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500kV線路保護(hù)升級(jí)改造安全防范措施

文檔作者：姚莉娜劉華張斌周亞輝賈煒張新旺張強(qiáng) 文檔來源： 1．鄭州輕工業(yè)學(xué)院；2．河南送變電建設(shè)公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月15日
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第38卷第22期
2010年11月16日
電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
Power System Protection and Contro1
Vl01．38 NO．22
Nov．16，20l0
500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造安全防范措施
j
姚莉娜 ，劉華 ，張斌 ，周亞輝 ，賈煒 ，張新旺 ，張強(qiáng)
(1．鄭州輕工業(yè)學(xué)院，河南鄭州4 5 0002；2．河南送變電建設(shè)公司，河南鄭州450051)
摘要：500 kV超高壓電網(wǎng)保護(hù)配置復(fù)雜，進(jìn)行線路保護(hù)升級(jí)改造和更換涉及多個(gè)運(yùn)行設(shè)備和相應(yīng)的二次線。結(jié)合近幾年500 kV
線路保護(hù)升級(jí)改造和更換的經(jīng)驗(yàn)，分析了其中存在的各種危險(xiǎn)點(diǎn)，制定了封貼運(yùn)行端子排、退出保護(hù)壓板、斷開直流屏保護(hù)
裝置電源等安全防護(hù)措施，防止了改造中直流接地、短路、誤啟動(dòng)失靈回路跳運(yùn)行線路、主變或母線的發(fā)生，保證了500 kV
線路保護(hù)升級(jí)改造工作的順利進(jìn)行，收到了良好的效果，對(duì)今后進(jìn)行類似的工作具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：500 kV超高壓電網(wǎng)；3／2接線；線路保護(hù)；升級(jí)改造；二次線
The security precautions in the 500 kV transmission line protection upgrading and replacing
YAO Li．na ，LIU Hua ，ZHANG Bin2， ZHOU Ya．hui ，JIA Wei ，ZHANG Xin．wang ，ZHANG Qiang2
(1．Zhengzhou University ofLight Industry,Zhengzhou 450002，China；
2．Henan Electric Power Transmission and Transformation Construction Corporation，Zhengzhou 45005 1，China)
Abstract：The protective devices of the 500 kV EHV d are ye complex． The upgrading and changing of line protection involve
many running equipments and the corresponding secondary lines．Based on the experience ofthe 500 kV line protection upgrading and
changing in the past few years，the danger in it is analyzed．The security precautions of sealing running terminal block，exiting
protection board，disconnecting the power ofprotection device in the DC screen，etc，are made．The DC ground，short circuit and
false startup failure protectionjumping running lines，transformer and bus are avoided．The upgrading and changing of 500 kV line
