输电线路工程塔基范围自动绘制开发研究_骆斌.pdf

总第 134 期输电线路工程塔基范围自动绘制开发研究骆斌 帅滔 程铁洪（中国电建集团江西省电力设计院有限公司江西南昌330096）摘要：国家电网在 电网项目设计优化调整生态保护红线工作指南 中要求，设计单位在输电线路工程中必须落实项目与生态红线的对应关系，其中一项工作就是确定 110kV 及以上等级输电线路全线的塔基范围。论文通过分析塔基范围的绘制特点，利用.NET 平台对 Auto CAD 进行二次开发，实现塔基范围的自动化绘制。在工程实际应用中，验证了该自动化方法的可靠性、精准度，具有一定的应用价值。关键词：塔基范围；.NET二次开发；Auto CAD二次开发；自动绘制Study on Automatic Drawing of Tower Foundation Range of PowerTransmission LineLUO Bin SHUAI Tao CHENG Tiehong(Power China Jiangxi Electric Power Engineering Co.,Ltd.,Nanchang 330096,China)Abstract:According to the requirements in the State Grid s document“Working Guide for Optimizing and AdjustingEcological Protection Red Lines for Power Grid Project Design”,each design institute needs to fully consider the relationshipbetween projects and the ecological red line.One of the tasks is to determine the tower foundation range of the transmission lineof 110 kv and over 110 kv.This paper analyzes the drawing requirements of the tower foundation range and uses the.NETplatform to carry out secondary development of AutoCAD to realize the automatic drawing of the tower foundation range.Inpractical projects,the reliability and accuracy of the method is verified,which has reference value in transmission lineengineering.Keyword:Tower Foundation Range;.NET Secondary Development;AutoCAD Secondary Development;AutomaticDrawing作者简介：骆斌（1973-），男，大学本科，高级工程师，主要从事工程测量工作。E-mail:1工作背景国家电网在电网项目设计优化调整生态保护红线工作指南 中要求，各设计单位需落实电力项目与生态保护红线的对应关系，完成填写 涉及生态保护红线优化调整项目汇总表。纳入调整的工程项目包括“十四五”规划库内 110kV 及以上工程项目，重点保证在建和近期报建的项目。我公司负责梳理省内在建至“十四五”规划库中的 500kV 工程项目和本公司担任勘测设计的 110kV 及以上工程项目。对于满足以上要求的已勘测线路工程，需整理出线路全线的塔基范围。2塔基范围绘制塔基范围是按照不同电压等级的要求，根据塔位的四个塔腿方向生成的正方形区域。塔腿方向为塔位中心到前后两个塔位中心方位角的平分线左右各 45，线路两侧相邻塔腿角平分线方向即为横担方向。塔腿角度由塔位中心到后视塔位为起始基准，顺时针依次为 A、B、C、D 腿，相邻塔腿夹角为 9012。铁塔分为直线塔和转角塔，都包括中心桩 O、四个塔腿。直线塔与转角塔不同之处在于塔腿角度，如图 1 为直线塔，直线塔腿角度中心桩与后视顺时针旋转 A 腿 45、B 腿 135、C 腿 225、D 腿 315。转角塔腿与转角 s 有关，原线路方向与转角后前进方向的夹角 s 为转角，利用角平分线确定塔腿，左转则减去转角一半，右转则加上转角一半。如图 2 为左转 A腿角度 45-s/2，B 腿角度 135-s/2，C 腿角度 225-输电线路工程塔基范围自动绘制开发研究352022 年第 4 期江西测绘江西测绘江西测绘江西测绘s/2，D 腿角度 315-s/2。如图 3 为右转 A 腿角度 45+s/2，B 腿角度 135+s/2，C 腿角度 225+s/2，D 腿角度315+s/2。需根据四条塔腿的方向，绘制满足各电压等级要求的塔基范围12。图 1 直线塔图 2 左转塔图 3 右转塔根据国网相关文件要求，需将输电线路工程每级塔位的塔基范围在 Auto CAD 上绘制出来。工程多，人工手动绘制工作量大，花费时间长，且极易出错。本文实现了在.NET 平台下对 Auto CAD 进行二次开发，可做成软件安装包，便于拷贝到不同的电脑上使用，并且只需要输入线路的杆塔位坐标，绘制线路路径，根据塔基范围大小，即可自动计算并生成塔基范围。程序操作非常方便，人工干预少，准确度高，自动化程度高，大大提高了绘图效率。3软件设计与算法实现3.1开发平台绘制输电线路塔基范围的软件以 Auto CAD 为主，Auto CAD 二 次 开 发 方 式 主 要 有 ADS、ObjectARX/ObjectDBX、AutoLISP/Visual LISP、VBA、Auto CAD.NET。