電力系統(tǒng)故障分析與排除手冊(cè)前言電力系統(tǒng)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)運(yùn)行的基石，其安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。在復(fù)雜的電力網(wǎng)絡(luò)中，故障的發(fā)生難以完全避免。無(wú)論是微小的設(shè)備異常還是影響廣泛的系統(tǒng)擾動(dòng)，能否迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行分析與排除，直接關(guān)系到供電的連續(xù)性、設(shè)備的安全以及人員的保障。本手冊(cè)旨在結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)理論知識(shí)，為電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員提供一套系統(tǒng)性的故障分析思路、實(shí)用的排查方法及處理原則。期望通過(guò)本手冊(cè)的內(nèi)容，能夠提升相關(guān)人員應(yīng)對(duì)各類電力故障的能力，最大限度縮短故障處理時(shí)間，降低故障帶來(lái)的損失。一、故障分析與排除的基本原則在著手處理任何電力系統(tǒng)故障之前，必須首先明確并嚴(yán)格遵循一些基本原則，這些原則是確保故障處理工作安全、高效、準(zhǔn)確進(jìn)行的前提。1.1安全第一原則安全是所有電力工作的生命線。在故障分析與排除的全過(guò)程中，必須將人員安全置于首位，嚴(yán)格遵守電力安全工作規(guī)程。在接觸故障設(shè)備或進(jìn)行操作前，務(wù)必確認(rèn)設(shè)備已可靠停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接地線，并采取必要的個(gè)人防護(hù)措施。嚴(yán)禁在未確保安全的情況下冒險(xiǎn)作業(yè)，防止人身觸電、電弧灼傷、設(shè)備損壞等事故的發(fā)生。1.2先主后次原則故障發(fā)生后，往往會(huì)出現(xiàn)多種現(xiàn)象，涉及多個(gè)設(shè)備。此時(shí)應(yīng)根據(jù)故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響程度，區(qū)分主次矛盾。優(yōu)先處理那些直接威脅主系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、導(dǎo)致大面積停電或重要負(fù)荷失電的故障。在主系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定或重要負(fù)荷供電得到保障后，再逐步處理次要故障或遺留問(wèn)題。1.3先易后難原則在故障排查過(guò)程中，應(yīng)從最簡(jiǎn)單、最直觀、最可能發(fā)生的原因入手。例如，檢查電源是否正常、連接線是否松動(dòng)、保護(hù)裝置是否動(dòng)作、有無(wú)明顯的外觀損壞等。避免一開(kāi)始就陷入復(fù)雜的理論分析或?qū)σ呻y部件的拆解，以提高故障定位的效率，減少不必要的工作量。1.4循證分析原則故障分析不能僅憑主觀臆斷，必須以事實(shí)為依據(jù)。要仔細(xì)收集故障發(fā)生時(shí)的各種現(xiàn)象（如聲音、氣味、煙霧、指示燈狀態(tài)）、保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作信息、監(jiān)控系統(tǒng)記錄的波形數(shù)據(jù)、設(shè)備的歷史運(yùn)行狀況等。通過(guò)對(duì)這些證據(jù)的綜合分析、邏輯推理，逐步縮小故障范圍，最終找到故障點(diǎn)。1.5及時(shí)記錄原則從故障發(fā)生到處理完畢的整個(gè)過(guò)程，應(yīng)詳細(xì)記錄所有相關(guān)信息，包括故障發(fā)生時(shí)間、現(xiàn)象描述、采取的檢查步驟、測(cè)量數(shù)據(jù)、判斷依據(jù)、處理措施、處理結(jié)果以及設(shè)備恢復(fù)情況等。完整的記錄不僅有助于事后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，分析故障規(guī)律，也是完善設(shè)備臺(tái)賬、改進(jìn)運(yùn)維策略的重要資料。二、故障處理的基本流程一套標(biāo)準(zhǔn)化的故障處理流程能夠幫助運(yùn)維人員有條不紊地開(kāi)展工作，避免遺漏關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高故障處理的規(guī)范性和效率。