【摘 要】針對當前電力電纜接頭故障、電力設備故障和變壓器故障的現象，本文主要介紹了三種電力故障預警技術及其在電力故障中的應用，即如何檢測和預警故障，提高電力系統的工作效率。
【關鍵字】電力故障預警；電力故障；應用
1引言
隨著電力系統應用的逐步推廣，其運行可靠性和安全性問題變得越來越重要。電力故障是影響電力系統正常運行的主要因素，當前常見的電力故障主要包括電纜接頭故障、電力設備與設施故障、變壓器故障等，對這些常見的電力故障進行診斷與預警已成為提高電力系統運行效率的重要措施。
2 電力故障預警技術
2.1電纜接頭故障預警技術
電力電纜輸配電是在大型企業和城市中廣泛應用的一種供電方式，隨著供電距離的不斷增加，輸電線路上常出現電纜接頭故障，使得電纜運行出現故障。 通過研究表明，過負荷、接觸電阻等因素導致接頭溫度過高，是電纜接頭發生崩燒故障或絕緣老化現象的主要原因。
電纜接頭故障預警系統主要由五部分組成，分別為現場通信總線、數字溫度傳感器、系統通信、上位監測站和下位數據采集站。在企業或工廠主控制室放置上位監測站的控機裝置，在測溫點比較密集的區域中間分散放置數據采集站和電源。由上位監測站啟動運行溫度監控軟件，下位數據采集站采集電纜溫度數據，系統通信對數據進行分析，實時顯示、記錄現場溫度數據，根據接頭溫度特性和歷史溫度數據，通過一定的計算方法預測出溫度預報值。當前主要使用的電纜接頭故障預警技術是溫度監測系統。
溫度監測系統是一種具有綜合分析報警功能的電纜接頭故障預警技術，它能同時監測許多電纜接頭的溫度與變化，實時顯示、記錄每個接頭的溫度，綜合分析，對突發事件進行預警，便于工作人員準確及時地了解電纜的運行狀態，避免隱患事故的發生，保障送電安全。溫度監測系統主要是通過監測電纜接頭的溫度實現對電纜故障的檢測、診斷和預警功能。目前電纜接頭故障溫度監測系統多種多樣，例如基于傳感器、無線網絡技術和微機系統集成的電纜接頭故障預警系統，基于方差法的電纜接頭故障預警系統、基于微處理器技術、通信技術、離子感煙技術等的電纜接頭防火預警系統等。
2.2電力設備故障預警技術
傳統的電力設備預警技術雖然能夠對設備的運行狀態與故障進行監測預警，但是存在著兩個問題：第一，當系統報警時，設備已發生故障，不得不停機維修；第二，系統報警后，由于診斷不及時等原因導致無法及時的排除設備故障。隨著網絡技術、信號處理技術的發展，電力設備的故障診斷逐步智能化、設備預警的準確性也逐步提高，與傳統的電力設備故障預警系統相比，現代化的預警系統可以在故障發生之前進行準確的預警與診斷，排除了故障對機組造成的危害。
預警管理系統是當前部分電力設備中安裝的一種電力設備故障預警技術。它可以有效監測設備的運行，同時診斷分析實時數據和設備的歷史數據。主要由中間件、數據采集和預警管理模塊三部分組成。中間件是系統的數據中心，它從數據采集處獲得數據并處理分析實時數據，同時將相關數據信息保存至數據庫；數據采集的作用包括發送實時數據和特征值計算及將計算結果發送至中間件；預警管理是整個系統的核心，屬于后臺程序，在接收數據后，對實時數據進行處理分析，判斷設備是否發生故障，是否需要報警以及何種類型的報警。三個模塊既互相獨立又緊密相連，共同完成設備故障的診斷與預警功能。預警管理系統的主要應用包括以下幾方面：
（1）配置預警信息
預警管理系統主要是和數據庫、中間件交互，在登錄后，預警系統會自己加載相關的配置信息。初始化預警信息后，可以從數據庫中讀取預警信息，并通過組態軟件對其進行設置與修改。不同類型的報警對應著不同的設置參數，根據設備的運行狀態可以進行合理的設置，此外還可以實現趨勢報警和快變報警。
（2）查看報警
反饋報警狀態：通過聲音、短信、郵件等多種方式，將設備報警信息，如報警時間、故障點及報警類型等及時反饋給設備檢修員。
查看分析報警狀態：客戶端可以查看設備及所有測點當前的和歷史的報警狀態，從數據中分析設備各測點的變化趨勢，去趨勢變化中分析設備是否發生故障和故障類型。
（3）診斷設備
診斷技術與預警技術是緊密結合的。在預警管理系統中，可以根據診斷區域或分析方式的不同，對設備分別進行區域診斷與單點診斷或半自動診斷與自動診斷，實現故障分析與診斷。
2.3 變壓器故障預警技術
作為現代電力中的關鍵設備，變壓器在企業生產中有著至關重要的作用。電廠在輸電前，首先要通過升壓變壓器將電壓增大，用戶在用電前，又要通過降壓變壓器將電壓轉成與用戶設備匹配的電壓等級，所以，變壓器以一種最初級的電力設備，其運行狀態決定了整個電力系統的工作狀態。
當前大部分企業采用的變壓器故障診斷預警技術是油中溶解氣體技術，它可以實現在線監測，實時了解設備的運行狀態。經典的油中溶解氣體故障診斷方法主要是以油中特征氣體的組成和含量為依據的故障診斷法和以油中特征氣體的成分比值為依據的故障診斷法。隨著科學技術的不斷發展，油中溶解氣體故障診斷技術也得到了發展，并逐漸走向成熟，例如神經網絡、免疫算法、模糊數學法等，通過識別模型的方法識別現有的故障樣本數據。
以廣泛運用的基于離線油色譜的變壓器故障預警技術為例分析，其對變壓器的故障預警主要有兩種方式：
（1）基于預測模型的變壓器預警
基于預測模型的變壓器預警即先報警后診斷，主要是通過檢測油中溶解氣體的成分與含量的變化，基于歷史數據建立預測模型，預測分析下一周期的氣體情況，當實際監測數據或預測數據超過了預設的固定值時，表示變壓器發生異常，從而啟動報警系統。
（2）基于診斷模型的變壓器預警
根據離線色譜的判斷依據和診斷方法，診斷分析油色譜在線監測到的數據，在已知歷史數據和當前數據的情況下，預測下一周期的色譜數據，然后診斷預測數據，根據故障診斷的結果可以知道變壓器故障的發展狀況，根據這一結果進行預警。
3 總結
運用電力故障預警技術，能夠有效地提高電力系統的運行效率，滿足用戶的需求，降低企業的經濟損失。隨著信息化網絡技術、計算機技術的不斷發展，電力故障預警系統將越來越完善，電力故障也將不斷得到有效地解決。
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