变电站二次回路的特点培训课件
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1.6.1“远方、就地”把手的控制范围
运行人员在进行大范围的倒母线操作时，为便于观察GIS的动作，习惯于就地 操作，因此“远方、就地”把手的控制范围为：在“就地”方式，只控制断路器的 合闸、第一组跳闸回路，不控制第二组跳闸回路。以保证继电保护在“就地”方 式对发生的各种短路故障进行切除，保证设备和人员的安全。
What is 城市轨道交通 urban rail transport
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1.3国家对新技术使用原则
因地制宜应用标准化、模块化、智能化、紧凑型的高压组合电器（GIS ），如126～252 kV全三相共箱式结构，363～550 kV三相母线共箱式 结构、简化式组合电器等。随着220kV 、110kV六氟化硫组合电器（ GIS）设备国产质量和生产能力的提高， 220kV、110kV GIS电气设备 在山东得到大规模的使用。目前，新建220kV变电站的220kV、110kV 电气设备以及500kV变电站的220kV电气设备均全部采用GIS。
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1.5.2山东电力系统使用HGIS、GIS的现状分析受各个厂家的技术影响 ，形成GIS、HGIS各自“独立”的状态。
What is 城市轨道交通 urban rail transport
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1. 6对应运行的二次回路
500kV GIS电气设备在山东的新建500kV汶上、鲁中、枣庄等变电站使 用。
1.4掌握新技术的二次回路特点
由于GIS、 HGIS的设备投资较常规敞开式电器大，使用年限长，但是 由于二次回路使用的端子牌、接线质量通常采用的是常规式，存在二 次自动装置与一次设备使用寿命不同步的现象；由于各个间隔的互感 器从GIS设备中引出到间隔汇控柜，加上隔离开关、接地刀电磁闭锁回 路等，二次回路的接线多、回路复杂。因此设计中除了按照国家常规 要求，同时必须注意它的二次回路的特性，防止出现因二次回路的问 题引起的设备异常及故障。
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1.5国家有关二次回路的设计标准
二次回路的设计：继电保护规划、设计应坚持“统一规划、统一设计标 准”的原则，遵照现行的有关继电保护的国家标准、行业标准、反事故 措施要求等规定，制定符合国家电网实际情况的统一规划和统一设计 标准，并在继电保护的各项基、改建工作中严格遵照执行。
断路器是超高压系统重要设备，起着合上或断开负荷电流，在发生各 种短路故障中由继电保护发出跳闸脉冲，快速切除短路电流，防止电 气设备损坏、人员伤亡的重要作用，因此断路器回路不应受到闭锁。
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1.6.5.2使用监控系统代替闭锁的措施
1.6.2三相不一致保护与操作把手无关
把手的控制在“就地”时，三相不一致保护“远方”时有效，在“远方”时失效， 2007年11月，在500kV潍坊变电站的AIS设备改造为GIS组合电器时发现有这 个现象。GIS组合电器的改动部分见图3
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HGIS组合电器防止隔离开关非全相断路器合闸联琐回路,完全可以用变 电站的监控系统，既微机五防系统的反映隔离刀闸的三相串联辅助接 点的代替,它的回路与非全相完全一样，可以事先准确地判断隔离开关 的位置正确性，见图6。
图6使用隔离刀闸监控信号代替隔离刀闸位置不一致原理图
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1.7不一致保护必须装设出口动作信号及压板
1.7.1不一致保护在断路器本体性能的作用