protection are ensured to go wel1．The discussion is of important significance for the future similar work．
Key words：500 kV EHV power grid；the 3／2 main electrical connection；transmission line protection：upgrade and change；secondary
1ine
中圖分類號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)： 1674-3415(2010)22-0220-04
0 引言
近年來，隨著一大批新建500 kV變電站陸續(xù)投
入運(yùn)行，河南500 kV電網(wǎng)迅速發(fā)展，已成為河南電
網(wǎng)的主網(wǎng)架，在國家電網(wǎng)南北互供、西電東輸跨區(qū)
聯(lián)網(wǎng)中占據(jù)重要位置。對(duì)于一座新建500 kV變電
站，當(dāng)運(yùn)行線路兀接入后，原運(yùn)行線路兩端的變電
站為適應(yīng)新建變電站的保護(hù)，通常會(huì)進(jìn)行線路升級(jí)
改造和更換，例如2009年7月在500 kV官渡變電
站兀接入500 kV鄭州變一祥符變輸變電工程中，根
據(jù)500 kV官渡變電站的保護(hù)配置情況，對(duì)500 kV
鄭州變和祥符變的線路保護(hù)進(jìn)行了相應(yīng)的升級(jí)改造
和更換；2009年6月為配合特高壓南陽變7【接入
500 kV香山變和白河變，對(duì)500 kV 白河變電站進(jìn)
行了500 kv配串調(diào)整，新上 1主變進(jìn)線接入第5
串，姚孟電廠出線由第5串調(diào)至第3串，相應(yīng)的
線路保護(hù)裝置在站內(nèi)進(jìn)行搬遷并且進(jìn)行升級(jí)改
造，其中線路高頻保護(hù)升級(jí)改造為光纖差動(dòng)保護(hù)。
除此之外， 隨著技術(shù)的進(jìn)步和保護(hù)裝置的不斷更
新， 線路保護(hù)升級(jí)改造工作也在技改、檢修工作
中經(jīng)常遇到【Jl。
在線路保護(hù)升級(jí)改造和更換中，由于500 kV一
次設(shè)備采用3／2接線，一條線路兩套主保護(hù)(含兩套
遠(yuǎn)跳保護(hù))往往涉及到兩套斷路器保護(hù)和母差失靈
保護(hù)，還牽扯到兩套斷路器測(cè)控裝置、一套線路測(cè)
控裝置和一套錄波裝置，需進(jìn)行移出舊保護(hù)屏、拆
除舊二次線、重新接線等多種工作， 因此存在許多
的危險(xiǎn)點(diǎn)，需采取相應(yīng)的措施才能保證安全順利地
進(jìn)行 l。
1 500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造和更換危險(xiǎn)點(diǎn)
分析
1．1 500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造和更換介紹
以500 kV官渡變電站兀接入500 l 鄭州變一
姚莉娜，等 500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造安全防范措施 一221一
⑨???。． 1．X_廠 堊 墮?．⑧
。。 V鄭 ‘變 葷 ＼ ／ 莩 。。 V祥符
500kV官渡變
圖2 Ⅱ接入后系統(tǒng)聯(lián)系
Fig．2 The system contact after connection
變
1．2 500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造和更換危險(xiǎn)點(diǎn)分析
以祥符變500 kV 線路保護(hù)升級(jí)改造和更換為
例，圖3為祥符變500 kV主接線，其中5031和5032
斷路器斷開停運(yùn)，線路／1；接后為配合祥官線投運(yùn)，
祥符變內(nèi)原先配置在鄭祥線的兩套線路保護(hù)裝置需
退出運(yùn)行，升級(jí)改造和更換為新的保護(hù)裝置，在改
! I 5012 I
開祥II回線 2主變
I 5022 I Q2
1主變 開祥II回線
Q 1 l 5032 l Q 3
祥管線 祥莊線
5041 I Q
開祥I回線
祥塔I回 花祥I回
花祥II回
II母
圖3 500 kV祥符變主接線圖
Fig．3 The main electrical connection of 500 kV Xiangfu
substation
