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发变组保护功能配置讲义一、发变组保护功能发电机变压器保护：是从发变组单元系统中获取信息，并进行处理，能满足系统稳定和设备安全的需要，对发变组系统的故障和异常作出快速、灵敏、可靠、有选择地正确反应的自动化装置。
发电机变压器保护对象：发电机定子、转子、机端母线、主变、厂变、励磁变、高压短引线、断路器，并作为高压母线及引出线的后备保护等。
发电机变压器保护应能保护的故障和异常类型：1)定子绕组相间、匝间和接地短路2)定子绕组过电压3)定子绕组过负荷4)定子铁芯过励磁5)转子表面过负荷6)励磁绕组过负荷7)励磁回路接地8)励磁回路失压（发电机失励磁）9)发电机逆功率10)发电机频率异常11)主变、厂变、励磁变各侧绕组的相间、匝间和接地短路12)主变、厂变、励磁变过负荷13)主变铁芯过励磁14)各引出线的相间和接地短路15)发变组系统失步16)断路器闪络、误上电、非全相和失灵17)发变组起停机短路故障18)发变组系统低电压19)其他故障和异常运行发电机变压器保护可能的配置要求。
1)发电机定子短路主保护发电机纵差动保护发变组差动保护发电机不完全纵差动保护发电机裂相横差保护发电机高灵敏横差保护发电机纵向零序电压式匝间保护2)发电机定子单相接地保护发电机3U0定子接地保护发电机3I0定子接地保护发电机高灵敏三次谐波电压式定子接地保护注入电源式定子接地保护3)发电机励磁回路接地保护注入直流电源切换式转子一点接地保护注入交流电源导纳式转子一点接地保护转子二点接地保护4)发电机定子短路后备保护发电机过流保护发电机电压闭锁过流保护发电机负序过流保护发电机阻抗保护5)发电机异常运行保护发电机失磁保护发电机失步保护发电机逆功率保护发电机程跳逆功率保护发电机频率异常保护发电机过激磁保护（定、反时限）发电机过电压保护发电机低电压保护发电机对称过负荷保护（定、反时限）发电机不对称过负荷保护（定、反时限）发电机励磁回路过负荷保护（定、反时限）发电机误上电保护发电机启停机保护发电机次同步过流保护发电机轴电流保护发电机轴电压保护发电机TA、TV断线判别6)主变压器主保护主变纵差动保护主变单侧差动保护主变零序差动保护发变组差动保护7)主变压器异常运行及后备保护主变压器过激磁保护（定、反时限）主变压器零序电流保护主变压器间隙电流电压保护主变压器电压闭锁过流保护主变压器过流保护主变压器阻抗保护主变压器方向过流保护主变压器电压闭锁方向过流保护主变压器负序方向过流保护主变压器零序方向过流保护主变压器过负荷保护主变压器通风启动主变压器TA、TV断线判别8)高压厂用变压器保护高厂变差动保护高厂变电压闭锁过流保护高厂变分支限时速断过流保护高厂变分支零序电流保护高厂变分支电压闭锁过流保护高厂变过负荷保护高厂变通风启动高厂变TA、TV断线判别9)励磁变压器（或励磁机）保护励磁变（机）差动保护励磁变（机）限时速断过流保护励磁变（机）过负荷保护（定、反时限）励磁变（机）TA断线判别10)高压启动备用变压器保护启备变差动保护启备变电压闭锁过流保护启备变零序电流保护启备变间隙零序电流电压保护启备变分支电压闭锁过流保护启备变分支限时速断过流保护启备变分支零序过流保护启备变过负荷保护启备变通风启动启备变TA、TV断线判别11)其它保护功能断路器失灵启动保护断路器非全相保护发电机强励启动过流闭锁（断路器遮断容量不够时采用）发电机电超速保护短引线差动保护零功率保护12)非电量保护（开入量保护）各类型变压器的重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、油位、油温、温度、冷却器全停保护发电机热工、断水、励磁系统故障等保护高周切机保护二、发电机变压器保护配置方案（历史：主后分开，主保护双重化；当前：主后一体，全套双重化）1000MW及以下发电机变压器的全套保护。
发变组各项保护2.1 发变组比率制动差动保护2.1.1 保护采用三侧差动保护（作为发电机定子绕组、主变压器高压侧绕组、套管、高厂变低压侧之间故障的主保护。
2.1.2 保护元件电流取自主变高压侧，高厂变低压侧、发电机中性点。
2.2 发电机主变压器保护2.2.1发电机差动保护（1）采用比率制动原理构成,是发电机内部相间故障的主保护（2）差动保护动作条件:三相任一相比率差动动作;软压板和硬压板均在投入位置;差动启动元件动作;TA断线闭锁控制为不闭锁状态(0).2.2.2发电机定子接地保护作为发电机定子回路单相接地故障保护，当发电机定子绕组任一点发生单相接地时，该保护按要求的时限动作于信号或跳闸。
（1）保护原理：由基波零序电压保护发电机从机端算起的85%~95%的定子绕组单相接地；三次谐波电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地。