国家电网公司十八项电网重大反措（2005年发布）继电保护专业重点 实施要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相 位置不一致保护。既在断路器单相跳开后，如果重合闸动作，断路器 由于压力、机械、二次回路等原因，没有重合成功，必须在2~2.5S内 跳开三相,并且不再重合，以保证系统的安全。在保护屏失去断路器保 护的情况下，或者断路器三相不一致保护由于零序、负序电流闭锁值 故障时达不到定值拒动的情况下，它可以发挥跳开三相断路器的重要 作用，防止系统长时间在两相情况下运行，造成变压器后备保护跳闸 的更大危害。例如2007年3月山东电网两条500kV同杆并架线路相继发 生单相接地故障，故障发生后，保护动作，重合闸动作正确，但断路 器并未重合，因此两台断路器出现不一致运行情况，2.5S后与华中联 网的中断路器三相不一致保护动作，跳开其余两相，而边断路器由于 故障后系统潮流的变化，电流量未达到保护动作的定值，断路器三相 不一致保护未出口跳闸。因此，继电保护的断路器不一致保护与断路 器本体的不一致保护动作的区别应该由各自的信号继电器反映。
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1.7.3为三相不一致跳闸信号部分采取措施
及时反映断路器的动作信号情况见图6。当QFA、QFB、QFC（断路 器本身的辅助接点）组成的回路，因为断路器三相不一致而闭合时， 通过压板启动时间继电器，在时间继电器到达终点时，中间继电器ZJ 得电，这个继电器一方面Y2B、Y2C）得电跳开断路器。断路器分闸后，其辅助接点切除 三相不一致回路的电源。另一方面启动重动中间继电器1ZJ，1ZJ的作 用是在本体断路器上发出三相不一致跳闸红色信号灯，并且自身保持 ，另一方面向监控系统发出断路器三相不一致跳闸信号，通知值班人 员及时处理情况和手动复归信号。
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1.6.4 3/2断路器方式的电气闭锁采用断路器辅助接点
采取措施：隔离开关使用断路器辅助接点闭锁，可以同时起到闭锁两 侧隔离刀闸的作用，这样与传统的3/2断路器的隔离开关闭锁统一，并 且可以减少80根电缆芯的接线。
变电站二次回路的特点 培训课件
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1变电站的二次回路的现况及发展(第一部分)
1.1电网发展规划原则
新技术应用原则。坚持技术创新与技术改造相结合，近期需要与长远目标相结 合，自主开发与引进消化相结合。遵循“先进成熟、安全可靠、高效实用、价 格合理”的原则，积极采用运行可靠、技术先进、自动化程度高、占地少、维 护少的设备和装置，应用紧凑型线路、同塔双（多）回、大截面导线、全封闭 式组合电器、快速保护等先进适用技术，保障电网安全
1.2二次系统规划原则
二次系统要与一次系统同步发展，适应电网的规模和结构；实现对电网的实 时监控，保证电网的安全稳定运行，满足调度生产运行的需要。“十一五”期间 ，山东电网规划新增装机3000万千瓦，到2010年，全省装机总容量约6700万 千瓦，电网统调装机容量约5000万千瓦。2011—2020年期间，规划通过国家 1000千伏特高压交流电网和±800千伏特高压直流向山东输送1500万千瓦电力 （交流800万千瓦，直流700万千瓦），到2020年，山东电网可用电源容量达 到1亿千瓦“十一五”及2011—2020年期间，全省发电设备利用小时数在5500小 时左右，全省电力供需总体平衡，电力供应有保证。进入21世纪，电力事业飞 跃发展，系统中大量使用电气设备新技术，因此必须掌握它的特点：
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1.7．2没有出口动作信号的危害
目前超高压变电站HGIS、GIS组合电器断路器带有的本体跳闸继电器 、三相不一致保护跳闸继电器，没有设计出口信号显示，给运行维护 人员判别断路器二次回路误动还是断路器机械偷跳带来极大的困难， 虽然断路器动作时监控屏有“断路器非全相”，但是不能确定出口跳闸的 真正原因。断路器的制造厂家只注重传统的二次典型设计，忽略继电 保护有关规程的要求。特别近几年投产、扩建的高压断路器二次回路 仍然延袭了传统的设计方案，以至在后来的运行维护中存在许多的隐 患。例如断路器本体三相不一致保护，断路器不一致的辅助接点将电 源引入电磁继电器启动时间继电器，带动出口继电器。以单个继电器 为主要元件，数量多，特别是维护时危险性大；同时没有出口跳闸压 板，没有信号及信号自保持等。