造過程中存在的危險(xiǎn)點(diǎn)分析如下：
1．2．1電源短路
線路保護(hù)升級(jí)改造和更換中，在IEt保護(hù)屏退出
前， 首先要斷掉保護(hù)裝置的直流1 10 V電源、打印
機(jī)及屏內(nèi)照明的220 V交流電源，然后才能拆除電
纜和相應(yīng)的二次線，如直流電源斷不徹底就會(huì)造成
電源短路、直流接地，從而危及運(yùn)行設(shè)備安全；交
流電源斷不徹底在拆線時(shí)可能會(huì)危機(jī)人員安全；對(duì)
于一些保護(hù)硬節(jié)點(diǎn)信號(hào)，由于其信號(hào)公共端J701(正
電110 V )由測(cè)控裝置提供，所以若斷不徹底也會(huì)
造成直流接地等故障。
1．2．2誤跳運(yùn)行斷路器
以圖3為例，對(duì)于503I邊斷路器和5032中斷
路器，其斷路器保護(hù)內(nèi)都配置有失靈啟動(dòng)回路，具
體如圖4和圖5所示。當(dāng)邊斷路器5031失靈時(shí)，啟
動(dòng)I母母線差動(dòng)保護(hù)，跳開I母線上運(yùn)行的所有邊
斷路器，即5011、5021、5041、5051、5061，從而
使I母停運(yùn)；當(dāng)中斷路器5032失靈時(shí)，啟動(dòng)失靈保
護(hù)跳開運(yùn)行邊斷路器5033，與此同時(shí)發(fā)出遠(yuǎn)跳信息
使對(duì)端變電站斷路器跳開【jJ。因此在舊線路保護(hù)退
出和升級(jí)更換過程中，牽扯到5031和5032斷路器
保護(hù)的二次線拆除、重新接線要有相應(yīng)的防止失靈
啟動(dòng)措施，否則就有可能造成跳運(yùn)行母線、主變、
線路、斷路器等嚴(yán)重后果，從而對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造
成嚴(yán)重后果 J。
SL1-l
一／ ，．— ～
SL 1．2
／ ，_— 一
SL2．1
～ ／ ， — 一
SL2．2
一／ ，-— ～
啟動(dòng)I母第一套母差1
啟動(dòng)I母第一套母差2
啟動(dòng)I母第二套母差l
啟動(dòng)I母第二套母差2
圖4邊斷路器失靈啟動(dòng)母差回路
Fig．4 The circuit of edge circuit breaker failure starting
busbar diferemial protection
圖5中斷路器失靈聯(lián)跳邊斷路器回路
Fig．5 The circuit of middle circuit breaker failure jumping edge
circuit breaker
1．2．3舊保護(hù)屏退出時(shí)震動(dòng)危機(jī)運(yùn)行屏柜
在舊保護(hù)退出時(shí)，由于其屏柜已通過螺栓與運(yùn)
行屏柜進(jìn)行了無縫連接，所以在退出時(shí)如出現(xiàn)震動(dòng)、
左右搖擺碰觸運(yùn)行屏等情況，就有可能使運(yùn)行屏柜
- 222一 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
內(nèi)的裝置插件、二次線等接觸不良或松動(dòng)，從而造
成跳閘停電等惡性事故。
1．2．4保護(hù)升級(jí)改造后CT二次回路檢查誤跳運(yùn)行
線路
線路保護(hù)升級(jí)改造更換后，必須進(jìn)行CT二次
回路檢查，防止CT回路開路；由于中斷路器5032
有兩組參與運(yùn)行線路保護(hù)，如果在CT二次回路檢
查中方法不正確就會(huì)誤跳運(yùn)行線路，從而造成嚴(yán)重
后果[ 。
1．2．5保護(hù)升級(jí)改造后PT二次回路接線錯(cuò)誤
線路保護(hù)升級(jí)改造后，線路PT二次回路要重
新接入(見圖6)，如接線錯(cuò)誤有可能引起線路PT
二次側(cè)短路，從而造成PT燒壞。
線
路
保
護(hù)
用
PT
電
壓
圖6線路保護(hù)PT二次回路接線
Fig．6 The secondary circuit oftransmission line protection PT
2 500 kV保護(hù)升級(jí)改造的危險(xiǎn)防范措施
2．1電源短路的防范措施
為了防止電源短路，在線路保護(hù)屏退出運(yùn)行，
拆除二次線和更換新保護(hù)屏恢復(fù)二次線過程中，必
須使保護(hù)屏與外界電源完全隔離，使所有涉及線路
保護(hù)的二次回路斷電，除此之外還應(yīng)斷掉打印機(jī)等
