《分布式潮流控制器控制与保护系统 第1部分：技术规范》

ICS29.240T/CEC

K45

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—202X

分布式潮流控制器控制与保护系统

第1部分：技术规范

Control&protectionsystemofdistributedpowerflowcontroller——

Part1：technicalspecification

（征求意见稿）

（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

T/CECxxx—202X

分布式潮流控制器控制与保护系统第1部分技术规范

1范围

本文件规定了分布式潮流控制器控制与保护设备通用技术要求、控制保护系统、运行人员控制系统、

通信与接口、控制保护设备试验、控制保护设备的标志、包装、运输与贮存等技术要求。

本文件适用于220kV及以上电压等级的分布式潮流控制器控制与保护系统，其他电压等级可参照

执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T191—2008包装储运图示标志

GB4208—2008外壳防护等级（IP代码）

GB/T11287—2000电气继电器第21部分量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震

试验第1篇：振动试验（正弦）

GB/T14537—1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验

GB/T16895.21—2020低压电气装置第4-41部分：安全防护电击防护

GB/T17626.8—2006电磁兼容试验与测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.9—2011电磁兼容试验与测量技术脉冲磁场抗扰度试验

GB/T17626.10—1998电磁兼容试验与测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验

DL/T478—2013继电保护和安全自动装置通用技术条件

DL/T1193—2012柔性输电术语

3术语和定义

DL/T1193—2012界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

分布式潮流控制器distributedpowerflowcontroller,DPFC

一种由可独立运行的换流子模块以串联的方式接入交流电网的装置，通过控制其输出感性或容性

无功功率的大小以调节线路等效阻抗与线路潮流。

3.2

控制系统controlsystem

在各种运行方式下，接收并执行运行人员、远方调度人员的控制指令，产生闭环调节信号，实现对

电网的输电线路潮流控制功能。

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3.3

保护系统protectionsystem

实现故障隔离，避免设备遭受到损坏，避免故障范围的扩大。

3.4

运行人员控制系统operatorcontrolsystem

分布式潮流控制器正常运行时运行人员的主人机界面和监控数据存储系统。运行人员通过运行人

员控制系统发送断路器、隔离开关和接地刀闸的分/合操作指令及顺控操作指令。

3.5

分布式潮流控制器子模块DPFCsub-module

由单相电压源换流器、子模块快速旁路开关、晶闸管旁路开关、金属氧化物避雷器、控制保护模块

以及通讯模块等组成的能独立实现潮流控制的DPFC最小单元。

3.6

阻抗控制模式impedancecontrolmode

以注入阻抗为控制目标的DPFC典型控制模式。

3.7

电压控制模式voltagecontrolmode

以注入电压为控制目标的DPFC典型控制模式。

3.8

功率控制模式powercontrolmode

以线路有功功率为控制目标的DPFC典型控制模式。

3.9

线路断面限额模式lineinterfaceflowlimitsmode

以线路断面有功功率不超过指令值为控制目标的DPFC典型控制模式。

4通用技术要求

4.1环境条件

正常工作大气条件

设备的正常工作大气条件应满足DL/T478—2013中4.1.1的规定。

贮存、运输环境条件

设备的贮存、运输环境条件应满足DL/T478—2013中4.1.2的规定。

周围环境

设备的安装环境应满足DL/T478—2013中4.1.3的规定。

特殊环境条件

当超出4.1.1～4.1.3规定的环境条件时，由用户与制造厂商定；当安装地点的环境温度明显超过

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4.1.1正常工作环境条件时，优先使用的环境温度范围应满足DL/T478—2013中4.1.4的规定。

