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美妙琴色
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xiaowanziji

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人类社会文明的进步,急迫需要社会工业化程度的加速。社会工业化发展的动力和加速度只能依赖电气工程自动化技术的迅速发展和进步。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化论文,供大家参考。

摘 要:电气工程及其自动化专业是多学科相互交融的专业。电气工程(Electrical Engineering简称 EE) 是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。

关键词:电气工程及其自动化 专业 简介 发展

正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。

一、专业内容介绍

电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。

培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。

主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。

主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。

电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。

二、专业发展前景

电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地解除未来发展的挑战。

三、专业应用与就业方向

电气工程及其自动化的几个方向:

电力系统、电气技术、应用电子技术、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制

1.电力系统方向

电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。

就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。

2.电气技术方向

电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。

就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

3.电机与电气方向

电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。

就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

4.应用电子技术方向

应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。

就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

四、结束语

总之,随着我国经济的飞速发展,计算机科学与技术也在不断进步,通过计算机软硬件控制,实现电气化已成为现实。计算机模拟操作,更为现实电力系统运行状况提供了方便快捷的监视和判断功能。PC和 网络技术 已经在工商管理中得到普及。在电气自动化领域,基于PC的人机界面普遍被采用,并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户青睐。选择了电气工程及其自动化专业,就应该立志成为一位优秀的电气工程人才,让我国的电力工业不落后于国际先进水平,推动社会主义现代工业化进程。

摘 要:自动化技术在电气工程实践工作中的科学应用意义重大,能够为电力系统的安全、稳定运行提供坚实的保障基础,能够提高电网系统供电的稳定性,保证电网系统的供电质量,减少停电、断电等对社会生产、居民生活的影响。因此,作为新时期背景下的电气施工人员,在电气工程的过程中,应致力于自身专业技术水平的提升,且始终坚持实事求是的原则,结合工程实际,合理应用现代化的自动化技术,从而有效控制、监督、调节和管理整个电力系统的实际运行状态,确保电网运行的安全性,同时推动自动化技术在电力工程的广泛和深度应用,更好地发挥其积极作用,减少设备故障问题的发生,降低安全施工的发生概率,保证电网设备及电力工作人员的生命财产安全。

关键词:电气工程;自动化技术;应用;分析

自动化技术的科学应用,大大促进了电气工程的发展,因此加强电气工程中自动化技术的应用分析具有重要的现实意义。因而作为新时期背景下的电气施工人员,必须在电气工程中加强自动化技术的应用,着力提高电气工程的自动化水平,以此确保电气工程质量的有效提升。基于此,笔者结合自身工作实践,作出以下几点探究性的分析。

1 自动化技术在现代电气工程中的主要应用形式分析

电力调度自动化技术在电气工程中的应用分析

从应用角度上讲,在电力系统工程中,保证整个电网系统供、发电的安全性、经济性、优质性的基础前提实现整个电网调度的自动化。此外,电网调度自动化对电气工程的生产自动化、现代化管理也起着重要的支持作用。而目前,电力调度自动化技术在电气工程中的实践应用主要有调度主站系统、运动装置系统。根据该配置结构,电力调度自动化技术的在电气工程中的应用能够实现以下功能。

稳定、持续地监控电网系统的正常运行状态与相关动作

电力调度员在对电网的实际运行状态(比如周波指标、潮流指标、负荷指标、电压指标等)进行监控管理的同时,也可以让各电力设备在电力系统运行状态下的具体运行情况和相关工作指标(包括用电指标、用水指标等)全部得到完善、可靠的反映。而电力调度自动化技术的应用,不但可以保证上述的各项监控指标的取值满足规范要求,还可以保证电气工程的终端用户在电能、汽能及水等方面资源的需求得到满足。

保证电网系统开展调度工作的经济性、可靠性

电力调度自动化技术在电气工程的应用,可以在实现对电网运行系统的安全监督控制前提下,有效控制并合理降低电网运行过程中各种各样的能源损耗问题,同时满足现代化电气工程运行过程中的多发电、多供电等要求,确保电网调度运行的经济性和可靠性。

科学分析并有效处理电网运行状态下所发生的安全事故

实践表明,在电网运行过程中发生的运行事故或异常性运行问题,其发生的原因都十分复杂,而且大多数的运行安全事故的表现状态都是顺发行,因此,如果在实践过程中,不能科学判断并恰当处理这类电网运行事故,则会严重威胁到电力运行系统覆盖范围内的运行操作人员的生命安全与用电设备的安全。那么,从这个角度上讲,实现电力工程工作与电力调度自动化化技术的有效结合,为科学分析电网系统在不同运行状态下的运行安全性提供有利的保障,同时,还能提供对应的有效事故处理方式和电网监控策略,从而最大化地避免发生电网运行安全事故,对实现整个电网的安全运行具有重要的作用。

