電力系統(tǒng)運行維護與故障處理實務(wù)一、引言電力系統(tǒng)是支撐國民經(jīng)濟運行與社會生活的“生命線工程”，其安全、穩(wěn)定、可靠運行直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)、居民生活及公共服務(wù)的連續(xù)性。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大、新能源接入比例提升及電力電子設(shè)備普及，系統(tǒng)運行復(fù)雜度顯著增加，對運行維護的精細(xì)化水平及故障處理的快速性、準(zhǔn)確性提出了更高要求。本文結(jié)合電力行業(yè)實踐，從運行維護核心框架、故障處理標(biāo)準(zhǔn)化流程、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用及典型案例等方面，系統(tǒng)闡述電力系統(tǒng)運行維護與故障處理的實務(wù)要點，為一線運維人員提供參考。二、電力系統(tǒng)運行維護的核心框架運行維護是電力系統(tǒng)安全的“第一道防線”，其目標(biāo)是通過狀態(tài)監(jiān)測、預(yù)防性維護、風(fēng)險管控，降低設(shè)備故障概率，延長設(shè)備壽命，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。核心內(nèi)容包括以下三部分：（一）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與評估設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是通過采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，判斷其健康狀態(tài)的關(guān)鍵手段，分為在線監(jiān)測與離線檢測兩類：在線監(jiān)測：通過安裝傳感器（如變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置、斷路器觸頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)、線路覆冰監(jiān)測終端），實時采集設(shè)備的電氣、機械、熱工等狀態(tài)量（如油中特征氣體含量、觸頭溫度、絕緣子泄漏電流），并通過物聯(lián)網(wǎng)平臺傳輸至后臺系統(tǒng)，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)跟蹤。離線檢測：按照規(guī)程周期（如每年1次變壓器油色譜分析、每3年1次斷路器機械特性試驗），通過試驗儀器（如色譜分析儀、耐壓試驗裝置、局部放電測試儀）對設(shè)備進行定期檢測，補充在線監(jiān)測的盲區(qū)。狀態(tài)評估需基于監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備廠家說明書、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如《電力設(shè)備狀態(tài)評價導(dǎo)則》），采用閾值判斷法（如變壓器油中乙炔含量超過規(guī)程限值則判定為異常）、趨勢分析法（如觸頭溫度持續(xù)上升則提示潛在過熱故障）及綜合評判法（結(jié)合多個狀態(tài)量評估設(shè)備健康等級，如“正?！薄白⒁狻薄爱惓！薄皣?yán)重”），為后續(xù)維護決策提供依據(jù)。（二）日常巡檢與預(yù)防性維護日常巡檢是發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的“眼睛”，需根據(jù)設(shè)備類型（變壓器、斷路器、線路、母線等）制定差異化巡檢標(biāo)準(zhǔn)：變壓器巡檢：重點檢查油位（是否在正常范圍）、油溫（是否超過規(guī)程限值）、聲音（是否有異常噪聲，如放電聲、機械摩擦聲）、套管（是否清潔、有無裂紋或放電痕跡）、冷卻系統(tǒng)（風(fēng)扇、油泵運行是否正常）。斷路器巡檢：關(guān)注分合閘狀態(tài)（是否與監(jiān)控系統(tǒng)一致）、觸頭溫度（通過紅外測溫儀檢測，避免過熱）、絕緣套管（有無破損）、操作機構(gòu)（有無卡澀、漏油）。線路巡檢：主要檢查桿塔（有無傾斜、基礎(chǔ)下沉）、導(dǎo)線（有無斷股、弧垂異常）、絕緣子（有無污穢、擊穿）、金具（有無銹蝕、松動），以及線路通道（有無樹障、施工機械等外力破壞風(fēng)險）。預(yù)防性維護需基于狀態(tài)評估結(jié)果，對“注意”“異?！