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电力测量

时间:2023-05-30 09:35:57

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力测量,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

电力测量

第1篇

关键字:GPS RTK;电力测量;复测;分坑

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

一、概述

GPS RTK技术在电力测量方面已经得到了较为广泛的应用,传统的经纬仪测量电力线的时代已经过去,尤其对于在一些地形复杂和地势起伏大的作业区域,RTK技术使得电力测量更加简单,更加快捷。Leica是测量仪器的知名品牌,在电力方面开发了相应的电力软件,使得电力测量工作变得更加简单。针对工程的实地要求,我们选择了Leica 最新款的Viva系列GPS,并安装了相应的电力软件。

二、GPS-RTK原理介绍

我们知道,在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响,为了消除这些误差源,必须使用两台以上的GPS接收机同步工作。GPS静态测量的方法是各个接收机独立观测,然后用后处理软件进行差分解算。那么对于RTK测量来说,仍然是差分解算,只不过是实时的差分计算。

也就是说,两台接收机(一台基准站,一台流动站)都在观测卫星数据,同时,基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号(或载波相位差分改正信号)发射出去;那么,流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号;在这两信号的基础上,流动站上的固化软件就可以实现差分计算,从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。在这一过程中,由于观测条件、信号源等的影响会有误差,即为仪器标定误差,一般为平面1cm+1ppm,高程2cm+1ppm.

三、案例分析

以某线路工程为例,主要为线路复测和分坑测量;

本工程线路起自位于**县城东侧的220kV**变110kV出线门架,止于位于**北侧的新建双回分支塔,线路全长约2×0.62+22.92km,总长23.54km,全线22.54km(92基塔)位于**县境内,1km(3基塔)位于**市境内。线路所经地区为山区和丘陵地形,山区约占40%,丘陵约占60%。因此我们选购了徕卡VIVA系列的GPS应用于本工程。

四、工程难点:

4.1线路长,基本上都在山区和丘陵地带,高差起伏较大;全站仪经纬仪基本不适用;

4.2控制点较远、难找,且破快严重,采集整个区域的控制点来建立坐标系不现实;

4.3考虑到测量成本及效率,基站不能架设在线路中间,需要跟着流动站走;

4.4复测线路,最主要是要是复测转角和档距,需要能实时显示转角和档距

五、RTK在线路测量中优势及实施。

5.1定线测量。

徕卡GPS测量,没有空间限制,只要有足够的可视卫星,就能获取坐标值,由于线路长,GS15采用GPRS的通讯方式,使测量不受山地起伏影响,作业距离极佳;关于定线测量指的是精确测定线路中心线的起点、转角点和终点间各线段工作。采用 GPS 定线不需要点与点之间通视,而且RTK能实时动态显示当前的位置,所以施测过程中非常容易控制线路的走向以及其他构筑物的几何关系。

5.2断面测量。

断面测量的定义是指因地形起伏特征变化点的高度和距离而测出沿线路中心线及两边线方向或线路垂直方向;沿线路中心线施测各点地形变化状态,称为纵断面测量;沿线路中心的垂直方向施测各点地形变化状态,称为横断面测量。输电线路的断面测量中,可以用RTK快速测定断面,主要测定地物、地貌特征点的里程和高程,对于精度的要求不是很高,关键是要测定各特征点与输电线路导线间的相对距离。对RTK断面测量时,可以直接采集特征点的坐标,也可以直接利用数据采集功能,然后在内业数据处理中,输出断面图;可以利用RTK数据处理软件中断面测量功能模块进行断面测量。

5.3杆塔定位测量。

杆塔定位测量的定义是指根据线路设计人员在线路平断面图上设计线路杆塔位置测设到已经选定的线路中心线上,并钉立杆塔位中心桩作为标志的工作。

5.4杆塔施工测量。

在输电线路施工中,应要进行塔位复测,万一遇到线路中心桩丢失的情况,还需要通过测量来恢复。应用 RTK 技术,将使这方面的工作快速、高效。

5.4.1从2个已确定的相邻桩位校验或寻找(定位)第3个桩位,定位方法是:

(1)用移动站分别校验已确定的1、2号桩的位置,并自动记录在移动站“电子手簿”测量软件中。(2)据线路平断面定位图或杆塔明细表,可查出3号桩相对于2号桩(或1号桩)的相对位置值,将这些数值输入到测量软件中,即可得到30桩的位置。(3)通过移动站将自己的当前位置实时传送给测量软件,软件即可得出移动站当前实际位置偏离3号桩正确位置的偏差,实时引导移动站定位人员到达3号桩的正确位置,从而实现定位目的。(4)如果是要校验3号桩位,直接将移动站放在3号桩上,软件就会给出这个位置与3号桩理论位置的偏差。

5.4.2在直线段内快速校验或定位各直线塔桩位。

如果某个直线段两头转角塔的桩位已确定,只要用移动站得到两头转角塔桩位的位置,就可在电子手簿中新建一条线。然后移动站到段内任一直线塔桩位,就可直观得出该桩位偏离

直线的偏差和与已确定桩位的距离测得的这个距离即可与图纸相比较以校验桩位的正确与否。反过来,从图纸上查到的距离输入手簿中,也可方便的在这条线上定出待定的桩位点。

5.4.3校验转角塔的转角偏差。

确定移动站测定转角塔及其前后两基塔的桩位,在用手簿上的软件就可计算出实际转角角度,与图纸相比得出校验转角偏差。值得说明的是:目前,在购买 RTK 产品时,一般附带了专门针对输电线路测量而开发的软件包,使用这些专门的测量模块,将会使RTKNJJ量的操作更加方便。

5.5由于使用GPRS方式,基站只需架在合适位置,无需搬站,节省人力和物力。

5.6GS15配备电力通软件-勘测和复分坑测量,可以实时显示转角和档距,复测工作只需看着屏幕上的转角数据和档距与设计资料进行对比即可,使用方便无需通过计算器计算转角等相对关系。

5.7复分坑软件可以直接将塔基的四个脚根据塔形放样出来,无需再携带全站仪等设备进行角度的测量。

RTK在实施时应注意的问题常

用于RTK,在实际操作过程中应达到以下几方面的问题:

实时动态RTKNI量时选用的椭球基本参数(主要几何和物理常数)必须在同一工程各个阶段保持一致。(2)基准站应选择在地势开阔和地面植被稀少,交通方便,靠近放样的网点或转角桩上。基准站应以快速静态或静态作业模式测定坐标和高程。(3)基准站发射天线安装时,尽量避开其他无线电干扰源的干扰(如高压线、通信、电视转播塔、对讲机的发射使用)和强反射源的干扰。流动站在精确放样数据和采集数据时,应停止对讲机的使用。(4)进行RTK测量,同步观测卫星数不少于5颗,显示的坐标和高程精度指标应在±30mm范围内。放样塔位桩坐标值宜事先输入接收机控制器(电子手薄)中并认真校对。当放样显示的坐标值与输入值差值在±10mm以内时,即可确定塔位桩,并应记录实测数据、桩号和仪器高。

七、 结论

通过徕卡VIVA进行测量,解决了使用传统测量仪器不通视的问题,在保证精度的前提下,节省大量的人力、财力及宝贵的时间,大大提高了工作效率。

参考文献:

[1]邢子丰,邢苒苒. GPS-RTK在地形测量中的应用[J]. 内蒙古水利,2012,(4).

[2]罗汉锐. 网络“1+1”GPS RTK技术在输电线路路径复测中的应用[J]. 机电信息,2012,(21).

[3]张振海. GPS-RTK在电力断面测量中的应用[J]. 科技创新与应用,2012,(15).

简介:

第2篇

关键词:GPS;电力工程测量;应用

中图分类号:F407文献标识码: A

引言

我国电力系统自动化程度不断提高,不仅极大改善了电网的稳定性能,也促使供电质量更为安全可靠,这无疑得益于先进的科学技术,其中GPS技术凭借其高精度的定位导航和授时服务,为电力自动化的实现提供了标准而统一的时间,故被广泛应用,可见GPS技术对电力自动化的影响不容小觑,值得推广应用。

一、GPS相关理论概述

全球定位系统(GPS)是一个以卫星为基础,可为地面提供适时导航、定时、定位等功能,且这种功能具备着全球性、全天候、持续性及其适时性特点,能为用户提供出一个精确的速度及其时间坐标等信息的三维空间的无线电导航系统。全球定位系统主要包括三部分:①空间部分即卫星星座,由24颗卫星组成,每6个星座组成一个轨道平面,整个卫星系统一共分成4个轨道平面,轨道与轨道间为55°夹角,这样人们在地球上的任何地方都可看到由4颗以上星组成的轨道平面,从而获取相关的信息。②地面控制部分也就是监控系统,主要功能是收集传送和处理卫星接收来的信息。③用户接收部分也就是全球定位接收机。接收收主要用于捕捉卫星信号,并跟踪卫星运行,解调其参数。伴随科技进步卫星导航系统的使用领域和范围不断拓展,技术含量不断提高,全球定位系统在电力线路勘测中有着重要作用,已成为一种重要的测量手段。

二、工作原理

无论是电网的规模化发展,还是电力自动化需要,均对电网时间的覆盖范围和精确性提出了更高的要求,这也反映出原有的实时监控系统已难以适应当下电力工作要求,故在此背景下,电力自动化发展需要系统时钟的精确统一;电力调度人员则希望调度中心与电站时钟精的确统一;电力系统负荷管理、频率监测、故障定位、事件记录、运行报表统计等需要时钟的精确统一;就连继电保护动作的先后顺序也需要时钟的精确统一,而这些均与电力自动化息息相关,由此可知,GPS技术在电力自动化中的应用是大势所趋。

