GIS在電力系統中的應用

張鵬程

(寧夏石嘴山供電公司,寧夏石嘴山 753000)

GIS在電力系統中的應用

張鵬程

(寧夏石嘴山供電公司,寧夏石嘴山 753000)

盡管GIS(geographic information system)在我國電力系統中的還處于起步狀態,但其在電力系統的管理、生產上已經發揮了十分重要的作用,如果將其與狀態檢修相結合,可以大大提高電力系統的管理水平和工作效率,促進中國電力生產經營管理工作趕超國際先進水平。

GIS 狀態檢修

近年來隨著經濟技術的迅速發展，各行業，部門及居民的用電需求和對電能質量的要求不斷增長。電力行業是整個國名經濟中是最重要的基礎能源產業，是整個國民經濟發展的基礎。為了滿足日益增長的用電需求，城鄉電網的建設和改造主要有兩個部分：一部分是電網設備的建設和改造，另一部分則是利用先進的科學技術提高電網整體的科技含量。所以對電力系統的信息處理就顯得更加重要。地理信息系統GIS(Geographic Information System)是以地理空間數據庫為基礎。 在計算機硬、軟件環境的支持下，對空間數據進行采集、存儲、管理、分析、模擬和顯示，適時提供空間和動態的地理信息，為決策提供服務的一類信息系統。

1 電力系統GIS特點

(1)電力系統運行參數實時性及信息的動態變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數據處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

(2)電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩定性和可靠性。根據電力行業技術標準及電力企業業務需求，系統具有良好的可維護性。電力GIS能夠實現數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現數據的統一管理和多層保護等，構建高可靠性和高準確性的業務系統。

(3)電力系統是一個龐大復雜系統，電力網的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉換能力。

(4)電力GIS的單機工作站方式已經落后，且不適合電力企業信息系統實際需要。電力行業目前應用的GIS平臺安裝在局域網環境下，在網絡的應用和開發上整合信息，實現資源共享。

(5)電力GIS具備安全保護的特點，電網設備的高精確度測量的經緯度坐標數據是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。

2 GIS在電力系統的應用

輸配電網絡供電方式復雜，在運行中的電氣設備種類比較多，用戶分布區域比較廣泛，并且倒閘操做頻繁，使用一般的數據管理軟件很難進行全面的管理。GIS系統可以綜合電網與電廠中各種的設備設施的分布和運行情況等各種信進行有效的采集和管理。可以為實現科學的決策和管理提供更加全面有效的依據。

而GIS設備在變電站的應用更加廣泛，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的金屬封閉開關設備。它是由短路器、母線、隔離開關、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異的六氟化硫(SF6)氣體作為絕緣和滅弧介質，并將所有的高壓電器元件密封在接地金屬筒中，因此與傳統敞開式配電裝置相比，GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長、維護工作量小等優點。

3 GIS狀態監測技術簡介

3.1 局部放電的監測

①特高頻(UHF)電磁波檢測法：GIS采用高壓力SF6氣體絕緣，耐電強度高，放電引起的脈沖電信號上升極徒，頻譜中高頻分量可達吉赫數量級。選擇特高頻段進行局部放電的檢測和定位。

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

3.2 SF6氣體的監測

①氣體壓力監視通過壓力表/密度繼電器監視SF6氣體的壓力和密度。

②氣體泄漏監測用檢漏儀監測SF6氣體是否泄漏。

③氣體濕度監測根據露點法等原理，用微水儀監測SF6氣體的微水含量。

3.3 SF6斷路器電壽命的監測

①開斷電流加權值監測通過電流互感器測量斷路器開斷電流的波形，測量觸頭每次開斷電流和時間，計算開斷電流加權值Q=∑1nIbna。Q值可間接監測斷路器的電壽命。

②靜態電阻、動態電阻監測SF6斷路器有主觸頭和弧觸頭，滅弧主要靠弧觸頭。測量靜態電阻、動態電阻，可預測回路接觸及主觸頭、弧觸頭磨損情況，判斷斷路器的剩余電壽命。

4 開展GIS狀態檢修的基本原則

(1)狀態檢修的關鍵在于如何及時、正確判斷電力設備性能、狀態。

(2)研究GIS及其各元件技術參數與運行工況的關系，建立一套完善的GIS狀態判據，并使狀態判據量化和具有可操作性。

(3)重視狀態監測和檢修的數據處理工作，逐步建立以計算機技術、專家系統等為手段的GIS狀態判定系統(判斷設備狀態智能化和提出相應檢修方案)。

(4)重視GIS運行、檢修、試驗數據的積累和分析，建立一套包括交接驗收資料、運行情況資料、檢修試驗資料等在內完整的GIS檔案。

5 結語

GIS狀態檢修作為一種新的維修策略，將會大大提高電力系統運行的安全經濟性。但狀態檢修的實施有賴于狀態監測與故障診斷技術的發展。因此，開展GIS狀態檢修工作必須二條腿走路。一方面，積極積累設備運行資料，利用帶電測試、預防性試驗、運行巡視、停電檢查等傳統手段實行過渡性狀態檢修工作。

另一方面，大力研究和推廣在線監測和狀態診斷技術在GIS上的應用。

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