4.2工作电源

直流电源

直流电源应满足DL/T478—2013中4.2.1的规定。

激励量

设备的激励量应满足DL/T478—2013中4.2.2的规定。

4.3电磁兼容性能要求

电磁发射要求

设备的电磁发射限值应满足DL/T478—2013中7.4.2.1的规定。

抗扰度要求

设备应能承受DL/T478—2013中7.4.2.2规定的电磁干扰。

4.4绝缘性能要求

设备应能承受DL/T478—2013中4.9规定的绝缘要求。

4.5机械性能要求

振动

对设备的振动要求应包含：

a)设备应能承受GB/T11287—2000中3.2.1规定的严酷等级为I级的振动试验；

b)设备应能承受GB/T11287—2000中3.2.2规定的严酷等级为I级的振动耐久试验。

冲击

对设备的冲击要求应包含：

a)设备应具有承受GB/T14537—1993中4.2.1规定的严酷等级为I级的冲击响应试验的能力；

b)设备应具有承受GB/T14537—1993中4.2.2规定的严酷等级为I级的冲击耐受试验的能力。

碰撞

设备应具有承受GB/T14537—1993中4.3规定的严酷等级为I级的冲击耐受试验的能力。

4.6安全性能要求

外壳防护

设备应具有外壳防护，应符合IP20的要求。

电击防护

设备应具有DL/T478—2013中6.3规定的电击防护措施。

4.7连续通电要求

设备完成调试后，出厂前应进行至少72小时连续通电试验。试验期间，设备工作应稳定可靠，

动作行为、信号指示应正确，无元器件损坏、软件运行异常或其他异常情况出现。

4.8系统可靠性要求

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控制保护系统的平均无故障时间（MTBF）应大于20000小时，冗余系统可用率宜不低于99.98%。

5控制保护系统

5.1控制保护系统的冗余配置

控制保护系统冗余要求如下：

a)控制保护系统应采取双重化配置方案，以保证其可靠性；

b)控制保护系统之间在物理上和电气上应相互独立，即有各自独立的电源回路、测量互感器的二

次线圈、跳合闸回路等；

c)任意一套控制保护系统因故障、检修或其他原因而完全退出时，不应影响另一套控制保护系统

的运行，也不应影响分布式潮流控制器运行。

5.2控制保护系统分层

分布式潮流控制器控制保护系统宜采用分层结构，宜分为调度端的高级控制层、变电站内的集中控

制保护层和就地子模块内的就地控制保护层。

a)调度端高级控制层宜根据交流电网的实时状态，计算出DPFC设备进行电网潮流调节的最优线

路功率指令、或最优阻抗指令、或注入电压指令，传输给集中控制保护系统。

b)变电站内集中控制保护层宜将线路功率指令转化为各级就地模组的电压参考值，将阻抗指令和

注入电压指令分配至各级模块，实现各级模组的协调控制和DPFC设备的集中保护功能。

c)就地控制保护层应具备定电压或定阻抗输出功能、以及模组自身的保护功能，各模组应实现独

立运行；就地控制保护层应可根据接收到的集中控制保护系统发送的电压参考值指令和等效

注入线路的阻抗指令执行控制，实现对电网潮流最优的控制。

5.3控制保护系统总体要求

分布式潮流控制器控制保护系统应能接收并执行运行人员控制系统、远方调度中心的控制指令，并

产生闭环调节信号，包括换流器的输出参考波形、解锁和闭锁指令等。

分布式潮流控制器控制保护系统应从配置上考虑防止保护拒动和误动的措施；应具有完整的自监

测功能；在故障情况下，应尽可能移除最少的故障元件，使得故障对于系统及设备的影响最小。

分布式潮流控制器子模块间应相互独立，子模块故障时自行旁路退出，不应影响其余子模块运行。

5.4控制保护系统的功能要求

线路潮流控制功能

应能将分布式潮流控制器所在线路的有功功率控制到指定值。

线路断面限额控制功能

当分布式潮流控制器所在线路断面潮流高于限值时，控制线路断面潮流不应超过其限额。

注入电压控制功能

应能将分布式潮流控制器的注入电压控制到指定值。

注入电抗控制功能

应能将分布式潮流控制器的注入电抗控制到指定值。

低电流恢复重投功能

分布式潮流控制器因低电流保护动作退出，且在线路潮流恢复至装置允许投运值后，应能将分布式

潮流控制器自动投入，且保持退出前状态。

顺序控制及联锁

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接收来自运行人员控制系统或远动系统的控制指令，应完成下述控制和操作：

