电力系统故障诊断及检修操作指南

电力系统故障诊断及检修操作指南引言电力系统作为国民经济运行的基石，其安全、稳定、连续运行直接关系到社会生产与人民生活的方方面面。在电力系统的实际运行中，由于设备老化、外部环境影响、操作不当、自然灾害等多种因素，故障的发生难以完全避免。因此，快速、准确地进行故障诊断，并规范、高效地实施检修操作，是保障电力系统可靠运行的核心环节。本指南旨在结合实践经验，系统阐述电力系统故障诊断的基本思路、常用方法以及检修操作的关键流程与注意事项，为相关技术人员提供一套具有实操性的参考框架。第一章电力系统故障诊断的基本原则与准备1.1故障诊断的基本原则故障诊断工作应遵循以下基本原则，以确保诊断过程的科学性与准确性：*安全第一原则：任何情况下，人身安全与设备安全都是首要考虑因素。诊断过程中必须严格遵守安全规程，防止触电、电弧灼伤、设备损坏等事故发生。*先主后次原则：优先处理对系统稳定运行和重要负荷供电影响最大的故障，尽快恢复主干网络和关键用户的供电。*先外后内原则：首先检查设备外部有无明显异常，如有无异响、异味、渗漏、变形、烧灼痕迹等，再考虑进行内部检查，以减少不必要的拆卸。*先简后繁原则：从最简单、最可能的原因入手，逐步排查复杂因素，避免盲目大拆大卸，提高诊断效率。*综合判断原则：结合保护及自动装置动作信息、监控系统数据、设备运行历史记录、天气及环境因素等多方面信息进行综合分析，避免片面性。1.2故障诊断前的准备充分的准备工作是顺利开展故障诊断的前提：*资料准备：收集与故障相关的系统接线图、设备参数、保护配置图、近期运行记录、历史故障记录等技术资料。*工具与仪器准备：准备好常用的检测工具（如万用表、绝缘电阻表、验电器、测温仪等）、通讯工具以及必要的安全防护用品。对于复杂故障，可能还需要专用的试验仪器。*人员组织与信息沟通：明确诊断人员的职责分工，确保与调度中心、运行值班人员、现场维护人员之间的信息畅通，及时获取准确的故障初始信息。第二章故障诊断的一般步骤与方法2.1故障现象的收集与初步判断故障发生后，首先要迅速、准确地收集故障现象：*告警信息收集：详细记录监控系统、保护装置、自动装置发出的光字牌、音响告警、动作报告（包括动作时间、动作元件、故障相别、故障电流电压等）。*现场检查：在确保安全的前提下，到现场进行直观检查，观察设备有无冒烟、着火、喷油、异响、异味、变形、断线、绝缘子破损、接地放电痕迹等现象。*运行参数变化分析：对比故障前后的电压、电流、功率、频率等关键运行参数的变化，判断故障的大致范围和性质（如短路、断路、接地、过负荷等）。根据收集到的初步信息，对故障的性质、发生的大致范围（如线路故障、母线故障、主设备故障等）和可能原因做出初步判断。2.2故障范围的确定与故障点查找在初步判断的基础上，进一步缩小故障范围，精确查找故障点：*保护动作逻辑分析：根据保护装置的动作情况和保护范围，结合系统拓扑结构，判断故障可能发生的区间。例如，线路保护动作，故障点通常在线路范围内；主变差动保护动作，故障点可能在主变及其各侧引线范围内。*分段排查法：对于较长的线路或复杂的设备，可以采用分段、分元件逐一排查的方法。例如，对线路可利用分段开关或柱上开关进行分段试送或摇测绝缘；对设备可分解为若干模块或部件进行检查。*仪器检测法：利用专业仪器对可疑设备或部位进行检测。例如，使用绝缘电阻表测量设备绝缘电阻，判断是否存在绝缘损坏；使用介损测试仪测量介损，评估绝缘状况；使用局部放电检测仪检测设备内部是否存在局部放电。*模拟试验法：在安全条件下，通过模拟某些故障条件（如施加激励信号），观察设备或保护装置的反应，以验证故障原因。此方法需谨慎使用，避免扩大故障或造成人身设备伤害。*历史数据与经验借鉴：参考同类设备、同类型故障的历史处理经验，辅助判断故障原因和位置。