浅析预警技术在电力故障排查中的应用
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发布者：咸 标 田广志 邱继超
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时间：2014年3月31日 17:27
浅析预警技术在电力故障排查中的应用
咸 标 田广志 邱继超 国网山东平邑县供电公司 273300
【文章摘要】
针对当前电力电缆接头故障、电
力设备故障和变压器故障的现象，本
文主要介绍了三种电力故障预警技
术及其在电力故障中的应用，即如何
检测和预警故障，提高电力系统的工
作效率。
【关键词】
电力故障预警；电力故障；应用
0 引言
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。
1 电力故障预警技术
1.1 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
的区域中间分散放置数据采集站和电源。
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。
1.2 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。
1.3 变压器故障预警技术
作为现代电力中的关键设备，变压器
在企业生产中有着至关重要的作用。电厂
在输电前，首先要通过升压变压器将电压
增大，用户在用电前，又要通过降压变压
器将电压转成与用户设备匹配的电压等
级，所以，变压器以一种最初级的电力设
备，其运行状态决定了整个电力系统的工
作状态。
当前大部分企业采用的变压器故障
诊断预警技术是油中溶解气体技术，它可
以实现在线监测，实时了解设备的运行状
态。经典的油中溶解气体故障诊断方法主
要是以油中特征气体的组成和含量为依
据的故障诊断法和以油中特征气体的成
分比值为依据的故障诊断法。随着科学技
术的不断发展，油中溶解气体故障诊断技
术也得到了发展，并逐渐走向成熟，例如
神经网络、免疫算法、模糊数学法等，通过
识别模型的方法识别现有的故障样本数
据。
以广泛运用的基于离线油色谱的变
压器故障预警技术为例分析，其对变压器
的故障预警主要有两种方式：
（1）基于预测模型的变压器预警
基于预测模型的变压器预警即先报
警后诊断，主要是通过检测油中溶解气
体的成分与含量的变化，基于历史数据建
立预测模型，预测分析下一周期的气体情
况，当实际监测数据或预测数据超过了预
设的固定值时，表示变压器发生异常，从
而启动报警系统。
（2）基于诊断模型的变压器预警
根据离线色谱的判断依据和诊断方
法，诊断分析油色谱在线监测到的数据，
在已知历史数据和当前数据的情况下，预
测下一周期的色谱数据，然后诊断预测数
据，根据故障诊断的结果可以知道变压器
故障的发展状况，根据这一结果进行预
警。
2 总结
运用电力故障预警技术，能够有效地
提高电力系统的运行效率，满足用户的需
求，降低企业的经济损失。随着信息化网
络技术、计算机技术的不断发展，电力故
障预警系统将越来越完善，电力故障也将
不断得到有效地解决。
【参考文献】
[1] 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）.
[2] 崔江静，电力电缆故障测试技术及
应用的概述[J].高压电技术2001（1）.
咸 标 田广志 邱继超 国网山东平邑县供电公司 273300
【文章摘要】
针对当前电力电缆接头故障、电
力设备故障和变压器故障的现象，本
文主要介绍了三种电力故障预警技
术及其在电力故障中的应用，即如何
检测和预警故障，提高电力系统的工
作效率。
【关键词】
电力故障预警；电力故障；应用
0 引言
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。
1 电力故障预警技术
1.1 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
的区域中间分散放置数据采集站和电源。
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。
1.2 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。
1.3 变压器故障预警技术
作为现代电力中的关键设备，变压器
在企业生产中有着至关重要的作用。电厂
在输电前，首先要通过升压变压器将电压
增大，用户在用电前，又要通过降压变压
器将电压转成与用户设备匹配的电压等
级，所以，变压器以一种最初级的电力设
备，其运行状态决定了整个电力系统的工
作状态。
当前大部分企业采用的变压器故障
诊断预警技术是油中溶解气体技术，它可
以实现在线监测，实时了解设备的运行状
态。经典的油中溶解气体故障诊断方法主
要是以油中特征气体的组成和含量为依
据的故障诊断法和以油中特征气体的成
分比值为依据的故障诊断法。随着科学技
术的不断发展，油中溶解气体故障诊断技
术也得到了发展，并逐渐走向成熟，例如
神经网络、免疫算法、模糊数学法等，通过
识别模型的方法识别现有的故障样本数
据。
以广泛运用的基于离线油色谱的变
压器故障预警技术为例分析，其对变压器
的故障预警主要有两种方式：
（1）基于预测模型的变压器预警
基于预测模型的变压器预警即先报
警后诊断，主要是通过检测油中溶解气
体的成分与含量的变化，基于历史数据建
立预测模型，预测分析下一周期的气体情
况，当实际监测数据或预测数据超过了预
设的固定值时，表示变压器发生异常，从
而启动报警系统。
（2）基于诊断模型的变压器预警
根据离线色谱的判断依据和诊断方
法，诊断分析油色谱在线监测到的数据，
在已知历史数据和当前数据的情况下，预
测下一周期的色谱数据，然后诊断预测数
据，根据故障诊断的结果可以知道变压器
故障的发展状况，根据这一结果进行预
警。
2 总结
运用电力故障预警技术，能够有效地
提高电力系统的运行效率，满足用户的需
求，降低企业的经济损失。随着信息化网
络技术、计算机技术的不断发展，电力故
障预警系统将越来越完善，电力故障也将
不断得到有效地解决。
【参考文献】
[1] 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）.
[2] 崔江静，电力电缆故障测试技术及
应用的概述[J].高压电技术2001（1）.
