GIS智能化设计研究与应用

GIS智能化设计研究与应用

张超张鹏程滚晓虎

国网石嘴山供电公司753000

摘要：GIS(GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem,“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”)技术的发展不断适应了智能化变电站的相关需求。在常规GIS设备的基础上，发展计算机技术以及数字处理技术继而能够提出GIS系统的设计方法。笔者将根据相关工作经验，从结构以及功能等方面介绍GIS的断路器机械特性和安全性的相关要求，以期能够广泛提高GIS的智能化水平。

关键词：GIS；智能化设计；研究与应用

智能化的GIS技术主要指的是将以下几个方面的技术结合在一起：（1）自动控制技术；（2）网络通信技术；（3）数字处理技术；（4）智能传感器技术[1]。GIS系统本身具有识别障碍功能与自愈功能，因此合理的使用GIS技术能够提高设备的可靠运行性。本文在变电站信息化以及自动化的特点上依据相关技术标准具体阐述GIS智能系统设计的具体方法，从GIS传感器接入技术与计算机控制系统等方面进行研究，对其发展趋势进行相关分析。

一、智能化GIS系统设计

智能化GIS在常规GIS等级产品基础上进行，具有通用性以及继承性等特点，遵守一体化制造以一体化设计的基本设计原则[2]。智能化GIS植入了电压互感器以及电子式电流等传感器，通过智能组件对开关设备的信号加以分析，实现GIS开关设备的遥信功能与状态监测功能。智能GIS本体包括：（1）电子式电流电压互感器、采集器；（2）隔离。接地开关操作机构；（3）断路器操作机构、行程传感器；（3）气体状态传感器；（4）局放传感器、局放监测IED；智能组件柜包括：（1）交换机；（2）开关设备控制器与合并单元一体化装置；（3）机械状态监测IED、小电流传感器；（4）测控装置。

1.智能控制系统

智能控制系统中主要包括以下2个部分：（1）传统控制部分；（2）开关设备控制器。智能控制系统可有效实现设备的测量数字化功能和控制网络化功能，在上层网络中装有开关设备控制器以及测控装置等，在接收测控装置后所发出的指令之后，通过传统控制部分的接口对开关设备发出合闸与分闸指令之后，能够同时接收开关设备的报警信号，继而上传到测控装置中。

2.状态监测系统

状态监测系统主要包括以下几个系统：（1）局部放电监测系统；（2）机械状态监测系统；（3）SF6气体状态监测系统。状态监测系统可有效实现断路器位移量和SF6气体状态，通过IEC6454通信网络上传至变电站系统中，实现对开关设备状态的预估。

3.数据采集系统

数据采集系统一般使用的是电压传感器或者电子式电流，此类传感器利用低功率线圈原理，采集一次信号之后就能转化成数字信号并自动上传之后再合并到上层网络当中。

二、GIS在线监测系统

1.局部放电在线监测系统

GIS局部放电的检测方法非常多，但是随着缺陷类型的使用不同，其灵敏性也表现不同。目前来看，常用的方法有以下5种：（1）光学检测法；（2）化学检测法；（3）超声波法；（4）特高频法；（5）脉冲电流法。在GIS局部放电监测过程中，UHF（特高频法）是近年来发展的最为新型的技术。UHF方法特点表现在以下几个方面：（1）接受到的信号频率比较高，有效避开电磁干扰信号；（2）根据电磁波信号的传输特征，继而利用时差法对出现故障部位进行定位；（3）根据放电脉冲的宽度和幅度对故障类型见模式识别；（4）特高频信号在传输过程中衰减较小，所检测的范围也更广，因此相比起超声波法、化学检测法、光学检测法以及脉冲电流法而言，UHF方法能够节约更多成本。

2.微水在线监测系统

目前来看，较为常见的在线监测方法是采集GIS的湿度与温度，根据GIS的气体水分含量来解决气体计算修正问题，最终达到在线监测的目的。一般而言，微水中的规定值是20°C时的测量值。在实际测量过程中，GIS的环境温度不一定能够达到20°C，再加上SF6气体的湿度与温度相关。压力对湿度的影响中，GIS内SF6气体中的含水量多少取决于气体压力的大小，充气压力在不同情况下，SF6微水含量可能是气态也可能是结露状态，。通过上述数据不难看出，SF6气体与压力和温度有直接关系，因此在线监测中需要剔除压力对气体湿度的影响，继而使得数据能够被客观反映出来。

三、新型电子式互感器系统

智能GIS的重要组成部分是电子式互感器，由于电子式互感器具有精度高以及抗电磁特性等优良特点，因此相比起传统的互感器具有更理想的优点[3]。电子式互感器选择原则在设计过程中能够满足设别寿命周期管理的相关要求，继而使用成熟的先进技术来满足各种复杂环境下的相关要求。随着电子式互感器在电压等级方面逐步升高，所以面临的问题也越来越多，主要表现在抗电磁干扰性能方面。

四、结束语

综上所述，智能化GIS系统能够实现自动化、信息化等功能，从具体使用方面来看，GIS主要采用数字传感器来收集相关数据，再通过智能电子装置进行数据整合，再通过光纤将此类已经测量好的数据传送到计算机当中。

参考文献

[1]刘洪正,曲文韬,平海涛等.GIS智能化设计研究与应用[J].山东电力技术,2014,41(5):1021-1025,1012.

[2]陈银川,何国富,傅丽莉等.基于GIS的城市排水管网动态规划管理评价系统[J].中国给水排水,2013,29(18):11-14.

[3]曹文臣.基于GIS路桥设施信息管理系统的设计与实现[J].城市建设,2012,15(34)122-123,154.