a)分布式潮流控制器相关的断路器、隔离开关、接地刀闸的分/合操作；

b)顺序控制操作；

c)紧急停机；

d)故障重启控制；

e)试验操作。

所有这些控制操作，均应设计有安全可靠的联闭锁功能，以保证系统及装置的正常运行和运行人员

的人身安全。

集中控制保护层保护

集中控制保护层应配置快速过流保护、过流保护、低电流保护等电气量保护；宜配置控制保护装置

内部通信异常保护、控保装置掉电保护、控保装置插件异常保护。

子模块层保护

子模块交流侧层应配置阀过流保护、阀过压保护、直流过压保护、直流欠压保护等电气量保护，宜

配置IGBT桥臂故障保护、旁路开关异常保护、晶闸管异常保护、子模块内部通信故障保护。

5.5控制保护系统的性能要求

控制保护系统稳定性

在规定的交流系统电压及频率变化范围内，分布式潮流控制系统应具有保证换流器稳定运行，以及

正常控制线路潮流的能力；控制系统不应在交流系统中激发振荡。

控制保护系统精度要求

控制系统的精度要求如下：

a)控制系统测量元件误差≤0.5%；

b)分布式潮流控制器子模块直流侧电压误差≤5%，控制误差计算的基准值是分布式潮流控制器子

模块的额定直流电压；

c)事件顺序记录分辨率≤1ms；

d)对时精度≤1ms；

e)功率控制误差≤1%,控制误差计算的基准值是线路的额定有功功率；

f)调节死区电流≤100A。

控制保护系统动态性能要求

5.5.3.1潮流控制响应

对于分布式潮流控制器所有运行方式，在设计的运行范围任意线路潮流水平下运行时，控制器对有

功功率指令阶跃增加或减少的响应，宜使得90%的线路有功功率指令变化能在整定值变化后100ms内达

到，即：阶跃响应时间≤100ms，阶跃量宜采用0.1p.u.和0.5p.u左右，1p.u为试验工况下、DPFC注入额

定电压所能改变线路功率的最大值。同时，控制保护系统应具备缓慢调节的能力，以减少潮流变化对电

网的冲击。

5.5.3.2故障穿越能力要求

对于交流系统的各类故障引起的短路电流，不超过换流器承受的电流范围，分布式潮流控制器应保

持运行状态。

对于交流系统的瞬时性故障或分布式潮流控制器所安装线路区外的故障，在交流系统保护可靠动

作切除故障后，分布式潮流控制器应能自动重投并保持退出前状态。

5.5.3.3自诊断和主从切换

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自诊断和主从切换要求如下：

a)应具有自诊断功能；

b)对控制系统自身的各种故障均应能定位到最小更换单元，并根据不同的故障等级作出相应的响

应；

c)控制系统应为冗余的双重化系统，任意时刻只有主控系统处于值班状态，而从控制系统处于备

用状态；

d)双重化的控制系统之间应可以进行主从切换，控制系统应包含手动切换和自动切换功能；

e)主从切换应遵循如下原则：在任何时候值班的主控制系统总是双重化系统中较为完好的那一重

系统；

f)对控制系统状态的定义宜包括值班、备用、试验三种状态；

g)切换过程应平稳、快速，且不应影响分布式潮流控制器正常运行和造成相关保护误动作。

保护性能要求

分布式潮流控制器控制保护系统保护性能应满足下列性能要求：

a)所有设备应受到全面的保护而免受过应力，或所受应力在最短时间内降低至最低；

b)保护系统应保证故障设备在最短时间内被隔离；

