電力系統(tǒng)故障診斷案例合集電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障社會(huì)生產(chǎn)與民生用電的核心基礎(chǔ)，而故障診斷作為運(yùn)維體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了故障處置的效率與電網(wǎng)恢復(fù)的速度。本文通過梳理輸電線路、變壓器、母線、繼電保護(hù)及配電網(wǎng)等多場景下的典型故障案例，結(jié)合現(xiàn)場診斷流程、技術(shù)分析方法與處置實(shí)踐，提煉可復(fù)用的故障識(shí)別邏輯與處置策略，為電力運(yùn)維人員提供具象化的參考范式。一、輸電線路故障診斷案例輸電線路作為電網(wǎng)“動(dòng)脈”，受自然環(huán)境、外力破壞等因素影響較大，故障類型以短路、接地為主。（一）案例1：220kV線路雷擊跳閘故障1.故障背景某電網(wǎng)公司管轄的220kV甲-乙線路，在夏季雷雨天氣中發(fā)生A相瞬時(shí)接地故障，線路保護(hù)裝置動(dòng)作后重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)供電。2.故障現(xiàn)象保護(hù)裝置報(bào)文顯示：“A相接地故障，故障電流峰值12kA，故障持續(xù)時(shí)間80ms”；故障錄波圖呈現(xiàn)電壓驟降、電流陡增的典型暫態(tài)特征，且故障后電壓恢復(fù)至額定值（重合閘成功）；線路負(fù)荷曲線無異常波動(dòng)，排除重載引發(fā)故障的可能。3.診斷過程雷電定位系統(tǒng)溯源：調(diào)取故障時(shí)段雷電定位數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)線路中段（距甲變電站約15km處）有雷擊落區(qū)，雷電流幅值約15kA；錄波圖深度分析：故障初始階段電流含高頻分量，電壓波形出現(xiàn)“截波”特征，符合雷擊過電壓導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)的故障機(jī)理；現(xiàn)場巡線驗(yàn)證：運(yùn)維人員沿線路排查，發(fā)現(xiàn)A相絕緣子（懸式復(fù)合絕緣子）傘裙有灼燒痕跡，鋼腳與瓷件結(jié)合處存在放電蝕損。4.處理措施更換故障絕緣子，選用雷電沖擊耐受電壓更高的復(fù)合絕緣子（爬電比距由25mm/kV提升至30mm/kV）；對(duì)線路防雷薄弱區(qū)段（如山區(qū)、高桿塔段）增設(shè)線路型避雷器，降低雷擊跳閘率；優(yōu)化雷電預(yù)警聯(lián)動(dòng)機(jī)制，雷雨季節(jié)前開展絕緣子絕緣電阻普測。5.經(jīng)驗(yàn)啟示雷擊故障需結(jié)合“系統(tǒng)數(shù)據(jù)+現(xiàn)場驗(yàn)證”雙重診斷：雷電定位系統(tǒng)快速縮小排查范圍，錄波圖特征輔助判斷故障類型，現(xiàn)場巡線聚焦故障點(diǎn)。長期需從“防”（防雷設(shè)施升級(jí)）、“檢”（絕緣監(jiān)測）、“應(yīng)”（預(yù)警聯(lián)動(dòng)）三方面強(qiáng)化線路防雷能力。（二）案例2：110kV線路鳥害相間短路故障1.故障背景某110kV丙-丁線路在凌晨無負(fù)荷波動(dòng)時(shí)突發(fā)相間短路故障，保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，重合閘失敗（故障為永久性）。2.