（2）基波零序电压取自发电机端部，三次谐波零序电压保护是检测发电机端部对地与中性点对地零序三次谐波电压比值的变比;工作电压取自发电机端部电压互感器和发电机中性点侧PT。
（3）基波零序电压保护动作后跳发变组出口开关1DL、MK、厂用A、B分支、启动A、B分支快切、关主汽门、启动失灵保护。
（4）三次谐波零序电压保护动作于发信号。
2.2.3发电机匝间保护发电机匝间保护采用DP2+3U0和DP2两种保护方式。
不仅可以作为发电机内部匝间短路的主保护，还可以作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
（1）动作条件:在正常运行时,匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作;故障分量负序方向和纵向零序电压动作.在并网前,由纵向零序电压和电流小于0.06Iset作为判据,且匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作.（2）保护用电流量取自发电机尾. 电压2.2.4转子一点接地（1）采用乒乓开关切换原理，作为监视发电机励磁回路对地绝缘的保护。
（2）保护电压取自转子电压：601、602及大轴。
（3）转子一点接地保护动作情况：经延时动作于信号。
发电机1 、发电机失磁保护2、过激磁保护3、定子接地保护4、定子匝间保护5、失步保护6、低频累加保护7、励磁回路过负荷保护8、转子一点接地保护9、对称过负荷保护10、负序过负荷保护11、过电压保护1 发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A 在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。
2 发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒，下限为200秒。
3 发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
大唐阳城发电有限责任公司DA TANG YANGCHENG POWER GENERA TING CQ.,LTD发电部电气专业资料编号：FDDQ200905日期：2009年09月20日■技术资料□运行分析□临时措施□补充运行规定主题：发变组保护说明一、概述1、发变组保护压板分为“保护动作出口”压板与“保护动作对象”压板。
2、“保护动作出口”压板实现该项保护的投退，给上“保护动作出口”压板投入该项保护，打开“保护动作出口”压板退出该项保护，每面保护柜下面三列压板为“保护动作出口”压板。
3、“保护动作对象”压板是指保护动作以后作用的对象，每面保护柜上面两列压板为“保护动作对象压板。
4、发变组保护的动作对象反映了发变组保护动作的结果，可以总结为跳机、解列、灭磁、切换厂用电。
⏹快关主汽门压板实现跳机功能；⏹500KV断路器跳闸压板、厂变进线断路器跳闸压板实现解列功能；⏹A VR跳闸压板实现灭磁功能；⏹启动厂变厂用段快切压板实现厂用段快切装置的启动最终实现切换厂用电。
5、每项保护的具体动作对象在跳闸矩阵中设置，如果某项保护的动作结果为跳机、解列、灭磁、切换厂用电，这种动作结果可简述为全停。
6、500KV断路器有两个跳闸线圈，任何一个带电即可跳闸，第一套电气量保护通过第一个跳闸线圈跳开500KV断路器，第二套电气量保护通过第二个跳闸线圈跳开500KV断路器，非电气量保护通过两个跳闸线圈跳开500KV断路器。
二、发电机保护原理简介1、100％定子接地保护发电机靠近中性点侧发生接地故障时，中性点侧的三次谐波分量将减小而机端侧的三次谐波分量将增大。
本保护判据使用发电机三次谐波零序电压，3U0由机端PT的开口三角形绕组测量得到，经过数字滤波后的三次谐波分量形成保护判据。
本保护动作于信号。
保护自动投入条件：发电机正序电压U1>80V（二次侧）且有功功率P>40%.保护动作条件：3U0>2V（二次侧）延时1.0S2、90％定子接地保护本保护判据使用发电机基波零序电压，3U0由机端PT的开口三角形绕组测量得到，经过数字滤波后的基波分量形成保护判据。
2.1 发变组比率制动差动保护2.1.1 保护采用三侧差动保护（作为发电机定子绕组、主变压器高压侧绕组、套管、高厂变低压侧之间故障的主保护。
2.1.2 保护元件电流取自主变高压侧，高厂变低压侧、发电机中性点。
2.2 发电机主变压器保护2.2.1发电机差动保护（1）采用比率制动原理构成,是发电机内部相间故障的主保护（2）差动保护动作条件:三相任一相比率差动动作;软压板和硬压板均在投入位置;差动启动元件动作;TA断线闭锁控制为不闭锁状态(0).2.2.2发电机定子接地保护作为发电机定子回路单相接地故障保护，当发电机定子绕组任一点发生单相接地时，该保护按要求的时限动作于信号或跳闸。