2.3故障原因的确认找到故障点后，需要对故障原因进行深入分析和确认：*外观检查与解体检查：对故障设备进行详细的外观检查，必要时进行解体检查，观察内部部件的损坏情况、烧蚀痕迹、变形程度等，判断是电气原因（如绝缘老化、过电压击穿、载流能力不足）还是机械原因（如机构卡涩、部件松动脱落、磨损疲劳）。*材质分析与性能试验：对损坏的部件可进行材质分析、理化性能试验，以确定是否存在制造缺陷、材质不良或老化等问题。*环境因素与人为因素调查：分析是否存在雷击、污秽、鸟害、鼠害、洪水、地震等外部环境因素影响，以及是否存在误操作、维护不当、检修质量不高等人为因素。通过上述步骤，最终确定故障的根本原因，为后续的检修和预防措施提供依据。第三章检修操作的基本要求与流程3.1检修操作的基本要求电力系统检修工作直接关系到人身和设备安全，必须严格遵守以下基本要求：*严格执行“两票三制”：即工作票制度、操作票制度，交接班制度、巡回检查制度、设备定期试验轮换制度。这是保障检修安全和质量的根本制度。*落实安全措施：检修工作开始前，必须按规定做好停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏（围栏）等安全措施，确保工作地点处于安全的作业环境。*明确工作任务与分工：检修前应向所有参与人员进行安全技术交底，明确工作内容、工作范围、安全注意事项、质量标准和人员分工。*使用合格的工器具与材料：检修所使用的工具、仪器、仪表必须经过检验合格并在有效期内；更换的设备、部件、材料必须符合设计要求和质量标准。*遵守工艺规程：严格按照设备厂家提供的检修工艺导则、技术说明书或相关行业标准进行操作，确保检修质量。*做好检修记录：详细记录检修前的设备状态、检修过程中发现的问题、采取的处理措施、更换的部件型号规格数量、试验数据、检修后的设备状态等信息，为设备管理和后续分析提供依据。3.2检修前的准备工作*制定检修方案：根据故障诊断结果和设备状况，制定详细的检修方案，包括检修内容、步骤、方法、所需资源、安全措施、质量标准、工期计划等。*工器具与材料准备：根据检修方案，准备好所需的各种工具、量具、仪器仪表、备品备件、消耗材料，并检查其完好性和适用性。*安全防护用品准备：准备好合格的个人安全防护用品，如安全帽、绝缘手套、绝缘靴、验电器、安全带等。*作业环境准备：清理检修现场，确保通道畅通，照明充足，必要时搭设脚手架或作业平台。对可能影响检修工作的交叉作业进行协调和隔离。3.3检修实施过程*安全措施的执行：严格按照工作票所列安全措施进行操作，由运行人员负责将设备停运、隔离、验电、挂地线，并在工作地点设置安全警示标志。工作负责人在确认安全措施全部落实后方可宣布开工。*设备解体与部件检查：按照检修工艺要求，对设备进行解体。解体过程中要注意对精密部件的保护，做好标记，防止零件丢失或装错。对各部件进行仔细检查、清洗和必要的测量。*故障部件的修复或更换：对损坏的部件，能修复的应进行修复，无法修复的应予以更换。更换的新部件必须与原部件型号规格一致或性能更优，并经检验合格。*组装与调整：按照相反的顺序进行设备组装，确保各部件安装正确、连接牢固、间隙合格、动作灵活。对需要调整的参数（如开关的分合闸速度、同期性、接触电阻，保护装置的整定值等）进行精确调整。*过程质量控制与自检：在检修过程中，严格执行质量标准，每完成一道工序都要进行自检或互检，确保符合要求后方可进行下一道工序。3.4检修后的试验与验收检修工作完成后，必须进行必要的试验和全面验收，确认设备性能恢复正常：*绝缘试验：对检修后的设备进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、介损、直流耐压等绝缘试验，验证绝缘性能是否合格。*特性试验：根据设备类型进行相应的特性试验。例如，断路器的分合闸时间、弹跳时间、操作机构动作电压、接触电阻测试；变压器的变比、直流电阻、接线组别、空载损耗、负载损耗测试；保护装置的模拟动作试验、整组传动试验等。