電力系統(tǒng)故障診斷與處理案例匯編引言電力系統(tǒng)作為國民經(jīng)濟(jì)的“生命線”，其穩(wěn)定運行直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)、居民生活及公共安全。然而，受設(shè)備老化、外力破壞、人為誤操作等因素影響，故障時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，我國電力系統(tǒng)每年因故障導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元，間接損失更是難以估量。因此，快速、準(zhǔn)確的故障診斷與處理是保障系統(tǒng)可靠性的核心環(huán)節(jié)。本文選取輸電線路、變壓器、母線、繼電保護(hù)四類典型故障案例，通過還原故障場景、解析診斷邏輯、總結(jié)處理經(jīng)驗，為電力運維人員提供可借鑒的實踐指南。所有案例均來自真實運維場景，數(shù)據(jù)已做脫敏處理（數(shù)字均不超過4位）。案例一：110kV輸電線路單相接地故障診斷與處理1.1故障概況某城郊110kV變電站“110kV甲線”于凌晨3時許跳閘，零序I段保護(hù)動作（動作時間0.1秒），重合閘未成功（重合后再次跳閘）。監(jiān)控系統(tǒng)顯示：故障前A相電壓從110kV降至約60kV，零序電壓從0升至約30kV；故障電流A相約1200A，B、C相電流正常。1.2診斷過程（1）故障錄波分析：調(diào)取線路故障錄波器數(shù)據(jù)，A相電流波形呈“尖峰狀”突變，零序電流與A相電流相位一致，符合單相接地故障特征（接地電阻約10Ω）。（2）線路巡線：運維人員采用“分段停電+紅外熱像”法排查，發(fā)現(xiàn)線路中段#123號桿塔懸式絕緣子（XP-7型）傘裙破損，鋼帽與瓷件間有明顯放電燒蝕痕跡，確認(rèn)此為故障點。（3）原因追溯：該絕緣子已運行15年，未進(jìn)行過污穢度測試，近期轄區(qū)內(nèi)霧霾嚴(yán)重，絕緣子表面積污導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度下降，最終擊穿接地。1.3處理措施（1）隔離故障：斷開甲線兩端開關(guān)（變電站側(cè)110kV甲線開關(guān)、線路末端用戶側(cè)開關(guān)），掛接地線。（2）修復(fù)設(shè)備：更換#123號桿塔破損絕緣子，同時檢查相鄰5基桿塔的絕緣子狀態(tài)（未發(fā)現(xiàn)異常）。（3）驗證送電：恢復(fù)接線后，進(jìn)行耐壓試驗（施加185kV電壓1分鐘，無放電），確認(rèn)合格后試送電，線路運行正常。1.4經(jīng)驗總結(jié)絕緣子運維：需定期開展污穢度測試（每年至少1次）和紅外熱像檢測（每季度1次），重點關(guān)注霧霾、工業(yè)污染嚴(yán)重區(qū)域的線路。故障錄波應(yīng)用：零序電流、電壓波形是診斷單相接地故障的關(guān)鍵，應(yīng)優(yōu)先分析錄波數(shù)據(jù)，避免盲目巡線。重合閘策略：重合閘未成功時，應(yīng)立即判定為永久性故障，加快巡線速度（如采用無人機(jī)輔助巡線，可將時間縮短50%）。案例二：220kV變壓器瓦斯保護(hù)動作分析與處理2.1故障概況某樞紐變電站220kV主變壓器（容量120MVA）運行中，輕瓦斯保護(hù)于上午9時報警（信號繼電器動作），運維人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)瓦斯繼電器內(nèi)有少量氣體（約50mL），油位、油溫正常。30分鐘后，重瓦斯保護(hù)突然動作，變壓器跳閘，備用變壓器自動投入。2.2診斷過程（1）油色譜分析：取變壓器油樣送實驗室檢測，發(fā)現(xiàn)乙炔含量超標(biāo)（160ppm，規(guī)程限值≤10ppm），氫氣（200ppm）、甲烷（300ppm）含量也顯著異常，符合繞組絕緣擊穿的特征（乙炔是電弧放電的標(biāo)志性氣體）。