关于规范变压器保护设计、整定、运行的补充规定

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福建省电力有限公司文件

闽电调[2002]791号

关于下发变压器保护设计、整定、运行

补充规定的通知

公司属各发供电单位,各合资联营单位，华能福州、后石电厂，超高压输变电局、电力勘测设计院：

为保障主变压器运行安全，在原有继电保护规程、规定、相关技术标准和变压器保护反措的基础上，汇总近年来国内及省内主变压器事故教训及运行方面的经验，针对主变压器抗短路能力差的问题，现制定《关于规范变压器保护设计、整定、运行的补充规定》（以下简称《补充规定》），请遵照执行。

对于新建工程，基建、设计、调试部门应根据《补充规定》进行变压器相关设备和回路的选型、设计和调试；现已运行的主变继电保护装臵和整定值，运行部门应根据《补充规定》要

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求，紧密结合本部门的实际情况，凡严重威胁安全运行的项目(打*号项)应在2003年内整改完成，其它可分轻重缓急，列入后续计划予以更新或改造；各运行单位应及时修编现场运行规程，过去颁发的反措及相关标准、规定，凡与本《补充规定》有抵触的，应按《补充规定》执行。

各单位落实上述补充规定的计划请在2003年1月底前报省调通中心继电保护处并抄送公司发输电部。执行中存在的问题，请及时与省调通中心继电保护处联系。

附件：关于规范变压器保护设计、整定、运行的补充规定

二○○二年十二月二十八日

主题词：变压器 保护 运行 规定 通知 抄送：电力试验研究院、第二电力建设公司。

本公司：基建、发输电、安监部，调通中心，朝旭、晶生、新生、

开龙同志。

附件：

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关于规范变压器保护设计、整定

运行的补充规定

为保障主变压器运行安全，特制定《关于规范变压器保护设计、整定、运行的补充规定》（以下简称《补充规定》）。

《补充规定》是在原有规程、规定和相关技术标准的基础上,归纳了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》福建省实施细则、《继电保护及安全自动装臵反事故技术措施要点》、《福建省电力系统220千伏及500千伏继电保护整定方案及运行规定（2002年）》等规程、规定和技术标准关于主变压器方面的反措，汇总近年来国内及省内主变压器事故教训及运行方面的经验、并结合近来在主变压器保护装臵技术的发展趋势制定的。

一、设计阶段

（一）220千伏（500千伏）主变压器保护应按双重化配臵（非电气量保护可配臵一套）。对于按主后分开双主单后配臵的主变保护其技术原则不变。

1、主变压器应采用两套主保护（含后备保护），差动保护电流取自各侧开关CT。对于500千伏变压器还需外加一套高阻差动保护，电流取自高中压侧套管CT和公共绕组套管CT。

2、每套主变保护应配臵差动保护、高中低压侧复压（方向）过流保护、高中压侧两段式零序（方向）过流保护、高中压侧中

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性点零序过流保护、高中压侧间隙电流电压保护（自耦变还配有公共绕组保护）、低压侧电抗器过流保护和零序电压告警保护及其他辅助保护等；对于500千伏联变（或大容量变压器）后备保护配臵了偏移阻抗元件，高中压和中性点定（反）时限另序保护等。主变差动保护可根据用户要求提供稳态比率制动（工频变化量比率制动、零差保护等），间断角、波形识别及谐波制动原理，差动保护选择在CT断线下是否闭锁差动保护，复合电压可方便选择各侧并联方式，并可解除对其它侧的闭锁，出口跳闸的输出组合及接点数应满足用户要求。

3、*主变高、中压侧开关CT配臵

主变高中压侧开关CT应相应配套，CT配臵应确保互相包绕没有死区，可按图一配臵（CT左侧为母线、右侧为出线），若组别不够或CT“U”形管组别排列不恰当，建议按图二排列（该排列若CT底部故障母差保护动作扩大故障范围）。

图一

图二

4、 *220千伏、110千伏 CT二次回路的切换回路 对于新建工程，宜采用5个以上独立交流电流通道的微机主变保护，各侧主变开关和旁路开关CT电流不以和电流的形式接

