探究WEB GIS技術(shù)在輸變電工程施工中的作用

國網(wǎng)哈爾濱供電公司 程 明

在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和技術(shù)革新的背景下，用電工程施工技術(shù)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵階段，而各行各業(yè)的用電需求也處于急劇增加的狀態(tài)，因此國民對于配電網(wǎng)與電力系統(tǒng)的需求逐步擴(kuò)大，對此相關(guān)單位應(yīng)該對輸變電工程予以優(yōu)化和完善，但是現(xiàn)有的施工方案依舊存在一些不足，針對這一問題，技術(shù)人員可以結(jié)合現(xiàn)有的工作條件及現(xiàn)實(shí)需求，將WEB GIS 技術(shù)融入其中，針對輸變電工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，制定與之相對應(yīng)的新型施工方案，從根本上為輸變電工程施工質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)。

1 在輸變電工程施工中使用WEB GIS 技術(shù)的工作要點(diǎn)

輸變電工程是我國的民生工程，因此我國政府十分注重輸變電工程的施工問題，在現(xiàn)代背景下進(jìn)行輸變電工程施工時(shí)，使用WEB GIS 技術(shù)可以有效提升輸變電工程施工質(zhì)量，同時(shí)還可以提升工作人員的施工效率，促使輸變電工程施工可以如期進(jìn)行。從廣義角度上對WEB GIS 技術(shù)進(jìn)行分析，是將地理信息采集作為主要的技術(shù)手段，以獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息參數(shù)，再對捕獲的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，逐步擴(kuò)增地理信息的應(yīng)用范圍。針對施工需求問題比較集中的輸變電工程項(xiàng)目，工作人員可以嘗試通過使用WEB GIS 技術(shù)迅速掌握施工信息，直接對施工進(jìn)度、施工工作量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比對分析，并依據(jù)施工情況針對施工過程中存在的問題或難題進(jìn)行精準(zhǔn)化調(diào)控，提出行之有效的解決策略。也就是說，在實(shí)際施工過程中，用WEB GIS技術(shù)可以有效提升工程施工質(zhì)量，確保最終的施工結(jié)果與項(xiàng)目要求相符合。實(shí)際上，一個(gè)輸變電工程施工項(xiàng)目往往具有龐大的數(shù)據(jù)分析量，正因?yàn)檫@一工作特點(diǎn)，施工過程中的數(shù)據(jù)管理工作難度比較大，面對這一難題，如果技術(shù)人員可以對WEB GIS 技術(shù)加以利用，便可以有效減少施工數(shù)據(jù)的處理難度，對項(xiàng)目施工中出現(xiàn)的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)或參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化的整理與分析（如圖1所示），在一定程度上提升了輸變電工程施工的便捷性和智能性。

圖1 WEB GIS 技術(shù)支持下的施工信息處理系統(tǒng)

輸變電工程的建設(shè)與施工是配電網(wǎng)與電力系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是重要一環(huán)，由于工作性質(zhì)的特殊性，輸變電工程施工對于施工方法及技術(shù)方案的要求都有一定的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，一個(gè)輸變電工程包括輸電線路和輸變站工程兩部分，其中施工過程中所涉及的專業(yè)內(nèi)容也比較多，在施工現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)的部門也比較繁雜。現(xiàn)階段，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)都處于迅猛發(fā)展階段，而為了進(jìn)一步提升輸變電工程施工質(zhì)量，我國十分注重WEB GIS 技術(shù)應(yīng)用，試圖通過WEB GIS 技術(shù)的加入，彌補(bǔ)當(dāng)前輸變電工程施工方法上的缺陷或不足。

2 WEB GIS 技術(shù)在輸變電工程施工中的作用優(yōu)化

2.1 強(qiáng)化輸變電工程施工中的桿塔設(shè)計(jì)

在輸變電工程進(jìn)行施工時(shí)，施工單位務(wù)必要對輸電桿塔的選擇與設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和優(yōu)化。作為用電工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，輸電桿塔的選擇對于配電工作質(zhì)量及工作效率都有著直接影響，因此在對輸變電工程施工過程中，應(yīng)當(dāng)注意線路設(shè)計(jì)及線路安裝的合理性與可行性，將施工桿塔視為重點(diǎn)施工對象，為其制定一對一的設(shè)計(jì)及施工方案。在前期工作時(shí)，施工單位應(yīng)當(dāng)合理進(jìn)行桿塔的選擇，不僅要考慮預(yù)選桿塔的承重力負(fù)荷，還要對配電線路的弧垂力因素加以考量，依據(jù)實(shí)際情況合理對桿塔進(jìn)行篩選，確保最后所選定的桿塔可以與輸變電工程施工的要求和標(biāo)準(zhǔn)相符合，這樣才可以最大化地保證輸電桿塔的使用效果[1]。

