WEB GIS技術在輸變電工程施工中的應用及效果分析

北京華聯電力工程監理有限公司 辛春秋 王 彬 段春明

輸變電施工過程中，在各個地域都有所開展，要確保日后的工作能夠達到預期的效果，則必須在地圖、地理信息、地物信息等方面加強把控。WEB GIS 技術也被稱為萬維網地理信息系統，其具有廣泛的訪問范圍和強大的平臺功能體系，能夠為輸變電施工工程提供幫助。因此，為提高輸變電工程施工質量和效率，掌握WEB GIS技術在輸變電工程施工中的應用是必要的。本文對某公司輸變電工程施工中WEB GIS 技術的應用內容與要點進行分析，結合工程實例探究此項技術的應用效果。

1 WEB GIS 技術相關概述

作為地理信息采集與管理技術的一種，WEB GIS 技術以WWW 協議為基礎，應用范圍與訪問范圍方面較為廣泛。該技術無論是瀏覽器還是服務器系統，均以網絡為基礎，能夠利用因特網實現服務器與客戶端之間的信息交換，技術架構為分布式系統，能夠滿足用戶和服務器的分布式應用[1]?；赪EB GIS 技術，輸變電施工公司在施工過程中可獲取WEB GIS 站點的更多的空間數據，并且可進行檢索空間數據、分析空間數據、制作專題圖示等。由此可見，在輸變電工程中，WEB GIS 技術應用已成為一種發展趨勢，不僅可以滿足施工人員對地圖瀏覽的要求，還具有通訊等基本功能[2]。

2 分析輸變電工程施工中WEB GIS 技術的應用

在輸變電工程中，WEB GIS 技術的應用基本貫穿施工始終，這樣才能夠為各個施工環節提供正確的地理信息，幫助相關施工人員做出準確決策。在實際應用中，具體內容和要點可總結如下。

2.1 線路安裝結構應用——桿塔的選擇與設計

對于輸變電工程而言，桿塔是此類工程施工中的重要組成部分，其施工質量直接影響著輸變配系統投入使用后的配電質量。所以，為保證輸變電工程施工質量，可以將WEB GIS 技術應用于線路安裝結構中，作為施工桿塔設計基礎。在具體施工與技術應用工作中，相關人員應把握以下要點。

一是選擇合適桿塔。對桿塔承重力和配電線路弧垂力進行綜合分析，保證桿塔滿足輸變電工程施工及后續運作需要。從目前發展與應用現狀來看，直線桿塔和耐張桿塔是桿塔的兩種結構類型，前者在整個施工中起著承受配電線路最大重力與配電線路水平壓力的作用，后者主要發揮對直線桿塔的輔助作用。

在實際施工過程中，為盡可能強化桿塔的使用性能，一般情況下，對于直線桿塔而言，應對每種型號的桿塔數量進行控制，確保其小于10個，常用型號有SE41-YZ2Z11-10等。對于耐張桿塔而言，每種桿塔數量應控制在5個以下，常用型號有SE41-J2X14-15等。從整體來看，全線桿塔控制在28-32基[3]。依托于對桿塔型號與數量的合理選用，保證工程質量。

二是為提高輸變電工程施工線路的耐雷水平，明確認識桿塔接地電阻阻值與桿塔沖擊電位變化之間的密切聯系，通過WEB GIS 技術獲得使用區域的地理信息，以此為基礎設計桿塔接地電阻。設計過程中，基于架空地線流向以及工程實際情況和具體條件對相鄰桿塔之間的距離進行合理設置，調整導線與地線之間的阻抗值，使其提升至理想區間，一旦發生雷擊現象，帶來的電流將順利流向大地。需要注意的是，合理設置每一基桿塔的線路檔距，設計基礎為接地網結構，這樣能夠有效實現對桿塔傳輸時間的控制，避免桿塔檔距變化過大。

2.2 基于經濟電流密度變化確定導線截面積應用

首先，分析工程最大的輸送容量，以此為基礎選擇合適的施工導線材質。為保證輸變電工程的經濟效益和使用性能，應綜合分析工程的成本要求、導線的使用要求，最終確定合適的導線材質，其中導線要求應涵蓋其安全性能、使用性能等。然后，結合施工環境、線路走向計算導線截面積，這一工作要建立在導線在工程推進期間所承受的負荷之上。

一般情況下，對于輸變電工程而言，其具有較強韌性，在施工方式方面與配電網工程較為類似，所以在計算、確定截面積這一參數前，施工人員需要提前選定施工主干線，然后落實規劃工作。但是需要注意的是，輸變電工程中的主干線導線數量存在限制，因而相關工作人員應將主干線導線數量控制在三種以下，且根據不同線路導體性能要求選用差異化的線路材質，比如電纜以銅芯為主，架空線路以鋁芯為主。在較高的匹配度下，線路導體可穩定開展轉換計算，避免電力能源的浪費[4]。

計算導線截面積時，相關人員須調節加工絕緣線厚度，控制導線載流量溫度（30℃以下）。其中，若是導線載流量溫度在30℃以上，相關人員應計算導線截面積允許載流量的校正系數，計算公式如下：

