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摘要：随着电力系统应用的逐步推广，其运行可靠性和安全性问题变得越来越重要。电力故障是影响电力系统正常运行的主要因素，当前常见的电力故障主要包括电缆接头故障、电力设备与设施故障、变压器故障等，对这些常见的电力故障进行诊断与预警已成为提高电力系统运行效率的重要措施。
关键词：电力故障；预警技术；应用
1 防盗及故障预警系统
1.1 防盗及故障预警系统特点
（1）可靠性系统。具有稳定性和可靠性，在通信网络正常的情况下，它能够及时、可靠地发送和接受数据，且可以实现连续24小时的不间断工作。当前置机断电、中断连接时，系统会提示相关人员，并自动保存主要数据。
（2）安全性。系统具有完善严密的安全机制。它可以避免非授权用户对主站或通过主站对终端或直接对终端进行非授权的访问和攻击。系统的用户也只能对授权范围的客户就授权范围的功能进行操作。
（3）开放性。系统采用基于标准的开放体系结构进行开发设计，能够较好地与其它系统集成。此外，系统还采用开放的通讯协议，使得主站可适应不同厂商的终端。
（4）易用性。系统操作方便、安装简单灵活，能够在选定的终端进行系统设置、参数下发、召测等批量操作。系统具有信息查询功能、模糊查询和组合查询的功能能够显著标识终端主要识别点，能够提供异常报警信息的定制功能，用户可以根据需要进行选择。
（5）可扩展性。系统具有较好的扩展性，终端的增加和主站的扩容可以充分保护现有投资。
（6）设计思想先进。系统采用构件化的软件开发模式来支持分布式应用、浏览器/服务器结构、模块化和构件化集成，使软件类似于硬件一样，可用不同的标准构件拼装而成，实现即插即用。构件化、组态化的设计使得现场管理信息系统更具有开放性、灵活性、跨平台性、可扩展性，并实现了软件的重组。为了实现前置机能够在异构环境下和应用服务器进行通讯，系统还采用了具有完好的封装性、松散耦合性、较高的效率等特点的SOCKET技术。
2 故障类型与特点分析
设备故障存在故障程度的连续变化过程，并且与故障相关的数据可以直接或间接的获取。如变压器故障的相关数据包括油中溶解气体组分含量，油中微水含量，中性点接地线电流，铁芯接地线电流等；断路器故障的相关数据包括气体压力，湿度，三相开断电流，母线电压，机械振动信号，时间-行程曲线等；容性电气设备故障的相关数据则包括介质损耗，泄漏电流等。这些数据量都可以通过不同类型的传感器直接获取或者对采集到的数据进行二次处理后间接获取。
线路故障一般为突发性故障，较难通过测量或观察来估计故障发生的可能性，例如短路故障的发生原因包括线路带地线合闸，受外力破坏，绝缘性能下降等；断路故障的发生原因包括保险丝熔断，输电线路导线因故断开等；接地故障的发生原因包括导线因外力断开落地，线路附近树枝触碰导线等。可见，除绝缘性能的下降可测量外，线路故障的其他产生原因均不适合测量，因此针对该类故障的预警不具备现实条件。
由于线路故障与设备故障存在上述区别，笔者考虑在设计推理引擎时应使其能同时处理演变性故障及突发性故障，可以根据需要进行故障预警或故障诊断。
3 电力故障预警技术
3.1电缆接头故障预警技术
电力电缆输配电是在大型企业和城市中广泛应用的一种供电方式，随着供电距离的不断增加，输电线路上常出现电缆接头故障，使得电缆运行出现故障。通过研究表明，过负荷、接触电阻等因素导致接头温度过高，是电缆接头发生崩烧故障或绝缘老化现象的主要原因。
电缆接头故障预警系统主要由五部分组成，分别为现场通信总线、数字温度传感器、系统通信、上位监测站和下位数据采集站。在企业或工厂主控制室放置上位监测站的控机装置，在测温点比较密集的区域中間分散放置数据采集站和电源。由上位监测站启动运行温度监控软件，下位数据采集站采集电缆温度数据，系统通信对数据进行分析，实时显示、记录现场温度数据，根据接头温度特性和历史温度数据，通过一定的计算方法预测出温度预报值。当前主要使用的电缆接头故障预警技术是温度监测系统。
温度监测系统是一种具有综合分析报警功能的电缆接头故障预警技术，它能同时监测许多电缆接头的温度与变化，实时显示、记录每个接头的温度，综合分析，对突发事件进行预警，便于工作人员准确及时地了解电缆的运行状态，避免隐患事故的发生，保障送电安全。温度监测系统主要是通过监测电缆接头的温度实现对电缆故障的检测、诊断和预警功能。目前电缆接头故障温度监测系统多种多样，例如基于传感器、无线网络技术和微机系统集成的电缆接头故障预警系统，基于方差法的电缆接头故障预警系统、基于微处理器技术、通信技术、离子感烟技术等的电缆接头防火预警系统等。
3.2 电力设备故障预警技术