故障現(xiàn)象保護(hù)報(bào)文顯示“BC相短路，故障電流28kA，重合閘后電流持續(xù)存在”；線路監(jiān)控?cái)z像頭捕捉到故障瞬間有鳥類（喜鵲）在桿塔橫擔(dān)處活動(dòng)。3.診斷過程故障錄波分析：故障電流含明顯的弧光分量，電壓三相不平衡持續(xù)時(shí)間長（超過重合閘時(shí)間），判斷為永久性故障；現(xiàn)場巡線：發(fā)現(xiàn)線路中相（B相）與邊相（C相）導(dǎo)線間有鳥巢殘枝，導(dǎo)線絕緣層因電弧灼燒破損，形成永久性短路通道。4.處理措施清除鳥巢及殘枝，更換破損導(dǎo)線段，恢復(fù)線路供電；在桿塔橫擔(dān)安裝風(fēng)力驅(qū)鳥器+超聲波驅(qū)鳥裝置，在絕緣子串懸掛防鳥刺，阻斷鳥類筑巢路徑；建立“鳥類活動(dòng)熱力圖”，對(duì)鳥害高發(fā)區(qū)段每季度開展專項(xiàng)巡視。5.經(jīng)驗(yàn)啟示鳥害故障具有“隱蔽性+重復(fù)性”特點(diǎn)，需結(jié)合視頻監(jiān)控、故障錄波快速定位，長期通過物理驅(qū)鳥與生態(tài)干預(yù)（如在桿塔附近設(shè)置鳥類喂食區(qū)）減少鳥類活動(dòng)對(duì)線路的威脅。二、變壓器故障診斷案例變壓器是電網(wǎng)“心臟”設(shè)備，故障類型涵蓋繞組、套管、分接開關(guān)、絕緣油等環(huán)節(jié)，需結(jié)合多維度監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合診斷。（一）案例1：110kV主變?cè)验g短路故障1.故障背景某變電站1號(hào)主變（容量40MVA）在負(fù)荷穩(wěn)定期內(nèi)，油溫持續(xù)升高（由55℃升至72℃），差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)出告警信號(hào)。2.故障現(xiàn)象差動(dòng)保護(hù)差流值由0.1A升至0.8A（定值為1A），輕瓦斯繼電器頻繁動(dòng)作（氣體體積累計(jì)達(dá)200mL）；油色譜分析（周期檢測）顯示：乙炔含量從0.5μL/L升至5.2μL/L，氫氣含量從10μL/L升至85μL/L，總烴含量超200μL/L。3.診斷過程油色譜三比值法分析：根據(jù)IEC____標(biāo)準(zhǔn)，三比值為“1,0,2”（對(duì)應(yīng)溫度>700℃的放電故障+熱故障），判斷繞組存在匝間短路伴隨局部過熱；差動(dòng)保護(hù)錄波驗(yàn)證：差流波形含高次諧波，且與繞組短路時(shí)的“差流增大+相位畸變”特征吻合；解體檢查：吊罩后發(fā)現(xiàn)低壓繞組（銅導(dǎo)線）匝間絕緣因長期熱老化破損，形成約3匝的短路環(huán)，短路點(diǎn)處絕緣紙?zhí)蓟?.處理措施更換故障繞組，對(duì)鐵芯、夾件進(jìn)行絕緣烘干處理；更換變壓器油（真空濾油后補(bǔ)加新油），并進(jìn)行長時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)+局部放電測試；優(yōu)化主變負(fù)荷曲線，避免長期重載運(yùn)行，加裝繞組光纖測溫裝置（實(shí)時(shí)監(jiān)測熱點(diǎn)溫度）。5.經(jīng)驗(yàn)啟示變壓器潛伏性故障需重視“油色譜+保護(hù)信號(hào)+溫升趨勢”的聯(lián)動(dòng)分析：油色譜是“早期預(yù)警器”，保護(hù)告警是“故障放大器”，溫升異常是“直觀表現(xiàn)”。運(yùn)維中應(yīng)縮短油色譜檢測周期（重載或老舊設(shè)備每3個(gè)月一次），建立“油-電-熱”多參量診斷模型。