GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

張鵬程

(寧夏石嘴山供電公司,寧夏石嘴山 753000)

GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

張鵬程

(寧夏石嘴山供電公司,寧夏石嘴山 753000)

盡管GIS(geographic information system)在我國(guó)電力系統(tǒng)中的還處于起步狀態(tài),但其在電力系統(tǒng)的管理、生產(chǎn)上已經(jīng)發(fā)揮了十分重要的作用,如果將其與狀態(tài)檢修相結(jié)合,可以大大提高電力系統(tǒng)的管理水平和工作效率,促進(jìn)中國(guó)電力生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理工作趕超國(guó)際先進(jìn)水平。

GIS 狀態(tài)檢修

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的迅速發(fā)展，各行業(yè)，部門(mén)及居民的用電需求和對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷增長(zhǎng)。電力行業(yè)是整個(gè)國(guó)名經(jīng)濟(jì)中是最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。為了滿足日益增長(zhǎng)的用電需求，城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造主要有兩個(gè)部分：一部分是電網(wǎng)設(shè)備的建設(shè)和改造，另一部分則是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)提高電網(wǎng)整體的科技含量。所以對(duì)電力系統(tǒng)的信息處理就顯得更加重要。地理信息系統(tǒng)GIS(Geographic Information System)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)。 在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析、模擬和顯示，適時(shí)提供空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為決策提供服務(wù)的一類(lèi)信息系統(tǒng)。

1 電力系統(tǒng)GIS特點(diǎn)

(1)電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)性及信息的動(dòng)態(tài)變化性，需要對(duì)瞬間信息及時(shí)收集、處理和分析。電力GIS對(duì)數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)容量和傳輸速度均有較高的要求。

(2)電網(wǎng)的多屬性數(shù)據(jù)要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及電力企業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性。電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的一次輸入和多次輸出，以保證數(shù)據(jù)的一致性操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和多層保護(hù)等，構(gòu)建高可靠性和高準(zhǔn)確性的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

(3)電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜系統(tǒng)，電力網(wǎng)的廣域性和電力設(shè)施的分散性及設(shè)備的多樣性，實(shí)時(shí)信息量大，系統(tǒng)接口復(fù)雜，信息的覆蓋面廣，電網(wǎng)的各種電壓等級(jí)及多用戶連接等需要GIS具備拓?fù)浞治龊娃D(zhuǎn)換能力。

(4)電力GIS的單機(jī)工作站方式已經(jīng)落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)際需要。電力行業(yè)目前應(yīng)用的GIS平臺(tái)安裝在局域網(wǎng)環(huán)境下，在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)上整合信息，實(shí)現(xiàn)資源共享。

(5)電力GIS具備安全保護(hù)的特點(diǎn)，電網(wǎng)設(shè)備的高精確度測(cè)量的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)是國(guó)家基礎(chǔ)信息資源，是國(guó)家安全的信息。

2 GIS在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

輸配電網(wǎng)絡(luò)供電方式復(fù)雜，在運(yùn)行中的電氣設(shè)備種類(lèi)比較多，用戶分布區(qū)域比較廣泛，并且倒閘操做頻繁，使用一般的數(shù)據(jù)管理軟件很難進(jìn)行全面的管理。GIS系統(tǒng)可以綜合電網(wǎng)與電廠中各種的設(shè)備設(shè)施的分布和運(yùn)行情況等各種信進(jìn)行有效的采集和管理?？梢詾閷?shí)現(xiàn)科學(xué)的決策和管理提供更加全面有效的依據(jù)。

而GIS設(shè)備在變電站的應(yīng)用更加廣泛，其全部或部分采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。它是由短路器、母線、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器組合而成的高壓配電裝置，GIS采用的是絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的六氟化硫(SF6)氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，并將所有的高壓電器元件密封在接地金屬筒中，因此與傳統(tǒng)敞開(kāi)式配電裝置相比，GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、運(yùn)行可靠性高、運(yùn)行方便、檢修周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。

3 GIS狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1 局部放電的監(jiān)測(cè)

①特高頻(UHF)電磁波檢測(cè)法：GIS采用高壓力SF6氣體絕緣，耐電強(qiáng)度高，放電引起的脈沖電信號(hào)上升極徒，頻譜中高頻分量可達(dá)吉赫數(shù)量級(jí)。選擇特高頻段進(jìn)行局部放電的檢測(cè)和定位。

②氣體色譜分析法：用氣體色譜分析儀分析SF6在內(nèi)部放電作用下的分解物成份〔特別是SO2F2、SOF2含量〕來(lái)判斷局部放電情況。

3.2 SF6氣體的監(jiān)測(cè)

①氣體壓力監(jiān)視通過(guò)壓力表/密度繼電器監(jiān)視SF6氣體的壓力和密度。

②氣體泄漏監(jiān)測(cè)用檢漏儀監(jiān)測(cè)SF6氣體是否泄漏。

③氣體濕度監(jiān)測(cè)根據(jù)露點(diǎn)法等原理，用微水儀監(jiān)測(cè)SF6氣體的微水含量。

3.3 SF6斷路器電壽命的監(jiān)測(cè)

①開(kāi)斷電流加權(quán)值監(jiān)測(cè)通過(guò)電流互感器測(cè)量斷路器開(kāi)斷電流的波形，測(cè)量觸頭每次開(kāi)斷電流和時(shí)間，計(jì)算開(kāi)斷電流加權(quán)值Q=∑1nIbna。Q值可間接監(jiān)測(cè)斷路器的電壽命。

②靜態(tài)電阻、動(dòng)態(tài)電阻監(jiān)測(cè)SF6斷路器有主觸頭和弧觸頭，滅弧主要靠弧觸頭。測(cè)量靜態(tài)電阻、動(dòng)態(tài)電阻，可預(yù)測(cè)回路接觸及主觸頭、弧觸頭磨損情況，判斷斷路器的剩余電壽命。

4 開(kāi)展GIS狀態(tài)檢修的基本原則

(1)狀態(tài)檢修的關(guān)鍵在于如何及時(shí)、正確判斷電力設(shè)備性能、狀態(tài)。

(2)研究GIS及其各元件技術(shù)參數(shù)與運(yùn)行工況的關(guān)系，建立一套完善的GIS狀態(tài)判據(jù)，并使?fàn)顟B(tài)判據(jù)量化和具有可操作性。

(3)重視狀態(tài)監(jiān)測(cè)和檢修的數(shù)據(jù)處理工作，逐步建立以計(jì)算機(jī)技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)等為手段的GIS狀態(tài)判定系統(tǒng)(判斷設(shè)備狀態(tài)智能化和提出相應(yīng)檢修方案)。

(4)重視GIS運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和分析，建立一套包括交接驗(yàn)收資料、運(yùn)行情況資料、檢修試驗(yàn)資料等在內(nèi)完整的GIS檔案。

5 結(jié)語(yǔ)

GIS狀態(tài)檢修作為一種新的維修策略，將會(huì)大大提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。但狀態(tài)檢修的實(shí)施有賴于狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的發(fā)展。因此，開(kāi)展GIS狀態(tài)檢修工作必須二條腿走路。一方面，積極積累設(shè)備運(yùn)行資料，利用帶電測(cè)試、預(yù)防性試驗(yàn)、運(yùn)行巡視、停電檢查等傳統(tǒng)手段實(shí)行過(guò)渡性狀態(tài)檢修工作。

另一方面，大力研究和推廣在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)診斷技術(shù)在GIS上的應(yīng)用。

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