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摘 要 众所周知,配网检修和巡线是一项极其复杂的工作,这就需要一门先进技术来助其开展。上个世纪90年代建成的全球定位系统(gps)可以帮助配网检修和巡线工作事半功倍地完成。本文主要以GPS在配网检修和巡线中的应用为主题展开探讨,具有一定的现实意义和指导意义。
关键词 配网检修;巡线;GPS;应用
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)56-0110-02
0 引言
以GPS为代表的空间定位技术已在许多行业领域得到推广应用,在高精度定位与导航方面体现出传统方法不可比拟的优越性。在电力领域,比如配网检修和巡线方面,GPS也得到了很好的应用,并已逐步取代传统的配网日常巡线及检修方式。本文主要以GPS在配网检修和巡线中的应用为主题展开探讨,具有一定的现实意义和指导意义。
1 GPS简介
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System 的字头缩写词ANVSTAR/GPS的简称。它的含义是利用导航卫星进行定时和测距的全球定位系统。
作为一种全天候的空基导航系统,GPS用于精密定位、测速和提供精密时间。它可以看作是一种卫星从空间已知位置发射信号,用户接收信号测定到达卫星距离的测距系统。测定距离必须知道卫星信号的传播时间,而要测定这个时间要求用户接收机和卫星都装有时间精密同步的钟――原子钟。对于一般用户来说,配备这种昂贵的电子钟是不现实的。事实上,普通用户接收机不需电子钟,但这样测定用户至卫星的距离是一种伪距。通过测量到四颗卫星的伪距,解定位方程,可求得用户在空间的三维位置坐标和钟差四个未知数。一般而言,GPS由空间卫星部分、地面控制部分和用户设备共同组成,是一种综合系统。
2 GPS的基本特点
与其它的导航和定位技术相比,GPS定位技术主要有以下特点:
1)全球范围内连续覆盖
由于GPS卫星的数目较多,其空间分布和运行周期经精心设计,可使地球上(包括水面和空中)任何地点在任何时候都能观测到至少4颗卫星,从而可以保证全球范围的全天候连续三维定位。
2)实现实时定位
GPS定位系统可以实时确定运动载体的三维坐标利速度矢量。从而可以实时地监视和修正载体的运动方向,避开各种不利环境,选择最佳航线。这是许多导航定位技术难以企及的。
3)定位精度高
利用GPS系统可以获得动态目标的高精度的坐标、速度和时间信息,在较大空间尺度上对静态目标可以获得10-6~10-7的相对定位精度。随着技术水平的提高,定位精度还将进一步提高。
4)静态定位观测效率高
根据精度要求不同,GPS静态观测时间从数分钟到数十天不等,从数据采集到数据处理基本上都是自动完成。而使用传统的测绘技术达到相同的精度则比较困难,且往往需要几倍乃至十几倍的观测时间,并耗费大量人力物力。
5)应用广泛
GPS以其全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点成功地应用于测绘领域、资源勘探、环境保护、农林牧渔、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、地球动力学等多门学科。
3 GPS在电力系统中的应用
GPS可以在众多领域得到应用,包括在电力系统中。在电力领域,GPS可以用来校验时间。在整个电力网络的继电保护装置中、故障录播装置中以及其他自动装置中都留有GPS接口,这些接口与内部装有自动校时程序的GPS信号接收机进行连接,每到固定时间,GPS时钟就会与装置本身的时间进行比较,一旦出现误差,自动以GPS时钟为准,调整装置时钟,如此一来,整个电力系统的保护装置都具有统一时间,可以准确记录每次事故发生的时间,从而更快地进行事故调查,并及时定性。
4 GPS在配网检修和巡线中的应用
随着我国国民经济的迅猛发展,居民用电量不断增长,配电网络的规模也随之扩大,这使得配电网的支路和接点也随之增加,日积月累,杆塔上的编号就会日益模糊,给配网检修和巡线带来很多不便。但是,如果应用GPS导航系统进行检修和巡线,就会使工作效率大大提高。
首先,运用GPS信号接收机,记录每一杆塔的准确的三维坐标。
作为一种导航系统,GPS信号接收机可以直接与PC机互相连接,并传输数据,这些数据将永久存入计算机,从而建立起配电网直线与直线杆塔的三维坐标电子档案。这种电子档案可使得杆塔编号永不退色,从而减轻配电网巡线负担。
其次,利用GPS准确定位每一根杆塔。
我们都知道,配电网络和蜘蛛网一样错综复杂,这给工作人员进行检修和巡线带来不小困难。但如果在安排巡线工作时,事先将所确定的所巡路线及支线杆塔电子三维坐标档案输进GPS,它就会顺利导航并准确定位每一根杆塔,使工作人员能迅速找到所巡线路,提高工作效率。
以上图为例,如果要巡线的是10#支线,走向工作现场的同时,GPS信号机就会像指南针一样,将工作人员带入指定工作范围,这样可以节省寻找时间,提高工作效率。
再次,利用GPS进行配网检修。
在配网检修过程中,工作人员也可以利用GPS的导航功能顺利到达检修目的地,到达之后,GPS信号接收机的报警装置会提醒工作人员,或灯光或警铃。这样一来,就算杆塔信号模糊不清,也不会搞错工作地点。据有关资料显示,在配网检修中,很多人身触电事故是由于登错杆塔或停错电造成的。由于配电网络的复杂性,加之杆塔编号不一定清晰,所以给工作人员留有隐患。但是如果合理使用GPS信号接收机,就可以准确定位每一根杆塔,从而避免人身伤害事故。
以上图为例,如果工作任务是检修9#杆塔下的支线,只要在GPS信号接收机上输入工作目标杆塔的编号,那么GPS就会准确地导航工作人员,到达工作地点之后,GPS会响起警铃或灯光提醒工作人员。
总之,要做好配网检修和巡线工作,首要之事就是准确定位好配电网络的接点和支路,找准每一根杆塔,利用GPS可以有效达到此目的,从而保障工作效率。
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