WEB GIS技术在输变电工程施工中的应用及效果分析

北京华联电力工程监理有限公司 辛春秋 王 彬 段春明

输变电施工过程中，在各个地域都有所开展，要确保日后的工作能够达到预期的效果，则必须在地图、地理信息、地物信息等方面加强把控。WEB GIS 技术也被称为万维网地理信息系统，其具有广泛的访问范围和强大的平台功能体系，能够为输变电施工工程提供帮助。因此，为提高输变电工程施工质量和效率，掌握WEB GIS技术在输变电工程施工中的应用是必要的。本文对某公司输变电工程施工中WEB GIS 技术的应用内容与要点进行分析，结合工程实例探究此项技术的应用效果。

1 WEB GIS 技术相关概述

作为地理信息采集与管理技术的一种，WEB GIS 技术以WWW 协议为基础，应用范围与访问范围方面较为广泛。该技术无论是浏览器还是服务器系统，均以网络为基础，能够利用因特网实现服务器与客户端之间的信息交换，技术架构为分布式系统，能够满足用户和服务器的分布式应用[1]。基于WEB GIS 技术，输变电施工公司在施工过程中可获取WEB GIS 站点的更多的空间数据，并且可进行检索空间数据、分析空间数据、制作专题图示等。由此可见，在输变电工程中，WEB GIS 技术应用已成为一种发展趋势，不仅可以满足施工人员对地图浏览的要求，还具有通讯等基本功能[2]。

2 分析输变电工程施工中WEB GIS 技术的应用

在输变电工程中，WEB GIS 技术的应用基本贯穿施工始终，这样才能够为各个施工环节提供正确的地理信息，帮助相关施工人员做出准确决策。在实际应用中，具体内容和要点可总结如下。

2.1 线路安装结构应用——杆塔的选择与设计

对于输变电工程而言，杆塔是此类工程施工中的重要组成部分，其施工质量直接影响着输变配系统投入使用后的配电质量。所以，为保证输变电工程施工质量，可以将WEB GIS 技术应用于线路安装结构中，作为施工杆塔设计基础。在具体施工与技术应用工作中，相关人员应把握以下要点。

一是选择合适杆塔。对杆塔承重力和配电线路弧垂力进行综合分析，保证杆塔满足输变电工程施工及后续运作需要。从目前发展与应用现状来看，直线杆塔和耐张杆塔是杆塔的两种结构类型，前者在整个施工中起着承受配电线路最大重力与配电线路水平压力的作用，后者主要发挥对直线杆塔的辅助作用。

在实际施工过程中，为尽可能强化杆塔的使用性能，一般情况下，对于直线杆塔而言，应对每种型号的杆塔数量进行控制，确保其小于10个，常用型号有SE41-YZ2Z11-10等。对于耐张杆塔而言，每种杆塔数量应控制在5个以下，常用型号有SE41-J2X14-15等。从整体来看，全线杆塔控制在28-32基[3]。依托于对杆塔型号与数量的合理选用，保证工程质量。

二是为提高输变电工程施工线路的耐雷水平，明确认识杆塔接地电阻阻值与杆塔冲击电位变化之间的密切联系，通过WEB GIS 技术获得使用区域的地理信息，以此为基础设计杆塔接地电阻。设计过程中，基于架空地线流向以及工程实际情况和具体条件对相邻杆塔之间的距离进行合理设置，调整导线与地线之间的阻抗值，使其提升至理想区间，一旦发生雷击现象，带来的电流将顺利流向大地。需要注意的是，合理设置每一基杆塔的线路档距，设计基础为接地网结构，这样能够有效实现对杆塔传输时间的控制，避免杆塔档距变化过大。

2.2 基于经济电流密度变化确定导线截面积应用

首先，分析工程最大的输送容量，以此为基础选择合适的施工导线材质。为保证输变电工程的经济效益和使用性能，应综合分析工程的成本要求、导线的使用要求，最终确定合适的导线材质，其中导线要求应涵盖其安全性能、使用性能等。然后，结合施工环境、线路走向计算导线截面积，这一工作要建立在导线在工程推进期间所承受的负荷之上。

一般情况下，对于输变电工程而言，其具有较强韧性，在施工方式方面与配电网工程较为类似，所以在计算、确定截面积这一参数前，施工人员需要提前选定施工主干线，然后落实规划工作。但是需要注意的是，输变电工程中的主干线导线数量存在限制，因而相关工作人员应将主干线导线数量控制在三种以下，且根据不同线路导体性能要求选用差异化的线路材质，比如电缆以铜芯为主，架空线路以铝芯为主。在较高的匹配度下，线路导体可稳定开展转换计算，避免电力能源的浪费[4]。

计算导线截面积时，相关人员须调节加工绝缘线厚度，控制导线载流量温度（30℃以下）。其中，若是导线载流量温度在30℃以上，相关人员应计算导线截面积允许载流量的校正系数，计算公式如下：