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入差动保护，而应独立配臵交流电流通道，同时完成对两个开关电流的采集，使主变开关与旁路开关并联运行期间主变差动保护不需退出。

220千伏变压器的高中压侧旁代采用切换一套差动保护至旁路的模式，设计回路应保证旁代操作过程主后保护、非电量保护全投入（注：使用5侧以下交流电流通道的主变保护在旁代过程需保证后备保护投入），电流切换设备随运行方式改变而手动切换。在多台变压器并列运行的变电站内，在设计阶段旁路CT的配臵时要充分考虑旁代各主变的方便，为减少CT回路切换的环节，宜采用旁路一个CT绕组专用旁代一台主变的模式。

500千伏变压器的中压侧开关若有旁带方式，其两套差动保护在旁带时均应切换到旁路开关。设计回路应保证旁代操作过程主后保护、非电量保护和高阻抗差动保护全投入（注：使用5侧以下交流电流通道的主变保护在旁代过程需保证后备保护投入），不得无保护运行。

对有旁路断路器的厂站，不得采用主变旁代和本线启动失灵回路共用一付主变保护出口接点，主变旁代和本线跳闸出口也不允许切换共用以避免寄生回路。

5、220千伏、110千伏 PT二次回路的切换回路

220千伏、110千伏带旁路母线接线，应提供220千伏和110千伏 PT二次回路的切换回路，电压切换回路中所有的继电器均应采用双位臵继电器（或磁保持继电器），其切换电源宜取自两

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路操作电源切换后公共电源。主变220千伏侧、110千伏侧旁代时，应启动一中间继电器（该继电器应由旁路开关两路操作电源切换后公共电源励磁）用于切换PT二次回路。

（二）*两套主保护应分别组屏，其CT次级、PT回路、电源和跳闸回路必须保证两套主、后备保护在交、直流回路上的独立性(对于按主后分开双主单后配臵的主变保护其直流空开需要满足N+2技术原则, 两套主保护分开接至A母与B母直流主母线)。

1、对保护直流电源和跳闸回路连接的要求

（1）对于各变电站应采用直流母线分段的布臵模式，直流电源由A母与B母两个主母线组成。主变保护电源分别取自以上两组直流母线，配臵方式：A母供第一套主保护（含各侧后备保护，可旁代），B母供另一套主保护（含各侧后备保护）。在设计中保证部分保护设备维修时，其余保护能继续行使其职能。变压器各保护应经装在保护柜上的熔断器或快速小开关分别接至A母或B母直流主母线。在主变旁代时不采用切换保护直流电源的方式。

（2）对于变电站各电压等级N600分别一点接地的设计，在引入主变保护时应保证各侧N600在保护内部充分隔离。各保护屏的N600应直接从N600母线引入，不从相邻保护屏转接，以避免一套保护退出后影响另一套保护运行。

变电站的N600小母线应通过电缆在控制室内可靠一点直接接地并严禁解开，在接地点应悬挂明显标示牌。

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（3）对于各侧开关差动CT应配齐，严禁两套差动保护串联公用一组CT的接线方式，对于存在以上问题的厂局应尽快进行整改，增加CT的组数。

对于后备保护串联公用一组CT的接线方式，在端子和回路设计中应保证部分保护设备维修时，其余保护应方便于继续行使其职能。

对于变压器后备零序保护的CT宜取自变压器套管或中性点CT（220千伏自耦变不采用中性点CT），间隙过流保护应取至间隙专用CT。

（4）对于微机型主变差动保护，由于其电流回路在引入保护后均相互隔离，采用现场或保护屏接地的方式取决于设备的技术要求，若设备没有具体技术要求的电流回路，宜采用在开关站端子箱分别接地的方式以保护人员的安全。同时在设计CT的接地点时要考虑一套保护退出运行或旁代运行时正常运行装臵不能失去接地点也不能存在两个接地点。

