电气工程自动化电力系统自动装置电力系统300问继电保护知识总结.docx

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电气工程自动化电力系统自动装置电力系统300问继电保护知识总结

102、为什么要装设发电机断路器断口闪络保护？

答：

接在220KV以上电压系统中的大型发电机--变压器组,在进行同步并列的过程中,作用于断口上的电压,随待并发电机与系统等效发电机电势之间相角差δ的变化而不断变化,当δ=180°时其值最大,为两者电势之和。

当两电势相等时,则有两倍的相电压作用于断口上,有时要造成断口闪络事故。

　　断口闪络除给断路器本身造成损坏,并且可能由此引起事故扩大,破坏系统的稳定运行。

一般是一相或两相闪络,产生负序电流,威胁发电机的安全。

　　为了尽快排除断口闪络故障,在大机组上可装设断口闪络保护。

断口闪络保护动作的条件是断路器三相断开位置时有负序电流出现。

断口闪络保护首先动作于灭磁,失效时动作于断路失灵保护。

103、为什么要装设发电机启动和停机保护？

答:

对于在低转速启动或停机过程中可能加励磁电压的发电机,如果原有保护在这种方式下不能正确工作时,需加装发电机启停机保护,该保护应能在低频情况下正确工作。

例如作为发电机--变压器组启动和停机过程的保护,可装设相间短路保护和定子接地保护各一套,将整定值降低,只作为低频工况下的辅助保护,在正常工频运行时应退出,以免发生误动作。

为此辅助保护的出口受断路器的辅助触点或低频继电器触点控制。

104、在母线电流差动保护中,为什么要采用电压闭锁元件？

如何实现？

答:

为了防止差动继电器误动作或误碰出口中间继电器造成母线保护误动作,故采用电压闭锁元件。

电压闭锁元件利用接在每条母线上的电压互感器二次侧的低电压继电器和零序电压继电器实现。

三只低电压继电器反应各种相间短路故障,零序过电压继电器反应各种接地故障。

105、为什么设置母线充电保护？

答：

为了更可靠地切除被充电母线上的故障,在母联开关或母线分段开关上设置相电流或零序电流保护,作为专用的母线充电保护。

　　母线充电保护接线简单,在定值上可保证高的灵敏度。

在有条件的地方,该保护可以作为专用母线单独带新建线路充电的临时保护。

　　母线充电保护只在母线充电时投入,当充电良好后,应及时停用。

106、何谓开关失灵保护？

答:

当系统发生故障,故障元件的保护动作而其开关操作失灵拒绝跳闸时,通过故障元件的保护作用其所在母线相邻开关跳闸,有条件的还可以利用通道,使远端有关开关同时跳闸的保护或接线称为开关失灵保护。

开关失灵保护是"近后备"中防止开关拒动的一项有效措施。

107、断路器失灵保护的配置原则是什么？

答：

220～500KV电网以及个别的110KV电网的重要部分,根据下列情况设置断路器失灵保护:

　　1、当断路器拒动时,相邻设备和线路的后备保护没有足够大的灵敏系数,不能可靠动作切除故障时。

　　2、当断路器拒动时,相邻设备和线路的后备保护虽能动作跳闸,但切除故障时间过长而引起严重后果时。

　　3、若断路器与电流互感器之间距离较长,在其间发生短路故障不能由该电力设备的主保护切除,而由其他后备保护切除,将扩大停电范围并引起严重后果时。

108、断路器失灵保护时间定值整定原则？

答:

断路器失灵保护时间定值的基本要求为:

断路器失灵保护所需动作延时,必须保证让故障线路或设备的保护装置先可靠动作跳闸,应为断路器跳闸时间和保护返回时间之和再加裕度时间,以较短时间动作于断开母联断路器或分段断路器,再经一时限动作于连接在同一母线上的所有有电源支路的断路器。

109、对3/2断路器接线方式或多角形接线方式的断路器,失灵保护有哪些要求？

答：

1）断路器失灵保护按断路器设置。

　　2）鉴别元件采用反应断路器位置状态的相电流元件,应分别检查每台断路器的电流,以判别哪台断路器拒动。

　　3）当3/2断路器接线方式的一串中的中间断路器拒动,或多角形接线方式相邻两台断路器中的一台断路器拒动时,应采取远方跳闸装置,使线路对端断路器跳闸并闭锁其重合闸的措施。