根据电力自动化不同场合对数据同时性精度的要求,如故障定位的时间精度为0.5μs,自适应继电保护的时间精度为5μs等,分别对WWV、WWVB、OMEGA、GOES、GPS、光纤传输、数字微波等同步时钟信号源的误差进行了测试和比较,事实证明,GPS技术是实现电力自动化时钟统一的最佳选择,当GPS接收机收到卫星信号后会将分别输出相应的频率、PPS秒脉冲、时间码等,然后GPS时钟经由串口向计算机传递时间信息,随后在接收软件的作用下对计算机时间进行实时修改,此时计算机会借助总线将时间信息分别发送至继电保护及其他自动化装置,并同时向其传输PPS脉冲,最后自动化装置会将时间写入对应的时间芯片中用于更新时间,以此实现GPS同步授时服务。

三、GPS技术的应用现状

GPS技术在电力工程的应用可以追朔到上世纪九十年代初期,随着GPS技术在电力工程中的应用,电力工程的勘测设计水平的科技化水平也越来越高,科技的应用促进了勘测技术的不断发展,而测量技术手段和GPS仪器设备的不断更新及突破使得电力工程的勘测也能够及时的实现技术更新。采用定位技术的RTK技术实现了定位技术领域的突破,这一技术在电力工程中的运用实现了线路航测的大规模路径测量,还能实现放样塔基的实时动态检测,通过程序的简化,节省了人力物力,实现了劳动效率的提高。这种技术能够实现对输电线路的野外终勘,有效的淘汰了图解控制等技术手段;在厂站的测量工作中,为了实现各级控制点坐标的高精度测定,就可以运用GPS新技术,这一技术能够依据一定数量的基准控制点来实现地形点及地物点的测量,在测定中有时候甚至可以进行各级控制点的布设就能实现高精度的测定。利用测图软件系统,能够充分的利用计算机来实现野外绘图的一次性完成,还能进行各种比例图件的打印。

四、GPS精密单点定位在电力工程测量中的实际应用

电力施工是一项非常复杂的工程,施工涉及的范围十分广,包括发电厂的施工、变电站的施工和输电线路的施工,这些主体工程在施工之前,一定要对电力工程进行测量。这样才可以确保电力工程建设项目的顺利进行。下面就对GPS精密单点定位在不同电力工程测量中的应用进行具体的分析:

1、GPS精密单点定位在输电线路工程测量中的应用。在输电线路的施工中,尤其是对一些特高输电线路的施工,施工的时候需要完成其航外工作。主要任务是对输电线路的初设路径进行测量,然后相应的对航测的成果进行外控。在这一过程中,确定国家等级的控制点是很重要工作。当然,寻找国家等级的控制点也是很有难度一项工作,由于早期建立的一些国家等级的控制点会受很多因素的限制和制约,其精度不高,且在长时间使用中有的已经被破坏,有的仅存的控制点地理位置又比较偏僻,难以到达。这就增加了国家等级的控制点的寻找难度,导致测量人员的劳动强度增加。所以,一定要采用更加先进的GPS精密单点定位测量技术,并通过该技术来对测量区域的首级控制点进行计算,将其作为起算坐标。具体的使用时需要注意下列问题:①首级控制点至少三个,且要在工作区域内均匀的分布,在选择首级控制点数量及各个控制点间距的时候,主要根据输电线路的总长度来设置。②在观测方式和观测时间上。要采用静态观测的方式,且要同时对首级控制点和像控制点进行观测,观测时间不能够少于6h。③首级观测点位置的布置。考虑到国家级控制点的观测不便,在布置首级观测点位置的时候,对于位置布局要充分考虑,要将其布置在交通便利,且观测条件及环境良好的地区,并设置固定标志。这样在后期施工阶段就能把其作为基准站进行定位。除此之外,要严格先按照相关的操作流程对首级控制点进行观测,要保证观测数据的真实性和可靠性。

2、GPS精密单点定位在变电站和发电厂控制测量中的实际应用。近些年,伴随社会经济的快速发展,整个社会对电力的需求逐渐增加,为了能够满足人们的生产和生活用电,一定要大力发展电力工程。面对这些情况,有的发电厂、变电站等开始大规模的建设。这些电力工程在建设时,需要寻找国家级控制点,并需要测量人员利用比例尺等进行测量,并依据测量结果建立与国家级坐标一致的测量区域的控制网。然而寻找国家级控制点是比较困难的,尤其是对一些高原地区等的电厂的测量,其国家级控制点的寻找任务更为艰难。为了防止这种测量难的现状,可采用GPS控制网,利用精密单点定位技术来获取起算坐标。并且,电力工程施工通常任务紧、工程量大,所以对于工程进度还要充分考虑。可以改变过去的数字化测图流程,采用更合理的方法。如可先通过科学的架设获取数字化测土,再利用GPS精密单点定位技术进行相应的解算工作。在获得整个控制网的起算坐标后再进行验证,之后根据得出的控制点进行假设测图的调整。经过上述操作,就能获得与国家级控制点相一致的数字化地形图。不但可以减轻测量人员的劳动强度,还能提高测量的效率和速度,确保整个电力工程按时完成。对于一些遭受地震灾害的地区而言,在灾害中其国家级控制点会被破坏,也无法保证找到的国家级控制点其精度。在这些地区的电力工程测量中,利用GPS精密单点测量效果更加明显。

结语

在电力工程勘测领域中,运用先进的GPS技术能够有有效的提高测量精度,还能减少测量中人力物力的投入,因此我们必须加大研究和创新力度,探寻GPS技术在电力自动化中的最佳途径,以此更好地适应电力系统自动化、规模化、智能化的发展趋势。

参考文献:

第3篇

关键词:GPS-RTK技术要求测量

1概述

实时动态(RTK)测量系统,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS 测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术,其基本思想是: 在基准站上设置1 台GPS 接收机,对所有可见GPS 卫星进行连续地观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS 接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果,便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测量,缩短观测时间。

RTK 测量技术除具有GPS 测量的优点外,同时具有观测时间短,能实现坐标实时解算的优点,因此可以提高生产效率。

实时动态定位如采用快速静态测量模式,在15 km 范围内,其定位精度可达1~2 cm,可用于城市的控制测量。

RTK测量系统的开发成功,为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障,这对GPS测量技术的发展和普及,具有重要的现实意义。

2 GPS-RTK 工作要求

2.1 GPS-RTK 测量技术要求

首先收集测区的控制点资料,包括控制点的等级、坐标、中央子午线、坐标系控制点的地形和位置环境等。GPS-RTK 测量是在WGS-84 坐标系中进行的,而电力线路测量定位是在当地坐标或我国的北京54 或西安80 坐标系上进行的,这之间存在坐标转换的问题。WGS-84 坐标系与1954 年北京坐标系、1980西安坐标系或地方独立坐标系求转换参数的参考点应采用3 点以上的两套坐标系成果,所选参考点应分布均匀,且能控制整个测区,不得外推。

2.2 基准站的点位及观测技术要求

(1)GPS-RTK 基准站宜选择在等级控制点上,也可以选择在测区中心区域临时固定点上。

(2用电台进行数据传输时,基准站宜选择在测区相对较高的位置。

(3)用移动通信进行数据传输时,基准站必须选择在测区有移动通信接收信号的位置。

(4)选择需用作转换参数参考点的建筑物上的控制点,宜选择埋设在地基不易沉降的稳定建筑物上。

2.3 流动站的点位及观测技术要求

(1)GPS-RTK 流动站观测时可采2米对中杆对中、整平,每次观测历元数应≥10个。

(2)GPS-RTK 流动站不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测。

(3)GPS-RTK 流动站有效观测卫星数≥5个,PDOP值≤6。

3 RTK 在线路测量中的应用

3.1 工程实例及数据分析

测量专业在电力线路工程终勘阶段要完成三大任务, 即定线、 平断面测量和定位测量, 其中定线测量要求根据设计坐标定出转角点,落实设计线路,并根据地形地貌设置一定的直线桩和平断面测量需要的方向桩。溪洛渡右岸送电广东±500kV同塔双回直流输电线路(广东段)的定线放样测量工程为例,介绍GPS RTK 在该工程中的应用,并进行部分数据的分析。

3.2 工程概况

±500kV同塔双回直流输电线路(广东段)始于广东省怀集县的蓝钟镇,止于广东省从化市汾水换流站。全长200km。地势多为高程200~1000m的山地地形。沿线植被连片,通视情况较差,用常规全站仪完成任务比较困难,并且难以满足精度要求。

3.3 作业原则与特点

送电线路的作业原则是要保证线路在两个转角点之间(转角段)的直线性。两个转角桩之间的距离一般在2~15km之间,直线桩的设定要根据具体的地形地物状况和平断面测量的要求综合考虑,两桩距离一般在400m左右,按电力规范“以相邻两直线桩中心为基准延伸直线,其偏离直线方向的角度不应大于180°±1 ”之规定,平面定位精度应优于±2cm,极端情况下保证±5cm的精度。