站在施工整體的角度，一個(gè)輸變電工程施工時(shí)全線桿塔應(yīng)當(dāng)在30基左右，最高不得超過32基，最低不得小于28基。在輸變電工程展開施工作業(yè)時(shí)，施工單位還需要對桿塔接地電阻的阻值進(jìn)行控制，因?yàn)檫@一數(shù)值的大小與桿塔沖擊作用下所產(chǎn)生的電位變化數(shù)值差異具有一定的關(guān)聯(lián)性[2]。為了提升桿塔的使用能力，延長桿塔的使用壽命，盡可能降低雷擊因素對于桿塔的負(fù)面影響，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)針對桿塔接地電阻的設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)管，制定更切實(shí)可行的桿塔施工方案。在對桿塔布局情況進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，施工單位應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際情況，充分調(diào)查架空地線的敷設(shè)情況，并以此項(xiàng)調(diào)查結(jié)果作為施工參考，對相鄰桿塔中間的距離進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與把控。這樣即使在雷雨天氣，當(dāng)桿塔受到雷擊時(shí)，也可以將雷擊電流順利引入土地中，避免雷擊對桿塔的過度破壞。

2.2 合理設(shè)置輸變電工程導(dǎo)線截面積

通常情況下，輸變電工程與配電網(wǎng)施工方式存在著較高的相似度，且由于輸變電工程的韌性也比較高，因此在未確定最終的導(dǎo)線截面積時(shí)，應(yīng)當(dāng)再次對施工及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的分析與評估，靈活調(diào)整施工流程。輸變電工程的施工要求比較高，也比較注重一些施工細(xì)節(jié)，例如，施工中使用的導(dǎo)線規(guī)格及數(shù)量都有著嚴(yán)格的限制，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合線路的運(yùn)行負(fù)荷和使用特點(diǎn)，選擇銅芯制或其他材質(zhì)的線路材料，之后再設(shè)計(jì)出符合要求的導(dǎo)線截面積。對此，工作人員還需要依據(jù)工程施工架空絕緣線的厚度對導(dǎo)線截面積進(jìn)行調(diào)節(jié)，務(wù)必使導(dǎo)線截面積與施工標(biāo)準(zhǔn)絕緣厚度相匹配，除此之外，工作人員還應(yīng)當(dāng)綜合考量導(dǎo)線載流量溫度情況，對溫度變化情況予以把控，確保溫度最高不超過30℃。如果確實(shí)因?yàn)楦黝愐蛩貙?dǎo)致施工導(dǎo)線載流量溫度居高不下，應(yīng)當(dāng)依據(jù)以下計(jì)算公式，重新計(jì)算導(dǎo)線的允許載流量校正系數(shù)：

上述公式中各類參數(shù)代表內(nèi)容如下：K代表施工導(dǎo)線指定截面積可以接受最大允許載流量的校正系數(shù)，t1代表導(dǎo)線載流量溫度的變化數(shù)值，t0代表在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大值溫度參數(shù)，待校正系數(shù)計(jì)算完成后，工作人員便可以以此為工作基礎(chǔ)對導(dǎo)線排列方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過三角形的方式對導(dǎo)線排列情況予以優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)施工導(dǎo)線位置及順序的整體布局和管控。

2.3 利用WEB GIS 技術(shù)進(jìn)行調(diào)試操作

當(dāng)輸變電變壓器安裝工作完成之后，工作人員就可以結(jié)合施工規(guī)范與項(xiàng)目要求，將WEB GIS技術(shù)加入其中，豐富施工組織形式，并進(jìn)行試驗(yàn)。為了提升工作質(zhì)量，工作人員可以將測定時(shí)間設(shè)定為1min，當(dāng)窯表設(shè)備測量結(jié)束后再對鐵芯進(jìn)行接地牢固處理。此時(shí)工作人員在測試方案上一般會(huì)選擇工頻耐壓的形式展開作業(yè)，這樣才可以對鐵芯接地后的電阻變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確測量，同時(shí)，這種形式也便于掌握更完整的電阻變化數(shù)據(jù)[3]。為了獲取更準(zhǔn)確的匝數(shù)測量結(jié)果，制定更切實(shí)可行的實(shí)施方案，工作人員必須使用數(shù)字兆歐表進(jìn)行測量作業(yè)，并將測量數(shù)據(jù)與變壓器的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，依據(jù)分析得出的結(jié)論對變壓器開關(guān)連接進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，確定開關(guān)連接正確，是否符合操作規(guī)范。

