GIS变电站基础沉降监测及预警技术研究
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完成单位:国网吉林省电力有限公司延边供电公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-069
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
唐术公、张 昕、金 珍、张家豪、于 洋、朱佳祥、郭子平、李 琦
变电站是电力系统中传输与变换能源的重要枢纽,承担着保障国民经济和人民生活正常运转的重担,保障其安全稳定运行至关重要。GIS变电站具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、维护工作量小等优点,在高压、超高压领域被广泛应用。但GIS变电站基础受冻土层深度、土壤水分、基础材质等因素影响,易发生不均匀沉降,当基础沉降超出安全值时,可能会造成隔离开关、接地刀闸等设备接触不良或触头卡阻,无法进行分合闸操作,严重的会造成罐体变形、金具受损等问题,导致气体泄漏、放电等故障隐患,影响变电站的安全稳定运行。
目前,对变电站基础沉降主要采用水准监测法,即在沉降现场安装多个监测桩,通过水准仪定期观察监测桩与基准点之间的高度差,从而对沉降量作出判断,但该监测方法依靠人工定期监测,工作效率低,实时性差,且存在数据量小及精较差等缺点,不能满足精准沉降监测。
本项目提出基于北斗的高精度测量方法,分析北斗定位误差来源,利用小波变换和卡尔曼滤波算法相结合消除测量噪声及扰动噪声,利用载波相位二次差分消除卫星和监测点接收机时钟误差,获得坐标误差修正值,进而修正各监测点定位坐标,有效提高定位精度。建立考虑多参数影响的GIS变电站基础沉降预测模型,综合分析变电站基础运行状态,实现变电站基础异常预警,及时消除故障隐患。项目基础沉降监测精度能够达到毫米级并且能够实时检测GIS变电站基础异常状态,可以及时发现基础微小倾斜程度,及时消除因基础沉降导致的气体泄漏、放电等故障隐患,提高变电站智能运维水平。
项目成果已进行了现场应用,应用效果良好。后续将进一步深入研究基础沉降误差修正算法,提高监测精度;通过边缘计算技术,实时处理分析变电站基础沉降情况。进一步在吉林省供电公司推广应用,并推广至采空区监测、水利水电大坝变形监测、桥梁监测、铁路路基、建筑物基础沉降、桥梁基础沉降等毫米精度监测领域。