睜顟B(tài)的設(shè)備采取針對性措施：如對過熱的斷路器觸頭進行清潔或更換；對絕緣老化的變壓器進行油過濾或絕緣修復(fù)；對線路樹障進行清理。維護過程需嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度（如停電、驗電、接地），確保人員安全。（三）運行優(yōu)化與風(fēng)險管控運行優(yōu)化：通過負(fù)荷預(yù)測（如短期負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)）、無功優(yōu)化（如SVG、電容器組投切）、機組出力調(diào)整，實現(xiàn)系統(tǒng)潮流合理分布，降低設(shè)備損耗（如變壓器空載損耗、線路損耗），提高供電質(zhì)量（如電壓偏差、頻率偏差符合規(guī)程要求）。風(fēng)險管控：采用風(fēng)險矩陣法識別系統(tǒng)潛在風(fēng)險（如設(shè)備老化、外力破壞、極端天氣），制定管控措施：如對老舊設(shè)備進行升級改造；對線路通道實行“網(wǎng)格化”管理，防止外力破壞；針對臺風(fēng)、冰雪等極端天氣，制定應(yīng)急預(yù)案（如備用電源切換、應(yīng)急搶修隊伍部署）。三、電力系統(tǒng)故障處理的標(biāo)準(zhǔn)化流程故障處理是電力系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)情況的“應(yīng)急響應(yīng)鏈”，需遵循“快速隔離、準(zhǔn)確定位、及時修復(fù)、總結(jié)改進”的原則，流程如下：（一）故障報警與初步研判故障發(fā)生后，調(diào)度中心通過SCADA系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）收到報警信息（如保護裝置動作信號、斷路器跳閘信號、母線電壓異常），同時運維人員通過現(xiàn)場設(shè)備（如故障指示器、變壓器保護柜）獲取補充信息。初步研判需結(jié)合以下信息：保護動作類型（如變壓器差動保護動作提示內(nèi)部故障，線路過流保護動作提示線路故障）；故障錄波數(shù)據(jù)（記錄故障時的電流、電壓波形，判斷故障性質(zhì)，如短路、接地）；設(shè)備歷史狀態(tài)（如該變壓器近期是否有油色譜異常，該線路是否多次發(fā)生樹障故障）。例如，某10kV線路過流保護動作跳閘，故障錄波顯示電流突然增大至額定電流的5倍，且故障指示器在某段線路動作，初步判斷為線路相間短路故障。（二）故障隔離與范圍控制故障隔離的目標(biāo)是將故障設(shè)備與系統(tǒng)分離，防止故障擴大，同時最小化停電范圍。操作要點：優(yōu)先采用配電自動化系統(tǒng)（如饋線自動化終端FTU）實現(xiàn)故障自動隔離（如通過重合閘判斷故障是否永久，若永久則跳開故障段斷路器）；手動操作時，需嚴(yán)格按照操作票制度執(zhí)行（如先斷開故障設(shè)備的斷路器，再拉開隔離開關(guān)），避免帶負(fù)荷拉刀閘；隔離后，通過驗電器確認(rèn)故障設(shè)備已停電，掛接地線防止誤送電。例如，某110kV變電站10kV母線故障，調(diào)度下令斷開該母線所有出線斷路器，隔離故障母線，確保其他母線正常供電。（三）故障定位與原因分析故障定位是故障處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需結(jié)合技術(shù)手段與現(xiàn)場勘查：線路故障：采用行波測距儀（通過故障時的行波信號計算故障距離，誤差小于1%）、故障指示器（安裝在線路桿塔上，故障時指示燈閃爍，提示故障段）、紅外測溫儀（檢測線路接頭是否過熱）；變壓器故障：通過油色譜分析（如乙炔含量超標(biāo)提示內(nèi)部放電，氫氣含量超標(biāo)提示絕緣老化）、電氣試驗（如繞組直流電阻試驗判斷繞組是否斷線，耐壓試驗判斷絕緣是否擊穿）、解體檢查（打開變壓器油箱，查看繞組、鐵芯是否有燒損）；斷路器故障：通過機械特性試驗（如分合閘時間、速度是否符合要求）、觸頭電阻測試（判斷觸頭是否接觸不良）、SF6氣體檢測（判斷是否泄漏）。例如，某變壓器差動保護動作，油色譜分析發(fā)現(xiàn)乙炔含量為150μL/L（規(guī)程限值為10μL/L），電氣試驗顯示繞組直流電阻不平衡率為5%（規(guī)程限值為2%），解體檢查發(fā)現(xiàn)繞組絕緣擊穿，原因是絕緣老化導(dǎo)致內(nèi)部放電。（四）故障修復(fù)與供電恢復(fù)故障修復(fù)需根據(jù)故障原因制定方案：線路故障：如樹障導(dǎo)致的短路，需清理樹障、修復(fù)導(dǎo)線；如絕緣子擊穿，需更換絕緣子；變壓器故障：如繞組絕緣擊穿，需更換繞組；如冷卻系統(tǒng)故障，需修復(fù)風(fēng)扇或油泵；斷路器故障：如觸頭燒損，需更換觸頭；如操作機構(gòu)卡澀，需清理或更換機構(gòu)。