的交流電源，需采取的措施如下【6J：
1)斷開兩套線路保護(hù)屏中的裝置電源，即拉開
圖7所示的空氣開關(guān)1K和2K，除此之外為拆除外
接二次電源線，應(yīng)從根部完全斷掉直流電，即從直
流屏處斷掉直流電源，拉開空氣開關(guān)3K，這樣就可
以避免拆線和接線過程中出現(xiàn)直流接地、短路等故
障， 同時(shí)也可以保證作業(yè)人員的安全。
圖7保護(hù)裝置直流電源
Fig．7 The DC ofprotective device
2)與措施1類似，在直流屏從根部斷開邊斷路
器5031和中斷路器5032的保護(hù)裝置電源，除此之
外，由于線路保護(hù)跳閘回路的正電公共端101和201
位于斷路器保護(hù)屏的操作箱(見圖8)，所以還應(yīng)從
直流屏處分別斷開邊斷路器503l和中斷路器5032
的兩路操作電源。
線路保護(hù)跳閘
101(201) 102 (202)
／
／
圖8線路保護(hù)跳閘回路接線
Fig．8 The jumping circuit oftransmission line protection
3)對(duì)于線路保護(hù)的硬節(jié)點(diǎn)信號(hào)，由于其回路正
電源公共端J70 1位于線路測(cè)控裝置，所以應(yīng)在線路
測(cè)控屏斷開停運(yùn)線路測(cè)控裝置的信號(hào)電源。
4)為斷開線路保護(hù)屏內(nèi)打印機(jī)等使用的交流電
源，應(yīng)臨時(shí)拆除保護(hù)屏頂?shù)?20 V交流小母線， 以
便于線路保護(hù)屏安全退出。
2．2誤跳運(yùn)行斷路器的防范措施
在線路保護(hù)升級(jí)改造和更換中，為防止誤跳運(yùn)
行斷路器，常規(guī)做法是在斷路器保護(hù)屏上拆除邊斷
路器5031失靈啟動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)回路以及中斷路
器5032失靈啟動(dòng)邊斷路器5033和遠(yuǎn)跳運(yùn)行線路回
路，但是這一做法存在很大的弊端， 因?yàn)椴鸪陨?
回路時(shí)有可能拆錯(cuò)，造成運(yùn)行線路失靈啟動(dòng)該動(dòng)作
時(shí)不動(dòng)作；除此之外在恢復(fù)以上回路二次線時(shí)，由
于端子接線位置相距很近，所以一不留神就可能造
成線芯碰觸，從而啟動(dòng)失靈回路產(chǎn)生誤跳運(yùn)行斷路
器、誤跳運(yùn)行線路和變壓器的事故。
基于以上分析，在線路保護(hù)升級(jí)改造和更換中，
應(yīng)盡量不拆除失靈啟動(dòng)回路二次線，而應(yīng)采取以下
措施：
1)為防止邊斷路器5031失靈啟動(dòng)母線差動(dòng)保
護(hù)，在邊斷路器503 l保護(hù)屏上進(jìn)行拆除二次線和重
新接線過程中，應(yīng)用膠帶粘住5031失靈啟動(dòng)母線差
動(dòng)保護(hù)邊端子排，防止誤碰觸失靈啟動(dòng)回路和誤拆
失靈啟動(dòng)回路，即圖5中1M1+、1m1+、1M2+、lm2+、
1M1 l、lm12、1M21、lm22對(duì)應(yīng)的接線端子；除
此之外應(yīng)退出“503 1失靈啟動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)壓板”，
即圖4中的3LP1、3LP2、3LP3、3LP4，使失靈啟
動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)回路斷開，為防止作業(yè)人員誤投壓
板，應(yīng)用膠帶把壓板粘住，并在壓板明顯的位置注
明“保護(hù)升級(jí)改造期間禁止投入”。
2)為防止中斷路器5032失靈聯(lián)跳邊斷路器
姚莉娜，等 500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造安全防范措施 ·223—
5033，在中斷路器5032保護(hù)屏上進(jìn)行拆除二次線和
重新接線過程中，應(yīng)用膠帶粘住5032失靈聯(lián)跳邊開
關(guān)端子排，即圖5中101、R133、201、R233對(duì)應(yīng)
的接線端子；除此之外，應(yīng)退出“5032失靈聯(lián)跳5033
壓板”，即圖5中的3LP5、3LP6，使失靈聯(lián)跳回路
斷開，為防止作業(yè)人員誤投壓板，還應(yīng)用膠帶把壓
板粘住，并在壓板明顯的位置注明“保護(hù)升級(jí)改造
