电网三维设计系统在输电线路勘测设计中的应用

输电线路三维数字化设计平台以大型数据库为核心,以高精度影响、DEM、基础地理等数据为基础,以三维精细化模型为依托,利用航测技术、三维可视化技术、虚拟现实技术和信息集成技术,结合地理信息和工程信息,通过输电线路走廊地形地貌信息和工程数据建模,构建真实的三维现场环境,为变电站选址、输电线路优化选线、断面图快速生成、杆塔排杆二维和三维联动展示、金具串三维设计建模、铁塔三维设计建模、基础三维设计建模、三维输电线路设计成果输出、输电线路全过程机械化施工方案编制、施工管理、辅助运维检修等工作提供有效的数据支撑和技术手段。     

倾斜摄影和激光雷达在某输电工程三维建模中的应用研究

在三维输电线路计平台里线路走廊三维实景呈现,可交互、可量测的方式进行展示,为变电站选址、输电线路优化选线、断面图快速生成、杆塔排杆、杆塔线路三维立体、三维输电线路设计成果输出、输电线路全过程机械化施工方案编制、施工管理、辅助运维检修等工作提供有效的数据支撑和技术手段。准确、精细的三维实景模型是三维设计平台工作的基础数据,倾斜摄影测量和激光雷达测量在三维建模有很大技术优势。目前,国内外单独对激光雷达和倾斜摄影的应用研究都比较多,但是针对两者的结合应用却研究较少。通过探讨倾斜摄影和激光雷达测量技术融合的方法,来实现对输电线路走廊进行快速三维实景建模。     

基于数字化的架空输电线路设计三维模型构建

为实现架空输电线路的数字化和信息化管理,全面掌握架空输电线路的空间分布情况,设计基于数字化三维的架空输电线路模型。该模型以架空输电线路各个组成部分的实际测量和各个组成部分的出厂检测数据为主,利用数字三维模型对数据进行批量导入,采用参数化的方式生成设计图;构建架空输电线路数字化三维模型。通过该模型能够完成杆塔、绝缘子串、导线等组成部分的三维模型构建,通过该模型精准描述组成部分的类型、空间位置、几何尺寸、材料信息、材料属性等信息,并且模型的设计精度较高,满足应用需求。     

基于航拍数据的三维输电设备状态监测平台

为满足电力系统对输电线路精细化管理的需求,研究了基于Skyline三维GIS平台和高清航拍影像数据来构建三维输电设备状态监测平台的方法。通过应用Skyline数据合成技术,将高清航拍影像和数字高程模型合成为Skyline场景底图。通过激光点云数据和3DMax结合的方式,完成三维杆塔的矢量建模。在Skyline场景底图、杆塔矢量模型的基础上,构建三维输电线路走廊。在三维输电线路走廊的基础上,结合监测设备采集到的数据,就可以构建三维输电设备状态监测平台,实现三维模拟巡检、输电设备状态监测数据综合分析和突发故障可视化预警等功能。     

倾斜摄影技术在500kV输电线路设计中的应用

该文以大连登台500 kV线路工程为实践背景,对倾斜摄影三维模型技术在高压输电线路工程设计上进行试点应用。对与倾斜摄影三维建模设计相关的硬件设备、软件平台、航带设计和三维建模这四个方面进行应用选择说明及论述,对13.4 km典型线路区段选择小型固定翼无人机进行倾斜摄影工作。利用ContextCapture软件进行空间三维建模,再将三维数据加载到三维数字化设计平台,同时建立高压线路杆塔、导地线、绝缘子金具串等设计模型,形成完整的输电线路三维实体模型。通过三维实体建模,着重从高压输电线路设计的树木砍伐、房屋拆迁、交叉跨越以及山地路径优化等方面论述倾斜摄影技术在工程应用中的优势,同时也提出了倾斜摄影技术关于密集林区树木高度以及线缆建模存在的问题及解决方案的发展方向。     

基于GIM的高压架空输电线路杆塔等效模型构建

为确保构建的杆塔等效模型与输电工程实际具有较高的适配度,引进GIM技术,设计一种针对高压架空输电线路塔杆等效模型的全新构建方法。结合高压输电所在区域的实际条件,获取场地多源渠道数据,设计三维建模场景;利用GIM技术建立针对高压架空输电线路杆塔的空间结构模型,以此为依据对等效模型中的各个节点进行拼接设计;根据输电线路塔杆平行导体理论,明确导体之间存在互感效应,补偿并修正杆塔等效模型波阻抗系数,完成杆塔等效模型的构建。通过实践证明,设计的模型在实际应用中具有可行性,可实现对电网不同作业条件与作业环境的模拟,从而掌握雷击条件下杆塔不同接地段的过电压变化趋势。     