电气工程中发电厂自动化技术的运用分析

从目前的技术条件支持来讲,发电自动化技术的主要构成包括有动力机械自动控制、自动电压控制系统、自动发电量控制系统三方面。尤其在我国,根据发电厂的不同运行方式,一般都把国内现阶段的发电厂划分为以下两种类型:火电厂自动系统以及水电厂自动系统。但应重点注意的是,不管该发电方式是以水电为主,还是以火电为主,或者属于其他类型的发电方式,其在发电厂的自动化系统和技术运用时,都表现出不少的相似之处。具体可以分为两个方面:

电气工程中关于水电厂自动化技术的应用分析

在目前的技术条件下,为确保整个电气工程应用质量的稳定、可靠、充分发挥,往往要求水电厂自动化技术在实际应用时必须具备含有水轮发电机组系统、水轮机装置、调速器装置等在内的模块。鉴于自动化系统不同运行模式之间的差异性,水电厂自动化系统主要分为梯级综合自动化模式、单机模式、全长自动化模式、公用设备模式等类型。从实际应用方向讲,在电气工程中结合应用水电厂自动化系统及其对应技术的方式,能够显著提升水电厂在正常应用状态下的合法经济性,增加水电厂的经济效益,并为供电质量提供了坚实的保障作用。

电气工程中关于火电厂自动化技术的应用分析

火电厂自动化技术在电气工程的应用同样具有明显的综合性特征。火电厂自动化技术的主要构成包括有机炉主控系统、发电机自动控制系统、汽轮机控制系统、锅炉控制系统等方面,通过计算机的实时监视和有效数据的全面共享方式,科学保障了电气工程应用的可靠性。而从实际应用角度看,火电厂自动化技术不仅具有信息与数据综合处理功能,而且还具有自动保护运行设备功能、自动检测运行状态功能、综合管理功能、运行控制功能等。

2 电气工程中自动化技术的发展方向分析

管控一体化技术的应用

从理论角度上讲,电气工程中的管控一体化技术是指重点针对电气工程的不同通讯环节,通过自动化技术的科学应用,充分发挥相关信息数据的整合性、集成性优势。而集成控制系统在和信息管理系统进行彼此融合的过程中,能够用一种集成的综合方式把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络完整表现出来。

状态检修技术的应用

从应用视角上讲,电力工程中的状态检修技术可以定位为:通过设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,重点发挥其在故障诊断、状态监视方向的综合功能,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。

3 结束语

综上所述,随着科学技术的进步发展,我国在自动化技术方面也取得了较好的成绩,尤其在电气工程中,自动化技术的应用日益广泛。基于此,本文的主要研究对象为电气工程,主要分析了电气工程中的电力调度自动化技术、发电厂自动化技术的应用,并提出了自动化技术在电气工程中应用发展方向,旨在加强与同行的沟通交流,提高电气工程中自动化技术的应用水平,促进我国电气事业的快速发展。

参考文献

[1]白杰.电气自动化技术在电气工程中的融合应用研究[J].中国科技投资,2013,11:148.

[2]雷明.自动化技术在电气工程中的应用分析[J].科技风,2013,10:86.

[3]钟家洪.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].科技风,2012(09).

[4]冯巧玲,和萍.电气工程及自动化专业培养目标及 方法 探讨[A].第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(2)[C].2008年.

[5]张勇敢.浅谈电气工程的质量控制与施工安全[J].科教新报( 教育 科研),2011年11期.

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冰箱在说话

道岔切割绝缘对分路电流的影响及其解决方案论文

一、机车信号接收电码化信息的基本原理

在叠加电码化轨道区段中,电码化的发送端总是在列车运行前方。当列车占用时,轮对压上钢轨形成分路电流,通过机车前部的感应接收线圈获得电码化信息。

二、分路电流在道岔区段的流向

在道岔区段由于道岔并联分支的存在,必须在道岔岔心增加一组切割绝缘,以保证轨道电路的正常工作,这时分路电流的流向将不一定流经机车接收线圈下方。

列车运行前方无道岔切割绝缘

列车通过道岔而运行前方无道岔切割绝缘时(无论列车直向运行还是侧向运行),机车接收线圈下方均有分路电流流过,当分路电流包含电码化信息时,机车信号接收装置便能接收。

列车运行前方有道岔切割绝缘

下图是列车直向通过道岔而道岔绝缘处于直股切割情况下的分路电流流向(列车由 A 向 B 运行):从上图可以看出当列车运行在道岔切割绝缘前方时,机车接收线圈下方无分路电流流过,机车信号接收线圈无法感应电码化信息。

三、改善切割绝缘对分路电流流向影响的解决方案

在列车运行前方存在道岔切割绝缘的情况下,可以通过增加道岔跳线的方法改变分路电流的流向,达到分路电流流经机车感应接收线圈下方的目的。

(1)下图是列车直向通过道岔而道岔绝缘处于直股切割情况下增加道岔跳线的分路电流流向(列车由 A 向 B 运行)。

(2)下图是列车直向通过道岔而道岔绝缘处于直股切割情况下增加道岔跳线的分路电流流向(列车由 B 向 A 运行)。

(3)以上两个解决方案虽然是列车直向运行时的`情况,实际上列车运行在侧向时情况完全相同,解决方式也完全一样。必须强调的是,新增跳线必须紧贴道岔切割绝缘安装,为解决列车双向运行,跳线 A、B、C 可以同时安装。