1.6.5简化比较复杂的闭锁
图5 HGIS组合电器断路器的电气闭锁回路
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HGIS组合电器较常规电器电气闭锁(联琐)的复杂性,不但隔离开关具有 500kV一个半断路器接线方式的AIS敞开式电器闭锁的特点,并且断路器 设置了联琐回路，在HGIS断路器两侧设有隔离刀闸的辅助接点断开位 置、合闸位置串联的接点，主要是为了防止隔离开关非全相断路器合 闸，造成对设备的危害,见图5。
1.5.1 GIS组合电器的机构箱二次部分实现“标准化”设计
可以①大幅度减少二次接线的设计；②提高GIS的操作可靠性，防止由 于断路器的偷跳、三相不一致等造成电网瓦解的事故发生；③防止人 员的操作到各种短路故障时发生继电保护拒动，可能威胁人身安全及 系统越级跳闸事故；④给检修人员减少了维护的工作量和提高了安全 性。
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旧对比不一致，如断路器保护的联跳、保护装置之间的联系，保护“双 重化”的原则等等，对变电站的后来的保护更换及扩建造成很大的困难 和标准化的混乱，使得继电保护运行存在安全隐患。标准化设计的实 施在山东超高压系统已经开始，根据要求，厂家产品、二次回路设计 、安装工艺已经按标准执行，同时我们也发现了一些实施中的问题。 目前HGIS、GIS组合电器的厂家分散，金属封闭开关设备的规格不一 ，二次原理及接线端子排不规范，通常是变电站的初建选用谁的产品 ，以后大量的扩建工程必须选用它的产品。由于GIS、 HGIS的设备投 资较常规敞开式电器大，使用年限长，存在二次回路与一次设备使用 寿命不同步的现象。因此必须二次线实现“标准化”，加强施工工艺，简 化二次回路，方便运行维护，提高GIS的使用寿命。
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1,6.3断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开
为实现国家电力主管部门曾要求防止电气误操作应达“五防”的要求。既 ：①防止误操作断路器；②防止带负荷拉合刀闸；③防止带电挂接地 线；④防止带地线送电；⑤防止误进入带电间隔。因此要求HGIS、 GIS组合电器中的断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开。以德 州变电站为例，提供图纸隔离刀闸电机为直流，实际到货为交流，而 且与断路器的蓄能电机共用一组交流电源。为防止在检修时出现误操 作隔离开关及接地开关的事故，因此将隔离开关的交流电源增加开关 一组。见图4。
山东电力超高压系统变电站有22座，主变压器104台，变电容量25584 兆伏安。随着电网规模的不断扩大，对继电保护应用技术提出了新的 要求。在“统一规划，统一设计标准”的原则下，国家电网公司、华北电 网公司等单位相继编写了《继电保护标准化设计规范》、《华北电网 继电保护标准化》等标准，为促进继电保护标准化管理工作，有效地 减少继电保护人员工作不规范引起的“三误”事故，提高继电保护运行水 平，对电网的安全稳定运行及现场工作的安全具有重大意义。80年代 原水利电力部组织编写的《四统一变压器保护装置原理设计》主要针 对当时继电保护的现状，通过统一原理标准、统一原理接线、统一符 号、统一端子排布置，但是目前设计思路新
1.6.5.1 增加闭锁回路带来的危害
这样就在有限的端子排上增加了近30芯电缆,使二次设备工作量加大。 二次设备是按工作需要，依一定的次序用导线或电缆连接的电路称为 二次接线。二次接线的任务是反映一次系统的工作状态，控制一次系 统并在一次发生故障时使故障部分退出工作。表明二次设备之间的连 接关系的电路图，称为二次接线图和二次回路图。在设备定检和运行 中发现异常,检查二次接线时，接线越少越容易掌握，越容易找出问题 所在，同时设备与电缆更换也就越容易。因此必须加强施工工艺，取 消隔离开关不一致闭锁断路器回路，使用监控系统监视隔离开关不一 致，简化二次回路，方便运行维护，提高HGIS的使用寿命。