（5）双主双后配臵的主变保护其电气量保护宜采用每一套保护分别跳一个线圈（主I后I跳第一组操作箱R端继电器、主II后II跳第二组操作箱R端继电器），非电量出口跳双线圈，旁代套保护跳旁路开关两组线圈的模式。

2、控制电源

220千伏主变控制回路配臵两组电源，一组供高压侧合闸回路及第一组跳闸回路用，另一组供高压侧第二组跳闸回路及中、

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低压侧控制回路用。高压侧操作箱配臵两个快速小开关，分别供合闸回路、第一组跳闸回路和第二组跳闸回路使用，中、低压侧操作箱各配臵一个快速直流小开关，在对应开关检修或旁代时通过该直流开关退出开关操作电源。

主变三侧操作电源与保护电源相对应，即主变高压侧第一路操作电源应与第一套主保护电源取自相同直流母线段（A段）；主变高压侧第二路操作电源、中低压侧操作电源应与第二套主保护电源取自相同直流母线段（B段）。

（三）*主变非电量保护

500（220）千伏变压器本体（非电量）保护应相对独立，电气量停役时应不影响本体保护的运行，具体配臵一般有以下考虑：

变压器本体保护与电气量保护完全独立没有任何联系，本体保护应有独立的电源回路（包括直流MCB和直流监视信号继电器，其电源经直流开关接至A直流母线段）和出口跳闸回路，宜与可旁代套主保护同屏配臵或单独组屏，屏上其他保护的停役不影响本体保护的运行。

非电量保护装臵中必须配臵足够数量且工作电压为装臵额定电压的中间继电器，接受变压器本体保护(瓦斯、温度、压力、油位、油流、冷确器全停等)需要跳闸或信号的接口之用。继电保护装臵应有适应变压器自身安装的各种机械继电器特性的能力。

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（四）主变失灵保护

1、变压器的220千伏侧开关应装设开关失灵启动回路,失灵判别电流和时间元件应与变压器差动保护及后备保护完全独立，失灵启动装臵应和差动保护有独立的电源回路（包括直流MCB和直流监视信号继电器）。电气量保护与非电气量保护出口继电器分开，保证非电气量保护不启动失灵回路。要求失灵保护的电流元件不得接于电流互感器的TPY级绕组，也不得接于主变套管CT上。

2、《防止电力生产重大事故及二十五项重点要求》福建省电力系统继电保护实施细则*23.5 2点的要求：为解决主变压器开关失灵保护灵敏度不足的问题，宜采用主变后备保护的复合电压闭锁元件动作解除失灵保护的复合电压闭锁元件的措施。根据省网的实际，本项条款适用于新建220千伏及以上电压等级的变压器（不含单元机变组）。

为了防止中低压侧电压回路异常长时间开放220千伏母差保护，同时解决主变压器开关失灵保护灵敏度不足的问题，采用主变保护跳高压侧开关的保护接点动作解除失灵保护的复合电压闭锁元件的措施。

（五）其他技术要求

1、变压器阻抗保护应有振荡闭锁、PT断线闭锁功能。 2、*保护屏上每一个直流回路末端装设的保护设备均需具备直流电压监视功能，在直流回路断线时提供信号接点用于发信。

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3、*保护装臵从开关站引入开入量的光耦工作电压不能采用弱电，必须是保护装臵的额定电压（110伏或220伏）, 光耦的最小动作电压范围应在50%-65%的额定电压之间，并应考虑避免因干扰引起的光耦误动作。

4、每个新投产数字式保护装臵应具有直接接受GPS时钟同步信号的接口。

5、*每台新建变压器设备在投产时均需要提供正序和零序阻抗，各侧故障的动、热稳定时限曲线；对于500千伏和300MVA以上容量的变压器还需要提供过励磁曲线；对于主变差动CT要求制造厂提供10%误差特性曲线（以上要求在设备定货合同中体现）。

