電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與故障處理手冊(cè)引言電力系統(tǒng)作為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的基石，其安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)公共福祉。電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與故障處理是保障這一基石穩(wěn)固的核心環(huán)節(jié)，是每一位電力從業(yè)人員，特別是調(diào)度運(yùn)行、運(yùn)維檢修人員必備的核心技能。本手冊(cè)旨在系統(tǒng)闡述電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)及故障處理的基本原則與實(shí)用方法，以期為相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員提供一份具有實(shí)際指導(dǎo)意義的參考資料。本手冊(cè)內(nèi)容力求嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，希望能對(duì)提升電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平有所裨益。第一章電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控1.1運(yùn)行監(jiān)控的目標(biāo)與基本原則電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控的核心目標(biāo)在于實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警異常情況，為調(diào)度決策提供準(zhǔn)確依據(jù)，從而確保電力系統(tǒng)在規(guī)定的約束條件下安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶(hù)供電。其基本原則包括：*實(shí)時(shí)性：監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、傳輸、處理與展示必須保持高度的實(shí)時(shí)性，以便及時(shí)捕捉系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。*全面性：監(jiān)控范圍應(yīng)覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)，確保對(duì)系統(tǒng)整體狀態(tài)的把握。*重點(diǎn)性：在全面監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、重要線(xiàn)路、樞紐變電站及核心負(fù)荷中心應(yīng)實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控。*預(yù)警性：通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的趨勢(shì)分析和閾值判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在故障的早期預(yù)警。1.2運(yùn)行監(jiān)控的主要內(nèi)容電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控涉及對(duì)多種運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測(cè)，主要內(nèi)容包括：*電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控：*潮流監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各條線(xiàn)路、變壓器的有功功率、無(wú)功功率、電流大小及方向，確保不超過(guò)設(shè)備額定值和穩(wěn)定極限。*電壓監(jiān)控：監(jiān)測(cè)各母線(xiàn)、節(jié)點(diǎn)的電壓水平，確保在合格范圍內(nèi)波動(dòng)，必要時(shí)通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、投切無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等手段進(jìn)行調(diào)控。*頻率監(jiān)控：密切跟蹤系統(tǒng)頻率變化，當(dāng)頻率偏離額定值時(shí)，及時(shí)通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力或啟動(dòng)調(diào)頻負(fù)荷等措施恢復(fù)。*設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控：對(duì)變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、電容器、電抗器等主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（如溫度、油位、氣壓、SF6氣體壓力、機(jī)械特性等）進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)或定期巡檢數(shù)據(jù)錄入。*發(fā)電側(cè)監(jiān)控：*各發(fā)電廠(chǎng)（機(jī)組）的出力、運(yùn)行狀態(tài)、主要輔機(jī)狀態(tài)。*水電廠(chǎng)的水位、流量；火電廠(chǎng)的煤耗、汽壓、汽溫等。