（1）保护原理：由基波零序电压保护发电机从机端算起的85%~95%的定子绕组单相接地；三次谐波电压保护发电机中性点附近定子绕组的单相接地。
（2）基波零序电压取自发电机端部，三次谐波零序电压保护是检测发电机端部对地与中性点对地零序三次谐波电压比值的变比;工作电压取自发电机端部电压互感器和发电机中性点侧PT。
（3）基波零序电压保护动作后跳发变组出口开关1DL、MK、厂用A、B分支、启动A、B分支快切、关主汽门、启动失灵保护。
（4）三次谐波零序电压保护动作于发信号。
2.2.3发电机匝间保护发电机匝间保护采用DP2+3U0和DP2两种保护方式。
不仅可以作为发电机内部匝间短路的主保护，还可以作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
（1）动作条件:在正常运行时,匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作;故障分量负序方向和纵向零序电压动作.在并网前,由纵向零序电压和电流小于0.06Iset作为判据,且匝间保护软压板和硬压板投入;启动元件动作.（2）保护用电流量取自发电机尾. 电压2.2.4转子一点接地（1）采用乒乓开关切换原理，作为监视发电机励磁回路对地绝缘的保护。
（2）保护电压取自转子电压：601、602及大轴。
（3）转子一点接地保护动作情况：经延时动作于信号。
发变组保护说明1) 发电机纵差保护a.该保护作为发电机定子绕组及其出线的相间短路故障的主保护。
b.保护功能：差动保护采用比率制动或标积制动的原理构成；采用循环闭锁出口方式和负序电压解除循环闭锁，具有TA断线判别功能，差动保护瞬时动作于全停。
2) 发电机定子匝间保护a.该保护是发电机定子绕组匝间短路的主保护。
b.保护功能：保护的零序电压取自机端专用TV开口三角，保护反映发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量，采用电压平衡式原理构成TV断线闭锁和负序功率方向闭锁。
保护次灵敏段瞬时动作于全停，灵敏段经延时动作于全停。
3) 发电机定子接地保护a.保护作为发电机定子绕组单相接地故障保护。
b.保护功能：保护由基波零序电压（取自机端TV开口三角3U0′）和三次谐波电压（取自发电机中性点零序电压3U0〞）部分构成；保护受TV断线的闭锁。
保护延时动作于发信号或全停。
4) 发电机对称过负荷保护a.作为发电机定子绕组过电流故障的保护。
b.保护功能：该保护反应发电机定子电流的大小，由定时限和反时限对称过负荷两部分组成。
当发电机的电流大于定时限动作整定值时，经延时发信号；而大于反时限启动电流值时,保护动作时间与电流大小成反比，出口作用于解列或程序跳闸。
5) 发电机不对称过负荷保护a.保护发动机不对称过负荷、区外不对称短路故障的后备保护。
b.保护功能：保护反应发电机定子电流中的负序分量，由定时限和反时限两部分组成。
定时限部分经延时发信号；反时限部分动作于全停。
6) 发电机转子一点接地保护a.该保护是反应发电机转子及励磁回路绝缘的保护。
采用迭加电源切换采样原理，注入电压为直流50V。
b.保护功能：保护的输入端与转子负极及大轴连接。
转子一点接地保护选择二段定值及二个延时，高定值经短延时发信号或低定值长延时动作于跳闸。
7) 发电机失磁保护a.保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护。
b.保护功能：发电机失磁保护由阻抗判据、转子低电压判据、机端低电压判据、系统低电压判据及机组过功率判据共同组成，并具备TV断线闭锁功能，TV断线发信号。
发变组保护一、发变组保护的动作控制对象：1. 全停：断开发变组220KV断路器，断开灭磁开关、励磁开关、高厂变分支DL，起动6KV 电源快切装置，关主汽门，MFT动作，起动失灵保护（不允许非电量保护起动失灵保护）。
2. 母线解列：断开母联与分段DL。
3. 程序跳闸：关闭主汽门，闭锁热工保护（是电气联关主汽门保护吗？）。
4. 程序逆功率：由发电程序跳闸起动，其保护除关闭主汽门以外，其余同全停保护。
5. 起停机保护：跳灭磁开关。
6. 分支DL跳闸：高厂变6KV分支断路器跳。
7. 切换6KV电源：6KV工作电源跳，备用电源合闸。
8. 减出力：汽机出力减至规定值（手动）。
9. 减励磁：降低励磁电源。
10. 信号：发声光信号。
☆如上述出口动作需要发变组220KV断路器、母联DL跳闸，应该接入该DL两个跳闸线圈构成的双跳闸回路，以便实现双重化继电保护。
二、启备变保护动作控制对象：1. 跳闸：断开其高低压侧DL。
2. 分支解列：其两低压分支DL跳闸。
3. 信号：发声光信号。
三、发变组保护介绍：1. 失步：机组惯常数明显降低（转子质量与容量不成比例增加），发电机易于失步，因此大型机组要求装设此保护。