6、*220千伏变压器差动保护各侧CT应采用保护级电流互感器（新建工程变压器差动保护各侧CT应采用同型电流互感器），并进行10%误差特性和各侧负载平衡校核，差动电流互感器负载应留有足够裕度。对于沿海厂局的新建220千伏180MVA及以上变压器差动保护宜推广使用各侧TPY级CT,对于500千伏新建变压器的差动保护各侧CT均应采用TPY级CT，其高阻差动保护CT应采用同型同变比的TPS级CT,该CT拐点电压应大于400伏，在设计及现场施工中要求该高阻差动继电器位于本回路的电气中心点。

7、*对于变压器保护的电流电压回路，应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端接地，避免从开关站直接引入开入量而引入干扰，对于

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启动风冷出口和闭锁有载调压等交流回路杜绝和其他直流回路公用电缆。

8、主变压器除规定必须接地运行外，应按相关规定配齐一二次间隙设备，完善间隙保护回路，以满足主变防止过电压的要求。间隙的规格和安装参见省公司相关过电压专业文件。

9、由于零序比率差动只反映故障时的分量，其对于变压器高、中压侧绕组及引线发生的接地故障具有很高的灵敏度。对于公共绕组有三相保护级CT（CT负载许可）的自耦变压器，若采用各侧零序电流均由装臵自产得到、各侧CT二次零序电流由软件调整平衡的微机型零序比率差动保护，可避免各侧零序CT极性校验和装臵接线复杂等问题，宜将零序比率差动保护完善并投入（在首次启动冲击主变时需将该保护退出测极性）。

（六）*发变组、变压器的高压侧断路器（含母联开关）应首选三相机械联动操作的断路器，采用分相操作箱并联跳合闸时应注意跳合闸电流及防跳跃继电器动作电流的选择。

1、对于分相操作的主变高压侧断路器禁止采用分相跳闸端互联来实现电气的三相联跳（因存在迂回寄生回路使任一相或两相跳闸回路异常时均无法监视发信）。

2、对于新建分相操作的主变高压侧开关其本体必须配臵三相不一致保护。主变本线及旁路保护配臵的非全相保护不得采用图三的非全相判据，避免一路操作电源丢失后I/II路迂回而使非全相保护误动跳开变压器（母联开关也不得采用以上的非全相

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判据），采用将图三的k点处断开或采用如图四所示的并联TWJ常开节点与并联HWJ常闭（或常开）节点串联形成的非全相判据。

图三 图四

（七）*由于系统短路容量的增大对于变压器的安全运行构成很大的威胁，对于短路容量大的变电站，应采用低压侧解环运行的方式减少短路电流，在系统规划上应采取220与500千伏系统解环，分层分区运行的模式，同时在变压器低压侧增设低压电抗器以抑制短路电流。

（八）220千伏系统自耦变压器的使用主要带来以下问题： 1、变压器高中压侧阻抗较同容量三圈变小40%，造成两台自耦变并列运行时系统对侧距离Ⅱ段保护易伸入变压器中压侧；且中压侧故障时短路电流比同容量三圈变大，对变压器安全运行不利。

2、易造成单相故障电流大于相间故障电流，系统各开关将长期经受大电流冲击，不利设备安全。

3、在变压器投退时系统零序阻抗变化很大，将大幅度降低系统零序电流保护的灵敏度及选择性。

4、由于系统零序阻抗的降低，在系统发生高阻接地故障时，

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易造成系统零序功率方向元件拒动引发大面积停电事故。

（九）变压器低压出线保护采用有条件闭锁重合闸功能 变压器低压侧出线近端发生故障时短路电流很大，对于变压器线圈的动热稳定威胁很大，为避免变压器低压出线近端发生故障而线路开关跳开后重合在永久故障上对变压器绕组产生多次冲击，在新建的220千伏变压器要求其低压出线线路保护具有在设定电流下闭锁重合闸功能。对于已运行的220千伏变电站根据轻重缓急通过更换保护程序实现本功能。

注：本项措施带来的问题是近区线路瞬时故障无补救措施影响供电可靠性。

（十）*对于500千伏变压器的35千伏侧低抗应采用微机型过流保护，通过高返回系数和提高其滤除谐波、直流分量的能力来躲过低抗的空投励磁涌流，以降低500千伏变压器的35千伏过流保护动作时间。