2.1故障現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與初步判斷故障的發(fā)現(xiàn)通常來(lái)源于監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警、保護(hù)裝置動(dòng)作、值班人員巡視檢查或用戶報(bào)修等。接到故障信息后，應(yīng)立即對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行初步了解和判斷，明確故障發(fā)生的大致范圍（如哪個(gè)變電站、哪條線路、哪個(gè)設(shè)備）、故障的類型（如短路、接地、過(guò)負(fù)荷、設(shè)備異常等）以及故障的嚴(yán)重程度。2.2信息收集與分析針對(duì)初步判斷的故障范圍和類型，系統(tǒng)地收集相關(guān)信息：*保護(hù)及自動(dòng)裝置信息：查閱保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)告、事件記錄，明確動(dòng)作的保護(hù)類型、動(dòng)作時(shí)間、故障相別、故障電流電壓等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。*監(jiān)控與調(diào)度信息：調(diào)取SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，查看故障前后的電流、電壓、功率等電氣量變化趨勢(shì)，了解系統(tǒng)潮流分布情況。*現(xiàn)場(chǎng)檢查信息：組織人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，觀察設(shè)備有無(wú)異響、異味、變形、燒損、滲漏等直觀跡象，檢查操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)、連接部位是否緊固、絕緣件是否完好等。*設(shè)備歷史信息：查閱設(shè)備的運(yùn)行日志、檢修記錄、試驗(yàn)報(bào)告，了解設(shè)備的健康狀況、有無(wú)家族性缺陷或近期進(jìn)行過(guò)的改造工作。對(duì)收集到的各類信息進(jìn)行匯總、梳理和交叉驗(yàn)證，去偽存真，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析，初步推斷故障的可能原因和大致位置。2.3故障定位在信息分析的基礎(chǔ)上，利用合適的工具和方法進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定位。這可能涉及到：*儀器儀表測(cè)量：使用萬(wàn)用表、兆歐表、絕緣電阻測(cè)試儀、介損測(cè)試儀、局部放電檢測(cè)儀等設(shè)備對(duì)可疑設(shè)備或部位進(jìn)行電氣參數(shù)測(cè)量。*分段排查：對(duì)于線路故障或較長(zhǎng)電纜故障，可采用分段拉路、逐級(jí)試送或?qū)Ｓ霉收蠝y(cè)距儀等方法縮小范圍。*邏輯推理與驗(yàn)證：結(jié)合電路原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，對(duì)可能的故障點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理，并通過(guò)進(jìn)一步的檢查或試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。2.4故障隔離與安全措施在確定故障點(diǎn)后，為防止故障擴(kuò)大或?qū)z修人員造成傷害，必須迅速將故障設(shè)備或故障線段與系統(tǒng)可靠隔離。隔離操作應(yīng)嚴(yán)格按照倒閘操作程序進(jìn)行，確保操作的正確性。隔離后，在檢修設(shè)備上應(yīng)懸掛“禁止合閘，有人工作”等標(biāo)示牌，并根據(jù)需要裝設(shè)接地線，營(yíng)造安全的工作環(huán)境。2.5故障排除與設(shè)備恢復(fù)根據(jù)故障點(diǎn)的具體情況和設(shè)備類型，制定并實(shí)施故障排除方案。故障排除可能包括：*簡(jiǎn)單故障處理：如緊固松動(dòng)的連接、更換損壞的保險(xiǎn)絲、清除異物等。*部件更換：對(duì)于損壞的元器件、部件，進(jìn)行更換。