當(dāng)獲取項(xiàng)目中的電壓比偏差結(jié)果數(shù)值之后，還需要針對測量變壓器的運(yùn)行需求及運(yùn)載負(fù)荷，分析閥側(cè)分解變比，對變壓器連接組標(biāo)號進(jìn)行核對，只有當(dāng)標(biāo)號為Ii0時(shí)，才可以確保變壓器直流電阻的正常運(yùn)行，也才可以承受相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，這也是提升回路故障調(diào)試信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的有效方式。由于電導(dǎo)的存在和干擾，會(huì)呈現(xiàn)出變壓器功率的額外損耗，面對這一現(xiàn)象，工作人員就需要在短時(shí)間內(nèi)盡快應(yīng)用WEB GIS 技術(shù)完成各類信息數(shù)據(jù)，例如損耗因數(shù)的比對分析。除此之外，還需要對繞組的損耗情況進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，計(jì)算公式如下：

上述公式中各類參數(shù)代表內(nèi)容如下：P代表變壓器實(shí)際的損耗值數(shù)額大小，I代表變壓器運(yùn)行的電流數(shù)值變化情況，R代表變壓器的實(shí)際電阻值，PWEI代表阻渦流損耗值，PSE1代表雜散損耗值。將相關(guān)參數(shù)代入上述公式中，并進(jìn)行計(jì)算，即可獲取變壓器繞組的實(shí)際損耗情況。當(dāng)數(shù)值計(jì)算完成后，即可對變壓器展開相應(yīng)的調(diào)試處理，確保處理后的變壓器與輸變電工程運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)相匹配[4]。

2.4 優(yōu)化輸變電工程施工對比分析

以某一地區(qū)的輸變電工程施工為例，該工程的施工區(qū)域位于海拔較高的位置，大約為2725m，且晝夜溫差比較大，最高日溫差值可以達(dá)到27.9℃，該施工地區(qū)平均氣溫約為14.3℃，環(huán)境相對濕度數(shù)值比較穩(wěn)定。在進(jìn)行該區(qū)域的輸變電工程施工時(shí)，施工單位結(jié)合高壓換流電建設(shè)需求，針對750kV 變電站及多個(gè)斷路器、濾波器進(jìn)行施工改造。為了進(jìn)一步提升施工質(zhì)量，施工單位還在現(xiàn)場安裝了多個(gè)GIS 封閉式高壓斷路器。本項(xiàng)目施工中用到的換流器參數(shù)信息具體見表1。

表1 換流器建設(shè)參數(shù)

通過將本文所涉及的輸變電工程施工方法進(jìn)行優(yōu)化，對輸變電工程電氣主接線方式進(jìn)行調(diào)控，便可以對本文提出的輸變電工程施工方法的科學(xué)性和可行性進(jìn)行對比分析，并通過MATLAB 分析軟件，可以對兩種施工辦法下的輸變電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收情況進(jìn)行比對，結(jié)果可見表2。

表2 兩種施工辦法下的輸變電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收合格率

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本文所提出的WEB GIS 技術(shù)在輸變電工程施工中具有良好的施工效果，且與傳統(tǒng)施工方案及施工手段相比較，本文所使用的施工方案更合理、高效。

3 結(jié)論

綜上所述，為了避免在后續(xù)的輸變電工程項(xiàng)目進(jìn)行過程中反復(fù)發(fā)生傳統(tǒng)施工方案上的施工瓶頸，相關(guān)人員可以嘗試將WEB GIS 技術(shù)與項(xiàng)目需求相聯(lián)系，制定更系統(tǒng)、更完善的施工實(shí)施方案，為此，工作人員就需要在傳統(tǒng)施工方法的基礎(chǔ)上，對施工方法和整體設(shè)計(jì)予以優(yōu)化和完善，經(jīng)實(shí)踐，WEB GIS 技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提升輸變電工程施工質(zhì)量，順利解決施工難題，突破施工瓶頸，制定更完善、更高效的施工流程，實(shí)現(xiàn)輸變電工程施工任務(wù)的順利推進(jìn)。