配电线路设备GPS定位巡视系统的设计与应用

时间：2022-07-20 20:37:36

关键字：设备巡视 GPS定位 GIS定位

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[导读]摘要:某些10kk配电线路供电范围广,又处于山区地段,地形复杂,目前只能依赖于人工巡视,但人工巡视会存在反馈不足的情况,无法实时掌握巡视是否到位、设备健康度等有效信息,造成了配网运维工作被动、巡视效率低下和统一安排运维消缺工作困难等不良后果。现通过整合移动设备的GPS定位功能、GIS定位系统和资产系统安全生产管理子系统平台维护检修模块的功能,根据线路设备巡视的特点,通过技术应用创新,设计出配电线路设备GPS定位巡视系统。该系统投入成本低,具备普遍适用性,有利于配网线路设备巡视的开展与监测,能有效减少只依靠人工巡视导致的线路与设备少巡、漏巡等情况,提高配电线路巡视工作效率,从而使配网线路设备运行可靠性水平得以提升。

1配电线路设备GPS定位巡视系统的设计

1.1配电线路设备GPS定位巡视系统的原理

基于全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、掌上电脑(PID)、资产系统安全生产管理子系统平台维护检修模块四部分,建立一个通过GPS定位功能,定位、收集配电线路设备坐标数据,制定巡视路线,实现包括关联固化设备到位点、作业指导书、定位巡视、百分百到位巡视工作管控、监测功能的一套配电线路设备GPS定位巡视系统,如图1所示。

1.2配电线路设备GPS定位巡视系统的实现

1A2.1全球定位系统

全球定位系统(GlobalPoSitioningSyStem,GPS)是美国建成的具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航系统与定位系统。

如图2所示,空间部分、用户部分、控制部分三个部分共同组成了一个完整的GPS定位系统。

配电线路设备GPS巡视系统通过GPS卫星的空间定位功能实现,可以有效实现配网线路设备"黑点"管理和巡视工作质量的监督。按照"一线一规程"及自定义巡视路线的原则,利用资产系统安全生产管理子系统平台维护检修模块,基于平板电脑GPS定位功能,收集、定位配电线路设备坐标数据,同时确认巡视"黑点"分布情况,方便制定巡视到位策略。配电线路设备GPS巡视系统和GIS系统通过信息交换、数据库共享的方式,巡视系统从GIS系统中获取线路设备的地理位置信息,GIS服务器也能获取GPS巡视系统的设备缺陷信息。手机、PID与GPS巡视系统可以很好地达到巡视记录方便快捷、数据精确的要求。GPS巡视系统还可以监测到不按巡视路线巡视、漏巡、巡视不到位、不及时以及虚假巡视记录的情况,从而为管理人员提供有效的监督依据,进而达到提高工作效率和管理水平的目的。

1.2.2地理信息系统

将所需的数据采集、测绘回来之后,输入GIS系统,就能生成所需定位的配网线路设备地图。而通过收集巡视"黑点"坐标数据,对GPS定位系统反馈出来的"黑点"分布情况,制定最有效、高效的巡视方案与路径,输入巡视"黑点"数据,就能在GIS中直观地反映出最合适的巡视路线。将GIS中显现的巡视路径通过拆分为多个线路设备GPS坐标点的形式,导入到手机或PID中,在配网线路设备巡视时,按照所标巡视路线行进,便能对线路进行百分百到位巡视,而且将所经过的路径与导入的坐标点相比较,就能发现是否有不按路线巡视、漏巡等情况。

GIS系统的组成如图3所示,有以下五个部分:

(1)人员,是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务,开发处理程序。熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足,但相反的情况就不成立,最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。

(2)数据,精确、可用的数据可以影响到查询和分析的结果。

(3)硬件,硬件的性能会影响软件对数据的处理速度,使用是否方便以及可能的输出方式。

(4)软件,包含GIS软件和各种数据库,绘图、统计、影像处理及其他程序。

(5)过程,GIS要求明确定义、一致的方法来生成正确的、可验证的结果。

1.2.3掌上电脑

PDA(PerSonalDigitalASSiStant),又称为"掌上电脑",是辅助个人工作的数字工具,主要提供记事、通信录及行程安排等功能。目前所用PDA均为安卓操作系统,可以很方便地记录现场数据,通过录音、输入文字、拍照等方式对现场线路设备缺陷进行实时记录及上传,这有别于传统的书面记录方式,并且可以当场上传,具有时效性。

PDA在配网线路设备GPS巡视中扮演了系统与工作人员之间桥梁的角色,是巡视系统中重要的一环。将巡视周期、巡视路线与到位点固化到资产系统安全生产管理子系统平台维护检修模块中,关联巡视计划及作业指导书,然后将作业指导书下载至PDA,利用平板电脑GPS定位功能,定位、收集配电线路设备坐标数据,制定"一线一规程"及自定义巡视路线,利用手机、PDA等设备进行GPS定位巡视,实行到位巡视工作的反馈与管控,通过资产系统安全生产管理子系统平台维护检修模块查询功能,能够实时掌握统计配电线路、设备巡视到位情况,提高工作效率,加强统一运维工作。至此,配网线路设备GPS定位巡视系统功能得以实现。

2配电线路设备GPS定位巡视系统的应用

2.1配电线路设备GPS定位巡视系统与人工巡视的比较

通过比较(表1)可知,配电线路设备GPS定位巡视系统比传统的人工巡视更高效、更精确、更智能。

2.2项目的应用前景

2.2.1项目的适用性

配电线路设备GPS定位巡视系统具备普遍适用性,可提高配电线路巡视工作效率,投入成本较低,具体如下:

(1)投资成本少,只需组织运维骨干简单培训,就能上手操作。一台PDA成本在1500~2000元,一个运维班组如果配置5台PDA,组织人员巡视时,一回较长的10kV线路巡视2天即可完成,且达到百分之百巡视到位,可将10kV线路平均巡视时间由5天降至3天以内,充分减少了巡视所需人力、物力,缩短了巡视工作时间,方便了日常运维工作的高效开展。

(2)提高配电线路巡视工作水平。通过GIS定位系统制定有效的巡视路径,减少了只依靠人工巡视导致的线路、设备少巡、漏巡等情况,利用GPS定位巡视功能,能实现百分百巡视到位,掌握班组巡视到位情况,切实提高巡视到位率,同时也消除了班组新调配人员因地形不熟悉无法定期开展巡视的可能,班组新调配人员可通过GPS定位系统如期进行线路巡视,保证线路设备安全运行。

2.2.2项目的经济性

项目的经济性分析如表2所示。