c)所有报警、闭锁、退出运行等信号，应分别传送给运行人员控制系统和故障录波装置，并应定

位发出信号的模块位置；

d)在冗余配置的保护系统中的其中一套装置上进行维护工作时，不应影响其他保护装置的运行，

不应对线路潮流产生任何扰动；

e)分布式潮流控制器保护的动作准确度和延时时间应满足DL/T478—2013中4.3的相关要求。

6运行人员控制系统

6.1配置要求

运行人员控制系统的配置要求有：

a)运行人员控制系统应由服务器、工作站、防火墙、网络隔离装置等组成，通过站局域网连

接；

b)为保证系统运行的安全，二次安防应满足GB/T16895.21—2020的规定。

6.2功能要求

分布式潮流控制器模式选择

6.2.1.1控制位置的选择

应能从如下控制位置中选择：

a)远方控制中心；

b)主控制室。

6.2.1.2分布式潮流控制器控制模式的选择

应至少包含以下控制模式：

a)阻抗控制模式；

b)潮流控制模式；

c)电压控制模式；

d)线路断面限额控制模式。

6.2.1.3运行指令值的设定

根据6.2.1.2选定控制模式，设置相应的运行指令值。

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分布式潮流控制器的状态控制

除了分布式潮流控制器的启动和停运程序自动完成一系列状态控制外，运行人员应能进行操作，使

分布式潮流控制器达到下述不同的状态：

a)检修状态；

b)冷备用状态；

c)热备用状态；

d)运行状态。

运行过程中的运行人员控制

在运行过程中，运行人员应能实现以下在线操作，且这些操作不会对分布式潮流控制器带来任何扰

动：

a)控制模式的在线转换；

b)运行指令值的在线设置；

c)运行中对控制系统的备用通道各种参数进行检查及调整；

d)故障录波装置的手动启动。

故障时的运行人员控制

当分布式潮流控制器一次设备发生故障时，运行人员应能进行如下操作：

a)告警或保护动作后的手动复归；

b)紧急停运。

监视功能

运行人员控制系统的监视信号应至少包括：

a)分布式潮流控制器开关/刀闸位置；

b)分布式潮流控制器状态信号；

c)运行控制指令信号；

d)事件顺序记录信号。

6.3人机接口及人机界面

所有人机接口应使用中文界面，采用标准的商用计算机工作站来实现，其基本性能指标应不低于主

流商用计算机指标。

7通信与接口

7.1控制保护系统之间的接口

控制保护系统之间的接口可根据需要配置满足现场需要的通信通道。用于设备之间实时配合的信

息宜采取高速控制总线，通信物理介质宜采用光纤。

7.2控制保护系统集中控制保护层与就地控制保护层之间的接口

控制保护系统集中控制保护层与就地控制保护层之间应采用高速光纤通信，数据传输协议可采用

IEC60044—8协议。

7.3控制保护系统与一次设备之间的接口

控制保护系统宜通过现场I/O层设备、测量单元以及装置自身的输入输出回路等实现与一次系统的

接口。冗余控制保护的各重设备与一次系统的接口应互相独立。应保证控制保护与一次设备之间的电气

隔离。输入信号应正确反映一次设备的状态。

7.4控制保护系统与其他二次设备之间的接口

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控制保护应按照系统设计的要求，宜配置与故障录波器、时钟同步、保护信息子站等辅助二次设备