其中 Auto CAD.NET 是从 AutoCAD2006 开 始，Autodesk 为 其 开 发 增 加 了.NETAPI。.NET API 提 供 了 一 系 列 托 管 的 外 包 类（Managed Wrapper Class），使 开 发 人 员 可 在Microsoft.NET Framework 下，使用任何支持.NET 的语言，如 VB.NET、C#和 Managed C+等对 AutoCAD 进行二次开发，其优点是完全面向对象，在拥有与 C+相匹配的强大功能的同时，具有方便易用的特点，是较理想的 Auto CAD 二次开发工具3。本软件选择 Auto CAD 为平台，利用.NET 开发工具，实现塔基范围自动绘制。3.2软件界面设计和操作流程根据数据源的不同，软件界面设计分为两种塔基范围的绘制方法：（1）根据线路工程路径图绘制塔基范围。线路工程的路径已绘制成图，可直接启动 CAD 对其进行后续操作。（2）根据线路工程的杆塔成果表绘制塔基范围。线路工程的路径未绘制成图，根据线路工程的杆塔成果表进行操作。3.2.1根据线路工程路径图绘制塔基范围本方法的塔基范围自动绘制流程如图 4 所示：（1）导入塔基范围文件。（2）启动 CAD 程序。（3）新建 CAD 文件绘制全线路径或者直接打开全线路径的 CAD 文件。（4）选择需要绘制塔基范围的线路路径。（5）绘制各塔位的塔基范围。（6）保存 CAD 文件和塔基范围的角点坐标。3.2.2根据线路工程的杆塔成果表绘制塔基范围本方法的塔基范围自动绘制流程如图 5 所示：（1）判断是否需要进行塔位排序；若杆塔坐标成果已按线路实际走向排序，则可直接汇总所有杆塔的平面坐标及其塔基范围大小；若杆塔坐标成果中未按线路实际走向排序，则先进行塔位排序，再汇总杆塔坐标和塔基范围。（2）读取杆塔成果和塔基范围数据文件。（3）绘制线路路径。（4）绘制各塔位的塔基范围。（5）保存 CAD 文件和塔基范围的角点坐标。图 4 方法 1 流程设计36总第 134 期图 5 方法 2 流程设计3.3塔基正方形的方向判别及其角点坐标求解假设三个塔位的中心坐标为 J1(X1,Y1)、J2(X2,Y2)、J3(X3,Y3)，塔基范围边长为 W。如图 1、图 2、图 3所示，原线路方向与转角后前进方向的夹角平分线为AB 和DC 方位角。线路走向的坐标方位角为：J1J2arctan(Y2-Y1)X2-X1)J2J3arctan(Y3-Y2)X3-X2)|（1）夹角平分线的坐标方位角为：=(J1J2+J2J3)2A、B、C、D 距离塔位中心的距离为2W2，则A、B、C、D 四个点的坐标为：XAX2+22 W COS-34()YAY2+22 W SIN-34()|（2）XBX2+22 W COS-14()YBY2+22 W SIN-14()|（3）XCX2+22 W COS+14()YCY2+22 W SIN+14()|（4）XDX2+22 W COS+34()YDY2+22 W SIN+34()|（5）3.4判别直线塔的位置根据直线塔的平面坐标 Z1(X1,Y1)，两转角塔的平面坐标为 J2(X2,Y2)、J3(X3,Y3)。若该直线塔满足以下三个条件，则可判读该直线塔位于两转角塔所在的位置：J2Z1=Z1J3;X1(X2,Y3);Y1(Y2,Y3)。4工程实例实验根据输电设计的专业要求，可设置线路路径中每个基塔的范围大小。4.1根据线路工程路径图绘制塔基范围以江西省九江市某 500kV 线路工程为例，实现该工程的塔基范围自动化绘制。该 500kV 线路工程为两条大致平行的线路，分为左线和右线，全长为136.2km（左右两线路径长度均为 68.1km），共 354 级塔位（转角塔 90 级，直线塔 264 级）。软件及成果示意如图 6 至图 8 所示：图 6 启动 CAD，打开线路路径图图 7 塔基范围绘制结果输电线路工程塔基范围自动绘制开发研究372022 年第 4 期江西测绘江西测绘江西测绘江西测绘图 8 局部绘制结果本工程共 354 级塔位，若是通过人工手动绘制塔基范围大概需要 8 小时，通过该工具绘制成图只需十几秒钟。经检查，本工程的绘制结果正确。4.2根据线路工程的杆塔成果表绘制塔基范围以江西省抚州市某 500kV 线路工程为例，实现该工程的塔基范围自动化绘制。该工程全长为91km，共 224 级塔位（转角塔 45 级，直线塔 179级）。本工程的数据源为杆塔成果表，转角塔已按顺序排好，但直线塔数据位于转角塔数据之后，因此不能直接导入所有杆塔坐标，需分别导入转角塔和直线塔的坐标。关键步骤及成果示意如图 9 至图 12 所示：图 9 导入塔位坐标，排序本工程共 224 级塔位，若是通过人工手动绘制塔基范围大概需要 4.5 小时，通过该工具绘制成图只需十秒钟左右。经检查，本工程的绘制结果正确。5结束语本文介绍了塔基范围的绘制方法，并开发了基于.NET 的塔基范围自动绘制工具。根据国家电网相关文件的要求，绘制了百余项输电线路工程的塔基范围。对比人工手动绘制塔基范围，基于.NET 的塔基范围自动绘制工具中的两种绘制方式具有绘图速度快、人机交互性强、自动化程度高、准确度高的优势，可节省至少 95%的绘图时间，极大地提高了输电线路工程数据的处理效率，具有较大应用价值。参考文献：1 GB/T50548-2018.330kV750kV架空输电线路勘测标准S.2周红宇,肖伟红,陶晓学.基于VBA for AutoCAD塔基断面图自动化绘制J.电力勘测设计,2018,110(4):41-44.3李冠亿.深入浅出AutoCAD.NET二次开发M.北京:中国建筑工业出版社,2012(8).图 10 路径图图 11 塔基范围绘制结果图 12 局部绘制结果38