*負(fù)荷監(jiān)控：*系統(tǒng)總負(fù)荷、分區(qū)負(fù)荷、重要用戶(hù)負(fù)荷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì)。*負(fù)荷預(yù)測(cè)與實(shí)際負(fù)荷的偏差分析。*繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置狀態(tài)監(jiān)控：*保護(hù)裝置的投退狀態(tài)、動(dòng)作情況、告警信息。*安全自動(dòng)裝置（如穩(wěn)控裝置、備自投、自動(dòng)重合閘等）的運(yùn)行狀態(tài)和動(dòng)作情況。1.3運(yùn)行監(jiān)控手段與技術(shù)隨著科技的發(fā)展，電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控手段日益豐富和智能化：*傳統(tǒng)監(jiān)控：*就地監(jiān)控：通過(guò)變電站、發(fā)電廠(chǎng)控制室的監(jiān)控屏、儀表盤(pán)獲取設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)。*遠(yuǎn)程監(jiān)控：調(diào)度中心通過(guò)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、能量管理系統(tǒng)（EMS）等主站系統(tǒng)，遠(yuǎn)程采集和監(jiān)控全網(wǎng)或區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。*現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)：*SCADA/EMS系統(tǒng)：這是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的核心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和電網(wǎng)分析、優(yōu)化、調(diào)度等功能。*變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）：實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備的就地監(jiān)控、保護(hù)、測(cè)量、控制及與調(diào)度中心的通信。*配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS/DMS）：針對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)控與管理，提高配電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量。*在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：對(duì)變壓器油色譜、局部放電、電纜狀態(tài)、避雷器泄漏電流等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障。*視頻監(jiān)控與環(huán)境監(jiān)測(cè)：通過(guò)攝像頭和傳感器對(duì)變電站、線(xiàn)路走廊等進(jìn)行可視化監(jiān)控和環(huán)境參數(shù)（如溫濕度、風(fēng)速、雨量、覆冰等）監(jiān)測(cè)。*大數(shù)據(jù)與人工智能（AI）應(yīng)用：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)警和診斷，AI技術(shù)在智能調(diào)度、異常識(shí)別等方面的應(yīng)用逐漸深入。1.4運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警運(yùn)行監(jiān)控的關(guān)鍵在于對(duì)收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，評(píng)估系統(tǒng)當(dāng)前的健康狀況，并對(duì)可能發(fā)生的異?；蚬收线M(jìn)行預(yù)警。*狀態(tài)評(píng)估：根據(jù)設(shè)定的閾值、運(yùn)行規(guī)程和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比較分析，判斷設(shè)備和系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。例如，電壓是否越限、設(shè)備溫度是否超標(biāo)、保護(hù)是否有異常告警等。*趨勢(shì)分析：對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，掌握其變化趨勢(shì)，判斷是否存在緩慢惡化的情況。例如，變壓器油溫的緩慢升高、電纜接頭溫度的逐漸上升等。*預(yù)警機(jī)制：當(dāng)監(jiān)測(cè)到參數(shù)接近閾值或出現(xiàn)異常趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出告警信息（聲音、光字牌、彈窗等），提醒運(yùn)行人員及時(shí)關(guān)注和處理。告警信息應(yīng)分級(jí)（如預(yù)告、告警、緊急），以便運(yùn)行人員優(yōu)先處理緊急情況。第二章電力系統(tǒng)故障處理電力系統(tǒng)故障是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，導(dǎo)致電能質(zhì)量下降、供電中斷或設(shè)備損壞等情況。