（二）案例2：35kV變壓器套管閃絡(luò)故障1.故障背景某35kV變電站2號(hào)變壓器（容量10MVA）在陰雨天氣中突發(fā)套管閃絡(luò)，零序保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合閘失敗。2.故障現(xiàn)象紅外測溫（故障前巡視）顯示：套管末屏溫度達(dá)85℃（正?！?0℃），存在明顯熱點(diǎn)；故障后檢查：套管表面有沿面放電痕跡，末屏絕緣電阻測試值為0（正?！?000MΩ）。3.診斷過程套管絕緣分析：末屏絕緣電阻為0，說明末屏接地不良或絕緣擊穿，導(dǎo)致套管電容屏電位懸浮，電場畸變引發(fā)閃絡(luò)；局部放電檢測：采用超聲波檢測儀，在套管根部捕捉到高頻放電信號(hào)（幅值>50dBμV），驗(yàn)證內(nèi)部放電故障；歷史數(shù)據(jù)回溯：該套管投運(yùn)已15年，超過設(shè)計(jì)壽命（12年），且近期未開展套管介損試驗(yàn)。4.處理措施更換故障套管（選用硅橡膠復(fù)合套管，提升防污閃能力）；對(duì)同批次套管開展介損試驗(yàn)+局部放電測試，淘汰老化套管；建立套管全壽命周期管理臺(tái)賬，對(duì)投運(yùn)超10年的套管每年進(jìn)行介損、絕緣電阻檢測。5.經(jīng)驗(yàn)啟示套管故障易被忽視，需結(jié)合“紅外測溫（發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)）+絕緣測試（定位故障）+局部放電（驗(yàn)證機(jī)理）”的診斷鏈條。運(yùn)維中應(yīng)重視老舊設(shè)備的“退役預(yù)警”，優(yōu)先更換超期服役的套管，避免因小部件故障引發(fā)主設(shè)備停運(yùn)。三、母線故障診斷案例母線是電網(wǎng)“樞紐”，故障類型以絕緣子閃絡(luò)、PT斷線、異物短路為主，需快速隔離故障以減少停電范圍。（一）案例1：220kV母線絕緣子污閃故障1.故障背景某220kV變電站Ⅱ母在霧霾天氣中突發(fā)母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，Ⅱ母所有出線跳閘，系統(tǒng)沖擊負(fù)荷達(dá)150MW。2.故障現(xiàn)象母差保護(hù)報(bào)文顯示“Ⅱ母區(qū)內(nèi)故障，故障電流35kA”；故障錄波圖呈現(xiàn)“母線電壓驟降，各出線電流反向（故障電流由母線流向線路）”的區(qū)內(nèi)故障特征。3.診斷過程故障定位：母差保護(hù)動(dòng)作邏輯（大差+小差均動(dòng)作）確認(rèn)故障在Ⅱ母范圍內(nèi)；現(xiàn)場巡查：發(fā)現(xiàn)Ⅱ母C相絕緣子（瓷質(zhì)絕緣子）表面覆蓋厚層污穢（鹽密值達(dá)0.3mg/cm2，超過Ⅳ級(jí)污穢區(qū)標(biāo)準(zhǔn)），傘裙間有電弧灼燒痕跡，且天氣濕度>90%；污穢等級(jí)復(fù)核：該區(qū)域近年工業(yè)粉塵排放增加，原設(shè)計(jì)的Ⅲ級(jí)污穢區(qū)需升級(jí)為Ⅳ級(jí)。4.處理措施立即清掃Ⅱ母所有絕緣子，采用帶電水沖洗（濕度≤85%后實(shí)施）；對(duì)Ⅱ母絕緣子噴涂RTV防污閃涂料（涂層厚度≥300μm），提升絕緣爬電能力；修訂變電站污穢區(qū)等級(jí)，將Ⅱ母絕緣子爬電比距由25mm/kV提升至31mm/kV（Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）。5.