输电杆塔塔型智能识别与台账的智能提取研究

杆塔作为输电线路的主心骨,其运行安全重于泰山,因此利用智能化的方式获取高压杆塔的台账参数信息对快速掌握杆塔的运行状态具有重要的意义。首先,利用分类后的输电线路三维激光点云数据,研究了常规塔型的高精度智能识别算法;然后,提出了杆塔横担几何尺寸、杆塔塔高等台账信息的智能提取方法;最后,通过塔型的识别、杆塔台账信息提取以及线路拟合的案例分析验证了所提方法的应用价值。结果表明,所提方法可实现高精度的输电杆塔台账信息提取,进而快速确定杆塔的运行状态,提高运维质效。     

输电线路走廊三维可视化技术和系统设计

结合输电线路巡视需求,利用携带激光扫描仪的无人直升机进行巡线,获得输电线路走廊的海量激光扫描数据,根据激光扫描数据对电力线走廊进行三维建模,开发了输电线路走廊三维可视化系统,实现输电线路走廊三维可视化。该系统以无人直升机的高精度三维激光点为基础获取云数据源,对云数据进行分析和处理并生成相关地形模型、铁塔/输电线模型后集成开发,能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物,并可进行三维操作,同时还能够实现无人直升机飞行过程三维实时可视化。通过无人机巡线的实际数据验证了输电线路走廊三维可视化系统的可行性和有效性。     

交流输电杆塔的一种简化建模方法*

提出了一种基于矩量法对高压输电杆塔周围空间电场情况进行快速建模分析的方法。以110kV杆式塔型杆塔 线路作为研究对象,应用有限元法与矩量法进行对比分析,确定使用矩量法进行快速建模分析的可行性,并对矩量法建立的输电杆塔模型进行简化处理,对比了杆塔模型简化前后的空间电场特性,确定了简化模型的准确性。     

沿海山区输电线路工程数字化设计深化应用

沿海山区输电线路具有环境敏感点众多、走廊拥挤、地形陡峭、相对高差大、林木覆盖率高、受台风影响大等特点,传统二维设计模式已无法满足外部条件对数字化设计深度的要求.结合福建漳州—泉州500 kV I、II回线路开断进集美变工程的三维数字化设计应用情况,利用倾斜摄影技术整合输电线路走廊的地理信息,通过构建模拟真实的三维现场环境,全方位开展路径优化、杆塔排位及杆塔规划、杆塔结构优化、基础选型及优化、重要交跨校验、电气三维校验、碰撞检查、通道清理、辅助环水保设计等工作,解决沿海山区输电线路特有的设计技术难点,提高工程设计的可靠性和精细度,以期为架空输电线路在沿海山区的三维数字化设计应用提供参考.     

基于数字化三维模型的架空输电线路设计

架空输电线路三维模型设计是开展输电线路施工、运行仿真模拟的基础,文中介绍了输电线路模型组成,包括导地线、绝缘块、杆塔等多种子模型,并针对工程实际案例进行设计研究,利用智能航测系统进行航空采集,建立输电线路走廊DOM及DEM数据,同时采用BIM技术对输电线路建模,形成完整三维模型。最后将研究成果与实测结果对比,研究表明该输电线路三维设计有利于开展路径优化工作,使工程测量更加快捷准确,具有一定应用价值。     

三维激光扫描技术在输电线路差异化防雷治理中的应用

输电线路差异化防雷评估技术作为掌握输电线路防雷性能、明确防雷重点的有效方法,已得到各级运行管理部门的认可。地形地貌和杆塔结构作为线路绕击防雷性能的影响因素,是防雷评估时需获取的重要基础参数。为研究获取全档距地形地貌参数和杆塔结构参数的技术,以及将这些参数应用于防雷性能评估的方法,提出基于三维激光扫描数据建立线路走廊三维模型,根据此模型提取差异化防雷评估所需的全档距地形地貌参数和杆塔结构参数,进而进行全档距绕击防雷性能评估。经与山区典型220 kV线路比对,评估结果与实际雷击故障记录吻合良好,充分说明了三维激光扫描技术应用于输电线路差异化防雷治理的有效性。     

一种面向可扩展三维可视化的电力设备标记语言研究

在进行配网故障的识别中,常常需要用到配网的线路及其设备信息,为了更好地在输电线路三维可视化环境中动态组织和描述三维模型,设计提出了电力设备标记语言PEML,并进一步结合COLLADA技术实现了绝缘子等设备的动态建模和架空线路导线的动态三维仿真,实现了地表、绝缘子、杆塔、线路等三维模型的动态显示与衔接,提供输电线路的实时三维视图及其运行状态,满足了输电线路频繁变化对三维模型可扩展要求。     

固定翼机载激光雷达技术在电网基建工程中的应用

针对现有电网基建应用线路设计塔位频繁调整、工作量估计难和预算资金准确率低的问题,根据电力杆塔模型库,对电力杆塔模型、导地线模型进行三维重建,通过固定翼激光雷达获取的走廊地物、交叉跨越激光点,模拟线路在三维全景模型中的对应区域.结果表明,在电网基建线路设计过程中,通过高精度激光点云和高分辨率的影像数据能够为施工征地面积提供准确数据,为植被砍伐量分析、拆迁量分析统计提供科学依据.     

