 值曲线，模扳曲线 i 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 图3 1 8k 值曲线和k 值模板计算程序流程图 ( 1 7 ) 连续倾斜档旖工紧线时应力和弧垂计算 程序框图如下 定义有关变量 + 计算各档的系数 + 一 计算各档线长变化率m i 计算垂直距离y i 圭 一 计算中阃系数y 土 一 计算备档应力 + 一 计算各档弧垂 + 计算各档调整距离 t 计算结果送至数据库和界面类 完成数据显示 图3 19 连续倾斜档施工紧线应力弧垂计算程序流程图 网川入学- 工= 程项 专业学位论交 ( 1 8 ) 垂直档距、极限档距、允许高差计算 1 垂直档距计算公式： ，v一堪+o。o_o(埘砸ht*g砸h2*920 )nsh 2 0 o s h s 2 4 二l 生 十三l 羔 2 4c r n 一 2 4c r n 2 极限档距计算公式：，：堡坠j 如一一( 1 。l 一竺羔) 十o ，4 4 3 5 7j 3 允许高差计算公式： f ：垒l | c h - i ( 1 1 一旦羔) + o 4 4 3 5 7 程序框图略。 ( 1 9 ) 有集中荷载时应力和弧垂计算 1 求解应力的状态方程： 吒一摇22 一丽q ( q + i a g ) x ( 1 - x ) = 一丛22 2 4 p 0 - ：一芳以刊、2 4 矽：2 肛2 盯：匹，。 “ 卢“、7 2 弧垂计算公式：，= 程序框图如下： 型二型。 1 3 q x ( 1 一工1 a f 定义有关变量 + 求解状态方程 计算出应力 + 计算弧垂 i 计算结果送至数据库和界面类l 完成数据显示 图3 2 0 有集中荷载应力弧垂计算程序流程图 r 3 3 7 ) f 3 3 8 ) ( 3 - 3 9 ) f 3 - 4 0 ) ( 3 4 1 ) 网川 学r 程硕l 业学位论史 4 输电线路设计程序功能 输电线路设计程序功能几乎涵盖了输电线路设计上常用的各种功能，输 入非常简单，结果以文本、表格、及图形的方式显示，非常直观。功能从总 体上可分为两大块：输电线路应力弧垂综合计算及特殊计算。具体包括： l 、输电线路应力及弧垂综合计算子模块 该模块完成输电线路的各种气象条件下的应力和弧垂计算，应力计算包 括了临界档距的应力和弧垂与工程实际一样。同时可以计算代表档弧垂和百 米档弧垂，从而在各个方面满足工程需要。计算结果以文本和表格的方式显 示，非常直观，而且文本结果可以保存，编辑，打印。对应力曲线和弧垂曲 线，以图形的方式显示各种气象条件下的应力及弧垂曲线，曲线可以设置显 示范围，坐标动态计算，图形可以预览及打印，充分满足工程设计图形需要。 图4 1 综合计算输入界面圈 图4 2 综合计算输出文本表格图 网j 1 1 人学工程硕上专业学位论文 丘力 i i55 9 5 lg t - 3 d l 9 90 h q n - b 3 1 2 5 7 9 i 3 2 6 5 # 0 t l 6 tb 1 6 t 9 - 5 6 2 t i ，吐 1 6 i 2 2 ? b h 12 5 - 63 2 i3 5 8b3 9 3 it 2 t 6 2 04 9 f i st ，i 5 8 图43 综合计算输出应力曲线图 2 、导线最大弧垂判断子程序 该模块完成导线最大弧垂的判断，程序计算覆冰无风时的应力，根据不 同代表档距计算出最大弧垂的控制气象条件，以文本和表格形式给出。 图4 4 导线最大弧垂判断输入界面图 四川大学r 程颤j 。专业学位论文 图4 5 导线最大弧垂判断输出文本表格图 3 、代表档距计算予程序 该模块完成不同耐张段的代表档距计算，在程序中输入各耐张段代号， 各段长度后则自动计算出各耐张段的代表档距。计算公式采用典型代表档距 计算公式，计算结果以文本和表格形式给出。 图4 6 代表档距计算输入界面图 四j i 大学丁- 程颁e 业学位论文 图4 7 代表挡距输出文本表格圈 4 、地线最大使用应力计算子程序。 该模块完成地线最大使用应力的计算，同时给出设计安全系数，为了最 大限度的使用灵活性，程序自动计算导线应力和比载存放在内存中，再选择 地线后计算出结果，计算结果以文本和表格形式给出。 图4 8 地线最大使用应力计算输入界面图 图4 9 地线最大使用应力输出文本表格圈 网川i 太学t 程硕 ：业学位论义 5 、有高差档的应力和弧垂计算予程序 该模块完成有高差档时的应力和弧垂计算，输出档距和高差计算出有高 差档时应力和弧垂。 图4 1 0 有高差档应力和弧垂计算输入界面图 6 、悬挂点不等高连续档的应力和弧垂计算 该模块完成悬挂点不等高连续档时的应