±500kV同塔双回直流输电线路线采用GPS 静态测量技术沿线布设了主导线点,并精确测得各主导线点的坐标, 这为定线测量 提供了设置基准站的便利条件,但由于主导线之间的距离太长(7~12km), 地势又复杂,动态GPS 系统的数据链难以顺利传递数据,为此在其间加密或延伸了一部分参考点。直线桩放样时,一般将基准站接收机设立在线路的主导线点或由主导线点引伸的参考点上,流动站接收机向转角点两边的线路依次按设计方位角和具体地形地貌放样直线桩。由于GPS流动站的精度是相对于基准站而言的,因而具有一定的相对独立性,为了避免由于起算坐标的误差影响转角段的直线性,每一个转角段均应由一个固定的基准站测定。直线桩要保证三个点一组并两两通视,主要目的是保证平断面测量和后续定位及施工测量在部分桩位被破坏后,还能利用常规方法恢复桩位。同时也便于采用全站仪对GPS点位进行现场检核。 如果由于地形的限制,无法保证三个直线桩两两通视,可以加设一定的偏角桩满足上述复桩 和检核的要求。全站仪的现场检核只须检查三点之间的相对关系,无须全线联测。具体放样过程中,除了基准站点位精度影响RTK 放样结果精度外,模糊度解算误差、动态基线解算误差、坐标系统转换误差、GPS 天线的对中误差等均会影响RTK放样结果精度。因而在实际作业过程中,搬迁基准站后,由两个基准站放样测得的同一转角桩可能会有一定的差 距 (5~15mm,这个差距不能太大,否则要检查是否有粗差),这时可以用前一个基准站测得的该转角桩的坐标作为前一个转角段的坐标,后一个基准站测得的该转角桩的坐标作为后一个转角段的坐标,这样可以保证各转角段的直线性。

3.4 定位结果的检验及精度分析

(1)以溪洛渡右岸送电广东±500kV同塔双回直流输电线路累距从0.000km至200.032km( 全长200km)为例,转角桩57个,直线桩561个,参考桩45 个。

(2)一致性检验

送电线路工程定位测量的一致性检验包括:(1)不同时段的不同卫星组合进行重复RTK 测量测得同一桩位的坐标较差;(2)同一桩位由不同基准站传算获得的RTK结果较差;(3)通过全站仪等其它测量手段获得的坐标与GPS-RTK测得的坐标较差。

(3)精度分析

GPS-RTK测量的平面及高程点位精度可达厘米级,不同基准站间所测数据误差满足精度要求,各点位之间也不存在误差累积;直线桩位偏差能满足线路直线测量的要求,与全站仪测定结果也比较符合。GPS-RTK测量能满足送电线路定线定位测量的技术要求。

4 结论

根据GPS-RTK作为一种工程测量结果,我们总结出在电力工程测量中,具有以下优点:

(1)实时提供经过检验的成果资料,无需数据后处理。

(2)拥有彼此不通视条件下传递三维坐标的优势,并且不象经纬仪导线测量那样产生误差积累。

(3)目前动态GPS 具备开放性。用户可以根据自己的特殊应用开发更多的功能。

(4)GPS 接收机观测基本实现了自动化、智能化,并具有全天候、经济、观测时间短等诸多优点,极大地提高了测量精度和工作效益。

参考文献

[1]架空送电线路测量技术规程,DL/T5146-2001,35kV~220kV[S].

第4篇

关键词:工程测量;质量;控制

中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:

前言

在电力工程建设中,施工前的测量是一门实践性、专业性、技术性很强的工作,它对于电力工程的整体进度、质量、投资都具有极其重要的影响。在电力工程测量中,影响电力工程测量质量的因素有很多。因此,加强对测量质量控制,提高测量人员的技能是提高电力工程测量质量的重要环节,在电力工程测量工作中必须明确任务和作用,养成认真负责、实事求是的工作态度和作风,才能为确保电力工程测量质量打基础。1.影响电力工程测量质量的因素

与其他工程项目相比,电力工程测量有其自身的特点。测量质量的好坏,与测量施工人员的技术水平直接相关,测量仪器操作人员的操作水平将直接影响测量成果的精度。测量施工方案的确定,对测量定位精度及测量施工进度具有决定性的影响。在施工控制网及微型控制网的测设过程中,控制网的图形结构及控制点方向联测数目、方向观测的测回数等对控制网的精度及可靠性均有重要影响,但并非观测测回、联测方向的数量越多越好,技术人员对此应予以综合考虑。电力工程测量质量的好坏,还直接受现场作业环境的影响,如现场通视条件不良及风雨天气等都将直接影响测角及测距精度。测量仪器精度及各种仪器误差也会对测量结果带来不利影响。仪器问题,在电力工程测量过程中,常常会出现工程测量仪器由于管理问题而出现质量偏差。具体分析仪器问题主要有:仪器保养不够。工程测量仪器需要定期维修养护,但是由于电力工程测量任务严峻,使得对仪器的使用往往会超长规时间,并由此引起损坏,导致错误测量数据的出现。仪器管理混乱,仪器应该有专门人员管理,而且管理者应该具备一定的仪器使用知识。但是,在测量过程中,由于测量现场人员混杂就导致对仪器的管理不够重视,往往是现场管理,事后随意。测量操作失误,电力工程测量仪器属于高精密仪器设备,对仪器的操作必须要严格按照规程进行。而不严格的操作方法会降低仪器的灵敏度,使得测量工作出现误差。主要体现在工程测量人员对新的仪器设备不熟悉;工程进度要求紧迫,简单查看就匆忙操作。忽视测量质量的检验,使现有的监管控制不到位,这种情况对电力工程测量十分不利,会给工程测量埋下隐患。

2.电力工程测量质量的控制2.1电力工程测量质量控制方案。测量前的检查与控制,测量前的方案制定及准备工作,在很大程度上决定电力工程测量施工的质量,测量施工质量事前控制应是工程测量质量控制的关键阶段。在本阶段,应采取各种措施对测量施工的先决条件进行检查与控制,最大程度的消除影响测量施工质量的各种不利因素,具体应做好以下工作:确认测量人员的组成及数量。测量工作是一门技术性和专业性很强的工作,测量人员的技术水平和操作经验对测量施工质量有着很大影响。确定测量施工方案,对于具体的施工方案,可以有效改善控制点的精度、节约测量施工的人力消耗、加快施工进度。在测量施工方案审查过程中,有关人员务必到现场亲自查勘,以确认方案中控制点的位置布设合理、实用。在确认现场条件具备的前提下,负责人员应继续审查控制网的观测方案是否能够满足设计精度要求。在审查观测方案时,如果确认控制网整体精度难以提高时,应根据系统的设备安装特点及现场条件,采用独立边角自由网,以确保控制网的内部符合性,使各点位误差分部均匀,在精密工程测量中尤应注意这一点,否则将无法保证设备及工艺系统的安装精度。

2.2测量仪器设备检查控制。在电力工程测量过程中,测量仪器精度及数量会直接影响到测量成果的质量和施工进度。在具体的测量工作中应根据所承担的测量任务难易、工作量大小来确认所用仪器精度及数量是否能够满足电力工程测量任务的需要。同时,为保证测量成果的可靠性,应定期对测量仪器进行校核。还要完善测量技术,当前电力工程规模目益扩大,施工技术精度要求越来越高。因而在电力工程的施工测量中,采用原有的测量方法和手段已无法满足现在工程测量的要求。电力工程测量的管理者要有发展的眼光,结合自身发展需要,尽早引进实用的新仪器,以提高电力工程测量质量,适应现代电力工程工程快速、高效、优质的施工需要。

2.3电力工程测量施工设计文件审查控制。进行测量定位放线的依据是土建及安装施工图和己获批准的测量基准点,根据提供可靠的测量基准点,测得相关设计数据,并与施工图一致,相关人员共同对定位放线数据进行图纸会审,检查建筑与安装施工图中同一物项相对位置关系描述的一致性,在设备安装定位过程中,还应审查设计指定的安装基准点相对位置关系是否满足电力工程系统的安装精度需要,否则有可能给设备安装带来严重不利影响,使前期测量工作功亏一溃。

2.4电力工程测量质量的控制。测量先决条件检查虽然消除了大部分影响测量施工质量的隐患因素,但测量施工现场的情况是在不断变化的,测量施工方案中制定的措施在实际执行过程中能否顺利实现,还会受到许多客观因素的影响,因此,在测量施工过程中,相关人员应进行跟踪检查,以确认测量方案及各种先决条件得到了可靠执行。测量施工的事后控制。测量施工控制网或施工定位放线测设完毕后,是否达到了精度要求,应对外业测量数据进行数据处理。对测量施工控制网技术书或定位检测资料进行检查。检查过程中应注意其数据处理方法是否得当,各项观测数据有无超差或误用情况,发现问题后应及时进行整改。对于可疑的数据,应进一步确认,并应到实地进行外业复查,以确保测量数据可靠,精度满足设计要求。提高测量工作人员的测量能力。在进行施工测量质量监控时,加强对施工测量的监控。对主要的施工测量放样,一定要复测,最好采用各种不同的方法加强校核工作。

2.5制定有关电力工程测量质量的相关制度。在电力工程测量时严格遵守相关的规章制度,确保工程测量质量。要做到逐步加强,实施在各个工程测量管理环节(测量成果交接、复测、施工过程检查等)也必须执行有关管理制度、办法,以规范测量作业行为,保证测量成果质量。

3.电力工程测量中应注意的事项测量前,要对在工程检测所用到的仪器,水准尺做一次全面的检查,以防在施测的时候出现不必要的问题。仪器安置稳,在选在位置时,要选择比较坚实的地方,三角架不但要踩牢,且高度要适合观测者身高,观测过程中不要触碰三角架。全站仪架头如果不水平连接螺栓斜会造成垂球线偏离度盘中心,影响对中精度。全站仪使用方法:对中,整平方法,对中稍松开连接螺栓,两手扶基座,在架头上平移仪器,从光学对中器中观察,直到测站点移至光学对中器的刻画圈内为止(对中误差小于3mm),再拧紧连接螺栓,若误差过大,可重新移动三脚架,直到符合要求为止。整平,转动照准部,使水准管平行于任意一对脚螺旋,相对旋转这对脚螺旋,使水准管气泡居中。水准尺要立直,防止尺身倾斜造成读数偏大,要经常检查和净尺底泥土,水准尺要立在坚硬的点位上(加尺垫、钉木桩)作为转点前后视凑数尺子必须立在同一标点上。塔尺上节容易下滑,使用时要检查卡簧位置,读数是否连续完整,防止造成尺差错误。了解水准尺的刻划规律,读数应由小到大,数值增加方向(不管上下,由小到大)。如果是倒镜,读尺要从上往下读数。