传统的电力设备预警技术虽然能够对设备的运行状态与故障进行监测预警，但是存在着两个问题：第一，当系统报警时，设备已发生故障，不得不停机维修；第二，系统报警后，由于诊断不及时等原因导致无法及时的排除设备故障。随着网络技术、信号处理技术的发展，电力设备的故障诊断逐步智能化、设备预警的准确性也逐步提高，与传统的电力设备故障预警系统相比，现代化的预警系统可以在故障发生之前进行准确的预警与诊断，排除了故障对机组造成的危害。
预警管理系统是当前部分电力设备中安装的一种电力设备故障预警技术。它可以有效监测设备的运行，同时诊断分析实时数据和设备的历史数据。主要由中间件、数据采集和预警管理模块三部分组成。中间件是系统的数据中心，它从数据采集处获得数据并处理分析实时数据，同时将相关数据信息保存至数据库；数据采集的作用包括发送实时数据和特征值计算及将计算结果发送至中间件；预警管理是整个系统的核心，属于后台程序，在接收数据后，对实时数据进行处理分析，判断设备是否发生故障，是否需要报警以及何种类型的报警。三个模块既互相独立又紧密相连，共同完成设备故障的诊断与预警功能。预警管理系统的主要应用包括以下几方面：
（1）配置预警信息。预警管理系统主要是和数据库、中间件交互，在登录后，预警系统会自己加载相关的配置信息。初始化预警信息后，可以从数据库中读取预警信息，并通过组态软件对其进行设置与修改。不同类型的报警对应着不同的设置参数，根据设备的运行状态可以进行合理的设置，此外还可以实现趋势报警和快变报警。
（2）查看报警。反馈报警状态：通过声音、短信、邮件等多种方式，将设备报警信息，如报警时间、故障点及报警类型等及时反馈给设备检修员。查看分析报警状态：客户端可以查看设备及所有测点当前的和历史的报警状态，从数据中分析设备各测点的变化趋势，去趋势变化中分析设备是否发生故障和故障类型。
（3）诊断设备。诊断技术与预警技术是紧密结合的。在预警管理系统中，可以根据诊断区域或分析方式的不同，对设备分别进行区域诊断与单点诊断或半自动诊断与自动诊断，实现故障分析与诊断。
4 结语
电力设备是智能电网中的核心部分，电力设备的正常与否直接影响着整个电力系统的安全与稳定。应用开发实用的电力设备故障监测和预警系统，是为了对电力设备进行预知性维修，使设备运行更安全、可靠。提高风险分析能力，变被动消缺为主动预防，加强电力设备维护技术。
参考文献：
[1] 魏书宁，龚仁喜，刘珺.电缆故障测试仪硬件的设计和实现[J].电测与仪表，2011（2）.
[2]巫玉婷，电力设备故障常见类型及解决策略[J].北京电力高等专科学校学报，2011（1）.
关键词：电力故障；预警技术；应用
1 防盗及故障预警系统
1.1 防盗及故障预警系统特点
（1）可靠性系统。具有稳定性和可靠性，在通信网络正常的情况下，它能够及时、可靠地发送和接受数据，且可以实现连续24小时的不间断工作。当前置机断电、中断连接时，系统会提示相关人员，并自动保存主要数据。
（2）安全性。系统具有完善严密的安全机制。它可以避免非授权用户对主站或通过主站对终端或直接对终端进行非授权的访问和攻击。系统的用户也只能对授权范围的客户就授权范围的功能进行操作。
（3）开放性。系统采用基于标准的开放体系结构进行开发设计，能够较好地与其它系统集成。此外，系统还采用开放的通讯协议，使得主站可适应不同厂商的终端。
（4）易用性。系统操作方便、安装简单灵活，能够在选定的终端进行系统设置、参数下发、召测等批量操作。系统具有信息查询功能、模糊查询和组合查询的功能能够显著标识终端主要识别点，能够提供异常报警信息的定制功能，用户可以根据需要进行选择。
（5）可扩展性。系统具有较好的扩展性，终端的增加和主站的扩容可以充分保护现有投资。
（6）设计思想先进。系统采用构件化的软件开发模式来支持分布式应用、浏览器/服务器结构、模块化和构件化集成，使软件类似于硬件一样，可用不同的标准构件拼装而成，实现即插即用。构件化、组态化的设计使得现场管理信息系统更具有开放性、灵活性、跨平台性、可扩展性，并实现了软件的重组。为了实现前置机能够在异构环境下和应用服务器进行通讯，系统还采用了具有完好的封装性、松散耦合性、较高的效率等特点的SOCKET技术。
2 故障类型与特点分析
设备故障存在故障程度的连续变化过程，并且与故障相关的数据可以直接或间接的获取。如变压器故障的相关数据包括油中溶解气体组分含量，油中微水含量，中性点接地线电流，铁芯接地线电流等；断路器故障的相关数据包括气体压力，湿度，三相开断电流，母线电压，机械振动信号，时间-行程曲线等；容性电气设备故障的相关数据则包括介质损耗，泄漏电流等。这些数据量都可以通过不同类型的传感器直接获取或者对采集到的数据进行二次处理后间接获取。
