電力系統(tǒng)作為能源供應(yīng)的核心樞紐，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。故障診斷技術(shù)作為保障電力系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵手段，通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)、故障特征的精準(zhǔn)識(shí)別，能有效縮短故障排查時(shí)間、降低次生風(fēng)險(xiǎn)。本文結(jié)合三個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，剖析故障診斷技術(shù)在變壓器、輸電線(xiàn)路及變電站綜合故障中的實(shí)踐路徑，為行業(yè)技術(shù)應(yīng)用提供參考范式。案例一：變壓器繞組變形故障的油色譜-局部放電聯(lián)合診斷故障背景與現(xiàn)象某220kV變電站#2主變?cè)谪?fù)荷高峰期間出現(xiàn)油溫異常升高（超額定值15℃），且伴隨間歇性異響。運(yùn)維人員初步判斷為內(nèi)部故障，但傳統(tǒng)電氣試驗(yàn)（絕緣電阻、直流電阻）未發(fā)現(xiàn)明顯異常。診斷技術(shù)應(yīng)用1.油色譜分析：采集變壓器油樣，利用氣相色譜儀檢測(cè)溶解氣體組分。結(jié)果顯示，氫氣（H?）含量達(dá)120μL/L，乙炔（C?H?）含量3μL/L，總烴體積分?jǐn)?shù)超注意值。結(jié)合三比值法（H?/CH?=2.1，C?H?/C?H?=3.5），判定故障類(lèi)型為“熱故障+放電故障”，故障能量等級(jí)中等。2.局部放電檢測(cè)：采用特高頻（UHF）傳感器與超聲傳感器聯(lián)合監(jiān)測(cè)，在變壓器油箱壁3處檢測(cè)到局部放電信號(hào)，定位精度誤差＜5cm。通過(guò)相位分辨局部放電（PRPD）圖譜分析，放電類(lèi)型為“懸浮電位放電”，推測(cè)繞組存在變形導(dǎo)致的絕緣間隙。診斷過(guò)程與處置結(jié)合油色譜和局部放電數(shù)據(jù)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)制定“吊罩檢查+繞組變形測(cè)試”方案。吊罩后發(fā)現(xiàn)低壓繞組B相存在匝間位移（變形量1.2mm），絕緣紙局部破損。通過(guò)更換受損繞組、重新浸油干燥后，變壓器油溫恢復(fù)正常，局部放電量降至5pC以下，故障徹底消除。案例二：輸電線(xiàn)路雷擊故障的行波定位與故障錄波診斷故障場(chǎng)景某500kV輸電線(xiàn)路（長(zhǎng)度186km）發(fā)生瞬時(shí)跳閘，重合閘成功，但故障錄波顯示A相電流含高頻振蕩分量，運(yùn)維人員需快速定位故障點(diǎn)以排查潛在隱患。診斷技術(shù)應(yīng)用1.行波定位技術(shù)：利用線(xiàn)路兩端的行波測(cè)距裝置，采集故障初始行波的到達(dá)時(shí)間?？紤]線(xiàn)路參數(shù)（波速2.9×10?m/s），計(jì)算得故障點(diǎn)距送端變電站102.3km。2.故障錄波分析：調(diào)取線(xiàn)路保護(hù)裝置的錄波數(shù)據(jù)，通過(guò)小波變換提取暫態(tài)電流的高頻分量，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)刻A相電流的高頻能量集中在10kHz~50kHz頻段，結(jié)合行波定位結(jié)果，判斷故障類(lèi)型為“雷擊引發(fā)的絕緣子閃絡(luò)”（而非永久性故障）?，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證與優(yōu)化運(yùn)維人員沿定位點(diǎn)±500m范圍巡檢，發(fā)現(xiàn)#321號(hào)桿塔A相絕緣子存在雷擊燒傷痕跡（傘裙碳化）。更換絕緣子后，線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常。此次診斷通過(guò)“行波定位+暫態(tài)分析”，將故障排查時(shí)間從傳統(tǒng)的4小時(shí)縮短至1.5小時(shí)，驗(yàn)證了多技術(shù)融合的診斷效率。案例三：變電站直流系統(tǒng)接地故障的智能診斷平臺(tái)應(yīng)用故障現(xiàn)象某110kV變電站直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警，顯示負(fù)極對(duì)地絕緣電阻降至5kΩ（正?！?0kΩ），但無(wú)法定位具體故障支路。診斷技術(shù)應(yīng)用1.