（十一）*在变电站的母差和主变差动保护CT配臵中强调互相包绕没有死区的原则，特别对于旁代主变运行时其CT的选择确保没有死区。

（十二）*加强用于变压器设备的故障录波装臵管理，其直流电源应与变压器保护完全独立（完全不同的主直流回路和熔断器，在直流回路断线时应发信）。录波量应包括各侧相电流和零序电流、电压量，各保护动作接点、各侧开关位臵接点等。故障录波器装臵不得采用交直流混合供电方式。

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二、保护整定计算

（一）500千伏变压器过励磁保护的低值发信、反时限和高值跳闸元件应能分别整定，其返回系数不低于0.96。过励磁保护的定值应与变压器的过励磁曲线相配合。要求相关保护设备具有精确模拟过励磁曲线的功能以便于整定。

500千伏变压器定时限零序过流保护和500千伏系统反时限零序保护的失配点选在变压器的500千伏开关处。

（二）*对于一段折线式的变压器比率制动式差动保护（如LFP971/972系列变压器保护；MFBZ-01、MBZ500、PST1200系列变压器保护、WFB-100型发变组保护等）保护的最小动作电流Iopmin取0.5In/ns。对RCS978型变压器保护无该要求。对于变压器比率制动的拐点建议取较小值。

（三）*在整定计算中要充分考虑主变220千伏侧（专指500千伏联变）、110千伏和35千伏母差保护停役对于系统稳定和主设备的热稳定的影响。在相应母差保护停役时，采取牺牲后备保护选择性，改变变压器对应侧后备保护定值（最长不能超过2秒）以保证主变和系统的稳定。本项措施需要备案说明。

（四）*各单位应贯彻执行省公司关于提高变压器安全运行的各项措施。

附：《福建省电力有限公司提高主变压器安全运行补充措施》的通知（闽电发[2002]98号）：

1、变压器低压侧必须有一段不大于2s的电流保护，跳变压

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器低压侧开关。与下一级保护配合有困难时，可采取低压母线分裂运行或牺牲下级保护选择性等办法。对新建变电站，设计部门应考虑采取适当的技术措施，确保变压器低压侧保护动作时间不大于2s。

2、对于主变低压10（35）千伏侧的CT在开关内侧的主变保护，复合电压过流保护要求有跳主变三侧开关的时间段，其动作时间不大于2s。本段保护与主变110千伏和220千伏侧复合电压过流保护、主变低压10（35）千伏侧的出线保护可能失配。

以上1和2两种保护选择性与变压器安全有相互矛盾的整定方案，应报省公司安监部备案。

以上条款同样适用于电厂的主变压器在系统单供厂用电运行方式下的保主设备措施。

（五）*建立保护整定计算人员和变压器专工定期交流的制度，对于某些指标异常而继续运行的变压器，在保一次设备的要求下，可对变压器保护定值进行调整，采取缩短后备保护动作时限、变压器低压侧解环运行、低压侧线路保护投直跳等牺牲保护选择性、降低短路电流和供电可靠性的方法来保主变的安全。本项措施需要厂局总工或主管生产领导批准，并报安监备案。

（六）对于微机型变压器保护，其各侧后备保护配合级差取0.3秒或0.4秒的时间间隔，以缩短后备保护的动作时间。

（七）对于变压器高压侧复压过流保护和零序过流保护最后一段宜不经方向元件闭锁。其动作时间应大于主变各侧出线系统

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保护最后段动作时间。

（八）220千伏和110千伏回路的间隙过流和零序过电压保护 间隙过流和零序过压保护宜采用或门出口方式。

（九）*对于主变低压出线线路保护具有在设定电流下闭锁重合闸功能，该电流大小由变压器专业根据主变安全运行的需要定期提供，由厂局总工或主管生产领导批准并报安监部门备案。