供電恢復(fù)需遵循“先重要用戶、后一般用戶”的原則，優(yōu)先恢復(fù)醫(yī)院、政府、工業(yè)企業(yè)等重要用戶的供電?；謴?fù)前需再次檢查設(shè)備狀態(tài)（如變壓器油位、斷路器觸頭溫度），確認(rèn)無異常后合閘送電。（五）故障總結(jié)與持續(xù)改進故障處理結(jié)束后，需編寫故障報告，內(nèi)容包括：故障基本情況（時間、地點、設(shè)備名稱）；故障原因分析（直接原因、間接原因，如絕緣老化、維護不到位）；處理過程（隔離、定位、修復(fù)的步驟）；改進措施（如加強該類型設(shè)備的監(jiān)測周期、完善應(yīng)急預(yù)案、對運維人員進行培訓(xùn)）。例如，某線路因樹障多次發(fā)生故障，改進措施為：將該線路的巡檢周期從每周1次縮短至每3天1次，安裝線路通道視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)樹障。四、關(guān)鍵技術(shù)與工具應(yīng)用隨著智能電網(wǎng)建設(shè)推進，以下技術(shù)與工具顯著提升了運行維護與故障處理效率：物聯(lián)網(wǎng)（IoT）監(jiān)測設(shè)備：如智能傳感器、LoRa終端，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時采集與遠(yuǎn)程傳輸；人工智能（AI）診斷系統(tǒng)：通過機器學(xué)習(xí)算法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機森林）分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測設(shè)備故障（如變壓器油色譜異常預(yù)測、線路故障概率預(yù)測）；數(shù)字孿生平臺：構(gòu)建設(shè)備的虛擬模型，模擬設(shè)備運行狀態(tài)，輔助故障定位（如變壓器內(nèi)部故障的數(shù)字孿生模擬）；移動運維終端：運維人員通過手機或平板獲取設(shè)備狀態(tài)信息、查看操作票、上傳現(xiàn)場照片，實現(xiàn)“無紙化”運維。五、典型案例分析案例1：某110kV變壓器故障處理故障情況：某變電站110kV變壓器運行中，SCADA系統(tǒng)報警顯示“油溫異常升高”（達到85℃，規(guī)程限值為75℃），同時油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)顯示乙炔含量為200μL/L（規(guī)程限值為10μL/L）。處理過程：1.調(diào)度下令斷開該變壓器的斷路器，隔離故障設(shè)備；2.運維人員現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)變壓器聲音異常（有放電聲），油位正常；3.取油樣進行離線色譜分析，確認(rèn)乙炔含量超標(biāo)，判斷為內(nèi)部放電故障；4.聯(lián)系檢修隊伍，對變壓器進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)繞組絕緣擊穿（原因是絕緣老化）；5.更換繞組，進行電氣試驗（如耐壓試驗、直流電阻試驗），確認(rèn)合格后合閘送電；6.編寫故障報告，將該變壓器的油色譜監(jiān)測周期從每年1次縮短至每3個月1次，加強絕緣狀態(tài)監(jiān)測。經(jīng)驗總結(jié)：在線監(jiān)測系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，油色譜分析是判斷變壓器內(nèi)部故障的有效手段，定期維護能延緩絕緣老化。案例2：某10kV線路雷擊故障處理故障情況：某10kV線路因雷擊發(fā)生跳閘，故障指示器在第5段線路動作，SCADA系統(tǒng)顯示過流保護動作。處理過程：1.調(diào)度通過配電自動化系統(tǒng)自動斷開故障段斷路器，隔離故障；2.運維人員攜帶行波測距儀、紅外測溫儀前往現(xiàn)場，行波測距顯示故障距離為1.2km（對應(yīng)第5段線路）；3.現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，第5段線路的絕緣子被雷擊擊穿，導(dǎo)致相間短路；4.更換擊穿的絕緣子，檢查線路其他部分無異常；5.合閘送電，恢復(fù)該段線路供電；6.總結(jié)原因，在該線路安裝避雷器，降低雷擊故障概率。經(jīng)驗總結(jié)：配電自動化系統(tǒng)能快速隔離故障，故障指示器與行波測距儀能準(zhǔn)確定位故障點，防雷措施能有效降低雷擊故障。六、結(jié)語