第5篇

关键词: GPS RTK测量技术 电力线路测量 定线测量

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

前言: RTK定位技术的崛起,是GPS定位技术的又一次重大突破,这项技术的应用使得线路航测的大规模落实路径测量和实时动态放位测量变为现实。GPSRTK应用于杆塔放位时,可取消传统航测放位中那些依靠体力(如上树摇旗呐喊、多次反复奔波)才能完成的串通直线及定线测量、桩间距离与高差测量等数道工序,而直接对每基塔位进行实时动态的放样测量,实现了一步法放样定位。这样,简化了工序,节省了大量人力、物力,总工效提高了2~3倍。另外,由于取消定线测量,就避免部分地物的拆除和大量树林的砍伐,保持了生态平衡,取得了良好的环境效益。GPS技术在电力工程中的应用已比较成熟。

一GPS RTK技术在电力线路测量上的特点

GPS可以提供精确的三维坐标,全天候作业,卫星信号覆盖全球,不受用户数量限制。在控制测量方面具有传统作业方法无法比拟的优势。特别是近几年来高精度的实时动态定位技术(RTK)的发展,GPS已能够实时地提供观测站点在任意坐标系中的三维数据,且达到了厘米级的高精度,RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。在RTK作业模式下,参考站通过调制解调器,将其观测值及站点的坐标信息与电磁波一起发给流动站。流动站不仅要接收来自参考站的数据,自身也要采集GPS卫星信号观测数据,只要能保持4颗以上卫星相位观测值的连续锁定和它们具有必要的几何图形强度,则测程在10 m以内的流动站可随时给出厘米级点位成果。全站仪集测角量边等功能于一体,在高大建筑物密集区,其灵活多样的导线也具有不可替代的优点。GPS RTK和全站仪组合测量技术实践证明,这种方法可取得高效的测量成果。

二GPS RTK实施原则及作业流程

1.1收集测区的控制点资料

首先收集测区的控制点资料,包括控制点的坐标、等级、中央子午线、坐标系、是常规控制网还是GPS控制网、控制点的地形和位置环境是否适合作为动态GPS的参考站。

1.2求定测区转换参数

GPS RTK测量是在WGS-84坐标系中进行的,而电力线路测量定位是在当地坐标或我国的北京54或西安80坐标上进行的。这之间存在坐标转换的问题。GPS静态测量中,坐标转换是在事后处理时进行的。而GPS RTK是用于实时澳4量的,要求给出当地的坐标,这使得坐标转换工作更显得重要。坐标转换的必要条件是:至少3个以上的大地点分别有WGS-84地心坐标和北京54坐标或西安80坐标,利用转换模型解求转换参数。此参数控制线路一般为30km左右:一套转换参数控制一段线路,以转角为分段点。

1.3野外作业

将基准站GPS接收机安置在参考点上,打开接收机,输入精确的北京54坐标和天线高度,基准站GPS接收机通过转换参数将北京54坐标转换为WGS-84坐标,同时连续接收所有可视GPS卫星信号,并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去。流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据,进行处理后获得流动站的三维WGS一84坐标,最后再通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS一84转为北京54坐标。接收机还可将实时位置与设计值相比较,指导放样到正确位置。(GPS RTK 测量技术及其在电力线路测量中的应用方法研究)

三 GPS RTK技术在电力线路测量中的应用

(一)工程概况:电压等级为110kV,线路全长约11公里。沿途地形地貌90%地区属于农田地,其余10%位于蔬菜大棚及居民区,地形较为平坦。本工程在城区边,所以全线交通较为便利。工程交叉跨越电力线路、公路多,比较复杂。

(二)测绘项目及工作量:布设定线定位基站点2个,终勘定位架空送电线路长度为11km,横1/5000、纵1/500线路平断面图11km。

(三)工程主要技术措施:本线路全线采用GPS RTK技术直接测取线路坐标,计算耐张段的长度和转角度数及进行平断面测量。

1.外业数据采集的主要技术要求:卫星截至高度角l5。,同时观测有效卫星数≥4颗。

2.GPS RTK线路定线与定位:本工程外业分3个阶段进行:选线、定线+断面、定位。

(1)选线:采用GPS RTK测量方法进行。具体方法如下:线路起点的构架和终端由设计人员现场指定,并用GPS RTK测点功能测量了其坐标和高程,记录到测量手簿的内存里。根据初勘的路径和设计人员的要求,将沿线路径方向的受控点,危险点测量出来并记录存储于测量手簿内,然后用设计方初定的转角坐标和已定的转角坐标建立直线,利用手簿上的COCO菜单功能计算危险点到直线的距离及重要交叉跨越的交角及设计人员所需要的数据等,根据计算结果逐段调整了线路的走向和转角位置,尤其是对跨越村庄和房屋的地方反复进行了调整,最终直到整条线路方案的成立。终点的构架由设计方提供变电所的总平面图放样得出。

(2)定线+断面:采用GPS RTK测量方法同步进行。首先用选好的前后转角建立直线,然后利用GPS RTK测量的放线功能放样出直线,进行了平断面测量和定线桩测量。其过程按照本工程的《工程测量勘测技术大纲》严格执行,尤其是在对排杆塔有影响的地方予以了仔细测量,并对不宜立塔的位置在平面图上予以了标注;线路通过果园、林带、农作物和经济作物时,实测了其边界,并注明了树种和高度。对10kV以上等级交叉跨越的线高,用全站仪按照一个测回测量了垂直角及计算线高。对中线或边线跨越杆塔顶部时,也施测了杆塔顶部高程;对左右杆不等高的跨越线路还测量了跨越线的左右边线线高;对跨越和接近房屋时,测量了房屋的平面位置和屋顶高。当更换基站时对上一站一、二个桩位进行了重复测量,两次测量的平面坐标点位较差和高程较差最大值分别为±0.020m和±0.019m,均小于±7厘米的精度要求。

(3)定位:采用GPS RTK测量方法进行,利用设计方提供的杆塔定位图,打印出A3图幅的定位草图。在工地现场对照草图的预排杆塔位数据进行杆塔位的实际放样工作,由设计人员和地质人员在现场确认后,可以对排位数据进行调整,逐基采点,GPS自动记录点位信息。放样杆塔位的同时对现场断面危险点和交叉跨越点进行了检核,并根据塔位各塔腿高差以及设计要求测量塔基断面图。定位工作结束后将实测杆塔位标注到断面图上,检查高程,断面图上的高程和检测高程最大误差为±19cm,小于±30cm,满足《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》中6.2.6的有关要求。

四 结束语

GPS RTK技术具有快捷、精确、操作简便等特点,特别是其定位、定线等功能显示出较强的优势,被广泛应用在输电线路勘测中。通过对上文的探讨,认识到GPS RTK测量技术在电力线路勘测中的应用,基本实现了数据信息处理的自动化、智能化,能进一步提高测量作业效率,大大降低了劳动强度,节省了测量费用,使勘测工作变得更加容易,对电力线路勘测手段和作业方法产生了突破性的变革。因此,GPS RTK在电力线路测量市场有着广阔的应用前景。

参考文献:

[1]徐绍锉.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技

大学出版社,1998.

[2]周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].

北京:测绘出版社,2004.

第6篇

关键词: 电阻测量法 电力拖动控制线路

学习《电力拖动控制线路与技能训练》除了电气元件的认识外,主要包括线路安装和线路故障检修两大部分。在实操训练中,电路安装完后的检查以及机床控制线路故障的检测方法有多样,常用的有电压测量法、电流测量法和电阻测量法。虽然电压测量法和电流测量法都有快速、准确的优点,但由于要带电测量,在实际操作中学生存在触电的恐惧心理,多数学生都不用。相反电阻测量法则断电操作,学生觉得安全而大受欢迎。下面就讨论电阻测量法在电力拖动控制线路安装和故障检修中的应用。

一、在电力拖动控制线路安装完成后自检中的应用

控制线路安装完后不少的学生会立即到试验台处通电,但又怕通电失败,通电不成功(特别是电路出现短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反复多次后严重挫伤学生的进取心和学习积极性,这种现象是由于学生对电路的工作原理不熟悉造成的。解决的办法是先要求学生多识读电路图、分析电路的控制原理,同时掌握基本的测量方法。电路安装完后先在原位用电阻法进行自检测量,下面以接触器联锁正反转控制线路为例来讲解,电路图如图1、接触器选择CJ10-20。

安装前测量各元件是否完好,坏的要修理好,修不好的要更换新的,同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻,具体的数值不同型号的接触器有较大有差别,如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000Ω、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。首先,用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3,应该是电阻为0Ω,若不导通,则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好,然后才能进行下面的自检测量。万能表选用合适的档位,档位过大使示数太小、误判是短路,档位过小使示数很大、误判为开路,严重会影响到测量的准确性;一般选择×10Ω档或者×100Ω档。在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点(或是FU2的出线点0、1两点),按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作,根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开,从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行,把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点,万用表的读数指示为∞(如果电阻为0Ω,则电路存在短路;如果电阻为2000Ω或1000Ω则有可能是自锁触头或启动按钮接错)。

(一)控制电路的检查(电路正常的万能表示数)

1、按钮功能检查

(1)正转控制检查:

按下启动按钮SB1万能表指针读数指示约2000Ω(正转控制接触器KM1线圈回路接通)。

1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(正转控制接触器KM1线圈回路被切断)

2)此时松开SB3,同时按下SB2万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

(2)反转控制检查:

按下启动按钮SB2万能表指针读数指示约2000Ω(反转控制接触器KM2线圈回路接通)。

(1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(反转控制接触器KM2线圈回路被切断)

(2)此时松开SB3,同时按下SB1万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

(3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

2、自锁各互锁检查

(1)正转控制:

按下KM1触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM1线圈控制回路被切断),则自锁正常。

2) 松开SB3,同时按下KM2触头支架万能表指针读数指示约∞(KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断),则互锁正常。

(2)反转控制:

按下KM2触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM2线圈控制回路被切断),则自锁正常。

2) 松开SB3,同时按下KM1触头支架万能表指针读数指示约∞(KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断),则互锁正常。

(二)主电路的检查

主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行,主要目的是为了检查主电路是否存在短路。在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小,一般在10Ω以下,电阻档应该选择×1Ω档。接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作,同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻,电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。若出现电阻为零,说明主电路出现短路;如果出现电阻较大或∞,说明主电路存在接触不良或开路。

在图1电路中,假设电动机M的绕组是形连接,每相绕组电阻为5Ω,测量步骤如下:

1.按下KM1触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;

2.按下KM2触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;

第7篇

关键词:精密单点定位;GPS;电力工程;应用

全球定位系统在水利、海航、电力物探、交通等领域得到了极大程度的应用,GPS具有全天作业,精度高,仪器操作方便,全天作业等特点。

一、GPS精密单点定位测量概述

改革开放的浪潮推动了GPS定位系统的发展。GPS定位随着科技的发展有了很大的进步,但勘测和导航定位对精测量的要求不断提高[1]。实时动态差分定位技术应时而生,它有效的提高了测量精度,它的定位精度甚至可以达到厘米。虽然实时动态差分定位的精度提高了,但是它的缺点也显而易见,它的定位距离较短,难以得到广泛的应用。所以GPS精密单点定位便横空出世,它的操作简单,单点定位只需一台GPS接收机,并且它的范围还很广。

二、GPS精密单点定位测量的特点

第一,GPS精密单点定位与传统定位的比较。传统的单点定位测量技术原理是卫星轨道参数与测码伪距观测值共同作用定位得到的,传统的单点定位是单机操作不需要其他设备,并且传统的单点定位测量对所测得的数据没有进行误差处理,误差可能很大,严重的甚至会导致一项工程的失败,传统的单点定位测量定位法操作方便,工作起来更为灵活,但其定位精度在10m左右导致应用的范围受到了限制,不能应用于地势险峻的地方,应用范围狭窄,只能应用于一般的资源调查。GPS精密单点定位测量技术原理相比较与传统的单点定位测量技术更科学合理[2]。并且一个接收机可以到达周围任何地方,而且还可以精确定位,遇到险峻的地理环境也不惧怕,更安全方便,保证了数据的精确度和准确性,在定位的精度上GPS精密单点定位精度是cm级单位,相比较与传统的单点定位测量精度更高。通过以上对比,显而易见的是GPS精密单点定位比传统的单点定位测量更精准,更有效,它使不可能变为可能,有效的促进了我国工业的发展,尤其是电力工程测量中的实际应用,具有重大影响。

第二,GPS精密单点定位的数据处理。国际上精度单点定位软件比较高的主要有瑞士伯尔尼大学的BERNESE软件、德国地学研究中心的EPOS软件、美国JPL的GIPSY软件。而我国精度单点定位软件比较高的是Trip。采用Trip1.1软件对静态的观测数据进行以下检测:第一步是数据预处理。如果要计算天线相位中心的话,首先需要收集运行站的数据,然后再进行数据标准化,数据标准化就是对连续运行站数据、观测点数据进行数据处理,这是数据的预处理。第二步基线解算[3]。首先要求待定点先验坐标,这可以通过连续运行基准站求得,解算基线首先需要气象模型对标准气象进行改正然后才能得到满足坐标约束条件。第三步GPS网平差。分析平差结果需要对全部基线统计检验,已知点是连续运行的基准站,然后进行三维约束平差。

三、GPS精密单点定位在电力工程测量中的实际应用

电力工程施工内容很多,像变电站的施工、输电线路的施工、发电厂的施工等,它施工涉及范围广,困难性大。尤其是当涉及到地势险峻的地方,像悬崖,高山,激流等,在这些地方进行电力工程的测量是十分有必要的。因此在电力工程施工前,需要进行电力工程的测量。在计算、测量的过程中GPS精密单点定位技术能够极大地降低工作强度,减少时间的浪费,使工程进度能够按时有效的完成。GPS精密单点定位技术只要有一个起算坐标,便可以通过技术分析得到国家级控制点,传统的数字化测图也能得到国家级控制点,两者互相比较、调整、验证。这样数字化地形图便更为准确的得到了[4]。而且它和国家级控制点一致。它的优点也同样突出,它能够极大的降低工作人员的工作强度和工作量,使人力物力的投入减少,但它的灵敏度、准确度却不会降低,反而得到了很大的提高。保证了电力工程能够按期完成,提高了效率。

第一,GPS精密单点定位在输电线路工程测量中的应用。在特高输电线路的工程测量中需要航外工作,测量输电线路的初设路径便是其主要任务之一,测量完输电线路的初设路径后需要进行对航测的成果外控,如果要测量测量区域的首级控制点需要的便是GPS精密单点定位测量技术,将首级控制点当成起算坐标。

需要注意的是:第一点观测方式应为静态观测,同时观测像控制点、首级控制点的时间应大于等于6h。第二点:首级控制点在工作区域内要均匀的分布,并且控制点应该大于等于3个,这样可以使每一个首级控制点的利用率得到最大程度的发挥,减少损失率,达到利益的最大化。

第二,GPS精密单点定位在发电厂、变电站控制测量中的实际应用。伴随着国家政策的实施和改革开放的发展,火种时代早已消失,电已经成为了人类社会必可缺少的东西,人们的日常生活和工厂的机械运作都离不开电,因此大力发展电力工程便是时展的潮流。但是在发展电力的路上首先需要寻找国家级控制点,只有找到了国家级控制点,测量人员才能利用比例尺进行实地测量,只有这样才能建造测量区域的控制网[5]。困难的是国家级控制点的寻找,高原地区电厂测量尤其困难,更不用说国家级控制点的寻找。但是人类是最为聪明的灵长物之一,所以GPS控制网便产生了,它很好的解决了这一问题。通过GPS精密单点定位,起算坐标便可以通过它得到。l电厂,高原地区的发电的最大难题也得到了解决,促进了这些地区的经济发展。

结语

GPS精密单点定位测量先进的技术手段使它区别于传统单点定位测量技术,并且GPS精密单点定位具有的优势是十分出众的,在电力工程测量工作中,它提高了测量效率,增高了准确度,减少了工作人员的劳动强度。促进了电力的发展,是人类进步史上的里程碑,相信在未来GPS精密单点定位测量依然很重要,但是GPS精密单点定位测量需要改进的方面还有很多,它的技术还有待进步,这更需要我们国人攻坚克难,而且GPS的应用很多,需要我们认真的去探索。虽然以后的探索之路会很困难,但不可否认的是,困难既是机遇又是挑战。科学技术的进步使它在电力工程中得到了有效的利用,促进了电力行业的发展。

参考文献:

[1]任龙.基于GPS精密单点定位的城市工程测量应用研究[J].科技创新与应用,2016,1(30):287-287.

[2]柏春岚.GPS精密单点定位在航空摄影中的研究[J].科技广场,2016,4(8):33-36.

[3]赵琳,张胜宗,李亮,等.BDS/GPS精密单点定位的改进方法研究[C]中国卫星导航学术年会.2016.52-60.

第8篇

1 电力系统

1.1 电力的发展

电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70 年代,电力的发明和应用掀起了第二次工业化。成为人类历史18世纪以来,世界发生的三次科技革命之一,从此科技改变了人们的生活。20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一,是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力,再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。电力业的发展,给人们的生活带来了许多便捷之处。现如今,我们已经离不开电力业。

1.2 电力系统的概述

电力系统是指通过电力网连接在一起的发电厂,变、配电站以及用户电气设备的总体称为电力系统。电力系统包括:发电机、变压器,高、低压架空线路配电装置以及各种电力、电热、照明等用电设备。在电力系统中,主要分为发电环节、输电环节、变电环节、配电环节。对于电力系统的特点,主要是担负生产、分配电能的,电能的生产,供给、分配和消费是同时进行的。电力系统的生产必须保证连续性和平衡性。就是说,在电力的供、需过程中,要求始终保持功率的平衡,始终保证不间断的供电。电力系统的生产要具有先进性,在国民经济发展中电力生产应该先行,没有充分的电力工业的发展,国民经济的发展是不可能的。电力系统的集成统一调度使得供、用电之间的关系密不可分。

1.3 电力系统的要求

1.3.1供电可靠性 用户要求电力系统有足够的可靠性,特别是连续供电,用户要求电力系统能在任何时间内都能满足用户用电的需要,即便在电力系统中局部出现故障情况,仍不能对某些重要用户的供电有很大的影响,因此,为了满足电力系统的供电可靠,要求电力系统至少具备10 %~15 %的备用容量。

1.3.2保证合格的电能质量 供电质量的优劣,直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运行,对国民经济的发展也有着重要的意义。无论是供电的电压、频率以及不间断地供电,哪一方面达不到标准都会对用户造成不良后果。因此,要求电力系统应确保对用户供电的电能质量。

