浅谈电力系统变电运行故障的排除与检修方法

电力系统变电运行故障排除的系统性方法，结合故障类型特点和处理流程处理遵循“安全隔离→精准诊断 $$ 规范修复→验证功能”闭环。检修后必须进行带负荷试验、保护传动测试（如断路器时序验证），确保故障根除。

一、电力系统变电运行故障的排除与检修重要性

电力系统变电运行故障的排除与检修是保障电网安全、稳定和经济运行的核心环节，其重要性主要体现在以下方面：

1.保障电力系统安全稳定运行。预防重大事故，变电设备故障（如互感器异常、直流系统接地故障、电容器损坏等）若未及时排除，可能引发设备烧毁、绝缘击穿甚至系统崩溃。快速定位并切断故障点，可防止事故扩大，避免大面积停电及次生灾害（如电气火灾）。消除安全隐患，定期检修能发现设备老化、绝缘劣化、接线松动等潜在问题。例如，通过绝缘电阻测试、油色谱分析等技术，可提前预警变压器内部故障，防止运行中突发爆炸。

2.减少经济损失。降低停电损失，故障导致停电直接影响工业生产与民生用电。据统计，大型企业每停电 1 小时损失可达百万元级。高效排除故障可最大限度缩短停电时间，减少社会经济损失。延长设备寿命，定期维护（如清灰、紧固连接件、更换磨损部件）可延缓设备劣化。例如，及时处理开关触头氧化问题，避免因接触电阻增大导致的设备过热损坏，显著降低更换成本。

3.提升电网运行经济性。降低线损与能耗，故障设备（如故障电容器）会导致无功补偿异常，增加线路损耗；检修后可优化功率因数，减少电能传输损耗，直接提升电网经济运行效率。优化资源配置，通过状态监测数据分析（如负荷趋势、设备温升），可制定差异化检修策略，避免“过度检修”造成的资源浪费，实现运维成本精准控制。

4.支撑智能化电网发展。为智能诊断提供数据基础，故障排除过程中积累的案例参数（如故障波形、保护动作记录）是训练 AI 诊断模型的关键数据，推动故障预测从“事后处理”转向“事前预防”。适应新能源接入需求，光伏、风电并网加剧电网波动性。快速排除变电故障可维持电压稳定性，避免新能源脱网事故，保障清洁能源消纳能力。

5.强化人员与技术储备。提升运维人员技能，故障处理过程锻炼人员对保护逻辑、设备原理的深度理解。例如，通过直流接地故障排查，可掌握环路分析、分段隔离等核心技能。推动技术迭代创新，检修需求催生新技术应用，如无人机巡检输电线路、红外成像检测设备发热点等，带动运维体系向自动化、数字化升级。

二、电力系统变电运行常见故障类型及原因

以下是电力系统变电运行中常见故障类型及原因的总结，结合行业实践和搜索结果分析：

1.短路故障（占比最高）。单相接地短路，占比：超过短路故障总量的 80%

现象：故障相电压接近零，非故障相电压升高至正常值的√3 倍，易引发绝缘击穿。原因：绝缘老化（占 40% ）、雷击（输电线路中占40-70% ）、树障或动物触碰导线。相间短路，类型：两相短路、两相接地短路、三相短路，危害：三相短路电流可达正常值数十倍，可能导致设备电弧爆炸，起因：绝缘子污闪（工业污染区高发）、设备机械损伤、施工遗留金属异物。

2.断路故障。导线断裂，特征：线路电流中断但母线有电压，端子处常出现烧灼痕迹，诱因：导线覆冰超载（抢修成本达常规故障 1-5倍）、大风舞动、接触点氧化。设备连接失效，表现：熔丝熔断、隔离开关触头接触不良，关键点：接线松动产生接触电阻，引发持续发热 过流跳闸（占跳闸故障 35% 以上）。

3.绝缘劣化故障。表面污闪，机制：污秽层 + 潮湿环境形成导电膜，引发闪络，高风险区：化工厂、水泥厂周边变电站，污闪事故率提升300% 。内部绝缘损坏，检测标志：局部放电超声波信号、介损值异常升高，恶化过程：绝缘油裂解 $$ 套管碳化 $$ 最终击穿。

4.操作类故障。保护装置误动/拒动，后果：扩大停电范围，如母联断路器拒动导致全站失压，根源：二次回路绝缘老化、CT/PT 接线错误。人为操作失误，典型场景：带负荷拉隔离开关（电弧烧伤），变压器分接开关档位错接（引发三相电压不平衡）。

三、电力系统变电运行故障排除方法

电力系统变电运行故障排除方法需结合故障类型、设备特性和安全规程，形成系统性操作流程，具体方法如下：

1.故障快速定位与隔离。短路故障处理，断路器拒动：立即启动后备保护（如母联断路器或相邻线路保护），隔离故障区域。单相接地：使用零序电流互感器定位故障线路，分段试拉非关键负荷缩小范围。三相短路：瞬时切除故障线路，避免系统失稳（等面积定则适用双回线工况）。断路与接触不良处理，导线断线：检查表计突降相（故障相电流归零）、绝缘子闪络痕迹。连接件松动：红外成像检测发热点（接触电阻异常升温），紧固后复测通流能力。

2.核心设备故障检修方法。断路器异常，拒动/误动：检查操作机构卡涩、控制回路断线（测量分合闸线圈电压）。触头氧化：打磨接触面，测试回路电阻 ⩽ 出厂值 120% 。互感器与保护装置失效，CT 二次开路：监测电流表归零，立即短接二次端子防过压。保护误动作：打印动作报告，校验定值是否偏移或逻辑错误。

3.智能化诊断技术应用。数据驱动定位，利用故障录波波形分析谐波分量，区分短路（高次谐波）与振荡（低频波动）。结合 SCADA系统拓扑重构，自动隔离非故障区（如配网 FA 系统）。状态监测预警，油色谱分析（变压器）：乙炔 >5ppm 预警放电故障。振动传感器诊断机械异常（如断路器弹簧疲劳）。

四、变电运行检修技术要点

1.安全操作规范。停电检修流程，严格执行"停电 $$ 验电→放电→挂接地线"顺序，验电器需在带电设备测试完好性，设专人监护。高压侧验电保持 ⩾0.7 米安全距离（10kV），逐相验电时长 ⩾2 秒。防护措施，作业时穿戴绝缘手套、护目镜、安全帽，接触设备外壳必须戴绝缘手套。悬挂警示牌（如"禁止合闸"），邻近带电区装设防护栅并标"止步，高压危险"。

2.巡检与维护。周期与内容，有人值守站：每班常规巡查 + 夜间专项；无人站每周全面检查。重点检查项目：变压器声音均匀（沉闷可能过载，尖锐可能电压过高）。呼吸器硅胶颜色（变色提示内部受潮）。

3.故障处理。短路/接地故障。断开断路器，更换损坏部件，测试互感器；加强绝缘监测与多点接地保护。设备过热。安装通风装置，限负荷运行；温度超限自动保护。开关跳闸。排查电缆老化、设备内部损伤，确保开关装置状态良好。

变电故障排除与检修是电网安全的“最后防线”，也是提质增效的关键抓手。未来需融合智能监测、大数据分析等技术，构建“预防-诊断-处置”闭环体系，以应对高比例新能源接入与极端天气频发带来的挑战 110

参考文献：

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