2. 定子匝间短路和接地保护：轴向长度与直径之比明显增大，振动加剧，匝间绝缘磨损加快，还会引起冷却系统故障，因此要求装此保护。
3. 为避免跳闸造成对系统的冲击和对主机辅机制损伤，保护出口应针对不同情况合理动作于减出力，程序跳闸，跳闸灭磁，跳闸，停机等多种形式，以避免轻易紧急停机。
4. 双重化主保护装置分别由两个不同的直流母线馈线或两个电源装置供电，双重化主保护及后备保护系统均从单独电流互感器输入。
发变组采用微机型保护设备。
5. 电量和非电量保护的出口继电器分开，非电量保护不允许起动失灵保护。
6. 保护用直流继电器运行电压范围至少应为70%-110%额定电压（Ue=220KV）。
7. 保护装置有完善的自诊断用防误动的闭锁功能（诊断到自故障，闭锁相关保护动作）。
欢迎阅读1、发变组有哪些保护及动作范围？1.发电机差动保护：用来反映发电机定子绕组和引出线相间短路故障，瞬时动作于全停I、II。
2. 主变压器差动保护：主变压器差动保护通常为三侧电流，其主变压器差动保护范围为三侧电流互感器所限定的区域（即主变压器本体、发电机至主变压器和厂用变压器的引线以及主变压器高压侧至高压断路器的引线），可以反映该区域内的相间短路，瞬时动作于全停I、II。
3．高厂变差动保护：保护范围包括变压器本体及套管引出线，能够反映保护范围内的各种相间、接地及匝间短路故障，瞬时动作于全停I、II。
4.励磁回路一点接地、两点接地保护：对于静止励磁的发电机正常运行时，励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容。
当励磁绕组绝缘严重下降或损坏时，会引起励磁回路的接地故障，最常见的是一点接地故障。
发生一点接地故障时，由于没有形成电流5.951567.89断路器。
PT10II。
11121314．6KV15．高压厂用变压器低压分支过流保护：作为 6KV厂用母线及所接元件相间短路的后备保护：动作于跳分支、闭锁快切。
16．发电机失步保护：是反映发电机失步状态的，失步保护应满足：（1）正确区分系统短路与振荡；（2）正确判定失步振荡与稳定振荡。
利用两个阻抗继电器先后动作顺序反映发电机端测量阻抗的变化。
本保护靠正序阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段的长短，来区分系统短路与振荡；靠阻抗轨迹穿越外圆和中圆的时间段和穿越中圆和外圆的时间段的长短来区分失步振荡与稳定振荡。
出口方式：当判断为减速失步时发减速脉冲，当判断为加速失步时发加速脉冲，加速或减速脉冲作用于降低或提高原动机出力，经过处理仍处于失步状态时，动作于程跳。
17．发电机过电压保护：防止发电机定子绕组过电压，延时动作于全停I、II。
18．发电机匝间保护：作为发电机定子绕组匝间短路的主保护。
按照反映发电机机端对中性点零序电压原理构成。
逻辑关系：零序电压元件动作，负序功率方向元件不动作，PT断线判别元件不动作，则保护动作。
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发电部电气专业资料
编号：FDDQ200905日期：2009年09月20日■技术资料□运行分析□临时措施□补充运行规定
主题：发变组保护说明
一、概述
1、发变组保护压板分为“保护动作出口”压板与“保护动作对象”压板。
2、“保护动作出口”压板实现该项保护的投退，给上“保护动作出口”压板投入该项保护，打开“保护动作出口”压板退出该项保护，每面保护柜下面三列压板为“保护动作出口”压板。
3、“保护动作对象”压板是指保护动作以后作用的对象，每面保护柜上面两列压板为“保护动作对象压板。
4、发变组保护的动作对象反映了发变组保护动作的结果，可以总结为跳机、解列、灭磁、切换厂用电。
⏹快关主汽门压板实现跳机功能；
⏹500KV断路器跳闸压板、厂变进线断路器跳闸压板实现解列功能；
⏹A VR跳闸压板实现灭磁功能；
⏹启动厂变厂用段快切压板实现厂用段快切装置的启动最终实现切换厂用电。
5、每项保护的具体动作对象在跳闸矩阵中设置，如果某项保护的动作结果为跳机、解列、灭磁、切换厂用电，这种动作结果可简述为全停。
6、500KV断路器有两个跳闸线圈，任何一个带电即可跳闸，第一套电气量保护通过第一个跳闸线圈跳开500KV断路器，第二套电气量保护通过第二个跳闸线圈跳开500KV断路器，非电气量保护通过两个跳闸线圈跳开500KV断路器。
二、发电机保护原理简介
1、100％定子接地保护
发电机靠近中性点侧发生接地故障时，中性点侧的三次谐波分量将减小而机端侧的三次谐波分量将增大。
本保护判据使用发电机三次谐波零序电压，3U0由机端PT的开口三角形绕组测量得到，经过数字滤波后的三次谐波分量形成保护判据。
本保护动作于信号。
保护自动投入条件：发电机正序电压U1>80V（二次侧）且有功功率P>40%.