1.3.3 要求电力系统安全、经济、合理地运行 电力系统应该安全、经济、合理地供电,这同时也是供、用电双方要求达到的目标。为了达到这一目标,就需要供、用电双方共同加强运行管理,做好技术管理工作,同时还要求用户积极配合、密切协作,提供必要的方便条件。

1.3.4 电力系统电力网运行调度的灵活性 对于一个庞大的电力系统和电力网,必须做到运行方式灵活、调度管理先进。只有如此,才能做到系统的安全可靠地运行。只有灵活的调度,才能解决系统局部故障时,检修的及时,达到系统的安全、可靠、经济和合理地运行。

2 电压测量仪

2.1电压测量仪的概述

电压测量是电子电路测量的一个重要内容,在集总参数的电路里,表征电信号能量的三个基本参量是电压、电流和功率。但从测量的观点来看,测量的主要参量是电压,因为在标准电阻两端若测量出电压值,那么就可通过计算求得电流或功率。此外,由于测量电压较为方便,诸如失真度、调制度等电压的派生量通常也通过测量电压获得其量值,有时对于温度、压力等非电量也都常被转化为电压进行测量。因此,电压测量是其他许多电参量测量的基础,而电压测量仪器则是电子测量仪器中最基本、最常用的仪器之一。在电气系统中占有重要的作用。

2.2电压测量仪的分类

2.2.1模拟电压表 模拟电压表常以磁电式电流表作指示器显示测量结果,其测量准确度和分辨力不及数字电压表,但其具有结构简单,价格便宜,频率范围宽等优点。模拟电压表按工作频率分类,可以分为超低频、低频、视频、高频、或射频和超高频电压表。按测量电压级别可以分为电压表和毫伏表,按电压测量准确度等级分类分为九个等级。如果按刻度分,可以分为:线性刻度、对数刻度、指数刻度和飞线性刻度。

2.2.2数字电压表 数字电压表采用数字形式输出、直观显示测量结果,除具有测量准确度高、速度快、输入抗阻大,过载能力强,抗干扰能力强和分辨力高等优点外,还便于和计算机及其他设备组成自动测试仪器和系统。数字电压表一般按功能分为直流数字电压表和交流数字电压表。直流数字电压表按转换器的转换方式可分为比较型、积分型和复合型直流数字电压表。交流数字电压表按变换原理可分为峰值型、平均值型和有效值型交流数字电压表。

3 应用的意义

电力能源已经是我们生活不可或缺的重要能源。电力系统的有效利用,能够更好地完善我国发电业的输出工作。电力业的发展是国民经济发展中最重要的基础能源产业,是国民经济的第一基础产业,是关系国计民生的基础产业,是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。作为一种先进的生产力和基础产业,电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。电力行业的飞速发展,离不开电力系统的有效配合。在电力系统中,电压测量仪的应用起着重要的作用。

第9篇

关键词:变压器;高压试验;方法

中图分类号:TM41 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)35-0111-01

电力变压器高压试验是保障电力系统安全运行的必要措施,但是电力变压器高压试验的过程存在一定的风险性,所以在进行试验之前必须综合分析试验中所需要的条件、试验方法以及试验内容。在电力变压器高压试验过程中影响试验结果的因素也有很多,为了使试验结果精准和试验过程安全,在试验过程中要做好符合相关电力变压器试验的规范要求,同时对检验结果进行分析,确定该电力变压器的性能符不符合国家规定的相关运行指标,对其作出科学的判断。

1 电力变压器高压试验的条件及方法

1.1 电力变压器高压试验的基本条件

在进行电力变压器高压试验时,应合理控制其试验条件,严格控制试验室周边环境,保证试验过程规范、安全,其高压试验条件为:

①选择合理的试验温度,其最高温度不能超出40 ℃,最低温度不能低于-20 ℃。

②试验的最适宜温度多是在25~30 ℃,相对湿度不能高于85%以上。

③严格控制试验环境,控制影响电力变压器绝缘性能的化学性积尘、污垢、气体等因素,试验过程中由于化学积尘、污垢以及气体等因素会导致变压器绝缘性能降低。

④为保障试验的安全性,在电力变压器试验过程中要提供足够的分压电阻。因此,应该在高压回路中串联限流电阻,禁止在超出试验规定的高压状态下进行电力变压器断合操作,以防随着电压升高对变压器造成损坏。

⑤在电力变压器高压试验中,要严格按照有关标准控制试验内容,确保整个试验过程设备保持良好的散热性。

1.2 电力变压器高压试验的方法

①在进行电力变压器高压试验时,应依据电力变压器所提供的接线原理图连接引线,做好电力变压器及控制箱接地工作,保证其接地安全性与可靠性。

②在正式进行电力变压器高压试验之前,应安排工作人员进行各部分接线状况检查,保证其接触状态良好,检查控制箱调压器,保证调压器处于“0”位上。

③接通试验电源,当电源绿色指示灯亮起后按下启动按钮,在红色指示灯亮起后,等待升压作业;以顺时针方向为准,工作人员均匀旋转控制箱中调压器手柄,缓慢升压,在升压过程中应密切观察仪表指示变化情况。

④在电力变压器高压试验内容进行试验过程中,试验人员需要慢慢地控制调调压器并且认真观察仪表的变化。

⑤在完成高压试验后,要将电压调整到零位,之后要及时按下停止按钮,并将电源切断,拆开试验连接引线。

2 电力变压器高压试验内容

为了充分验证电力变压器运行性能是否稳定,确保高压试验结果准确性、真实性,应按照相关操作规范进行合理的试验内容,同时要保证试验过程科学。目前我国的电力变压器高压试验主要包括以下内容:绝缘电阻测量、泄漏电流测量、局部放电试验、变压比测量以及介质耗损因素测试几方面。

2.1 绝缘电阻测量

绝缘电阻测量属于电力变压器高压试验的重要内容也是最为简单方便的预防性试验项目。通过进行电力变压器绝缘电阻测量试验,测量出变压器绝缘性能、热老化程度以及受潮程度等。变压器绝缘吸收比与温度变化之间的关系十分紧密,如选择110 kV高压侧电压、容量为31 500 kVA电力变压器进行绝缘电阻测量作业,当环境温度度为35 ℃时,干燥绝缘吸收比在达到极限后会出现下降,受潮绝缘吸收比则会出现不规则变化。所以,在进行变压器绝缘电阻力测量作业时,需要提供一个适宜的试验环境,保证测量出来的数据准确真实。

2.2 泄漏电流测量

泄漏电流测量需要在试验前做好准备,例如要提前了解仪器的使用方法和对于仪器操作过程中的规范等,才能保证试过程安全,测量结果准确。泄漏电流测量是通过测量仪器设备来实现的,试验时使用带有显示数据的仪表对泄漏电流进行测量,并且把电压控制在不高于2.5 kV的条件下。另外,由于测量仪器的额定电压低于电力变压器额定工作的电压,会出现测量泄漏电流结果不精准的情况,对此笔者通过试验操作,认为可以采用加直流电压的试验方法,从而获得更加比较精准的结果。在试验过程中一旦出现变压器的泄漏电流比低压情况下高的现象,则说明电力变压器的高压绝缘电阻小于低压绝缘电阻,即高压变压器的绝缘性能不符合要求,需要进行维修更换,否则对试验安全性和准确性都带来不利影响。

2.3 局部放电试验

该测量方法有两种:

①局部放电测量法,这种方法是选择工频耐压为预激磁电压,通过降低变压器局部放电试验电压来实现测量变压器局部的放电电压,整个试验过程要控制在10~15 min内。

②利用预激磁电压来实现降低变压器局部放电试验电压测量,这个过程为1~1.5 h,这种方法可以测量出变压器长期工作电压下是否能够在局部放电,反映出电力变压器能否安全稳定地运行。

2.4 变压比测量

变压比测量有许多方式,但是一般采取电压表法或变压比电桥法进行电力变压器变压比测量。其中变压比电桥法应用效果较为优良,测量结果不会由于电压的不稳定出现偏差,与其他测量方法相比,变压比电桥法的测量精度较高,安全性突出。

2.5 介质损耗因数测量

介质损耗因数测量的主要是通过测试出介质损耗因数的大小,反映出变压器的绝缘性能。介质损耗因数测量是电力变压器高压试验中的检验内容之一,能反映变压器的工作状态。在变压器正常运行的情况下,介质损耗因数会讲变压器介质的损耗程度有效地呈现出来,为试验人员提供介质损耗因数分析变压器整体的绝缘情况。

3 电力变压器高压试验的必要安全措施

电力变压器高压试验是在高压下进行的,这就要求试验人员要对安全问题非常重视,如果人体与高电压设备距离小于一定的安全距离就会发生出点,引发人身伤亡事故。由于错误连接试验电路或错加试验电压也会导致试验设备损坏。为了避免意外发生,试验人员一定要高度重视安全问题,做好以下安全技术措施:

①在做高压实验前,要充分做好准备防止意外事情的发生,拟定好试验方案。试验过程中要严格按照《电力安全工作规程》等相关的法律法规来办事,严禁超出国家的规定范围。在高压实验之前要拉好防护网,引线四周,还要在网上写上“高压危险远离此处”等文字,以此警示外来人员。还要安排人员来监管高压重地,严禁非工作人员入内。

②进行高压实验工作必须要有两人甚至两人以上共同配合,才能开始作业。并且选择其中有经验的人作为带头工作者和整个试验的安全负责人。为确保试验能安全有序地进行,在实验前要进行合理的分工,明确具体的注意事项,一旦出现对实验地点和环境不熟悉,以及实验标准不明确或对工作不明确,都不能开展工作。

③高压实验的接线员一般是由资历比较浅的员工负责,之后由总负责人全面检查、检查接线是不是安全无误,安全措施是不是恰当,检查完成后要把所有人撤离到安全防护网之外,然后发出各就位的号令,方可视为检查完毕。

4 结 语

电力变压器高压试验安全第一,要求试验人员要高度重视试验过程的安全,同时要确保试验结果的准确,要达到这个要求必须合理控制高压试验条件,严格按照规范要求进行试验,这样才能顺利地得到精准的试验数据。

参考文献:

[1] 宗晓丹.电力变压器高压试验探讨[J].科技与企业,2014,(5).