公式（1）中，t1、t0為導線實際載流量溫度以及其允許工作的溫度；K 為校正系數。

計算結束得到K 的數值，以此為基礎結合使用三角形導線排列方式對輸變電工程中施工導線的排列順序和位置進行調整。

2.3 變壓器安裝應用

在輸變電工程中，變壓器主要負責控制用電的高低壓變化，同時為施工電壓提供安全保障。為使其充分發揮自身的功能作用，可以應用WEB GIS技術確定變壓器的安裝位置，從而確保輸變電系統供電質量。在實際施工過程中，相關人員應對多個要素進行分析與考慮，具體而言：相關施工人員綜合考慮變壓器安裝位置的空間情況，以此為基礎對其半徑與容量進行判斷并調整，使其符合安裝要求；對變壓器線路與周圍建筑物之間的距離加以精準測量，判斷是否屬于安全距離；安裝位置是否滿足變壓器進線工作需要。綜合分析上述問題后，選擇變壓器安裝位置,并將其在地形圖中鮮明標記，再次核檢，確認無誤后對安裝路徑進行設計。

2.4 變壓器調試應用

完成變壓器安裝作業后，為確保其順利運作，可以應用WEB GIS 技術開展調試作業，相較于以往傳統的調試方式，以WEB GIS 技術為基礎的調試操作更為高效。結合運用數字兆歐表測量繞組匝數，根據實際電壓比的對比分析對變壓器分接開關連接的正確性進行判斷，若是結果存在偏差，則要按照現行規定對閥側分解變比進行測量。

在實際應用中，相關施工人員先將輸變電變壓器接地，待其處于接地狀態后選用搖表設備測量變壓器鐵芯絕緣電阻，測量1min，將鐵芯牢固接地處理，采用工頻耐壓測試對接地后的電阻變化進行測試、記錄。需要注意的是，工程處于交流電場作用下，在該情況下，電導會影響變壓器狀態，比如加大其功率損耗等，這時相關施工人員可使用WEB GIS技術對變壓器的損耗因素進行采集，通過分別采集有功與無功功率的這一因素，能夠幫助相關施工人員準確判斷變壓器繞組間的電容值變化情況以及絕緣狀態，得到繞組損耗。具體計算公式如下：

公式（2）中，P、PWE1、PSE1為分別為繞組損耗、基波頻率下的渦流損耗、受影響下的雜散損耗；I 為基波頻率電流；R 為電阻值。

通過落實規范的計算工作，能夠幫助相關人員獲得變壓器運作過程中出現的各種損耗及其具體數值，這為變壓器調試處理提供科學有效的支持。完成變壓器全方位調試施工后，相關施工人員還可應用WEB GIS 技術的信息管理功能，快速檢索工程桿塔空間位置并落實相關操作，以此實現數據的共享，為其他施工作業提供支持。

3 基于實例分析輸變電工程施工中WEB GIS 技術的應用效果

為更好掌握WEB GIS 技術在輸變電工程施工中的應用效果，故引入實際輸變電工程，將其作為研究對象。

3.1 實例簡介

某輸變電工程所處地區具有較大晝夜溫度，海拔2652m，平均最高和最低氣溫分別為13.5℃、-2.6℃，最大日溫差在28.6℃。該地區年平均降水量在326.8mm，平均相對濕度在50%左右。根據該輸變電工程施工方案，其含有750kV 變電站以及高壓換流站，共用一套配電裝置，規格為750kV。在配電裝置方面，一共落實部署30臺斷路器，14臺斷路器部署在換流站范圍內，其余斷路器布置在變電站范圍內，另外前者還配套落實斷路器，后者配套落實750kV GIS 母線。除此之外，為更好地使WEB GIS 技術發揮作用，在輸變電工程中另外安裝GIS封閉式高壓斷路器，共20臺，并將其與電容器、濾波器母線相連接。換流器參數具體見表1。

表1 基于案例工程的換流器參數情況

3.2 施工應用

在案例工程實際施工過程中，根據表1數據進行換流器的選取，并落實本文第二章節的WEB GIS 技術應用流程與內容。簡單來說，對本次案例工程中的電氣主接線方式進行合理設置，根據實際施工條件與要求選擇合適的接線方式，案例項目中選擇雙極直流接線方式，令固定接線在換流器的兩極閥中順利形成。

然后選用“1個半斷路器+6大組交流濾波器”的組合，基于交流開關場進行750kV 配電裝置串的接入，在濾波器小組和單母線接線之間，建立穩定的連接，以此實現對變壓器運行狀態的有效、準確控制。以現行的輸變電工程建設技術標準等要求為基礎，合理布置工程站區平面，以此為基礎對流變運行的運輸軌道進行合理調整。為更好獲得WEB GIS 技術的應用效果，主要采用MATLAB 分析軟件開展對案例工程的質量驗收結果及其合格率進行分析，并對比分析以往傳統的此類工程施工方法。對比分析見表2。

通過對表2數據進行分析可知，相較于以往傳統的施工方案，通過在輸變電工程施工中應用WEB GIS 技術，無論是構支架施工、二次施工、變壓器安裝、電氣設備安裝還是封閉式組合電氣安裝，都明顯優于傳統的施工方案。從具體數據可知，每一個分項的施工合格率、單位優良率均不低于95%，所以可以斷定，WEB GIS 技術在輸變電工程施工中具有良好的應用效果。但是在實際應用過程中仍要注意，要注重WEB GIS 技術應用的服務性，立足于輸變電施工標準與要求合理應用此項技術，以此實現對施工階段的優化處理，確保工程項目如期完成，利用WEB GIS 技術系統的應用實現數據互通，保證施工進度，以此加強施工管理，提高輸變電工程施工質量與效率，盡可能消除常見的安全隱患。

綜上所述，在當前時代背景下，WEB GIS 技術在輸變電工程中的應用日益廣泛、深入，為保證此項技術功能作用的充分發揮，在具體施工過程中，應利用好WEB GIS 系統，利用其功能作用實現數據共享，將其作為施工決策制定依據。