运行人员在进行大范围的倒母线操作时，为便于观察GIS的动作，习惯于就地 操作，因此“远方、就地”把手的控制范围为：在“就地”方式，只控制断路器的 合闸、第一组跳闸回路，不控制第二组跳闸回路。以保证继电保护在“就地”方 式对发生的各种短路故障进行切除，保证设备和人员的安全。
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1.3国家对新技术使用原则
因地制宜应用标准化、模块化、智能化、紧凑型的高压组合电器（GIS ），如126～252 kV全三相共箱式结构，363～550 kV三相母线共箱式 结构、简化式组合电器等。随着220kV 、110kV六氟化硫组合电器（ GIS）设备国产质量和生产能力的提高， 220kV、110kV GIS电气设备 在山东得到大规模的使用。目前，新建220kV变电站的220kV、110kV 电气设备以及500kV变电站的220kV电气设备均全部采用GIS。
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1.5.2山东电力系统使用HGIS、GIS的现状分析受各个厂家的技术影响 ，形成GIS、HGIS各自“独立”的状态。
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1. 6对应运行的二次回路
500kV GIS电气设备在山东的新建500kV汶上、鲁中、枣庄等变电站使 用。
1.4掌握新技术的二次回路特点
由于GIS、 HGIS的设备投资较常规敞开式电器大，使用年限长，但是 由于二次回路使用的端子牌、接线质量通常采用的是常规式，存在二 次自动装置与一次设备使用寿命不同步的现象；由于各个间隔的互感 器从GIS设备中引出到间隔汇控柜，加上隔离开关、接地刀电磁闭锁回 路等，二次回路的接线多、回路复杂。因此设计中除了按照国家常规 要求，同时必须注意它的二次回路的特性，防止出现因二次回路的问 题引起的设备异常及故障。
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1.5国家有关二次回路的设计标准
二次回路的设计：继电保护规划、设计应坚持“统一规划、统一设计标 准”的原则，遵照现行的有关继电保护的国家标准、行业标准、反事故 措施要求等规定，制定符合国家电网实际情况的统一规划和统一设计 标准，并在继电保护的各项基、改建工作中严格遵照执行。
断路器是超高压系统重要设备，起着合上或断开负荷电流，在发生各 种短路故障中由继电保护发出跳闸脉冲，快速切除短路电流，防止电 气设备损坏、人员伤亡的重要作用，因此断路器回路不应受到闭锁。
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1.6.5.2使用监控系统代替闭锁的措施
1.6.2三相不一致保护与操作把手无关
把手的控制在“就地”时，三相不一致保护“远方”时有效，在“远方”时失效， 2007年11月，在500kV潍坊变电站的AIS设备改造为GIS组合电器时发现有这 个现象。GIS组合电器的改动部分见图3
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HGIS组合电器防止隔离开关非全相断路器合闸联琐回路,完全可以用变 电站的监控系统，既微机五防系统的反映隔离刀闸的三相串联辅助接 点的代替,它的回路与非全相完全一样，可以事先准确地判断隔离开关 的位置正确性，见图6。
图6使用隔离刀闸监控信号代替隔离刀闸位置不一致原理图
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1.7不一致保护必须装设出口动作信号及压板
1.7.1不一致保护在断路器本体性能的作用