期間禁止投入”。
3)為防止中斷路器5032失靈啟動(dòng)線路遠(yuǎn)跳，
從而使對(duì)端變電站斷路器動(dòng)作跳開運(yùn)行線路，即圖
3中祥莊線，在中斷路器5032保護(hù)屏上進(jìn)行拆除二
次線和重新接線過程中，應(yīng)用膠帶粘住5032失靈啟
動(dòng)遠(yuǎn)跳運(yùn)行線路端子排，即圖9中FX1+、FX1、
FX2．、FX2對(duì)應(yīng)的接線端子；除此之外，應(yīng)退出
“5032遠(yuǎn)跳運(yùn)行線路壓板”，即圖9中的3LP6、
3LP7，使失靈遠(yuǎn)跳回路斷開，為防止作業(yè)人員誤投
壓板，還應(yīng)用膠帶把壓板粘住，并在壓板明顯的位
置注明“保護(hù)升級(jí)改造期間禁止投入”。
圖9失靈啟動(dòng)線路遠(yuǎn)跳回路
Fig．9 The circuit offailure starting transmission line remote trip
2．3 CT二次回路檢查的防范措施
為防止CT二次回路開路，在線路保護(hù)升級(jí)改
造中，應(yīng)盡量減少CT回路的改接線，盡量采用舊
電纜減少拆線和接線；在CT二次回路檢查中，為
防止誤碰運(yùn)行線路保護(hù)用CT造成線路跳閘，CT二
次回路檢查最好不要在戶外端子箱進(jìn)行，而應(yīng)盡量
在線路保護(hù)屏進(jìn)行，可通過萬用表量電阻大小的方
法就可以判斷CT及其二次回路是否開路。
如圖10所示，在保護(hù)屏處，打開每一相電流端
子的連片LPI，用萬用表測(cè)量LP1兩端的電阻z，
Zl+Z2+Z3，其中：z1為二次回路電纜電阻，Z2為
保護(hù)裝置電阻，Z]為CT電阻。如果電阻在10Q以
下，則說明CT沒有開路，如果電阻值很大，就要
N
圖10 cT開路的檢查方法
Fig．1 0 The CT disconnection checking mothod
考慮分析CT及其二次回路是否開路 J。
需要強(qiáng)調(diào)的是，在檢查完以后，務(wù)必要恢復(fù)連
片，否則就會(huì)造成CT開路。
2．4二次拆接線錯(cuò)誤的防范措施
為保證二次拆線的準(zhǔn)確無誤，在作業(yè)前應(yīng)注意
以下幾點(diǎn)：(1)要認(rèn)真編寫作業(yè)指導(dǎo)書，拆線時(shí)應(yīng)
認(rèn)真核對(duì)圖紙，并嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行拆線，
在情況不明、工作目的不清的情況下，嚴(yán)禁進(jìn)行任
何拆線工作；(2)拆線時(shí)應(yīng)確認(rèn)無誤并經(jīng)監(jiān)護(hù)人檢
查后方可進(jìn)行，與此同時(shí)應(yīng)做好相應(yīng)的記錄；(3)
對(duì)于交直流回路，在斷掉電源后要進(jìn)行仔細(xì)驗(yàn)電，
確認(rèn)無電后才能進(jìn)行拆線，以防止造成人身傷害；
(4)二次短引線在拆除和接線過程中，應(yīng)確認(rèn)端子
編號(hào)正確，防止直流接地或短路，嚴(yán)防誤跳運(yùn)行中
的斷路器；(5)為保證二次線的正確恢復(fù)，在拆線
時(shí)應(yīng)用絕緣膠帶纏緊線芯， 以防止電纜線芯號(hào)頭脫
落，如出現(xiàn)號(hào)頭脫落的線芯，一定要經(jīng)過認(rèn)真校線
后才能接入；除此之外，在恢復(fù)二次線時(shí)應(yīng)采用電
動(dòng)螺絲刀擰緊以防止CT二次回路開路、PT二次回
路短路。
在保護(hù)屏柜退出和更換過程中，為防止震動(dòng)應(yīng)
禁止采用敲擊、左右搖晃等方法，可采用整體傾斜
放置在氣墊搬運(yùn)裝置上拆除的方法；在更換新屏柜
過程中，為防止新屏柜中的保護(hù)裝置震動(dòng)受損，應(yīng)
對(duì)屏柜內(nèi)的保護(hù)裝置加裝塑料泡沫進(jìn)行保護(hù)。
3 結(jié)論
隨著技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，變電站的保護(hù)更換
工作會(huì)經(jīng)常進(jìn)行，500 kV線路保護(hù)升級(jí)改造由于涉
及的二次回路復(fù)雜，因此存在許多的危險(xiǎn)點(diǎn)。本文
針對(duì)這一問題進(jìn)行了討論，并制定了相應(yīng)的措施。
這些措施已多次在省內(nèi)500 kV變電站技改、檢修、