四、保证分路电流流经机车接收线圈的意义

方便轨道电路极性交叉配置

实现轨道电路电码化的道岔区段切割绝缘通常安装在道岔侧股,经常导致正线区段无法满足极性交叉要求而不得不增加人工极性交叉,对跨区间无缝线路区段正线配轨造成影响,也不利于牵引电流顺畅回流,以及轨端绝缘受力不均影响轨道绝缘的寿命。

道岔切割绝缘的存在,导致道岔侧向发码通道受到限制

通过增加道岔跳线,保证列车能在各个运行方向均能获得电码化地面信息,使得列车侧向接车进路电码化成为可能。而列车全进路均能自动获得地面电码化信息,可以为实现机车信号主体化进而取消地面信号机打下良好基础。

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凭海而居

变压器零序保护存在的问题分析论文

摘要:在分析变压器零序保护配置的基础上,对110 kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨,提出拆除部分中性点棒间隙,改善变压器零序保护配合的措施。

关键词:变压器 接地方式 分析

1 变压器的零序保护配置

变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式,称为零序互跳。2台主变并列运行,1号主变中性点接地,当K2点发生接地故障时,1号主变中性点零序过流保护动作,第一时限跳2号主变高低压侧开关,K2故障点被隔离,1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处,当第一时限跳开2号主变后,零序过流保护第二时限跳本变压器,切除故障。零序互跳保护显而易见的缺点是:①有选择性切除故障的概率只有50%;②母线故障时没有选择性,会扩大停电范围;③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合,对保护整定配合不利;④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验,条件苛刻,二次接线容易错误。

2 统接线与保护配置特点

110 kV系统接线特点是以放射状为主,以220 kV变电站为电源点,通过110 kV线路向各终端变电站辐射。110kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式,低压侧无电源。

内桥接线变电站,在正常运行方式下,100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此,内桥接线变电站通常只有两种运行方式:1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下,2台主变只要有1台中性点接地即可,但必须由靠110kV供电线路侧的变压器中性点接地运行,这一点很重要。内桥接线变电站目前的变压器零序保护配置为:中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分;第二时限跳本变压器;同时,变压器中性点装设棒间隙,但没有配置间隙TA以及开三角电压保护。

为了节省投资、占地,节约110kV线路空中走廊等原因,新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线,而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器,变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护,没有配置中性点间隙电流保护以及110kV TV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。由于零序保护配置不够完整,在多台“T”接的线路-变压器组接线中,各变压器中性点仍全部接地运行。但是,变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的.负面影响。

在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变化时,零序网络及零序阻抗值发生较大的变化,各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。从保护整定配合出发,则要求保持变电站零序阻抗基本不变。

在变压器投入运行或线路重合闸过程中,有时会使在同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的,幅值较大而且衰减较慢,并带有较大直流分量的零序电流。较容易造成送电不成功或重合闸不成功。

变压器中性点全部接地,使系统零序阻抗大幅度降低,由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。因为雷击、不对称接地故障干扰二次设备,造成保护装置误动以及损坏通信设备的事故仍时有发生。因此,有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式,以限制单相接地短路电流,降低对通信系统的干扰。

3 变压器零序保护存在的问题

在有效接地系统中,变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平,中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的,是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障,有关的中性点直接接地变压器全部跳闸,而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时,放电间隙才放电,以降低对地电压,避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波,对变压器匝间绝缘不利,因此,在单相接地故障引起零序电压升高时,我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反,间隙电流保护则存在一定程度的偶然性,可能因种种原因使间隙电流保护失去作用,从这个意义讲,对于保护变压器中性点绝缘而言,零序过电压保护比间隙电流保护更重要,零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的,特别是当间歇性击穿时,放电电流无法持续,间隙电流保护将不起作用。

目前已经投运的110kV变电站,大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护,这种配置有弊无利,当电网零序电压升高到接近额定相电压时,所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电,当无法持续放电时,则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此,对于低压侧无电源的终端变压器,如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护,应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离,避免间隙抢先放电。

对于内桥接线的变电站,中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时,跳900开关后多损失一段母线,同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行,在目前没有零序过电压保护的情况下,若因10kV转电等原因存在临时低压电源,则不接地变压器就存在过电压的危险。因此,在110kV侧已装设。

首先是要确保110kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法,保证电源端变压器110kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可,可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。

带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统,因此,对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器,在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护,包括中性点零序过电流保护,中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。

在110kV馈出线路上,不论并接几台变压器,在电源侧中性点接地的情况下,各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中,为防止可能出现的不安全因素,可安排其中一台中性点接地,在选择接地中性点时,可按以下顺序考虑:首先选择低压侧临时带电源的变压器,其次考虑高压侧没有断路器的变压器,最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。

已经投入运行的大部分110kV终端变电站,由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护,为避免中性点间隙抢先放电,应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。

今后设计的110kV变电站,高压侧宜考虑采用三相电压互感器,设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式,适应将来电网结构的变化。

对于内桥接线变电站,主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器,避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。

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