国家电网公司十八项电网重大反措（2005年发布）继电保护专业重点 实施要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相 位置不一致保护。既在断路器单相跳开后，如果重合闸动作，断路器 由于压力、机械、二次回路等原因，没有重合成功，必须在2~2.5S内 跳开三相,并且不再重合，以保证系统的安全。在保护屏失去断路器保 护的情况下，或者断路器三相不一致保护由于零序、负序电流闭锁值 故障时达不到定值拒动的情况下，它可以发挥跳开三相断路器的重要 作用，防止系统长时间在两相情况下运行，造成变压器后备保护跳闸 的更大危害。例如2007年3月山东电网两条500kV同杆并架线路相继发 生单相接地故障，故障发生后，保护动作，重合闸动作正确，但断路 器并未重合，因此两台断路器出现不一致运行情况，2.5S后与华中联 网的中断路器三相不一致保护动作，跳开其余两相，而边断路器由于 故障后系统潮流的变化，电流量未达到保护动作的定值，断路器三相 不一致保护未出口跳闸。因此，继电保护的断路器不一致保护与断路 器本体的不一致保护动作的区别应该由各自的信号继电器反映。
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1.7.3为三相不一致跳闸信号部分采取措施
及时反映断路器的动作信号情况见图6。当QFA、QFB、QFC（断路 器本身的辅助接点）组成的回路，因为断路器三相不一致而闭合时， 通过压板启动时间继电器，在时间继电器到达终点时，中间继电器ZJ 得电，这个继电器一方面Y2B、Y2C）得电跳开断路器。断路器分闸后，其辅助接点切除 三相不一致回路的电源。另一方面启动重动中间继电器1ZJ，1ZJ的作 用是在本体断路器上发出三相不一致跳闸红色信号灯，并且自身保持 ，另一方面向监控系统发出断路器三相不一致跳闸信号，通知值班人 员及时处理情况和手动复归信号。
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1.6.4 3/2断路器方式的电气闭锁采用断路器辅助接点
采取措施：隔离开关使用断路器辅助接点闭锁，可以同时起到闭锁两 侧隔离刀闸的作用，这样与传统的3/2断路器的隔离开关闭锁统一，并 且可以减少80根电缆芯的接线。
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1变电站的二次回路的现况及发展(第一部分)
1.1电网发展规划原则
新技术应用原则。坚持技术创新与技术改造相结合，近期需要与长远目标相结 合，自主开发与引进消化相结合。遵循“先进成熟、安全可靠、高效实用、价 格合理”的原则，积极采用运行可靠、技术先进、自动化程度高、占地少、维 护少的设备和装置，应用紧凑型线路、同塔双（多）回、大截面导线、全封闭 式组合电器、快速保护等先进适用技术，保障电网安全
1.2二次系统规划原则
二次系统要与一次系统同步发展，适应电网的规模和结构；实现对电网的实 时监控，保证电网的安全稳定运行，满足调度生产运行的需要。“十一五”期间 ，山东电网规划新增装机3000万千瓦，到2010年，全省装机总容量约6700万 千瓦，电网统调装机容量约5000万千瓦。2011—2020年期间，规划通过国家 1000千伏特高压交流电网和±800千伏特高压直流向山东输送1500万千瓦电力 （交流800万千瓦，直流700万千瓦），到2020年，山东电网可用电源容量达 到1亿千瓦“十一五”及2011—2020年期间，全省发电设备利用小时数在5500小 时左右，全省电力供需总体平衡，电力供应有保证。进入21世纪，电力事业飞 跃发展，系统中大量使用电气设备新技术，因此必须掌握它的特点：
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1.7．2没有出口动作信号的危害
目前超高压变电站HGIS、GIS组合电器断路器带有的本体跳闸继电器 、三相不一致保护跳闸继电器，没有设计出口信号显示，给运行维护 人员判别断路器二次回路误动还是断路器机械偷跳带来极大的困难， 虽然断路器动作时监控屏有“断路器非全相”，但是不能确定出口跳闸的 真正原因。断路器的制造厂家只注重传统的二次典型设计，忽略继电 保护有关规程的要求。特别近几年投产、扩建的高压断路器二次回路 仍然延袭了传统的设计方案，以至在后来的运行维护中存在许多的隐 患。例如断路器本体三相不一致保护，断路器不一致的辅助接点将电 源引入电磁继电器启动时间继电器，带动出口继电器。以单个继电器 为主要元件，数量多，特别是维护时危险性大；同时没有出口跳闸压 板，没有信号及信号自保持等。