經(jīng)驗(yàn)啟示母線污閃故障具有“環(huán)境觸發(fā)+累積性”特點(diǎn)，需結(jié)合“保護(hù)定位+現(xiàn)場污穢檢測+氣象條件”綜合診斷。運(yùn)維中應(yīng)建立“污穢度-氣象-保護(hù)信號(hào)”聯(lián)動(dòng)預(yù)警，霧霾、潮濕天氣前開展絕緣子絕緣電阻普測，及時(shí)清掃或噴涂防污涂料。（二）案例2：110kV母線PT斷線引發(fā)的虛假故障1.故障背景某110kV變電站Ⅰ母PT（電壓互感器）二次回路斷線，導(dǎo)致母線電壓監(jiān)測異常，低電壓保護(hù)誤動(dòng)作，Ⅰ母部分出線跳閘。2.故障現(xiàn)象監(jiān)控系統(tǒng)顯示Ⅰ母A相電壓為0，B、C相電壓正常，低電壓保護(hù)動(dòng)作報(bào)文觸發(fā)；現(xiàn)場檢查PT本體無異常，二次端子排有松動(dòng)痕跡。3.診斷過程電壓異常分析：A相電壓為0，B、C相正常，排除母線接地故障（接地故障會(huì)導(dǎo)致三相電壓不平衡但無零電壓）；二次回路排查：測量PT二次繞組電阻，A相回路電阻為無窮大（正常≤5Ω），確認(rèn)二次斷線；保護(hù)邏輯驗(yàn)證：低電壓保護(hù)定值為“線電壓<85%額定值”，因A相斷線導(dǎo)致線電壓計(jì)算錯(cuò)誤（B、C相間電壓正常，但A-B、A-C相間電壓為0），觸發(fā)保護(hù)誤動(dòng)。4.處理措施緊固PT二次端子排，恢復(fù)A相電壓監(jiān)測；修正低電壓保護(hù)判據(jù)（由“線電壓”改為“相電壓+零序電壓”復(fù)合判據(jù)），避免單一相電壓異常導(dǎo)致誤動(dòng)；對(duì)全站PT二次回路開展“防松動(dòng)、防斷線”專項(xiàng)整改，加裝端子排防松卡扣。5.經(jīng)驗(yàn)啟示PT二次故障易引發(fā)保護(hù)誤動(dòng)，需結(jié)合“電壓波形特征+二次回路檢測+保護(hù)邏輯分析”快速甄別。運(yùn)維中應(yīng)優(yōu)化保護(hù)判據(jù)（增加相電壓、零序電壓輔助判據(jù)），加強(qiáng)二次回路的防松、防腐蝕處理，避免“小故障引發(fā)大停電”。四、繼電保護(hù)及二次回路故障案例繼電保護(hù)是電網(wǎng)“衛(wèi)士”，但保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)或二次回路異常會(huì)擴(kuò)大故障影響，需從“定值、回路、裝置”三方面診斷。（一）案例1：10kV線路過流保護(hù)誤動(dòng)故障1.故障背景某10kV饋線（負(fù)荷800kW）在正常運(yùn)行時(shí)，過流保護(hù)裝置突然動(dòng)作跳閘，重合閘成功后無異常。2.故障現(xiàn)象保護(hù)報(bào)文顯示“過流Ⅰ段動(dòng)作，動(dòng)作電流800A（定值為630A）”；故障時(shí)段負(fù)荷電流為450A（遠(yuǎn)低于定值）。3.診斷過程定值復(fù)核：調(diào)取保護(hù)定值單，發(fā)現(xiàn)過流Ⅰ段定值被誤修改為800A（原定值630A），且無修改記錄；二次回路檢測：測量電流互感器（CT）二次回路電阻，發(fā)現(xiàn)A相CT接線端子松動(dòng)，導(dǎo)致電流采樣時(shí)出現(xiàn)“尖峰脈沖”（類似過流）；裝置日志分析：保護(hù)裝置事件記錄顯示“電流突變觸發(fā)過流Ⅰ段”，與CT接線松動(dòng)引發(fā)的電流波動(dòng)特征吻合。4.處理措施修正過流保護(hù)定值（恢復(fù)630A），并履行定值修改審批流程；緊固CT二次接線端子，對(duì)全站二次回路開展“防松動(dòng)、防氧化”專項(xiàng)檢查；啟用保護(hù)裝置“定值修改審計(jì)功能”，記錄每一次定值變更操作。