线路故障一般为突发性故障，较难通过测量或观察来估计故障发生的可能性，例如短路故障的发生原因包括线路带地线合闸，受外力破坏，绝缘性能下降等；断路故障的发生原因包括保险丝熔断，输电线路导线因故断开等；接地故障的发生原因包括导线因外力断开落地，线路附近树枝触碰导线等。可见，除绝缘性能的下降可测量外，线路故障的其他产生原因均不适合测量，因此针对该类故障的预警不具备现实条件。
由于线路故障与设备故障存在上述区别，笔者考虑在设计推理引擎时应使其能同时处理演变性故障及突发性故障，可以根据需要进行故障预警或故障诊断。
3 电力故障预警技术
3.1电缆接头故障预警技术
电力电缆输配电是在大型企业和城市中广泛应用的一种供电方式，随着供电距离的不断增加，输电线路上常出现电缆接头故障，使得电缆运行出现故障。通过研究表明，过负荷、接触电阻等因素导致接头温度过高，是电缆接头发生崩烧故障或绝缘老化现象的主要原因。
电缆接头故障预警系统主要由五部分组成，分别为现场通信总线、数字温度传感器、系统通信、上位监测站和下位数据采集站。在企业或工厂主控制室放置上位监测站的控机装置，在测温点比较密集的区域中間分散放置数据采集站和电源。由上位监测站启动运行温度监控软件，下位数据采集站采集电缆温度数据，系统通信对数据进行分析，实时显示、记录现场温度数据，根据接头温度特性和历史温度数据，通过一定的计算方法预测出温度预报值。当前主要使用的电缆接头故障预警技术是温度监测系统。
温度监测系统是一种具有综合分析报警功能的电缆接头故障预警技术，它能同时监测许多电缆接头的温度与变化，实时显示、记录每个接头的温度，综合分析，对突发事件进行预警，便于工作人员准确及时地了解电缆的运行状态，避免隐患事故的发生，保障送电安全。温度监测系统主要是通过监测电缆接头的温度实现对电缆故障的检测、诊断和预警功能。目前电缆接头故障温度监测系统多种多样，例如基于传感器、无线网络技术和微机系统集成的电缆接头故障预警系统，基于方差法的电缆接头故障预警系统、基于微处理器技术、通信技术、离子感烟技术等的电缆接头防火预警系统等。
3.2 电力设备故障预警技术
传统的电力设备预警技术虽然能够对设备的运行状态与故障进行监测预警，但是存在着两个问题：第一，当系统报警时，设备已发生故障，不得不停机维修；第二，系统报警后，由于诊断不及时等原因导致无法及时的排除设备故障。随着网络技术、信号处理技术的发展，电力设备的故障诊断逐步智能化、设备预警的准确性也逐步提高，与传统的电力设备故障预警系统相比，现代化的预警系统可以在故障发生之前进行准确的预警与诊断，排除了故障对机组造成的危害。
预警管理系统是当前部分电力设备中安装的一种电力设备故障预警技术。它可以有效监测设备的运行，同时诊断分析实时数据和设备的历史数据。主要由中间件、数据采集和预警管理模块三部分组成。中间件是系统的数据中心，它从数据采集处获得数据并处理分析实时数据，同时将相关数据信息保存至数据库；数据采集的作用包括发送实时数据和特征值计算及将计算结果发送至中间件；预警管理是整个系统的核心，属于后台程序，在接收数据后，对实时数据进行处理分析，判断设备是否发生故障，是否需要报警以及何种类型的报警。三个模块既互相独立又紧密相连，共同完成设备故障的诊断与预警功能。预警管理系统的主要应用包括以下几方面：
（1）配置预警信息。预警管理系统主要是和数据库、中间件交互，在登录后，预警系统会自己加载相关的配置信息。初始化预警信息后，可以从数据库中读取预警信息，并通过组态软件对其进行设置与修改。不同类型的报警对应着不同的设置参数，根据设备的运行状态可以进行合理的设置，此外还可以实现趋势报警和快变报警。
（2）查看报警。反馈报警状态：通过声音、短信、邮件等多种方式，将设备报警信息，如报警时间、故障点及报警类型等及时反馈给设备检修员。查看分析报警状态：客户端可以查看设备及所有测点当前的和历史的报警状态，从数据中分析设备各测点的变化趋势，去趋势变化中分析设备是否发生故障和故障类型。
（3）诊断设备。诊断技术与预警技术是紧密结合的。在预警管理系统中，可以根据诊断区域或分析方式的不同，对设备分别进行区域诊断与单点诊断或半自动诊断与自动诊断，实现故障分析与诊断。
4 结语
电力设备是智能电网中的核心部分，电力设备的正常与否直接影响着整个电力系统的安全与稳定。应用开发实用的电力设备故障监测和预警系统，是为了对电力设备进行预知性维修，使设备运行更安全、可靠。提高风险分析能力，变被动消缺为主动预防，加强电力设备维护技术。
参考文献：
[1] 魏书宁，龚仁喜，刘珺.电缆故障测试仪硬件的设计和实现[J].电测与仪表，2011（2）.
[2]巫玉婷，电力设备故障常见类型及解决策略[J].北京电力高等专科学校学报，2011（1）.