（2）吊罩檢查：停電后吊開變壓器油箱，發(fā)現(xiàn)高壓繞組（110kV側(cè)）第37匝絕緣紙破損，銅導(dǎo)線裸露，有明顯燒蝕痕跡（面積約5cm2）。（3）原因追溯：該變壓器已運行12年，未進(jìn)行過繞組絕緣老化試驗，近期負(fù)荷率持續(xù)超過80%，繞組溫度升高導(dǎo)致絕緣紙脆化，最終擊穿放電。2.3處理措施（1）更換繞組：拆除受損的高壓繞組，更換為同型號絕緣紙（Nomex紙）繞制的新繞組。（2）絕緣恢復(fù)：重新灌注合格的變壓器油（25號絕緣油），并進(jìn)行真空脫氣處理（真空度≤133Pa）。（3）試驗驗證：恢復(fù)后進(jìn)行油色譜復(fù)查（乙炔含量≤5ppm）、耐壓試驗（施加395kV電壓1分鐘）、局部放電測試（放電量≤100pC），各項指標(biāo)合格后投運。2.4經(jīng)驗總結(jié)瓦斯保護(hù)重視：輕瓦斯報警是變壓器內(nèi)部故障的“早期信號”，必須立即進(jìn)行油色譜分析，不得拖延。油色譜監(jiān)測：應(yīng)建立在線油色譜監(jiān)測系統(tǒng)（每小時采集1次數(shù)據(jù)），重點關(guān)注乙炔、氫氣等特征氣體的變化趨勢。絕緣老化管理：變壓器運行10年后，需每年進(jìn)行繞組絕緣電阻、極化指數(shù)測試，及時發(fā)現(xiàn)絕緣老化問題。案例三：110kV母線差動保護(hù)動作故障處理3.1故障概況某城區(qū)110kV變電站“110kVⅠ段母線”于傍晚6時許跳閘，母線差動保護(hù)動作（動作時間0.05秒），所有出線（6回）及主變低壓側(cè)開關(guān)均跳閘，監(jiān)控系統(tǒng)顯示Ⅰ段母線電壓降至0。3.2診斷過程（1）保護(hù)邏輯驗證：調(diào)取母線差動保護(hù)錄波，各支路電流之和（Ⅰ段母線進(jìn)線電流+出線電流）不為零（約800A），符合母線內(nèi)部故障特征（差動保護(hù)原理為“流入電流等于流出電流”）。（2）設(shè)備檢查：運維人員進(jìn)入高壓室，發(fā)現(xiàn)Ⅰ段母線支持絕緣子（ZSW-110型）斷裂，瓷瓶碎片散落，母線鋁排與接地體（開關(guān)柜外殼）直接接觸。（3）原因追溯：該絕緣子已運行10年，未進(jìn)行過機(jī)械強(qiáng)度試驗，近期開關(guān)柜頂部空調(diào)漏水，導(dǎo)致絕緣子瓷件受潮，機(jī)械強(qiáng)度下降，最終斷裂。3.3處理措施（1）轉(zhuǎn)移負(fù)荷：將Ⅰ段母線負(fù)荷切換至備用Ⅱ段母線（通過母聯(lián)開關(guān)倒閘操作），保障用戶供電。（2）更換絕緣子：拆除斷裂的支持絕緣子，更換為同型號新絕緣子（采用防污型瓷件），同時檢查其他母線絕緣子（未發(fā)現(xiàn)受潮痕跡）。（3）恢復(fù)送電：重新投入母線差動保護(hù)（校驗定值正確），試送Ⅰ段母線，所有出線恢復(fù)正常運行。3.4經(jīng)驗總結(jié)母線故障處理：母線差動保護(hù)動作時，應(yīng)立即隔離故障母線，優(yōu)先使用備用母線供電，減少停電時間。絕緣子防護(hù)：開關(guān)柜內(nèi)絕緣子需采取防凝露措施（如安裝除濕機(jī)），避免受潮導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度下降。備用母線管理：備用母線應(yīng)定期進(jìn)行帶負(fù)荷試驗（每半年1次），確保其在故障時能正常投入。案例四：35kV線路繼電保護(hù)誤動原因分析與整改4.1故障概況某鄉(xiāng)鎮(zhèn)35kV變電站“35kV乙線”（帶3個行政村負(fù)荷）于上午10時許無故障跳閘，過流Ⅰ段保護(hù)動作（動作時間0.5秒），重合閘成功。監(jiān)控系統(tǒng)顯示：故障時線路電流約260A（額定電流200A），未超過規(guī)程規(guī)定的過流定值（應(yīng)為額定電流的1.5~2倍）。