5.經(jīng)驗(yàn)啟示保護(hù)誤動(dòng)需“定值+回路+裝置”三維診斷：定值錯(cuò)誤是“人為隱患”，回路松動(dòng)是“物理隱患”，裝置日志是“證據(jù)鏈”。運(yùn)維中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行定值管理規(guī)范，加強(qiáng)二次回路的日常巡檢（重點(diǎn)檢查接線、端子排），利用保護(hù)裝置的審計(jì)功能追溯定值變更。（二）案例2：220kV線路距離保護(hù)拒動(dòng)故障1.故障背景某220kV線路發(fā)生A相接地故障，線路保護(hù)裝置（距離保護(hù)）未動(dòng)作，后備保護(hù)（過流保護(hù)）延時(shí)2秒動(dòng)作，導(dǎo)致故障擴(kuò)大。2.故障現(xiàn)象故障錄波顯示：故障電流15kA，故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處10km（在距離Ⅰ段范圍內(nèi)），但距離保護(hù)無動(dòng)作報(bào)文；CT二次回路電阻測試正常，保護(hù)裝置自檢無異常。3.診斷過程CT飽和分析：故障初始電流含直流分量，導(dǎo)致CT鐵芯飽和，輸出電流波形畸變（出現(xiàn)“平頂波”）；距離保護(hù)算法驗(yàn)證：該保護(hù)采用“多邊形阻抗特性+傅里葉算法”，CT飽和時(shí)電流采樣失真，導(dǎo)致阻抗計(jì)算錯(cuò)誤（誤判故障在區(qū)外）；歷史故障回溯：該線路曾多次發(fā)生短路故障，CT飽和問題未被重視。4.處理措施更換抗飽和CT（選用5P20級(jí)，飽和電壓≥200V），減少故障時(shí)的電流畸變；優(yōu)化距離保護(hù)算法（增加“飽和識(shí)別+動(dòng)態(tài)阻抗補(bǔ)償”邏輯），在CT飽和時(shí)切換為“電流突變量保護(hù)”；對(duì)同變電站的CT開展“飽和電壓測試”，淘汰飽和電壓<150V的老舊CT。5.經(jīng)驗(yàn)啟示保護(hù)拒動(dòng)需深入分析“一次設(shè)備（CT）+二次算法（保護(hù)邏輯）”的耦合關(guān)系。運(yùn)維中應(yīng)重視CT的抗飽和能力，結(jié)合故障錄波優(yōu)化保護(hù)算法，避免因一次設(shè)備缺陷導(dǎo)致保護(hù)失效。五、配電網(wǎng)故障診斷案例配電網(wǎng)直接面向用戶，故障類型以接地、短路、過載為主，需快速定位以縮短停電時(shí)間。（一）案例1：臺(tái)區(qū)低壓線路樹障接地故障1.故障背景某臺(tái)區(qū)（500kVA）用戶反映“電壓低、電燈閃爍”，臺(tái)區(qū)總保（剩余電流動(dòng)作保護(hù)器）跳閘，重合閘失敗。2.故障現(xiàn)象臺(tái)區(qū)總保顯示“剩余電流動(dòng)作，動(dòng)作電流300mA（定值為300mA）”；絕緣電阻測試：A相對(duì)地絕緣為0（正?！?MΩ），B、C相對(duì)地絕緣正常。3.診斷過程分段排查：將臺(tái)區(qū)低壓線路分為“主干線-分支線-用戶線”三段，逐段斷開后測試絕緣；故障點(diǎn)定位：斷開分支線后，A相對(duì)地絕緣恢復(fù)正常（2.5MΩ），判斷故障在分支線區(qū)段；現(xiàn)場巡查：發(fā)現(xiàn)分支線（A相）因樹木生長導(dǎo)致導(dǎo)線絕緣層磨破，與樹干（接地體）接觸，形成永久性接地。4.處理措施修剪故障點(diǎn)附近