智能診斷平臺(tái)架構(gòu)：該平臺(tái)集成“絕緣監(jiān)測(cè)模塊+支路巡檢模塊+數(shù)據(jù)可視化模塊”，基于改進(jìn)的“注入信號(hào)法”（注入2.5kHz低頻信號(hào)，避免對(duì)繼電保護(hù)的干擾），實(shí)時(shí)采集各支路的電流、電壓響應(yīng)。2.故障定位算法：采用隨機(jī)森林算法對(duì)支路特征數(shù)據(jù)（如信號(hào)衰減系數(shù)、相位差）進(jìn)行分類(lèi)，模型訓(xùn)練集包含300組歷史故障數(shù)據(jù)，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)98.7%。診斷結(jié)果顯示，故障點(diǎn)位于“主變冷卻器控制回路”（支路編號(hào)4-12）。處置效果運(yùn)維人員斷開(kāi)該支路后，絕緣電阻恢復(fù)至30kΩ。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，冷卻器控制箱內(nèi)端子排因凝露導(dǎo)致絕緣下降。通過(guò)加裝除濕裝置、優(yōu)化端子排絕緣處理后，直流系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，后續(xù)6個(gè)月內(nèi)未再發(fā)生同類(lèi)故障。故障診斷技術(shù)的原理與方法體系上述案例中，故障診斷技術(shù)可歸納為三類(lèi)核心方法：1.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)：如變壓器油色譜（IEC____標(biāo)準(zhǔn)）、局部放電（GB/T____）、行波測(cè)距（DL/T1478）等，通過(guò)物理、化學(xué)特征量的采集實(shí)現(xiàn)故障初判。2.多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)：將電氣量（電壓、電流）、非電氣量（溫度、氣體）、暫態(tài)信號(hào)（行波、局部放電）進(jìn)行時(shí)空關(guān)聯(lián)，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、D-S證據(jù)理論提升診斷精度。3.人工智能算法：基于深度學(xué)習(xí)（如CNN識(shí)別PRPD圖譜）、強(qiáng)化學(xué)習(xí)（優(yōu)化故障定位路徑），解決傳統(tǒng)方法“依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)、效率低”的痛點(diǎn)，案例三中的隨機(jī)森林算法即通過(guò)特征工程實(shí)現(xiàn)了故障支路的精準(zhǔn)識(shí)別。應(yīng)用成效與實(shí)踐啟示1.效益量化：三個(gè)案例累計(jì)減少停電時(shí)間23小時(shí)，避免設(shè)備損壞損失約800萬(wàn)元，診斷技術(shù)的投入產(chǎn)出比達(dá)1:12（按設(shè)備全壽命周期成本計(jì)算）。2.技術(shù)選型啟示：變壓器故障優(yōu)先采用“油色譜+局部放電”的組合診斷，彌補(bǔ)單一技術(shù)的盲區(qū)；輸電線(xiàn)路故障需結(jié)合行波定位與暫態(tài)分析，適應(yīng)復(fù)雜地形下的精準(zhǔn)定位；直流系統(tǒng)接地故障推薦智能診斷平臺(tái)，解決“支路多、定位難”的行業(yè)痛點(diǎn)。3.管理優(yōu)化方向：需建立“故障案例庫(kù)+技術(shù)手冊(cè)”的知識(shí)管理體系，定期開(kāi)展運(yùn)維人員的跨技術(shù)培訓(xùn)（如色譜分析與AI算法的結(jié)合應(yīng)用）。未來(lái)展望：數(shù)字孿生與邊緣計(jì)算的融合應(yīng)用隨著電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同發(fā)展，故障診斷技術(shù)將向“預(yù)測(cè)性診斷”升級(jí)：數(shù)字孿生建模：構(gòu)建變壓器、線(xiàn)路的數(shù)字孿生體，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射實(shí)現(xiàn)故障的“預(yù)演式診斷”（如模擬繞組變形的發(fā)展趨勢(shì)）；邊緣計(jì)算賦能：在變電站部署邊緣節(jié)點(diǎn)，對(duì)暫態(tài)信號(hào)（如行波、局部放電）進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，將診斷延遲從秒級(jí)壓縮至毫秒級(jí)；區(qū)塊鏈存證：利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)故障數(shù)據(jù)、診斷報(bào)告進(jìn)行上鏈存證，提升運(yùn)維數(shù)據(jù)的可信度與追溯性。結(jié)語(yǔ)電力系統(tǒng)