擴(kuò)建施工中廣泛應(yīng)用，收到了良好的效果，對(duì)于今
后從事類似的工作也具有較高的參考價(jià)值和一定的
指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
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(下轉(zhuǎn)第226頁continued onpage226)
．． 226．． 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制
2．2自備電廠自動(dòng)裝置的整定
在110 kV線路L1、L2故障跳閘，頻率和電壓
低于一定值時(shí)應(yīng)要求自備電廠能可靠解列，因此應(yīng)
在自備電廠6 kV并網(wǎng)線路電廠側(cè)安裝低頻低壓解
列裝置。
2．2．1低頻定值
當(dāng)110 kV線路L1(L2)故障，系統(tǒng)側(cè)開關(guān)1DL1
(2DL1)跳開后，自備電廠帶110 kV變電站負(fù)荷，
此時(shí)由于孤立系統(tǒng)將有較大功率缺額，頻率降低，
引起110 kV變電站饋線低頻減載裝置動(dòng)作。低頻定
值的整定應(yīng)保證低頻解列裝置先于負(fù)荷線路的低頻
減載裝置動(dòng)作，還要躲過系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的頻率波
動(dòng)。根據(jù)規(guī)程規(guī)定和電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，頻率定值一般
整定為48~49 Hz，時(shí)間定值取0．2~0．5 S。
2．2．2低壓定值
低電壓定值按保證解列范圍有足夠的靈敏系數(shù)
整定，一般整定為額定運(yùn)行電壓的0．6～0．8倍。為
確保變電站其他6 kV線路故障引起系統(tǒng)電壓降低
時(shí)，不會(huì)造成低壓解列裝置誤動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)限應(yīng)躲
過本母線6 kV線路有靈敏度的保護(hù)段(一般為II
段)時(shí)限， 即比有靈敏度保護(hù)段時(shí)限長一個(gè)時(shí)間級(jí)
差△f，對(duì)微機(jī)保護(hù)，此時(shí)限一般不大于1．5 S。
3 結(jié)束語
自備電廠的并網(wǎng)是影響用戶串供變電站供電可
靠性的因素，本文通過對(duì)變電站負(fù)荷重要性和自備
電廠性質(zhì)進(jìn)行了分析，提出了負(fù)荷側(cè)開關(guān)保護(hù)動(dòng)作
于信號(hào)，末端線路故障通過光差保護(hù)實(shí)現(xiàn)地方電廠
解列重合閘，首端線路故障通過末端變主變間隙保
護(hù)(接地短路)和相間距離保護(hù)(相間故障)實(shí)現(xiàn)
解列重合閘，并與自備電廠自動(dòng)解列裝置配合的解
決方案，實(shí)踐證明具有很高的實(shí)用性，可有效提高
用戶供電可靠性。
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收稿日期：2009一l1—1 7； 修回日期：2010-01—27
作者簡(jiǎn)介：
侯元文(1 973一)，男，本科，工程師，長期從事電力系
統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算和運(yùn)行管理工作。E-mail：hyw689292@
sohu．com
錢衛(wèi)(197O-)，男，高工，主要從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化
工作。
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收稿日期：201O-01—25； 修回日期：201O-03—23
作者簡(jiǎn)介：
姚莉娜(1979一)，女，講師，研究生，研究方向?yàn)殡姎?
工程自動(dòng)化及電子信息技術(shù)：E—mail：ylnsmile@126．corn
劉華(1978-)，男，碩士，從事變電施工技術(shù)工作。
張斌(1972一)，男，本科，高級(jí)工程師，從事變電項(xiàng)
目施工管理工作。

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