1.6.5简化比较复杂的闭锁
图5 HGIS组合电器断路器的电气闭锁回路
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HGIS组合电器较常规电器电气闭锁(联琐)的复杂性,不但隔离开关具有 500kV一个半断路器接线方式的AIS敞开式电器闭锁的特点,并且断路器 设置了联琐回路，在HGIS断路器两侧设有隔离刀闸的辅助接点断开位 置、合闸位置串联的接点，主要是为了防止隔离开关非全相断路器合 闸，造成对设备的危害,见图5。
1.5.1 GIS组合电器的机构箱二次部分实现“标准化”设计
可以①大幅度减少二次接线的设计；②提高GIS的操作可靠性，防止由 于断路器的偷跳、三相不一致等造成电网瓦解的事故发生；③防止人 员的操作到各种短路故障时发生继电保护拒动，可能威胁人身安全及 系统越级跳闸事故；④给检修人员减少了维护的工作量和提高了安全 性。
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旧对比不一致，如断路器保护的联跳、保护装置之间的联系，保护“双 重化”的原则等等，对变电站的后来的保护更换及扩建造成很大的困难 和标准化的混乱，使得继电保护运行存在安全隐患。标准化设计的实 施在山东超高压系统已经开始，根据要求，厂家产品、二次回路设计 、安装工艺已经按标准执行，同时我们也发现了一些实施中的问题。 目前HGIS、GIS组合电器的厂家分散，金属封闭开关设备的规格不一 ，二次原理及接线端子排不规范，通常是变电站的初建选用谁的产品 ，以后大量的扩建工程必须选用它的产品。由于GIS、 HGIS的设备投 资较常规敞开式电器大，使用年限长，存在二次回路与一次设备使用 寿命不同步的现象。因此必须二次线实现“标准化”，加强施工工艺，简 化二次回路，方便运行维护，提高GIS的使用寿命。
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1,6.3断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开
为实现国家电力主管部门曾要求防止电气误操作应达“五防”的要求。既 ：①防止误操作断路器；②防止带负荷拉合刀闸；③防止带电挂接地 线；④防止带地线送电；⑤防止误进入带电间隔。因此要求HGIS、 GIS组合电器中的断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开。以德 州变电站为例，提供图纸隔离刀闸电机为直流，实际到货为交流，而 且与断路器的蓄能电机共用一组交流电源。为防止在检修时出现误操 作隔离开关及接地开关的事故，因此将隔离开关的交流电源增加开关 一组。见图4。
山东电力超高压系统变电站有22座，主变压器104台，变电容量25584 兆伏安。随着电网规模的不断扩大，对继电保护应用技术提出了新的 要求。在“统一规划，统一设计标准”的原则下，国家电网公司、华北电 网公司等单位相继编写了《继电保护标准化设计规范》、《华北电网 继电保护标准化》等标准，为促进继电保护标准化管理工作，有效地 减少继电保护人员工作不规范引起的“三误”事故，提高继电保护运行水 平，对电网的安全稳定运行及现场工作的安全具有重大意义。80年代 原水利电力部组织编写的《四统一变压器保护装置原理设计》主要针 对当时继电保护的现状，通过统一原理标准、统一原理接线、统一符 号、统一端子排布置，但是目前设计思路新
1.6.5.1 增加闭锁回路带来的危害
这样就在有限的端子排上增加了近30芯电缆,使二次设备工作量加大。 二次设备是按工作需要，依一定的次序用导线或电缆连接的电路称为 二次接线。二次接线的任务是反映一次系统的工作状态，控制一次系 统并在一次发生故障时使故障部分退出工作。表明二次设备之间的连 接关系的电路图，称为二次接线图和二次回路图。在设备定检和运行 中发现异常,检查二次接线时，接线越少越容易掌握，越容易找出问题 所在，同时设备与电缆更换也就越容易。因此必须加强施工工艺，取 消隔离开关不一致闭锁断路器回路，使用监控系统监视隔离开关不一 致，简化二次回路，方便运行维护，提高HGIS的使用寿命。