*設(shè)備檢修或試驗(yàn)：對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行解體檢修、絕緣處理、參數(shù)調(diào)整或必要的試驗(yàn)，確保其性能恢復(fù)正常。故障排除后，需對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，按照操作規(guī)程逐步恢復(fù)設(shè)備的運(yùn)行，并密切監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)，確?；謴?fù)正常。2.6故障總結(jié)與報(bào)告故障處理完畢后，應(yīng)組織相關(guān)人員對(duì)故障進(jìn)行深入總結(jié)。分析故障發(fā)生的根本原因、暴露出的問(wèn)題（如設(shè)計(jì)缺陷、設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)維不到位、外力破壞等），評(píng)估故障造成的影響，并提出針對(duì)性的預(yù)防措施和改進(jìn)建議。最后，形成完整的故障分析報(bào)告，存檔備查。三、常見(jiàn)故障類型及其分析排除思路電力系統(tǒng)故障種類繁多，本節(jié)將針對(duì)一些常見(jiàn)的故障類型，闡述其典型現(xiàn)象、可能原因及一般的分析排除思路。3.1短路故障短路故障是電力系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障類型之一，通常表現(xiàn)為電流急劇增大、電壓嚴(yán)重降低，保護(hù)裝置（如過(guò)流、速斷保護(hù)）迅速動(dòng)作跳閘。*常見(jiàn)原因：*設(shè)備絕緣擊穿（如絕緣子閃絡(luò)、電纜絕緣損壞、變壓器套管破裂等）。*導(dǎo)體間直接接觸（如小動(dòng)物跨接、金屬異物搭接、導(dǎo)線斷線落地或相互碰撞）。*操作不當(dāng)或設(shè)備機(jī)械故障導(dǎo)致相間或相對(duì)地短路。*分析排除思路：*根據(jù)保護(hù)動(dòng)作信息（故障相別、故障電流大小、測(cè)距結(jié)果）初步判斷故障位置和性質(zhì)。*對(duì)可疑線路或設(shè)備進(jìn)行外觀檢查，尋找短路點(diǎn)（如燒斷的導(dǎo)線、損壞的絕緣子、設(shè)備內(nèi)部燒損痕跡）。*若為電纜或架空線路接地短路，可利用搖表測(cè)量絕緣電阻，結(jié)合故障測(cè)距儀進(jìn)行精確查找。*對(duì)于設(shè)備內(nèi)部短路，往往需要進(jìn)行解體檢查或試驗(yàn)（如直流電阻、變比、絕緣試驗(yàn)等）才能確認(rèn)。3.2接地故障（中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)）在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈、高電阻接地系統(tǒng)中，單相接地是常見(jiàn)故障。故障相電壓降低，非故障相電壓升高（通常升至線電壓），系統(tǒng)線電壓基本保持對(duì)稱。*常見(jiàn)原因：*線路絕緣子表面臟污、破損導(dǎo)致閃絡(luò)。*導(dǎo)線對(duì)樹(shù)枝、建筑物等接地物體安全距離不足。*電纜或設(shè)備絕緣老化、受潮、損傷。*惡劣天氣（如雷雨、大風(fēng)、大霧）影響。*分析排除思路：*利用絕緣監(jiān)察裝置、小電流接地選線裝置或人工拉路法確定接地故障線路。*對(duì)于確定的故障線路，可分段拉開(kāi)線路上的開(kāi)關(guān)或分支，逐步縮小范圍，找到故障區(qū)段。*對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行登桿檢查或電纜故障探測(cè)，查找接地點(diǎn)。重點(diǎn)關(guān)注絕緣子、導(dǎo)線接頭、電纜中間頭及終端頭。3.3設(shè)備異常運(yùn)行與故障3.3.1變壓器常見(jiàn)故障*過(guò)熱：油溫異常升高，溫度計(jì)報(bào)警?？赡茉颍哼^(guò)負(fù)荷、冷卻系統(tǒng)故障（風(fēng)扇、油泵停運(yùn)，散熱器堵塞）、鐵芯多點(diǎn)接地或絕緣損壞、繞組匝間短路等。*分析排除：檢查負(fù)荷情況，檢查冷卻系統(tǒng)電源、控制回路及部件，測(cè)量絕緣電阻、油色譜分析、直流電阻等，必要時(shí)進(jìn)行吊罩檢查。*瓦斯保護(hù)動(dòng)作：輕瓦斯報(bào)警，重瓦斯跳閘?？赡茉颍簝?nèi)部輕微故障（如匝間短路、鐵芯局部過(guò)熱）導(dǎo)致油分解產(chǎn)生氣體，油位過(guò)低，瓦斯繼電器本身故障。