常見(jiàn)的故障類(lèi)型包括短路故障（三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相接地短路）、斷線(xiàn)故障、設(shè)備故障（如變壓器、斷路器損壞）等。2.1故障處理的基本原則故障處理是一項(xiàng)復(fù)雜而嚴(yán)肅的工作，必須遵循以下基本原則：*安全第一：在任何情況下，都必須將人身安全和設(shè)備安全放在首位。嚴(yán)格遵守安全規(guī)程，防止事故擴(kuò)大和人身傷亡。*迅速準(zhǔn)確：盡快判斷故障性質(zhì)、地點(diǎn)和范圍，迅速采取有效措施，限制故障發(fā)展，消除故障根源，恢復(fù)正常供電。*先主后次：優(yōu)先保證主系統(tǒng)、重要發(fā)電廠(chǎng)、重要變電站和重要用戶(hù)（如醫(yī)院、交通樞紐、大型工礦企業(yè)、政府機(jī)關(guān)等）的供電。*統(tǒng)一指揮：故障處理必須在調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行（除非現(xiàn)場(chǎng)情況緊急，需立即采取措施防止事故擴(kuò)大），確保行動(dòng)協(xié)調(diào)一致。*依據(jù)充分：處理故障應(yīng)基于準(zhǔn)確的故障信息（保護(hù)動(dòng)作情況、斷路器跳閘情況、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果等），避免盲目操作。2.2故障處理的一般流程故障處理通常遵循以下基本流程，但具體情況需靈活應(yīng)對(duì)：1.故障現(xiàn)象確認(rèn)與信息收集：*接到告警信息（SCADA告警、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)人員報(bào)告、用戶(hù)投訴等）。*查看相關(guān)斷路器跳閘情況、保護(hù)動(dòng)作類(lèi)型和報(bào)文、電流電壓等電氣量突變情況。*初步判斷故障發(fā)生的大致范圍和可能原因。2.故障隔離：*在確保安全的前提下，迅速將故障設(shè)備或故障線(xiàn)路從系統(tǒng)中隔離，防止故障蔓延，避免對(duì)非故障區(qū)域造成影響。*隔離方法通常包括拉開(kāi)相關(guān)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，設(shè)置安全措施。3.故障點(diǎn)查找與確認(rèn)：*根據(jù)保護(hù)動(dòng)作信息、故障錄波數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)信息，結(jié)合電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，初步判斷故障點(diǎn)位置。*通知運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查核實(shí)，查找具體故障點(diǎn)和故障原因。對(duì)于輸電線(xiàn)路，可利用巡線(xiàn)無(wú)人機(jī)、故障指示器等輔助手段。4.故障處理決策與實(shí)施：*根據(jù)故障性質(zhì)、地點(diǎn)、設(shè)備損壞程度以及系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行方式，制定故障處理方案。*方案應(yīng)包括如何恢復(fù)供電（如通過(guò)其他線(xiàn)路轉(zhuǎn)供、啟用備用電源、調(diào)整運(yùn)行方式等）、如何處理故障設(shè)備（如搶修、更換）。*按照批準(zhǔn)的方案，在調(diào)度指揮下或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程進(jìn)行操作，實(shí)施故障處理。5.系統(tǒng)恢復(fù)與供電：*在故障隔離并采取可靠安全措施后，盡快恢復(fù)對(duì)無(wú)故障區(qū)域和重要用戶(hù)的供電。*恢復(fù)供電應(yīng)按照先高壓后低壓、先主干后分支、先重要用戶(hù)后一般用戶(hù)的順序進(jìn)行。*注意恢復(fù)過(guò)程中系統(tǒng)潮流、電壓、頻率的變化，防止超過(guò)穩(wěn)定極限和設(shè)備額定值。6.故障設(shè)備的檢修與更換：*對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行檢修或更換，消除故障根源。*檢修完成后，需進(jìn)行必要的試驗(yàn)，確認(rèn)設(shè)備合格后方可重新投入運(yùn)行。7.記錄與分析：*詳細(xì)記錄故障發(fā)生時(shí)間、現(xiàn)象、保護(hù)動(dòng)作情況、處理過(guò)程、采取的措施、恢復(fù)供電時(shí)間、故障原因分析、設(shè)備損壞情況等。*組織故障分析會(huì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出預(yù)防類(lèi)似故障再次發(fā)生的措施（如設(shè)備改造、保護(hù)整定優(yōu)化、運(yùn)維策略調(diào)整等）。2.3常見(jiàn)故障類(lèi)型及處理策略（概述）電力系統(tǒng)故障種類(lèi)繁多，處理方法各異，以下簡(jiǎn)要概述幾種常見(jiàn)故障的處理思路：*輸電線(xiàn)路故障：*現(xiàn)象：線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作，線(xiàn)路斷路器跳閘，可能伴有重合閘動(dòng)作（成功或失?。?。*處理：首先根據(jù)保護(hù)動(dòng)作類(lèi)型（如距離保護(hù)、零序保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)等）和測(cè)距信息，結(jié)合天氣情況（如雷雨、大風(fēng)、覆冰），初步判斷故障類(lèi)型和位置。