论文摘要
改扩建变电工程中,需在停电的情况下,施工人员在高空用卷尺测出软导线档距,地面人员用经验公式算出下料长度进行制作,再爬上人形架安装。这种安装流程在造成经济损失的情况下,还严重影响电网运行安全,并增加施工人员高空作业的危险性,且弧垂难以保证三相一致。500kV变电站屋外配电装置结构复杂,施工图纸由数十张以AutoCAD制作的二维平面图纸组成。其空间表现和分析能力有限,施工前无法预先评估安装效果,将设计失误犯在计算机上。本研究主要围绕着电力架空线施工装配及虚拟仿真问题,对架空线悬挂点空间坐标测量、架空线下料长度数学模型、VC++与OpenGL语言开发架空线长度计算及其三维仿真软件等方面展开研究,具体内容与创新点有如下四点：（1）以全站仪为测量工具设计了一套非接触式架空线悬挂点空间坐标测量系统,能在不断电的情况下,完成架空线悬挂点坐标测量进而得到档距和高差,且具有很高的精度。（2）在忽略绝缘子串对架空线的影响条件下,由档距、高差、导线、气象区等因素建立长距离架空线长度数学模型。并开发基于VC++语言的软件以实现,其重点是控制气象条件的判定,利用牛顿迭代法求解一个一元三次方程的根得到架空线最低点应力,从而获得设计弧垂和架空线长度。（3）由于变电站软导线档距比较小,绝缘子串长度与重量对软导线下料长度有直接影响。由耐张串、间隔棒、导线、气象区、控制条件、绝缘子、档距、高差、弧垂等因素建立变电站软导线下料长度数学模型,并由VC++语言设计变电站软导线下料长度计算软件,同时由OpenGL实现软导线装配三维仿真图。（4）针对500kV变电站,分析其架空软导线悬垂曲线一般模型,采用OpenGL研制一套500kV变电站导线布局三维仿真系统,其优点是无需专业计算机仿真技术人员,由7个结构参数设置模块就能快速生成变电站导线三维仿真效果。该系统采用层次化设计方式,共分为三层：物理模型、规则模型和系统整合。由OpenGL设计绝缘子、人形架、横梁、GIS等物理模型,然后对500kV变电站的等高线、跳线、引下线等建立数学模型与连接模型构成规则模型库,最后通过系统整合显示500kV变电站三维布局效果,支持多角度地观察。该系统人机交互简单,参数可设置,可适用于不同500kV变电站的设计。