*分析排除：取氣樣進(jìn)行色譜分析和點(diǎn)燃試驗(yàn)，檢查油位，檢查瓦斯繼電器接線及內(nèi)部有無(wú)異常。3.3.2斷路器常見(jiàn)故障*拒動(dòng)或誤動(dòng)：不能正常合閘或跳閘，或在無(wú)故障時(shí)跳閘。可能原因：操作電源故障、操作機(jī)構(gòu)故障（如液壓機(jī)構(gòu)壓力異常、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能不足、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)氣壓不足）、輔助開(kāi)關(guān)故障、控制回路斷線或繼電器故障、滅弧室故障等。*分析排除：檢查操作電源電壓，檢查操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)指示、壓力/儲(chǔ)能參數(shù)，檢查控制回路接線和元件，必要時(shí)對(duì)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行解體檢查。*發(fā)熱：觸頭或接線端子溫度過(guò)高。可能原因：觸頭接觸不良、氧化或燒損，接線松動(dòng)，過(guò)負(fù)荷。*分析排除：使用紅外測(cè)溫儀檢測(cè)，停電后檢查觸頭狀態(tài)，測(cè)量接觸電阻，緊固接線。3.4保護(hù)及自動(dòng)裝置故障保護(hù)及自動(dòng)裝置拒動(dòng)、誤動(dòng)或異常，可能導(dǎo)致故障擴(kuò)大或系統(tǒng)不穩(wěn)定。*常見(jiàn)原因：裝置硬件故障（CPU、電源、插件損壞）、軟件異常、整定計(jì)算錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤或松動(dòng)、TA/TV回路故障（斷線、短路、極性錯(cuò)誤）、直流系統(tǒng)異常等。*分析排除思路：檢查裝置電源、指示燈狀態(tài)，查看裝置事件記錄和告警信息，檢查T(mén)A/TV二次回路電壓電流是否正常，核對(duì)定值，檢查外部接線，進(jìn)行裝置自診斷和功能試驗(yàn)。四、故障分析常用工具與方法4.1常用工具*基本測(cè)量工具：萬(wàn)用表（測(cè)量電壓、電流、電阻）、兆歐表（測(cè)量絕緣電阻）、鉗形電流表、紅外測(cè)溫儀。*專業(yè)儀器：繼電保護(hù)測(cè)試儀、回路電阻測(cè)試儀、介損測(cè)試儀、局部放電檢測(cè)儀、電纜故障測(cè)試儀、變壓器油色譜分析儀等。*輔助工具：驗(yàn)電器、接地線、絕緣手套、絕緣靴、操作桿、扳手、螺絲刀等。4.2常用分析方法*回路分析法：根據(jù)電路原理，對(duì)故障相關(guān)的控制回路、保護(hù)回路、信號(hào)回路進(jìn)行圖紙對(duì)照和導(dǎo)通檢查，查找斷線、短路、接地等問(wèn)題。*對(duì)比法：將故障設(shè)備的參數(shù)、波形、狀態(tài)與正常設(shè)備或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出差異點(diǎn)，輔助判斷故障原因。*替代法：對(duì)于懷疑有故障的元器件或插件，在安全條件下用同型號(hào)的完好部件進(jìn)行替換，觀察故障是否消除，以確定故障部位。*分段排除法：將復(fù)雜的系統(tǒng)或回路分解為若干段，逐段進(jìn)行檢查和排除，縮小故障范圍。五、安全注意事項(xiàng)在故障分析與排除的整個(gè)過(guò)程中，安全始終是首要考慮的因素。必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全規(guī)程，杜絕僥幸心理。*嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”，特別是工作票和操作票制度。*進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查或工作前，必須確認(rèn)設(shè)備已可靠停電，并在可能來(lái)電的各端裝設(shè)接地線，驗(yàn)電確認(rèn)無(wú)電后方可工作。*正確佩戴和使用個(gè)人防護(hù)用品，如安全帽、絕緣手套、絕緣靴、驗(yàn)電器等，并確保其在合格有效期內(nèi)。*在高壓設(shè)備區(qū)工作時(shí)，應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護(hù)，保持足夠的安全距離。*嚴(yán)禁在未查明原因的情況下，強(qiáng)行送電或解除保護(hù)。*處理故障時(shí)，應(yīng)防止電弧灼傷、高空墜落、