的接口。

8控制保护设备试验

8.1一般要求

装置的试验分为：型式试验、出厂试验和现场试验。试验条件应符合4.1的规定。

8.2试验方法及要求

设备的结构和外观检查

用目测和仪器测量的方法检查，控制保护系统各组成部分接线应无机械损伤，表面无划痕，接线端

子压接应连接紧固；屏上所有裸露的带电器件间距均应大于3mm；总线各连接处完好，光纤无损伤，备

用光纤数量满足要求，光缆标签正确。

气候环境试验

对控制保护系统设备至少进行如下气候环境试验：

a)按照DL/T478—2013中7.3.3规定进行高温运行试验，检查装置运行时的耐高温能力，并确

定由于高温引起的装置性能上的任何变化；

b)按照DL/T478—2013中7.3.4规定进行低温运行试验，检查装置运行时的耐低温能力，并确定

由于低温引起的装置性能上的任何变化；

c)按照DL/T478—2013中7.3.5规定进行高温贮存试验，检查装置贮存时的耐高温能力；

d)按照DL/T478—2013中7.3.6规定进行低温贮存试验，检查装置贮存时的耐低温能力；

e)按照DL/T478—2013中7.3.7规定进行温度变化试验，检查装置运行时对温度快速变化的承

受能力；

f)按照DL/T478—2013中7.3.8规定进行恒定湿热试验，检查装置长期暴露在高湿度大气中的

承受能力；

g)按照DL/T478—2013中7.3.9规定进行交变湿热试验，检查装置暴露在高湿凝露大气中的承

受能力。

绝缘性能试验

应进行如下绝缘性能试验：

a)绝缘电阻测量：按照DL/T478—2013中7.7.1规定测量绝缘电阻，阻值应符合其规定；

b)介质强度试验：按照DL/T478—2013中7.7.1规定进行介质强度试验，试验结果应满足其规定

的要求；

c)冲击电压试验：按照DL/T478—2013中7.7.1规定进行冲击电压试验，试验结果应满足其规定

的要求。

电磁兼容性能试验

应进行如下电磁兼容性能试验：

a)发射试验：按照DL/T478—2013中7.4.2.1规定对外壳端口及直流电源端口进行传导发射及

辐射发射试验，试验结果应符合其规定；

b)抗扰度试验：按照DL/T478—2013中7.4.2.2规定对外壳端口、辅助电源端口、输入输出端口

进行抗扰度试验，试验结果应符合其规定。

机械性能试验

应进行如下机械性能试验：

a)承受振动响应、振动耐久能力测试：测试设备承受振动响应、振动耐久能力，分别按GB/T

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T/CECxxx—202X

11287—2000中3.2.1和3.2.2规定的方法进行，测试后产品内元器件及结构件不应损坏，

产品性能应符合本标准4.5.1的要求；

b)承受冲击响应、承受冲击耐久能力测试：测试设备承受冲击响应、承受冲击耐久能力，按

GB/T14537—1993中4.2.1和4.2.2规定的方法进行，测试后产品内元器件及结构件不应损

坏，产品性能应符合本标准4.5.2的要求；

c)承受碰撞能力测试：测试设备承受碰撞能力，按GB/T14537—1993中4.3规定的方法进行，测

试后产品内元器件及结构件不应损坏，产品性能应符合本标准4.5.3的要求。

安全性能试验

应进行如下安全性能试验：

a)外壳防护（IP防护）测试：参照GB4208—2008中12.2性能等级为IP20的规定，对产品的

外壳防护等级进行测试，测试结果应满足4.6.1的要求；

b)电击防护测试：按DL/T478—2013中6.3的规定对产品的电击防护进行测试，应满足4.6.2

的要求。

连续通电试验

在本标准4.7规定的条件下，使其尽可能按实际工作状态下不间断地连续运行，在整个运行过程中，

其各种动作、功能及程序均应正确无误，达到连续运行时间100h（常温）或72h（+40℃），视为试验通

过。

上电自检功能试验

装置通电后，控制系统应能完成自检功能，并能够显示自检成功信息或者故障信息。

控制功能试验

控制功能宜采用实时数字仿真，或动模实验进行测试，试验项目和要求按5.4的规定或制造商产品

文件，检验结果应满足5.5中控制性能要求。

保护功能试验

保护功能试验内容如下:

a)试验内容按第5节的规定进行。试验时，模拟故障，确认保护正确动作，故障显示与故障项

目相符，驱动信号可靠封锁；

b)保护功能宜进行数字仿真实验及动模实验，试验项目和要求按第5节的规定或制造商产品文

件规定。在模拟试验情况下，装置动作行为正确、信号指示正常，性能符合产品标准要求。

通信功能试验

通信功能检验内容按第7节的规定，检验结果应满足7.2的功能要求。

8.3型式试验

条件

有下列情况之一时，设备应进行型式检验：

a)新产品研发及定型前；

b)产品正式投产后如遇设计、工艺、材料、元器件有较大改变，经评估影响装置性能或安全性时；

c)当装置软件有较大改动时，应进行相关的功能试验或模拟试验。

内容

控制保护系统装置的型式试验应至少包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)气候环境试验；

9

T/CECxxx—202X

c)绝缘性能试验；

d)电磁兼容性能试验；

e)机械性能试验；

f)安全性能试验；

g)连续通电试验；

h)上电自检功能试验；

i)控制功能试验；

j)保护功能试验；

k)通信功能试验。

8.4出厂试验

出厂试验指出厂的每一套装置需进行的试验，目的在于检验制造中的缺陷和对某些电器元件进行

参数整定。通常应包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)绝缘性能试验；

c)连续通电试验；

d)上电自检功能试验；

e)控制功能试验；

f)保护功能试验；

g)通信功能试验。

8.5现场试验

现场试验是装置在安装现场投运前所需进行的试验。试验的目的是检验装置在运输和安装中是否

受到损伤，装置的功能、性能是否满足工程设计要求。通常宜包括：

a)设备的结构和外观检查；

b)控制功能试验；

c)保护功能试验；

d)通信功能试验。

9控制保护设备的标志、包装、运输与贮存

9.1标志

每台装置应在显著部位设置持久明确的标志和铭牌

其内容宜包括：

a)制造厂全称及商标；

b)产品型号、名称；

c)制造年、月和出厂编号；

d)装置的额定值及主要参数。

包装

包装箱上应用不易洗刷或脱落的涂料作如下标志：

a)发货厂名、产品型号、名称；

b)收货单位名称、地址、到站；

c)包装箱外形尺寸及毛重；

d)“防潮”、“向上”、“小心轻放”等标志。

应明示产品执行的标准

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T/CECxxx—202X

标志应符合GB/T191—2008的规定

9.2包装

产品包装前的检查

产品包装前的检查内容如下：

a)产品的附件、备品、合格证和有关技术文件是否齐备；

b)产品外观有无损坏；

c)产品表面有无灰尘。

包装的一般要求

包装的一般要求如下：

a)装置包装时应用塑料制品作为内包装，周围用防震材料垫实放于外包装箱内；

b)包装箱应按照装箱文件及资料清单、装箱清单如数装箱；随同装置出厂的合格证和有关技术文

件应装入防潮文件袋中，再放入包装箱内。

9.3运输

装置的运输应适用于陆运、空运、水运（海运），运输装卸应按包装箱的标志进行操作，应满足4.1.4

规定的环境条件。

9.4贮存

贮存装置的场所应干燥、清洁、空气流通，并能防止各种有害气体的侵入，严禁与有腐蚀作用的物

品存放在同一场所。包装好的装置应保存在符合4.1.3规定的环境条件中。

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T/CECxxx—202X

附录A

（规范性）

主回路典型接线

DPFC系统典型接线单线图及DPFC控制保护系统分层结构图，分别如图A.1、A.2所示。

线路间隔配电装置主要包括：断路器、旁路开关、互感器；

DPFC子模块主要包括：旁路开关（BPS）、换流器快速旁路开关（FBS）、晶闸管旁路开关（TBS）、

金属氧化物限压器（MOV）、电流互感器（CT）、阀电抗器（L）、直流电容（Cdc）。

DPFCDPFCDPFCDPFCDPFC

图A.1DPFC系统典型接线单线图

交流电网

调度端高级控制层

站内集中控制保护层站内集中控制保护层

模块控制保护层模块控制保护层模块控制保护层模块控制保护层

站1站2

就地串联就地串联就地串联就地串联

补偿模块1补偿模块2补偿模块3补偿模块n

12

T/CECxxx—202X

图A.2DPFC控制保护系统分层结构图

13

T/CECxxx—202X

目次

前言······················································································································III

1范围···························································································································1

2规范性引用文件············································································································1

3术语和定义··················································································································1

4通用技术要求···············································································································2

5控制保护系统···············································································································4

6运行人员控制系统·········································································································6

7通信与接口··················································································································7

8控制保护设备试验·········································································································8

9控制保护设备的标志、包装、运输与贮存·········································································10

附录A（规范性）主回路典型接线··················································································12

I

T/CECxxx—202X

分布式潮流控制器控制与保护系统第1部分技术规范

1范围

本文件规定了分布式潮流控制