*外观与功能检查：检查设备外观是否整洁，零部件是否齐全完好，标志是否清晰，操作是否灵活可靠。*验收：由工作负责人、技术负责人、运行人员共同组成验收小组，对照检修方案、质量标准和试验报告进行全面验收。验收合格后，办理工作票终结手续。3.5送电操作与运行监视*拆除安全措施：由运行人员按照操作票顺序，拆除检修时装设的接地线、标示牌、遮栏等安全措施，恢复常设遮栏。*送电操作：严格按照操作规程和调度指令进行送电操作。送电过程应逐级进行，密切监视设备有无异常现象。*运行监视：设备投入运行后，应加强对其运行参数（电压、电流、温度、声音、油位、气压等）的监视，确保其在正常范围内稳定运行。如有异常，应及时汇报并采取措施。第四章常见故障类型与典型处理思路4.1线路故障线路是电力系统中发生故障最多的元件之一，常见故障有单相接地、两相短路、三相短路、断线等。*处理思路：1.根据保护动作情况、故障录波图判断故障类型和大致位置。2.若为瞬时性故障，重合闸动作后线路恢复运行；若为永久性故障，重合闸失败，线路停运。3.对停运线路，可先进行带电巡线（若条件允许）或登杆检查，查找明显故障点（如断线、树障、绝缘子击穿等）。4.若未发现明显故障点，可采用分段摇测绝缘或分段试送的方法查找故障段和故障点。5.找到故障点后，根据故障情况进行修复（如更换绝缘子、修补导线、清除树障等）或隔离故障点后恢复非故障段供电。4.2变压器故障变压器常见故障包括绕组匝间短路、相间短路、接地短路、铁芯多点接地、分接开关故障、冷却系统故障、漏油等。*处理思路：1.根据保护动作类型（如差动、瓦斯、过流、零序等）和现场现象（如瓦斯继电器有无气体、油色油位变化、油温变化、有无异音等）初步判断故障性质和部位。2.若瓦斯保护动作，应取气样进行色谱分析和点燃试验，判断故障类型。3.进行绝缘试验（绝缘电阻、介损、直流电阻等）和油质分析，进一步确定故障范围和程度。4.必要时进行吊罩（或吊芯）检查，对故障部位进行修复或更换受损部件。5.处理完毕后，进行全面的电气试验和油化试验，合格后方可投运。4.3断路器故障断路器常见故障有拒绝分合闸、误分合闸、绝缘损坏、灭弧室故障、操作机构故障（如卡涩、漏油、漏气）、接触不良导致过热等。*处理思路：1.拒动故障：先检查操作电源、控制回路、操作机构（如液压、气动、弹簧机构的压力、储能情况），再检查机械传动部分有无卡涩、连接松动。2.误动故障：检查保护装置是否误动、控制回路是否存在寄生回路或元件误动、操作机构是否失灵。3.绝缘故障：通过外观检查绝缘子有无破损、污秽，测量绝缘电阻、介损等参数判断。4.过热故障：通过红外测温发现，检查触头是否氧化、接触是否良好、灭弧室是否漏气（SF6断路器）或油位过低（少油断路器）。5.根据故障原因进行针对性处理，如更换损坏的部件、调整机构参数、修复控制回路等。4.4母线故障母线故障相对较少，但后果严重，多为短路故障。*处理思路：1.根据母线保护动作情况、故障录波及各连接元件的保护动作情况，判断母线故障。2.对故障母线进行停电隔离，检查母线本身、绝缘子、母线隔离开关、引线等有无明显故障点。3.若为母线绝缘子故障或引线故障，修复后即可恢复；若为母线本身故障（如母排断裂、烧穿），则需更换母线或进行修补。4.故障处理期间，应尽可能通过其他方式恢复对重要负荷的供电。第五章总结与展望电力系统故障诊断与检修是一项技术含量高、责任重大的工作，它要求从业人员不仅具备扎实的专业理论知识，还需要丰富的实践经验和严谨细致的工作作风。每一次故障都是对技术能力和应急处置能力的考验。随着电力系统向智能化、网络化、自动化方向发展，新设备、新技术不断涌现，故障的复杂性也在增加。这对故障诊断与检修工作提出了更高的要求。未来，应更加注重以下几个方面：*提升人员综合素质：加强专业技能培训和安全教育，鼓励技术交流与经验分享，培养一支高素质的专业队伍。*