输电线路杆塔接地电阻对线路反击跳闸率影响研究

随着输电线路建设运行规模的不断扩大,同一走廊的输电线路杆塔包含不同类型的塔头,从而导致杆塔不同类型塔头可能处于不同大气环境和土壤环境中,其接地电阻存在很大差异,因此有必要对不同塔头类型的杆塔在不同接地电阻值下的耐雷水平和反击跳闸率影响进行研究。建立了猫头塔、酒杯塔、鼓型塔等3种500 kV交流输电线路杆塔的反击闪络模型,并研究了3种塔头模型的杆塔接地电阻对线路反击耐雷性能的影响规律:酒杯塔与鼓型双回闪络规律类似,对鼓型单回闪络线路的影响最大,其次是鼓型双回闪络线路和酒杯塔,影响最小的是猫头塔。     

区域电网反击耐雷水平计算中的杆塔分类

为了准确评估输电线路的耐雷性能、提高计算效率,建立区域输电网杆塔反击耐雷水平计算模型,通过分析输电线路电压等级、杆塔型式、线路回数对输电杆塔模型的影响而对输电杆塔进行分类讨论。输电线路在绝缘配置、避雷线分流系数、杆塔耦合系数方面随着电压等级的不同而不同;线路回数和杆塔型式影响杆塔模型的建立。根据以上参量的差异将区域电网中输电线路按照电压等级、线路回数、杆塔型式优先级次序对区域输电网中杆塔进行分类处理,建立相应类型杆塔的反击耐雷水平计算模型,表现出不同类型杆塔在耐雷性能上的差异。     

输电线路零序参数的实用计算方法及系统

基于对输电线路参数计算方法的理论推导,分析影响输电线路参数工程计算精度的主要因素.针对输电线路沿线各段土壤电阻率变化较大且不易准确获取的问题,提出根据同一线路走廊内已投运线路实测参数反推沿线等效电阻率的方法;针对输电线路的局部同塔、局部平行及杆塔多样性特征,提出采用分段计算和杆塔参数简化处理方法;通过研究地线不同接地形...     

基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法

根据输电线路运维要求,提出了一种基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法。首先采用自适应滤波法对无人机激光雷达点云数据中的地面进行分离,然后根据点云邻域内的点集组成的协方差矩阵奇异值构成的维度特征和方向特征对导地线、杆塔和典型地物进行分类。再通过悬链线方程建立输电线路三维模型,并基于网格剖分方法计算输电走廊中地物与输电线路导线的距离,最后根据规程对不满足安全距离要求的树木和建筑自动计算得出清理区域。将自动计算结果与人工计算分析结果进行了比对,验证了提出方法的准确性和有效性。结果表明,提出的走廊清理方法具有误差小和效率高的特点,且利于输电线路运维工作。     

采用单档距走廊法分析高压输电线路的存在对地闪的影响

针对现行高压输电线路防雷设计规程中采用传统区域落雷参数进行分析的不足,在进行输电线路差异化雷电防护工程中,分析输电线路的架设对走廊区域雷击落点分布的影响显得十分必要。为此,基于引雷空间理论及珠江三角洲地区已有的输电线路参数,建立了单档距走廊法统计模型,对山地、近水域及平原等不同地形环境下输电线路走廊区域的地闪定位数据进行了筛选,分析了输电线路架设前后雷电活动及地闪幅值概率分布规律。基于有限元-模拟电荷法,对雷云先导与大地均匀静电场在置入输电杆塔前后的电场进行了数值计算及模拟仿真;根据雷电发展路径与空间电场最强方向一致原理,分析了输电线路的架设对于地闪分布规律影响的物理过程。结果表明:采用单档距走廊法描述输电线路沿线走廊的地闪分布特征更有针对性;不同地形环境下,输电线路的架设对于雷击落点具有吸引效应,从而导致地闪在走廊区域的分布概率显著增大;同一电压等级输电线路走廊区域,山地环境下输电线路的架设致使地闪活动的增加较为明显,而平原环境与近水域区段相对较小。     

基于地面激光雷达的输电线路铁塔倾斜度测量

输电线路杆塔倾斜度是线路设计与运维均需考虑的重要参数之一,便携高效地实现输电线路杆塔倾斜度的精确测量和数字化描述,具有重要的价值。鉴于现有测量方法的不足和地面三维激光雷达技术的特点,提出了基于地面三维激光雷达实现输电线路杆塔倾斜度测量的新方法,搭建了试验系统,并基于搭建的试验系统开展了现场可行性与对比测试。现场可行性与对比测试结果表明基于地面三维激光雷达不仅能正确地实现杆塔倾斜测量,而且现场测试强度低,测量精度与全站仪测量法精度相当,满足工程测量需求;通过对目标对象的三维虚拟重构,地面三维激光雷达测量方法实现了测量结果可视化化和数字化描述,便于存档和追溯校核;所搭建的测试系统可用于实际工程测量。