110、500KV断路器本体通常装有哪些保护？

答：

500KV断路器本体通常装有断路器失灵保护和三相不一致保护。

500KV断路器失灵保护分为分相式和三相式。

分相式采用按相启动和跳闸方式,分相式失灵保护只装在3/2断路器接线的线路断路器上；三相式采用启动和跳闸不分相别,一律动作断路器相三跳闸,三相式失灵保护只装在主变压器断路器上。

　　三相不一致保护采用由同名相常开和常闭辅助接点串联后启动延时跳闸,在单相重合闸进行过程中非全相保护被重合闸闭锁。

111、3/2断路器的短引线保护起什么作用？

答:

主接线采用3/2断器接线方式的一串断路器,当一串断路器中一条线路停用,则该线路侧的隔离开关将断开,此时保护用电压互感器也停用,线路主保护停用,因此在短引线范围故障,将没有快速保护切除故障。

为此需设置短引线保护,即短引线纵联差动保护。

在上述故障情况下,该保护可速动作切除故障。

当线路运行,线路侧隔离开关投入时,该短引线保护在线路侧故障时,将无选择地动作,因此必须将该短引线保护停用。

一般可由线路侧隔离开关的辅助触点控制,在合闸时使短引线保护停用。

112、什么叫自动低频减负荷装置？

其作用是什么？

答:

为了提高供电质量,保证重要用户供电的可靠性,当系统中出现有功功率缺额引起频率下降时,根据频率下降的程度,自动断开一部分用户,阻止频率下降,以使频率迅速恢复到正常值,这种装置叫自动低频减负荷装置。

它不仅可以保证对重要用户的供电,而且可以避免频率下降引起的系统瓦解事故

113、自动低频减负荷装置的整定原则是什么？

答：

1、自动低频减负荷装置动作,应确保全网及解列后的局部网频率恢复到49.50HZ以上,并不得高于51HZ。

　　2、在各种运行方式下自动低频减负荷装置动作,不应导致系统其它设备过载和联络线超过稳定极限。

　　3、自动低频减负荷装置动作,不应因系统功率缺额造成频率下降而使大机组低频保护动作。

　　4、自动低频减负荷顺序应次要负荷先切除,较重要的用户后切除。

　　5、自动低频减负荷装置所切除的负荷不应被自动重合闸再次投入,并应与其它安全自动装置合理配合使用。

　　6、全网自动低频减负荷装置整定的切除负荷数量应按年预测最大平均负荷计算,并对可能发生的电源事故进行校对。

114、简述发电机电气制动的构成原理？

制动电阻的投入时间整定原则是什么？

答:

当发电机功率过剩转速升高时,可以采取快速投入在发电机出口或其高压母线的制动电阻,用以消耗发电机的过剩功率。

制动电阻可采用水电阻或合金材料电阻,投入制动电阻的开关的合闸时间应尽量短,以提高制动效果。

制动电阻的投入时间整定原则应避免系统过制动和制动电阻过负荷,当发电机dP/dt过零时应立即切除。

115、汽轮机快关汽门有几种方式？

有何作用？

答：

汽轮机可通过快关汽门实现两种减功率方式:

短暂减功率和持续减功率。

　　1、短暂减功率用于系统故障初始的暂态过程,减少扰动引起的发电机转子过剩动能以防止系统暂态稳定破坏。

　　2、持续减功率用于防止系统静稳定破坏、消除失步状态、限制设备过负荷和限制频率升高。

116、何谓低频自启动及调相改发电？

答:

低频自启动是指水轮机和燃气轮机在感受系统频率降低到规定值时,自动快速启动,并入电网发电。

调相改发电是指当电网频率降低到规定值时,由自动装置将发电机由调相方式改为发电方式,或对于抽水蓄能机组采取停止抽水迅速转换到发电状态。

117、试述电力系统低频、低压解列装置的作用？

答:

电力系统中,当大电源切除后可能会引起发供电功率严重不平衡,造成频率或电压降低,如采用自动低频减负荷装置（或措施）还不能满足安全运行要求时,须在某些地点装设低频、低压解列装置,使解列后的局部电网保持安全稳定运行,以确保对重要用户的可靠供电。

118、何谓振荡解列装置？

答:

当电力系统受到较大干扰而发生非同步振荡时,为防止整个系统的稳定被破坏,经过一段时间或超过规定的振荡周期数后,在预定地点将系统进行解列,执行振荡解列的自动装置称为振荡解列装置。

119、何谓区域性稳定控制系统？

答:

对于一个复杂电网的稳定控制问题,必须靠区域电网中的几个厂站的稳定控制装置协调统一才能完成。

即每个厂站的稳定控制装置不仅靠就地测量信号,还要接受其他厂站传来的信号,综合判断才能正确进行稳定控制。

这些分散的稳定控制装置的组合,我们统称为区域性稳定控制系统。

120、电力系统通信网的主要功能是什么？

答:

电力系统通信网为电网生产运行、管理、基本建设等方面服务。

其主要功能应满足调度电话、行政电话、电网自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网、传真、图像传输等各种业务的需要。

121、简述电力系统通信网的子系统及其作用？

答:

电力系统通信网的子系统为:

（1、调度通信子系统,该系统为电网调度服务。

（2、数据通信子系统,这个系统为调度自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网等各种数据传输提供通道。

（3、交换通信子系统,这个系统为电力生产、基建和管理部门之间的信息交换服务。

122、调度自动化向调度员提供反映系统现状的信息有哪些？

答:

1、为电网运行情况的安全监控提供精确而可靠的实时信息,包括有关的负荷与发电情况,输电线路的负荷情况,电压、有功及无功潮流,稳定极限,系统频率等。

2、当电网运行条件出现重要偏差时,及时自动告警,并指明或同时启动纠偏措施。

3、当电网解列时,给出显示,并指出解列处所。

123、什么是能量管理系统（EMS）？

其主要功能是什么?

答:

EMS能量管理系统是现代电网调度自动化系统（含硬、软件）总称。

其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成。

基础功能包括:

计算机、操作系统和EMS支撑系统。

应用功能包括:

数据采集与监视（SCADA）、自动发电控制（AGC）与计划、网络应用分析三部分组成。

124、电网调度自动化系统高级应用软件包括哪些？

答:

电网调度自动化系统高级应用软件一般包括:

负荷预报、发电计划、网络拓扑分析、电力系统状态估计、电力系统在线潮流、最优潮流、静态安全分析、自动发电控制、调度员培训模拟系统等。

125、电网调度自动化SCADA系统的作用？

答：

调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理,才能最终以各种方式服务于调度生产。

在应用软件的支持下,调度员才能监视到电网的运行状况,才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平,才能迅速完成事故情况下的判断、决策,才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。

　　目前,国内调度运行中SCADA系统已经使用的基本功能和作用为:

1）数据采集与传输；

（2）安全监视、控制与告警；（3）制表打印；（4）特殊运算；（5）事故追忆。

126、什么是自动发电控制（AGC）？

答:

自动发电控制简称AGC,它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。

按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组,通过电厂或机组的自动控制调节装置,实现对发电机功率的自动控制。

127、AGC有几种控制模式？

答：

AGC控制模式有一次控制模式和二次控制模式两种。

一次控制模式又分为三种:

1、定频率控制模式；2、定联络线功率控制模式；3、频率与联络线偏差控制模式； 

　　二次控制模式又分为两种:

1、时间误差校正模式；2、联络线累积电量误差校正模式。

128、在区域电网中,网、省调AGC控制模式应如何选择？

在大区联网中,AGC控制模式应如何选择？

答:

在区域电网中,网调一般担负系统调频任务,其AGC控制模式应选择定频率控制模式；省调应保证按联络线计划调度,其AGC控制模式应选择定联络线控制模式。

在大区互联电网中,互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制,其AGC控制模式应选择频率与联络线偏差控制模式。

129、什么叫发电源？

答:

发电源是AGC的一个控制对象,可以是一台机组,几台并列运行的机组或整个电厂或几个并列运行的电厂。

AGC软件包发出的设点控制指令都是针对发电源的。

130、发电源设点功率按什么原则计算?

