电力系统故障诊断与处理流程指南

电力系统故障诊断与处理流程指南电力系统作为能源输送的核心枢纽，故障的及时诊断与高效处理直接关系到电网安全稳定运行及用户供电可靠性。本文结合电力运维实践经验，系统梳理故障诊断逻辑与处理流程，为一线技术人员提供实操性指引。一、故障类型与特征识别电力系统故障需结合电气特征与现场表象综合判断，常见故障类型及典型特征如下：（一）短路故障包括三相短路、两相短路、单相接地短路等，核心特征为保护装置速动跳闸、故障点伴随弧光/焦糊味、系统电压骤降且故障支路电流剧增。短路故障易引发设备烧损、线路跳闸，需优先隔离。（二）接地故障中性点直接接地系统：单相接地时，接地相电压降低、非接地相电压升高，零序电流保护可能动作；故障点多伴随跨步电压风险。中性点不接地/经消弧线圈接地系统：单相接地时，系统可带故障运行1-2小时，但会出现间歇性弧光过电压，需尽快定位故障点。（三）断线故障线路断线或母线分裂时，表现为负荷骤降、保护装置（如差动保护）告警、用户端电压异常波动（如骤升/骤降）。断线故障易引发供电中断、设备过载，需紧急处理。二、故障诊断方法体系故障诊断需“信号分析+现场验证”双轨并行，结合保护、录波、巡视多维度信息缩小故障范围。（一）继电保护信号解析1.保护动作逻辑验证：对照保护定值单，分析主保护、后备保护动作时序（如线路保护先于母线保护动作，可初步判断故障点位于线路侧）。2.异常信号甄别：若保护动作但开关拒动，需检查操作回路电源、机构箱二次接线及开关本体机械状态（如弹簧储能、液压压力）。（二）故障录波数据解析1.波形特征提取：通过录波器获取故障时刻电压、电流波形，分析故障起始角、衰减特性（如接地故障的零序电流衰减速度可反映故障点过渡电阻大小）。2.故障参数计算：利用傅里叶变换提取基波、谐波分量，结合线路参数（如波阻抗、长度）计算故障距离（如行波测距法可定位输电线路故障点至误差±100米内）。（三）现场巡视与排查1.设备外观检查：重点查看绝缘子闪络痕迹、导线接头过热变色、电缆终端鼓包放电、变压器油位/油温异常等。2.环境因素排查：极端天气（雷雨、覆冰）后需检查杆塔倾斜、导线覆冰厚度；外力破坏区域（如施工地段）核查线路是否被异物挂断、杆塔基础是否受损。三、故障处理核心流程故障处理需遵循“安全第一、快速隔离、科学修复、逐步恢复”原则，分阶段推进：（一）故障隔离1.远程/现场操作：基于保护动作范围，优先通过SCADA系统遥控分闸故障区域开关；若遥控失败，现场人员需验电、挂接地封线后手动操作。2.隔离边界确认：利用万用表、核相仪检测隔离点两侧电压，确保故障区域与正常系统完全断开（无电压、无电流）。（二）故障修复策略需结合故障类型、设备类型制定针对性方案：1.短路故障修复线路故障：雷击断线需更换受损导线、绝缘子，测试绝缘电阻（≥10MΩ）后恢复；电缆故障使用电缆故障测试仪定位，采用热熔/冷缩接头修复，恢复后做耐压试验（电压等级×2+1kV，时长1分钟）。设备故障：变压器绕组短路需吊罩检修、更换绕组；断路器灭弧室故障则更换灭弧单元，恢复后进行分合闸试验（3次）。2.接地故障修复中性点直接接地系统：排查接地相线路，找到故障点后隔离修复；若为设备接地（如变压器套管闪络），需停电更换套管，测试介损（≤0.8%）合格后投运。不接地系统：采用“分段拉闸法”，依次断开线路分支，结合零序电压互感器信号定位故障段，隔离后修复（如导线接地需绝缘包扎或更换）。3.断线故障修复线路断线：紧线、压接后做拉力试验（≥设计拉力80%），测量导线弧垂符合设计要求；母线断线需重新焊接/更换母线排，恢复后检查相序、绝缘（≥1000Ω/V）。（三）系统恢复与验证1.逐步送电：从电源侧到负荷侧依次合闸，监测母线电压、潮流分布，确认无过负荷、保护误动风险。2.负荷转移：若故障导致部分线路停运，通过环网柜、联络开关转移负荷，优先保障医院、变电站等重要用户供电。3.功能验证：重启继电保护、自动化装置，模拟故障信号测试保护动作正确性；对修复设备进行带负荷试运行，观测温升（≤80℃）、振动（≤0.1mm）等参数。四、应急处置与风险防控（一）特殊故障应对如全站失压，需优先启动柴油发电机保障直流系统供电，检查主变中性点接地方式（防止电压崩溃），逐步恢复电源进线。（二）次生风险防范故障处理时设置安全围栏，使用绝缘工具；易燃易爆区域（如GIS室）故障需检测SF6浓度（≤1000μL/L），防止中毒或爆炸。（三）信息报送与协同30分钟内向上级调度汇报故障简况（时间、地点、初步原因），与运维班组、抢修队伍建立联动机制，同步更新故障处理进度（每15分钟反馈一次）。五、典型案例分析案例背景：某110kV变电站10kV出线C相接地，保护未动作（接地电流小于保护定值）。（一）诊断过程1.监测母线零序电压持续升高（达相电压80%），判断为单相接地故障。2.采用“分段拉闸法”，依次断开#1、#2分支，零序电压无变化；断开#3分支后零序电压消失，定位故障段。（二）处理措施1.现场发现#3分支电缆终端进水击穿，更换终端头后测试绝缘（相间≥500MΩ，对地≥200MΩ）。2.逐段合闸恢复供电，全程用时45分钟，