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GIS在电力系统中的应用
作者：张鹏程
来源：《中国科技纵横》2014年第18期
【摘 要】尽管GIS（geographic information system）在我国电力系统中的还处于起步状态，但其在电力系统的管理、生产上已经发挥了十分重要的作用，如果将其与状态检修相结合，可以大大提高电力系统的管理水平和工作效率，促进中国电力生产经营管理工作赶超国际先进水平。
【关键词】GIS 状态检修
近年来随着经济技术的迅速发展，各行业，部门及居民的用电需求和对电能质量的要求不断增长。电力行业是整个国名经济中是最重要的基础能源产业，是整个国民经济发展的基础。为了满足日益增长的用电需求，城乡电网的建设和改造主要有两个部分：一部分是电网设备的建设和改造，另一部分则是利用先进的科学技术提高电网整体的科技含量。所以对电力系统的信息处理就显得更加重要。地理信息系统GIS（Geographic Information System）是以地理空间数据库为基础。 在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存储、管理、分析、模拟和显示，适时提供空间和动态的地理信息，为决策提供服务的一类信息系统。 1 电力系统GIS特点
（1）电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。
（2）电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。
（3）电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。
（4）电力GIS的单机工作站方式已经落后，且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上整合信息，实现资源共享。
（5）电力GIS具备安全保护的特点，电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源，是国家安全的信息。
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2 GIS在电力系统的应用
输配电网络供电方式复杂，在运行中的电气设备种类比较多，用户分布区域比较广泛，并且倒闸操做频繁，使用一般的数据管理软件很难进行全面的管理。GIS系统可以综合电网与电厂中各种的设备设施的分布和运行情况等各种信进行有效的采集和管理。可以为实现科学的决策和管理提供更加全面有效的依据。
而GIS设备在变电站的应用更加广泛，其全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置，GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小等优点。 3 GIS状态监测技术简介 3.1局部放电的监测
①特高频（UHF）电磁波检测法：GIS采用高压力SF6气体绝缘，耐电强度高，放电引起的脉冲电信号上升极徒，频谱中高频分量可达吉赫数量级。选择特高频段进行局部放电的检测和定位。
②气体色谱分析法：用气体色谱分析仪分析SF6在内部放电作用下的分解物成份〔特别是SO2F2、SOF2含量〕来判断局部放电情况。 3.2 SF6气体的监测
①气体压力监视通过压力表/密度继电器监视SF6气体的压力和密度。 ②气体泄漏监测用检漏仪监测SF6气体是否泄漏。
③气体湿度监测根据露点法等原理，用微水仪监测SF6气体的微水含量。 3.3 SF6断路器电寿命的监测
①开断电流加权值监测通过电流互感器测量断路器开断电流的波形，测量触头每次开断电流和时间，计算开断电流加权值Q=∑1nIbna。Q值可间接监测断路器的电寿命。
②静态电阻、动态电阻监测 SF6断路器有主触头和弧触头，灭弧主要靠弧触头。测量静态电阻、动态电阻，可预测回路接触及主触头、弧触头磨损情况，判断断路器的剩余电寿命。
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4 开展GIS状态检修的基本原则
（1）状态检修的关键在于如何及时、正确判断电力设备性能、状态。
（2）研究GIS及其各元件技术参数与运行工况的关系，建立一套完善的GIS状态判据，并使状态判据量化和具有可操作性。
（3）重视状态监测和检修的数据处理工作，逐步建立以计算机技术、专家系统等为手段的GIS状态判定系统（判断设备状态智能化和提出相应检修方案）。
（4）重视GIS运行、检修、试验数据的积累和分析，建立一套包括交接验收资料、运行情况资料、检修试验资料等在内完整的GIS档案。 5 结语
GIS状态检修作为一种新的维修策略，将会大大提高电力系统运行的安全经济性。但状态检修的实施有赖于状态监测与故障诊断技术的发展。因此，开展GIS状态检修工作必须二条腿走路。一方面，积极积累设备运行资料，利用带电测试、预防性试验、运行巡视、停电检查等传统手段实行过渡性状态检修工作。
另一方面，大力研究和推广在线监测和状态诊断技术在GIS上的应用。 参考文献：
[1]石敏，王文贤.地理信息系统在电力公司用电部门的应用[J].山西大学学报，2002. [2]郑率，郭雷明.GIS 软件在电力系统中的管理应用[J].电力行业信息化年会论文集，2005. [3]王郑，马向辉，赵鲁冰.输电GIS 在电力系统中的应用[J].湖州师范学院学报，2006. [4]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006.
本文来源：https://www.wddqxz.cn/0192544f78563c1ec5da50e2524de518964bd33e.html
2023-02-07