答：

电源设点功率是根据ACE的大小按不同原则计算。

ACE按其大小分为死区、正常分配区、允许控制区及紧急支援区。

对不同的区域有不同的分配策略。

　　在死区,只对功率偏离理想值大的发电源实现成对分配策略,计算新的设点,其余发电源不重新分配功率。

　　在正常分配区,按照正常考虑经济性的参与因子将ACE分配到各发电源,计算其设点功率。

　　在允许控制区,只限制能将ACE减小的发电源参与控制,计算其设点功率。

　　在紧急支援区,按照发电源调整速率的快慢来分配ACE,计算其设点功率,即让调整速率快的发电源承担更多的调整功率。

131、EMS系统中网络分析软件有哪两种运行模式？

与离线计算软件有什么区别？

答：

EMS系统中网络分析软件的运行模式有两种:

　　1、实时模式:

根据实时量测数据对运行软件的原始数据不断刷新并进行实时计算或按一定周期定期计算。

如实时网络拓朴、状态估计、调度员潮流等。

　　2、研究模式:

运行软件的原始数据不进行刷新,可以是实时快照过来的某一时间断面的数据,也可以是人工置入的数据,可用来对电网运行状态进行研究,如调度员潮流、安全分析等。

　　EMS中的网络分析软件与离线计算软件有一定的区别,一是其实时性,即使是研究模式,也可以从实时系统中取快照进行分析研究。

二是其快速性要求,为满足快速性,在数学模型上没有离线计算软件考虑得更全面。

132、试述网络拓朴分析的概念？

答:

电网的拓朴结构描述电网中各电气元件的图形连接关系。

电网是由若干个带电的电气岛组成的,每个电气岛又由许多母线及母线间相连的电气元件组成。

每个母线又由若干个母线路元素通过开关、闸刀相联而成。

网络拓扑分析是根据电网中各开关、闸刀的遥信状态,通过一定的搜索算法,将各母线路元素连成某个母线,并将母线与相连的各电气元件组成电气岛,进行网络接线辨识与分析。

133、什么叫状态估计？

其用途是什么？

运行状态估计必须具备什么基本条件？

答：

电力系统状态估计就是利用实时量测系统的冗余性,应用估计算法来检测与剔除坏数据。

其作用是提高数据精度及保持数据的前后一致性,为网络分析提供可信的实时潮流数据。

　　运用状态估计必须保证系统内部是可观测的,系统的量测要有一定的冗余度。

在缺少量测的情况下作出的状态估计是不可用的。

134、什么叫安全分析、静态安全分析、动态安全分析？

答:

安全分析是对运行中的网络或某一研究态下的网络,按N-1原则,研究一个个运行元件因故障退出运行后,网络的安全情况及安全裕度。

静态安全分析是研究元件有无过负荷及母线电压有无越限。

动态安全分析是研究线路功率是否超稳定极限

135、从功能上讲,安全分析是如何划分的？

答:

从功能上划分,安全分析分为两大模块:

一块为故障排序,即按N-1故障严重程度自动排序；一块为安全评估,对静态安全分析而言,就是进行潮流计算分析,动态安全分析则要进行稳定计算分析。

136、最优潮流与传统经济调度的区别是什么？

答:

传统经济调度只对有功进行优化,虽然考虑了线损修正,也只考虑了有功功率引起线损的优化。

传统经济调度一般不考虑母线电压的约束,对安全约束一般也难以考虑。

最优潮流除了对有功及耗量进行优化外,还对无功及网损进行了优化。

此外,最优潮流还考虑了母线电压的约束及线路潮流的安全约束。

137、调度员培训模拟系统（DTS）的作用是什么？

答:

调度员培训模拟系统主要用于调度员培训,它可以提供一个电网的模拟系统,调度员通过它可以进行模拟现场操作及系统反事故演习,从而提高调度员培训效果,积累电网操作及事故处理的经验。

138、对调度员培训模拟系统有哪些基本要求？

调度员模拟培训系统应尽量满足以下三点要求:

1、真实性:

电力系统模型与实际电力系统具有相同的动态、静态特性,尽可能为培训真实地再现实际的电力系统。

2、一致性:

学员台的环境与实际电网调度控制中心的环境要尽量一致,使学员在被培训时有临场感。

3、灵活性:

在教员台可以灵活地控制培训的进行,可以灵活地模拟电力系统的各种操作和故障。

139、简述什么叫单项操作指令？

答:

单项操作指令是指值班调度员发布的只对一个单位,只有一项操作内容,由下级值班调度员或现场运行人员完成的操作指令。

140、简述电力系统通信网的子系统及其作用？

答:

电力系统通信网的子系统为:

（1、调度通信子系统,该系统为电网调度服务。

（2、数据通信子系统,这个系统为调度自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网等各种数据传输提供通道。

（3、交换通信子系统,这个系统为电力生产、基建和管理部门之间的信息交换服务。

141、调度自动化向调度员提供反映系统现状的信息有哪些？

答：

1、为电网运行情况的安全监控提供精确而可靠的实时信息,包括有关的负荷与发电情况,输电线路的负荷情况,电压、有功及无功潮流,稳定极限,系统频率等　　2、当电网运行条件出现重要偏差时,及时自动告警,并指明或同时启动纠偏措施。

　　3、当电网解列时,给出显示,并指出解列处所。

142、什么是能量管理系统（EMS）？

其主要功能是什么?

答:

EMS能量管理系统是现代电网调度自动化系统（含硬、软件）总称。

其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成。

基础功能包括:

计算机、操作系统和EMS支撑系统。

应用功能包括:

数据采集与监视（SCADA）、自动发电控制（AGC）与计划、网络应用分析三部分组成。

143、电网调度自动化系统高级应用软件包括哪些？

答:

电网调度自动化系统高级应用软件一般包括:

负荷预报、发电计划、网络拓扑分析、电力系统状态估计、电力系统在线潮流、最优潮流、静态安全分析、自动发电控制、调度员培训模拟系统等。

144、电网调度自动化SCADA系统的作用？

答:

调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理,才能最终以各种方式服务于调度生产。

在应用软件的支持下,调度员才能监视到电网的运行状况,才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平,才能迅速完成事故情况下的判断、决策,才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。

目前,国内调度运行中SCADA系统已经使用的基本功能和作用为:

1）数据采集与传输；

（2）安全监视、控制与告警；（3）制表打印；（4）特殊运算；（5）事故追忆。

145、什么是自动发电控制（AGC）？

答:

自动发电控制简称AGC,它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。

按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组,通过电厂或机组的自动控制调节装置,实现对发电机功率的自动控制。

146、什么叫状态估计？

其用途是什么？

运行状态估计必须具备什么基本条件？

答：

电力系统状态估计就是利用实时量测系统的冗余性,应用估计算法来检测与剔除坏数据。

其作用是提高数据精度及保持数据的前后一致性,为网络分析提供可信的实时潮流数据。

　　运用状态估计必须保证系统内部是可观测的,系统的量测要有一定的冗余度。

在缺少量测的情况下作出的状态估计是不可用的。

147、什么叫安全分析、静态安全分析、动态安全分析？

答:

安全分析是对运行中的网络或某一研究态下的网络,按N-1原则,研究一个个运行元件因故障退出运行后,网络的安全情况及安全裕度。

静态安全分析是研究元件有无过负荷及母线电压有无越限。

动态安全分析是研究线路功率是否超稳定极限。

148、从功能上讲,安全分析是如何划分的？

答:

从功能上划分,安全分析分为两大模块:

一块为故障排序,即按N-1故障严重程度自动排序；一块为安全评估,对静态安全分析而言,就是进行潮流计算分析,动态安全分析则要进行稳定计算分析。

149、最优潮流与传统经济调度的区别是什么？

答:

传统经济调度只对有功进行优化,虽然考虑了线损修正,也只考虑了有功功率引起线损的优化。

传统经济调度一般不考虑母线电压的约束,对安全约束一般也难以考虑。

最优潮流除了对有功及耗量进行优化外,还对无功及网损进行了优化。

此外,最优潮流还考虑了母线电压的约束及线路潮流的安全约束。

150、调度员培训模拟系统（DTS）的作用是什么？

答:

调度员培训模拟系统主要用于调度员培训,它可以提供一个电网的模拟系统,调度员通过它可以进行模拟现场操作及系统反事故演习,从而提高调度员培训效果,积累电网操作及事故处理的经验。

151、对调度员培训模拟系统有哪些基本要求？

答:

调度员模拟培训系统应尽量满足以下三点要求:

1、真实性:

电力系统模型与实际电力系统具有相同的动态、静态特性,尽可能为培训真实地再现实际的电力系统。

2、一致性:

学员台的环境与实际电网调度控制中心的环境要尽量一致,使学员在被培训时有临场感。

3、灵活性:

在教员台可以灵活地控制培训的进行,可以灵活地模拟电力系统的各种操作和故障。

152、简述什么叫单项操作指令？

答:

单项操作指令是指值班调度员发布的只对一个单位,只有一项操作内容,由下级值班调度员或现场运行人员完成的操作指令。

153、简述什么叫逐项操作指令？

答:

逐项操作指令是指值班调度员按操作任务顺序逐项下达,受令单位按指令的顺序逐项执行的操作指令。

一般用于涉及两个及以上单位的操作,如线路停送电等。

调度员必须事先按操作原则编写操作任务票。

操作时由值班调度员逐项下达操作指令,现场值班人员按指令顺序逐项操作。

154、什么叫综合操作指令？

答:

综合指令是值班调度员对一个单位下达的一个综合操作任务,具体操作项目、顺序由现场运行人员按规定自行填写操作票,在得到值班调度员允许之后即可进行操作。

一般用于只涉及一个单位的操作,如变电所倒母线和变压器停送电等。

156、那些情况下要核相？

为什么要核相？

答：

对于新投产的线路或更改后的线路,必须进行相位、相序核对,与并列有关的二次回路检修时改动过,也须核对相位、相序。

若相位或相序不同的交流电源并列或合环,将产生很大的电流,巨大的电流会造成发电机或电气设备的损坏,因此需要核相。

　　为了正确的并列,不但要一次相序和相位正确,还要求二次相位和相序正确,否则也会发生非同期并列。

157、国家规定电力系统标准频率及其允许偏差是多少？

答:

国家规定电力系统标准频率为50HZ。

对容量在3000MW及以上的系统,频率允许偏差为50±0.2HZ,电钟指示与标准时间偏差不大于30秒；容量在3000MW以下的系统,频率允许偏差为50±0.5HZ,电钟指示与标准时间偏差不大于1分钟。

158、电力系统电压调整的常用方法有几种？

答：

系统电压的调整必须根据系统的具体要求,在不同的厂站,采用不同的方法,常用电压调整方法有以下几种:

　　1、增减无功功率进行调压,如发电机、调相机、并联电容器、并联电抗器调压； 

　　2、改变有功功率和无功功率的分布进行调压,如调压变压器、改变变压器分接头调压； 

　　3、改变网络参数进行调压,如串联电容器、投停并列运行变压器、投停空载或轻载高压线路调压。

　　特殊情况下有时采用调整用电负荷或限电的方法调整电压。

159、电力系统的调峰电源主要有哪些？

答:

用于电力系统的调峰电源一般是:

常规水电机组,抽水蓄能机组,燃气轮机机组,常规汽轮发电机组和其它新形式调峰电源。

160、电网电压调整的方式有几种？

什么叫逆调压？

答:

电压调整方式一般分为逆调压方式、恒调压方式、顺调压方式三种。

逆调压是指在电压允许偏差范围内,电网供电电压的调整使电网高峰负荷时的电压高于低谷负荷时的电压值,使用户的电压高峰、低谷相对稳定。

161、线路停送电操作的顺序是什么？

操作时应注意哪些事项？

答：

线路停电操作顺序是:

拉开线路两端开关,线路侧闸刀,开母线侧闸刀,线路上可能来电的各端合接地闸刀（或挂接地线）。

　　线路送电操作顺序是:

拉开线路各端接地闸刀（或拆除接地线）,合上线路两端母线侧闸刀、线路侧刀闸,合上开关。

注意事项:

　　1.防止空载