第10篇

【关键词】电力勘测;CORS技术;线路测量

CORS技术是在应用了多基站网络的实时动态差分法技术所形成的一种新的技术,结合了卫星定位、计算机网络和数字通信等多个方面的高科技信息技术,可以实现对定位、导航和气象等相关问题的有效处理。本文主要分析CORS技术在电力勘测工程领域中的有效应用,分析CORS技术在电力勘测工程领域中的发展前景。

1 简述CORS技术技术

1.1 CORS技术的工作原理

CORS技术主要是指连续运行的卫星定位系统,在电力勘测工程的测量过程中具有良好的应用效果。连续卫星定位系统的构成元素,包括一个或者多个全球卫星导航系统参考站。并且,这些参考站都是处于连续运行或者固定运行状态的。连续卫星定位系统融合了电子计算机管理功能、联网功能和数字通信功能,可以不间断的运行一整天,实现自动检测,提供不同类别、要求和层次的信息数据。CORS技术的运行过程中,可以实现跨领域服务。而不是仅仅局限在测绘部门或者设站单位中。在不同的工作领域中应用CORS技术,不仅可以满足用户实时性方面的要求,还能为用户提供动态差分法、动态处理法、静态动差分法和全球差分定位系统等技术处理之后的数据,并且保证处理数据具有较高的精确度。

1.2 CORS技术的作用

CORS技术还可以实现对用户不同要求精确度的区别和考量,为用户提供不同等级的数据,包括米、厘米和分米等。在CORS技术的应用过程中,具有比较广泛的测量范围和比较高的工作效率,得到了广泛的应用。而且,CORS技术只需要投入一次资金,就可以长时间获取收益,逐渐成为我国城市建设基础发展中一项重要的技术方法。另外,CORS技术为用户提供稳定和统一的坐标系,提高了测量数据的准确性,保证了测量专业的一致性,有效的降低了出现系统误差的几率,提高了测量工作的效率。

2 CORS技术在电力勘测工程中的应用

电力勘测工程的主要工作是实现对电力线路的勘测,应用CORS技术主要体现在选线、定位、定线和断面的勘测4个方面。相对于传统的电力工程勘测技术,CORS技术的电力勘测工作效率更高,降低了电力勘测工作的难度和强度,提高了电力企业的经济效益,增强了电力企业的市场竞争力。

2.1 电力工程选线勘测的应用

在电力工程的勘测过程中,实现对电力线路的勘测,可以应用CORS技术先对电力线路的选线进行勘测。电力线路选线的勘测,主要是指按照电力企业事先预定好的电力线路设计方案,依次实现对电力线路起点、转点和终点的测量。在电力线路的选线勘测过程中,CORS技术的应用,可以把各个测量目标的坐标在电力线路的设计方案中精确、简洁的进行标识,实现对电力线路的精确定位。

2.2 CORS技术应用中的定位勘测

电力线路的定位勘测,主要是指如果在勘测的过程中,技术人员不能确定直线两端目标点的坐标数值,可以应用CORS技术实现对直线两端目标点相关数值的测量;如果技术人员已经掌握了电力线路建设中所需要的坐标值,可以直接对数据进行使用,以直线作为一条参考的基线,按照电力线路中规定的间距,应用CORS技术实现勘测,获取各个电力桩的地理坐标,为电力线路的建设奠定基础。

2.3 电力工程的定线勘测

定线勘测是电力工程勘测工作中的一项重要工作内容,主要是精确的测量出电力线路中心线上的各个点,一般的测量方法是直接或者间接定线。直接定线的作业方法,主要是指在平坦的电力工程勘测区域,采用正倒中分的定线方法;间接定线的作业方法,主要是指技术人员在存在一定障碍物的电力工程勘测区域进行电力工程勘测的时候,采用“等腰三角形”、“矩形”和“等边三角形”等定线方法。但是,这些勘测方法具有一定的局限性,而且测量数据的精确性也得不到保证。应用CORS技术进行定线勘测,可以不用保证点和点之间的通视,极大的降低了电力线路勘测过程中,大型建筑物、树木和农作物等障碍物对勘测工作的影响,便于实现对电力线路方向的有效控制。例如,在电力工程的勘测过程中,对2个转角桩进行勘测之后发现,是2个直角桩,如果技术人员掌握了2个转角桩的坐标,就可以对坐标数据进行直接的应用;如果技术人员不清楚转角桩的坐标,就可以应用CORS技术测量转角桩的坐标;然后,将转角桩假设为是直线上的一个点,把所得的直线作为测量的参考线,设置直线桩的间距;最后,应用CORS技术实现对计算结果的有效处理,技术人员就可以获得直线桩的位置坐标。

2.4 应用CORS技术的断面勘测

电力工程中的断面勘测,主要是指对电力线路中沿线路的两侧线和中心线的方向进行测量,或者是测量出电力线路竖直中心线方向的地形变化特征等。电力断面的勘测,分为边线断面的勘测、风偏断面的勘测和中线断面的勘测等。电力勘测人员在实现断面勘测的时候,测量的工作包括纵断面的勘测和横断面的勘测。纵断面的勘测,主要是指沿线路的两侧线和中心线的方向进行的测量工作;横断面的勘测,主要是指沿线路竖直中心线方向进行的地形变化特征的测量工作。在实际的测量工作中,横断面的测量主要是指勘测断面的高程和地貌特征,还包括对输电线路和各个特征点之间距离的测量。应用CORS技术勘测电力线路的断面的时候,一般情况下是与电力线路的定线勘测作业同时进行的。所以,不需要再另外设置基准站。

3 CORS技术在电力勘测工程中的发展前景

我国社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,加快了我国信息化建设的进程。计算机技术和通信网络技术的迅速发展和广泛应用,为CORS技术的发展和应用奠定了良好的基础。目前,我国的高铁、公路和电力等不同的工作领域都对CORS技术进行了一定的应用,获得了良好的应用效果。在科学技术的进步中,不断的挖掘CORS技术的特点和优势,可以在更多的方面发挥重要的作用。在电力工程中实现对CORS技术的有效应用,还可以在电缆布设、配电网规划等方面实现,促进了我国电力工程的建设和发展。

4 总结

人们生活水平的不断提高,对电力供电需求也逐渐的增加,电力工程的建设数量不断增多,建设速度不断加快,促进了我国电力行业的迅速发展。电力工程勘测是电力工程建设中的重要组成部分,应用CORS技术具有良好的作用,提高了电力工程建设的质量,适应了人们的供电需求,促进了电力工程的建设和发展。

参考文献:

[1]张晓章.CORS系统及其在电力线路测量中的应用Ⅲ.水力水电快报,2010(06).

第11篇

关键词:GPS;电力计量;管理系统;电力系统

中图分类号:TM73文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0271-01

GPS全称为Global Positioning System(全球定位系统)。所谓GPS技术是利用人造地球卫星来精确测量定地面点位置及其随时间变化状况的一整套方法和理论技术。20世纪末,各国开始利用GPS进行定位测量,目前,作为测量工程领域中的一种重要的测量定位手段,在工程建设的各个阶段,都可以见到GPS定位技术的应用。随着GPS技术基础理论及其设备的进一步发展和完善,GPS定位技术在测量工程领域的应用将更为广泛和深入。在电力行业中,我们可以利用GPS提高电力抄表工作人员的工作效率、确定抄表电力工作人员的地理位置,以及帮助电力工作人员实现正确的导航[1]。

一、GPS技术特点

GPS系统具有高精度、多功能、高效率等特点,因此,在GPS系统建成后其发展速度是十分迅速的。GPS卫星、地面监控系统,以及用户部分组成了GPS系统。我们通常所说的用户部分就是GPS信号接收机,GPS卫星可连续向相关用户传送数据,在传送数据的同时也可以接收来自地面监控系统的各种信息。用户用GPS接收机来测定从卫星到GPS接收机的距离,用户的位置可以根据卫星所观测的空间位置信息求出,从而进一步推算出用户的运动速度。观测站点之间的不可见完全不影响GPS的通信,只要保持观测站点上空没有遮挡物,就能保证信号的传输,从而不会影响数据的测量。因此,可以根据光速传输的相关原理,求出卫星与大地测量点之间的距离,尽量避免工作人员地表测量时人力、物力的浪费。由于无需点与点之间的相互可见,点与点之间的位置可以根据需要合理布置,这样就省去经典测量中的相关测量工作。GPS定位技术其相对定位精度在五十千米以内时可达微米级,在三百到一千五百米的工程定位测量中,一小时以上观测的数据平面误差小于一毫米。目前,GPS在测量工程领域的各种应用足以满足实际对定位测量的精度要求。传统数据测量过程中,平面数据和高度数据采用不同的方法分别测量,而GPS测量在精确测定观测点的平面位置数据时,还可以精确测定观测点的高度数据。GPS定位观测可以在全天二十四小时内的任何时间、地点连续进行,且不会受大气状况的影响[2]。