保护动作条件：3U0>2V（二次侧）延时1.0S
2、90％定子接地保护
本保护判据使用发电机基波零序电压，3U0由机端PT的开口三角形绕组测量得到，经过数字滤波后的基波分量形成保护判据。
本保护动作于全停。
保护动作条件：3U0>10V（二次侧）延时0.3S
3、正向功率解列保护
本保护用于发电机突然失去外部输电通道情况下，确保机组紧急停机。
保护装置由测量的正序电流和电压来计算有功功率。
保护动作条件：正向功率<8%延时1.0S
闭锁条件：主汽门关闭或低电压或正向功率>40%
4、逆功率保护
是指发电机出口逆功率，保护装置逆功率回路动作，结果为解列。
逆功率保护为长延时。
保护动作条件：发电机逆功率3％，延时15S
5、程序逆功率保护
是指发电机出口逆功率，保护装置逆功率回路动作，同时汽机跳闸（主汽门关闭信号），动作结果为全停。
程序逆功率保护为短延时。
保护动作条件：发电机逆功率3％且主汽门关闭，延时1.5S
6、误上电保护
是为了防止发电机灭磁状态下，由于500KV开关或厂用段工作进线开关发生误合闸或断口闪络等情况，突然加上电压使发电机异步启动造成损坏而设置的。
保护动作条件：发电机电压小于40％Un且三相任一相电流大于1.5A（二次侧）
7、发电机过激磁保护
过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
判
据为U/F(标么值)。
过激磁保护分告警、跳闸两段。
保护动作条件：告警段 U/F>110%延时10s发出报警信号；
跳闸段 U/F>130%延时1s动作于解列灭磁。
8、发电机负序过负荷保护
保护由告警段和跳闸段两部分组成，负序电流采样值来自相电流基波分量中分解出来的对称负序量，当负序电流超过整定值时，保护发出告警或跳闸信号。
保护动作条件：告警段 I2>6%In延时20s发出报警信号；
跳闸段I2>60%In延时3s动作于解列灭磁。
9、起动过程过电流保护
保护用于发变组系统处于起动过程中出现相间短路的情况。
10、发电机过电压保护
过电压保护的电压值选择线电压，分为两段，保护动作于全停。
保护动作条件：过电压I段 U>115%Un延时3s动作于全停；
过电压II段 U >130%Un延时0.5s动作于全停。
11、频率保护
频率保护分为4段，为F1到F4，根据定值分别整定为过频或低频。
为确保保护可靠性，在保护中附加一个电压闭锁条件，当电压低于60V(二次侧)，频率保护将被闭锁。
保护动作条件：f1=48.0HZ延时60S动作；f2=47.0HZ延时10S动作；
f3=51.0HZ延时180S动作；f4=51.5HZ延时30S动作；
12、低电压保持过电流保护
该保护通过测量各相电流，并分别与过流元件整定值比较后启动保护。
为保证保护的灵敏度，在保护回路中附加一个低电压闭锁元件，当电压低于80%Un时，保护将被闭锁。
保护动作条件：任一相电流>140%Un且无低电压信号延时3.5s动作于全停。
三、变压器保护原理简介
1、主变冷却器全停保护
以下条件全部满足，主变冷却器全停保护动作：
⏹主变冷却器电源选择开关SS在I位或II位；
⏹主变冷却器方式开关ST在实验位或ST在工作位且500KV主开关闭合；。