三、涉及运行安全的几个问题及其处理办法

（一）考虑合理的保护组屏方式，以避免由于某套保护本身缺陷导致主变压器停用。在应用中可根据电网实际运行情况，除非电量（瓦斯）保护必须投跳外，应选择合理、可靠的主变保护运行方式。

（二）对于主变内部小匝间故障有足够灵敏度的新原理差动保护，采取稳妥的原则进行试用，并及时总结运行经验。

（三）*非电量保护的管理

各厂局加强对于非电量保护的管理（含冷却器全停、压力释放、绕组温度高、油温高等），避免出现管理死区。主变制造厂应提供非电量保护整定原则要求及相关保护的具体投运模式等，设备主管单位按厂家要求进行整定并保证投运，以确保元件设备的安全运行。

变压器的本体、有载开关的重瓦斯保护应投跳闸，若需退出重瓦斯保护时，应预先指定安全措施，经总工程师批准，并限期恢复。

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（四）正常运行时，除有关零序保护按主变中性点接地方式投退外。当两套主保护中某套保护故障时，允许主变单套保护短时运行（同时主变本体保护确保投入），但要求及时消缺处理。

（五）220千伏变电站(发电厂)如果有2台变压器，一般只安排一台大变压器接地，自耦变均直接接地运行。220千伏母线分裂时两台主变220千伏侧中性点均接地运行。嵩屿、华能、永安、漳平电厂两台及以上机组运行时，须两台变压器接地并分接在不同的母线，其余变压器间隙接地运行。为抑制过电压水平，在220千伏系统保护配合的基础上允许池潭电厂两台变直接接地运行。两台变压器并列运行的厂站，若某台变压器指标异常继续运行，从保护主变的角度要求该台变压器始终直接接地运行，另一台主变经间隙接地，本方案需要报经省调同意并备案。

（六）在变压器保护动作跳闸，必须查清事故原因，并对变压器本体和变压器保护进行相关检查确认正常后，在报经省调调度同意后才允许送电。

（七）主变220千伏侧开关旁代步骤由各厂局自行编写实施，在部分220千伏站，由于旁路开关CT组数不够，主变旁代时其差动保护切换到主变220千伏套管CT，此时在旁路开关到套管CT之间故障的快速切除要求现场必须满足。

对于双主双后（或单后）配臵的变压器保护，其变压器差动保护CT均取开关CT，若开关CT组别不够而使一套主保护采用主变套管CT,在采用开关CT的变压器差动保护退出后，要求采取相应

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措施（如调整系统或主变后备保护定值等措施）否则主变停役。

对于主变差动保护取开关CT，后备保护取变压器套管CT的主变保护，要注意在旁代过程中若需退出差动保护时，变压器短时失去全部快速保护，剩下主变后备保护和瓦斯保护，要求主变瓦斯保护退出时变压器不能旁代。

对于主变主保护和后备复压过流保护均取开关CT的变压器保护，要注意在旁代过程中若需退出差动保护时只允许从控制字（或保护功能投入压板）将差动保护退出，并制定严格的CT切换及一次设备操作顺序以避免在旁代过程中主变失去全部保护。

积极稳妥推广使用本、旁路开关独立A/D转换回路的主变保护，使主变旁代过程中差动保护不需退出。

（八）主变110千伏侧开关旁代步骤由各厂局自行编写实施，部分主变差动CT切换至主变110千伏套管CT，造成旁路开关与套管CT间无快速保护，应视为与110千伏母差保护退出同等性质，要求上报调度部门以决定是否采取临时措施。

（九）双主双后配臵的220千伏主变保护实际按双主单后运行，为减少操作次数，第一套主保护（可旁代柜）全保护投入，第二套主保护仅投入主保护（差动保护），其后备保护以解除功能压板的形式退出。500千伏主变所有保护均投入。

（十）为便于运行管理，对于双主双后配臵的主变保护调度命名各厂局要统一。

（十一）本规定强调了220千伏降压变及500千伏联络变的

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相关技术要求，对于电厂的220千伏升压变，应参照本规定进行整改。

（十二）110千伏变压器保护参照以上原则执行，由各地调和梯调负责宣贯落实。