4.2診斷過程（1）定值檢查：調(diào)取保護(hù)裝置定值單，發(fā)現(xiàn)過流Ⅰ段定值設(shè)置為240A（額定電流的1.2倍），不符合《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T____）要求（過流定值應(yīng)取額定電流的1.5~2倍）。（2）原因追溯：該線路原負(fù)荷為150A，定值設(shè)置為240A（1.6倍）；近期新增1臺50kW電機(jī)（啟動電流約250A），負(fù)荷增至200A，但定值未及時更新，導(dǎo)致電機(jī)啟動時電流超過定值，保護(hù)誤動。4.3處理措施（1）調(diào)整定值：重新核算線路負(fù)荷（最大負(fù)荷200A），將過流Ⅰ段定值調(diào)整為300A（1.5倍額定電流），過流Ⅱ段定值調(diào)整為250A（1.25倍額定電流，動作時間1.0秒）。（2）定值校驗：使用繼電保護(hù)測試儀對保護(hù)裝置進(jìn)行定值校驗（輸入300A電流，過流Ⅰ段動作；輸入250A電流，過流Ⅱ段動作），確認(rèn)無誤后投運。（3）流程整改：建立定值動態(tài)調(diào)整機(jī)制，要求線路負(fù)荷變化超過10%時，必須重新核算定值并校驗。4.4經(jīng)驗總結(jié)定值管理：保護(hù)定值應(yīng)根據(jù)負(fù)荷變化及時調(diào)整，避免因定值過小導(dǎo)致誤動（或定值過大導(dǎo)致拒動）。規(guī)程執(zhí)行：必須嚴(yán)格遵守《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》，過流定值的選取需考慮啟動電流、自啟動電流等因素。培訓(xùn)提升：運維人員需掌握定值計算方法（如利用“負(fù)荷曲線”確定最大負(fù)荷），避免依賴舊定值單。共性問題與改進(jìn)方向通過上述案例分析，電力系統(tǒng)故障的共性問題可歸納為四點：1.設(shè)備老化：絕緣子、變壓器繞組等設(shè)備因運行年限長，絕緣或機(jī)械強(qiáng)度下降，未及時更換；2.維護(hù)不到位：未定期開展污穢度測試、油色譜監(jiān)測、定值校驗等工作；3.定值管理不善：定值未根據(jù)負(fù)荷變化及時更新，不符合規(guī)程要求；4.人員技能不足：部分運維人員對故障錄波、油色譜分析等技術(shù)手段不熟悉。針對上述問題，改進(jìn)方向如下：推廣狀態(tài)檢修：利用在線監(jiān)測技術(shù)（如紅外熱像、油色譜在線監(jiān)測、局部放電監(jiān)測），實現(xiàn)“按需檢修”，替代傳統(tǒng)的“定期檢修”；加強(qiáng)定值管理：建立定值數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)定值的動態(tài)調(diào)整（如通過SCADA系統(tǒng)自動采集負(fù)荷數(shù)據(jù)，觸發(fā)定值校核）；提高人員技能：定期開展故障診斷培訓(xùn)（如邀請廠家技術(shù)人員講解故障錄波分析、油色譜解讀），考核合格后方可上崗；完善應(yīng)急預(yù)案：針對不同類型故障，制定標(biāo)準(zhǔn)化處理流程（如線路故障的“錄波分析→巡線→隔離→修復(fù)”流程），縮短故障處理時間。結(jié)語電力系統(tǒng)故障診斷與處理是一項“技術(shù)活”，需要運維人員具備扎實的專業(yè)知識、豐富的實踐經(jīng)驗及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。本文通過四個典型案例，展示了故障診斷的邏輯與處理的關(guān)鍵步驟，希望能為一線運維人員提供參考。未來，隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的發(fā)展（如人工智能故障診斷系統(tǒng)、數(shù)字孿生電網(wǎng)），電力系統(tǒng)的故障診斷