若重合閘成功，線(xiàn)路恢復(fù)運(yùn)行，需加強(qiáng)監(jiān)視；若重合閘失敗或未投重合閘，應(yīng)立即隔離故障線(xiàn)路，組織巡線(xiàn)查找故障點(diǎn)。待故障點(diǎn)消除或隔離后，方可考慮恢復(fù)線(xiàn)路運(yùn)行。*變壓器故障：*現(xiàn)象：變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)（重瓦斯）、過(guò)流保護(hù)等動(dòng)作，變壓器各側(cè)斷路器跳閘。油溫、油位、油色可能異常，瓦斯繼電器可能有氣體。*處理：立即斷開(kāi)變壓器各側(cè)電源及相關(guān)附屬設(shè)備電源。檢查瓦斯繼電器，取氣樣分析。檢查變壓器本體有無(wú)變形、噴油、漏油等現(xiàn)象。測(cè)量絕緣電阻等。根據(jù)檢查結(jié)果判斷故障性質(zhì)和范圍。若為內(nèi)部故障，嚴(yán)禁強(qiáng)送，需吊罩檢修；若為外部故障（如套管故障、引線(xiàn)故障），隔離故障點(diǎn)后，變壓器本體無(wú)問(wèn)題可考慮試驗(yàn)后投入。*母線(xiàn)故障：*現(xiàn)象：母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，母線(xiàn)上所有斷路器跳閘（或相關(guān)分段、聯(lián)絡(luò)斷路器跳閘），故障母線(xiàn)電壓降低或?yàn)榱恪?處理：母線(xiàn)故障影響范圍大，應(yīng)迅速隔離故障母線(xiàn)。檢查母線(xiàn)及連接設(shè)備有無(wú)明顯故障跡象。若為單一母線(xiàn)或不分段母線(xiàn)故障，需將所有連接元件倒至正常母線(xiàn)（若有）或停運(yùn)，待故障母線(xiàn)處理完畢后恢復(fù)。處理過(guò)程中應(yīng)盡可能減少對(duì)用戶(hù)的影響，優(yōu)先恢復(fù)重要負(fù)荷。*開(kāi)關(guān)設(shè)備故障（斷路器、隔離開(kāi)關(guān)）：*現(xiàn)象：斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)、機(jī)構(gòu)故障、絕緣損壞等。隔離開(kāi)關(guān)接觸不良、過(guò)熱、不能操作等。*處理：對(duì)于拒動(dòng)斷路器，應(yīng)設(shè)法用其他方式（如遠(yuǎn)方操作、就地手動(dòng)操作、拉開(kāi)其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)等）將故障斷路器隔離。對(duì)于誤動(dòng)斷路器，應(yīng)查明原因并消除后才可重新投入。隔離開(kāi)關(guān)故障通常需停電處理。2.4故障處理中的注意事項(xiàng)*嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)程：操作前必須驗(yàn)電、接地，做好安全措施，防止觸電、電弧灼傷等事故。*防止誤判斷、誤操作：對(duì)故障信息要綜合分析，避免僅憑單一信號(hào)或經(jīng)驗(yàn)主觀(guān)臆斷。操作前必須認(rèn)真核對(duì)設(shè)備名稱(chēng)、編號(hào)和位置。*注意系統(tǒng)穩(wěn)定：故障處理過(guò)程中，特別是在電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)或大擾動(dòng)后，要密切關(guān)注系統(tǒng)穩(wěn)定情況，防止發(fā)生穩(wěn)定破壞事故。必要時(shí)采取切機(jī)、切負(fù)荷等穩(wěn)控措施。*與相關(guān)方面保持溝通：調(diào)度員、運(yùn)維人員、搶修人員、用戶(hù)之間要保持暢通的信息溝通，及時(shí)通報(bào)情況和指令。*做好應(yīng)急電源保障：對(duì)重要用戶(hù)，應(yīng)確認(rèn)其應(yīng)急電源是否可靠，必要時(shí)指導(dǎo)其啟動(dòng)。*惡劣天氣下的故障處理：應(yīng)充分考慮天氣因素對(duì)故障查找和處理工作的影響，做好人員防護(hù)。第三章故障后的分析與總結(jié)每一次故障處理完成后，并非萬(wàn)事大吉。深入的故障分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)是提升電力系統(tǒng)運(yùn)行水平、防止同類(lèi)故障重復(fù)發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。*故障原因分析：詳細(xì)分析故障發(fā)生的直接原因和根本原因，是設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題、制造缺陷、安裝調(diào)試問(wèn)題、運(yùn)維不當(dāng)、外力破壞、自然災(zāi)害還是人員誤操作等。*暴露問(wèn)題梳理：從故障中反思在設(shè)備選型、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)維、調(diào)度、保護(hù)配置與整定、人員技能、應(yīng)急處置預(yù)案等方面存在的不足。*“四不放過(guò)”原則：即事故原因未查清不放過(guò)、責(zé)任人未受到處理不放過(guò)、整改措施未落實(shí)不放過(guò)、有關(guān)人員未受到教育不放過(guò)。*制定并落實(shí)整改措施：針對(duì)分析出的問(wèn)題，制定切實(shí)可行的整改措施，并明確責(zé)任人和完成時(shí)限，跟蹤落實(shí)情況。*案例學(xué)習(xí)與培訓(xùn)：將典型故障案例整理成學(xué)習(xí)材料，組織相關(guān)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)討論，分享經(jīng)