公式（1）中，t1、t0为导线实际载流量温度以及其允许工作的温度；K 为校正系数。

计算结束得到K 的数值，以此为基础结合使用三角形导线排列方式对输变电工程中施工导线的排列顺序和位置进行调整。

2.3 变压器安装应用

在输变电工程中，变压器主要负责控制用电的高低压变化，同时为施工电压提供安全保障。为使其充分发挥自身的功能作用，可以应用WEB GIS技术确定变压器的安装位置，从而确保输变电系统供电质量。在实际施工过程中，相关人员应对多个要素进行分析与考虑，具体而言：相关施工人员综合考虑变压器安装位置的空间情况，以此为基础对其半径与容量进行判断并调整，使其符合安装要求；对变压器线路与周围建筑物之间的距离加以精准测量，判断是否属于安全距离；安装位置是否满足变压器进线工作需要。综合分析上述问题后，选择变压器安装位置,并将其在地形图中鲜明标记，再次核检，确认无误后对安装路径进行设计。

2.4 变压器调试应用

完成变压器安装作业后，为确保其顺利运作，可以应用WEB GIS 技术开展调试作业，相较于以往传统的调试方式，以WEB GIS 技术为基础的调试操作更为高效。结合运用数字兆欧表测量绕组匝数，根据实际电压比的对比分析对变压器分接开关连接的正确性进行判断，若是结果存在偏差，则要按照现行规定对阀侧分解变比进行测量。

在实际应用中，相关施工人员先将输变电变压器接地，待其处于接地状态后选用摇表设备测量变压器铁芯绝缘电阻，测量1min，将铁芯牢固接地处理，采用工频耐压测试对接地后的电阻变化进行测试、记录。需要注意的是，工程处于交流电场作用下，在该情况下，电导会影响变压器状态，比如加大其功率损耗等，这时相关施工人员可使用WEB GIS技术对变压器的损耗因素进行采集，通过分别采集有功与无功功率的这一因素，能够帮助相关施工人员准确判断变压器绕组间的电容值变化情况以及绝缘状态，得到绕组损耗。具体计算公式如下：

公式（2）中，P、PWE1、PSE1为分别为绕组损耗、基波频率下的涡流损耗、受影响下的杂散损耗；I 为基波频率电流；R 为电阻值。

通过落实规范的计算工作，能够帮助相关人员获得变压器运作过程中出现的各种损耗及其具体数值，这为变压器调试处理提供科学有效的支持。完成变压器全方位调试施工后，相关施工人员还可应用WEB GIS 技术的信息管理功能，快速检索工程杆塔空间位置并落实相关操作，以此实现数据的共享，为其他施工作业提供支持。

3 基于实例分析输变电工程施工中WEB GIS 技术的应用效果

为更好掌握WEB GIS 技术在输变电工程施工中的应用效果，故引入实际输变电工程，将其作为研究对象。

3.1 实例简介

某输变电工程所处地区具有较大昼夜温度，海拔2652m，平均最高和最低气温分别为13.5℃、-2.6℃，最大日温差在28.6℃。该地区年平均降水量在326.8mm，平均相对湿度在50%左右。根据该输变电工程施工方案，其含有750kV 变电站以及高压换流站，共用一套配电装置，规格为750kV。在配电装置方面，一共落实部署30台断路器，14台断路器部署在换流站范围内，其余断路器布置在变电站范围内，另外前者还配套落实断路器，后者配套落实750kV GIS 母线。除此之外，为更好地使WEB GIS 技术发挥作用，在输变电工程中另外安装GIS封闭式高压断路器，共20台，并将其与电容器、滤波器母线相连接。换流器参数具体见表1。

表1 基于案例工程的换流器参数情况

3.2 施工应用

在案例工程实际施工过程中，根据表1数据进行换流器的选取，并落实本文第二章节的WEB GIS 技术应用流程与内容。简单来说，对本次案例工程中的电气主接线方式进行合理设置，根据实际施工条件与要求选择合适的接线方式，案例项目中选择双极直流接线方式，令固定接线在换流器的两极阀中顺利形成。

然后选用“1个半断路器+6大组交流滤波器”的组合，基于交流开关场进行750kV 配电装置串的接入，在滤波器小组和单母线接线之间，建立稳定的连接，以此实现对变压器运行状态的有效、准确控制。以现行的输变电工程建设技术标准等要求为基础，合理布置工程站区平面，以此为基础对流变运行的运输轨道进行合理调整。为更好获得WEB GIS 技术的应用效果，主要采用MATLAB 分析软件开展对案例工程的质量验收结果及其合格率进行分析，并对比分析以往传统的此类工程施工方法。对比分析见表2。

通过对表2数据进行分析可知，相较于以往传统的施工方案，通过在输变电工程施工中应用WEB GIS 技术，无论是构支架施工、二次施工、变压器安装、电气设备安装还是封闭式组合电气安装，都明显优于传统的施工方案。从具体数据可知，每一个分项的施工合格率、单位优良率均不低于95%，所以可以断定，WEB GIS 技术在输变电工程施工中具有良好的应用效果。但是在实际应用过程中仍要注意，要注重WEB GIS 技术应用的服务性，立足于输变电施工标准与要求合理应用此项技术，以此实现对施工阶段的优化处理，确保工程项目如期完成，利用WEB GIS 技术系统的应用实现数据互通，保证施工进度，以此加强施工管理，提高输变电工程施工质量与效率，尽可能消除常见的安全隐患。

综上所述，在当前时代背景下，WEB GIS 技术在输变电工程中的应用日益广泛、深入，为保证此项技术功能作用的充分发挥，在具体施工过程中，应利用好WEB GIS 系统，利用其功能作用实现数据共享，将其作为施工决策制定依据。