二、GPS在测量工程中的应用现状

GPS设计之初的主要目的是使GPS系统能在陆海空三大领域内提供实时、全天候的全球性的导航服务,以及其它相关的一些应急通信。但是随着时间的推移以及技术的不断发展,GPS系统不仅能够达到军事上的灵活运用,而且在相关工程测量中还能够达到毫米级的时间和距离测量精度。近年来,工业和电力能源等各部门都引进了GPS接收机,促进了相关部门业务高效的开展。对于测量绘图领域,GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的大地测量控制网,测定全球性的地球动态相关参数,用于监测地球板块运动的相关信息。总之,GPS技术已发展已经深入到多个领域,在多模式的发展方式下,实现了多用途发展。随着新时代科学技术的不断发展,各行业技术的相互交叉不可避免,技术发展的相互渗透只会不断加深,因此,GPS卫星技术的应用也将逐步普及到生活的各个方面。

三、GPS在电力计量管理中的运用

(一)系统构成及特点

考虑山村地形环境的复杂,以及通信的质量较差,以及依据电力公司用户管理系统中的相关数据,电力计量管理系统可以由监控中心、网络中继站、GPS基准站和移动远端等部分组成。用户电表的三维坐标信息,可以根据电费管理系统中的相关数据获得,通过地理信息系统设计出最佳抄表路径。相关信息可以嵌入到GPS模块中,利用便携式单片机,任何抄表工作人员都可以借助GPS导航系统在最短的时间内,找到每一套电力计量装置。这样工作人员就可以根据已有的相关信息数据,选择最合理的路线抄取电表度数,从而提高了工作效率。其中移动台可以是多个的,而电力工作抄表人员配置的相关芯片就是各移动终端。监控中心是系统的核心,系统可以实时接收移动终端的位置信息。监控中心的电子显示器可以结合工作需要,实时显示抄表人员的运行位置。整个系统的数据处理、分析,以及储存等工作都在监控中心实现。GPS基站是为了提高系统的监控精度而设置的,一般情况下,为便于供电管理,GPS基站与抄表工作人员之间的距离应控制在一定的范围内。

(二)系统的主要功能

电力抄表员工管理主要涉及工作人员的运行轨迹路线是否正确,要求实时监控,从而控制抄表人员工作质量。系统采用GPS技术,工作人员的平面位置的运行速度都可以控制在一定的精度范围内,而在高程方向上,只要移动远端至基准站之间的距离控制在一定范围,通过选择高性能合适的GPS接收机,就能够把高程数据的精度控制在合理的范围内。居民地址信息数据位置采集和录入的工作量是巨大的,需要组织专门的工作人员采集数据。地理数据录完后,就可以根据采集的信息制成电力用户位置信息地图。抄表工作人员可以根据地图信息以及自己所处的位置来选择正确的道路方向,从而避免时间的浪费。

四、结语

GPS定位监控系统,给电力抄表工作人员提供了有效最短路径的选择,实现了抄表电力工作者的高效工作。在电力工作人员管理方面,通过GPS数据监控,可以明确抄表人员的工作动态,确保工作人员工作到位。随着GPS技术发展的逐步完善,以及GPS相关设备成本的降低,因此,应用GPS技术来解决电力系统抄表员工的最短路径选择和电力工作人员管理等问题上,有着较好的应用前景。

参考文献:

第12篇

关键词:GPS;电力系统;应用研究Abstract:The global positioning system (GPS) can provide the vehicle positioning, anti-theft, anti robbery, route monitoring and call control function, has brought many conveniences for people's life, GPS will be used in all aspects of life, this paper discusses the working principle of GPS and its application in power system in the end, the application prospect of GPS in power system are discussed.

Keywords: GPS; power system; Application Research

中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:

1、GPS的工作原理

GPS实施的是“到达时间差”(时延)的概念,即利用每一颗GPS卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接受机的到达时间差。GPS卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号,供GPS接收机接收,由于传输的距离因素,接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟一些,这样可以通过延时来确定距离,卫星和接收机同时产生同样的伪随机码,一旦两个码实现了时间同步,接收机便能测定时延,将时延乘以光速,就能得到距离。GPS系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的,这些星钟可以精确到世界协调时的几纳秒之内。

1.1 卫星导航原理

卫星导航原理是卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差,成为伪距,为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差,伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

1.2 卫星的精确定位

要实现卫星的精确定位功能,需要有非常全面的轨道设计方案,在地面上需要建立起来卫星的监测站,以保证可以实时检测到卫星的运行状态,还要有适时发送指令的功能进而确保卫星在预定的轨道上运行,最后把正确的轨道转换成星图轨道的精确信息,注入卫星,最后再转发到我们的定位设备中。

1.3 解决卫星与我们之间距离的问题

要解决这个问题,需要一个很常见的物理公式,即距离=速度×时间。这里的速度不是卫星的速度,也不是我们的速度,而是一个绝对速度的概念,即所谓的光速。这样就将焦点问题归结到对时间信号的校准和测量上。基于这一理论,在每一个GPS卫星上都要装载非常准确的原子钟,在地面需要具备3个数据注入站,实现把卫星时钟与地面测控站的时间进行精确的校对。

最终要将所有的这些信息传递到定位终端去,通过测算出相对距离来计算出我们所在的位置,理论上只需要搜寻到4颗卫星就可以进行准确的定位。但是在实际的使用中会由于误差等原因,需要更多的卫星或者更长的运算时间,若在实际使用过程至少可以保证6-9颗卫星的连接就没有问题。

2、GPS在电力系统中的应用

2.1 GPS定位功能在电力系统中的应用

GPS 在电力系统中的定位功能与普通的GPS定位方法大同小异。将GPS 装置固定在需要确定空间位置的原件或是地面的某个位置上,通过GPS 接收机把接收到的卫星信号进行解码进而得出GPS装置的具体空间位置,最终得出需要定位的原件或某一位置的具体经度、维度及高度的相关位置信息,以实现对装置或地点的精确定位功能。

2.2 GPS定时功能在电力系统中的应用

相对于GPS的定位功能来说,GPS的定时功能在电力系统中的应用更加普遍,更加具有应用价值。电力系统中的微机保护及安全自动化系统、远动及微机监控系统、调度自动化系统等许多自动化的装置,都需要一个精确的时间标准,随着电力系统的不断发展,对时间标准精确度的要求也逐渐增大。

2.3 GPS在电网动态监测系统中的应用

利用GPS同步测量可以快速并精确的获得电力系统的历史数据和实时状态,GPS技术的应用对电力系统的安全、稳定控制具有重要的意义,在电网动态监测中应用GPS实现的同步相量测量技术使电力系统中任何一个变电站都可以接收

GPS发来的精确的时间脉冲,采用这种方式可以监测和记录系统状态的相量,利用光纤通信系统把各变电站测量所得的数据进行收集整理后,就可以得到各站之间的动态相量变化,根据这些整理后的内容实行对相量的控制,进而实现对电力系统的动态实行实时的监测,保证电网的安全。

2.4 利用GPS分析电网中的故障

电网事故发生后能够及时准确的分析故障、找出病因对电力系统的正常运行是十分必要的,但由于地域的差异,不同地点的保护行为和故障录波器所记录的时间存在着差异,使故障原因分析不清晰,应用GPS技术能够使保护动作和录波器达到时间上的精确同步,分辨率可以达到微妙的精确度,能够清晰的展示出故障发生的行为顺序,为故障的分析提供更加准确的信息,利用GPS各站的同步时钟系统,在全网范围内可以自动记录事件状态变化的时间,电网继电保护过程,就依赖于精确统一的时间,达到精确分析电网故障的效果。

2.5 GPS在电力勘探中的应用

GPS在电力系统勘测设计中常被应用在发电厂、变电所和微波通信工程测量中,它为工程设计的方案论证和优化提供了有力的技术支撑,给工程建设的技术经济指标创造了客观条件。 GPS节制网具有较高的平面精度,可以为用户提供准确的高程数据,GPS测量时一项复杂、要求严格、破耗性较大的工作,工作的原则是尽可能地削减经费和人力的消耗,对各阶段的工作内容要精心的设计和实施。

2.6 GPS在架空输电线路测量中的应用

GPS结合航空测量技术在输电线路测量中的应用可以提高工作效率、减轻工作强度。GPS技术的应用实现了对上千公里输电线路进行大规模的控制和测量工作。GPS结合航空测量技术成为现代大型架空输电线路测量的主要方式。

3、GPS在电力系统中的发展前景展望

GPS技术仍在发展中不断的完善,实时差分、无初始化动态(AROF)及实时动态(RTK)技术也陆续涌现出来,使三维坐标放样取得了实质性的进展。在实际测量中,GPS外控技术结合航空测量技术已经走向成熟,可以被推广、应用。工程测量可以打破传统的先测量整体后进行局部,对控制网层层加密的方法,将GPS与计算机相联结在野外进行数据的实时收集,这种实时成图的测量方式是测量技术发展的一个新兴的领域。从测量这一角度看,通过应用GPS新技术,再结合电力行业的其它技术优势,可以增强电力行业的综合竞争力。

随着我国电力系统自动化市场的不断发展,电力调度自动化的市场规模将继续上升,省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例,市场的需求也将不断的扩大。电力调度系统的监测将从传统的稳态监测全面向动态监测方向发展,令基于GPS技术的新一轮动态性安全监控系统发挥更重要的服务价值。

4、结语

GPS的导航功能十分强大,能够提供全天候的导航、授时、定位,如果将它应用在电力系统中,可以获得精确的脉冲信号和时间代码,实现了电网精度和可靠性的高度时间统一性,与传统方法相比,GPS具有精确度高、应用范围广等优点,是电网时间统一的合理方法。这一方法的应用使得电力系统的研究人员可以实时的研究时间和空间的动态问题,具有重要的意义。

参考文献:

[1]李家坤等. GPS在电力系统中的应用[J].长江职工大学学报, 2002, (9).