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文檔簡介

1、整理課件繼電保護(hù)繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)整理課件電力系統(tǒng)傳輸示意圖通訊服務(wù)器通訊服務(wù)器數(shù)據(jù)采集和傳輸數(shù)據(jù)采集和傳輸整理課件變配電站繼電保護(hù)及綜合自動化變配電站繼電保護(hù)及綜合自動化基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識培訓(xùn)培訓(xùn) 電力系統(tǒng)電壓等級電力系統(tǒng)電壓等級有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著電機(jī)制造工藝的提高,10 kV電動機(jī)已批量生產(chǎn),所以3 kV、6 kV已較少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電

2、廠發(fā)電機(jī)有6 kV與10 kV兩種,現(xiàn)在以10 kV為主,用戶均為220/380V(0.4 kV)低壓系統(tǒng)。 整理課件根據(jù)城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定:輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV,中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV,低壓配電網(wǎng)為0.4 kV(220V/380V)。發(fā)電廠發(fā)出6 kV或10 kV電,除發(fā)電廠自己用(廠用電)之外,也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶,10 kV供電范圍為10Km、35 kV為2050Km、66 kV為30100Km、110 kV為50150Km、220 kV為100300Km、330 kV

3、為200600Km、500 kV為150850Km。 整理課件電力系統(tǒng)各種電壓等級均通過電力變壓器來轉(zhuǎn)換,電壓升高為升壓變壓器(變電站為升壓站),電壓降低為降壓變壓器(變電站為降壓站)。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線圈(繞組)的雙圈變壓器,一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線圈(繞組)的三圈變壓器。變電站除升壓與降壓之分外,還以規(guī)模大小分為樞紐站,區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(gè)(三圈變壓器),550kV /220kV /110kV。區(qū)域站一般也有三個(gè)電壓等級(三圈變壓器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶,大多數(shù)為兩個(gè)

4、電壓等級(兩圈變壓器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級(雙圈變壓器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV為最多。變配電站種類整理課件變電站一次回路接線方案 一次接線種類 :變電站一次回路接線是指輸電線路進(jìn)入變電站之后,所有電力設(shè)備(變壓器及進(jìn)出線開關(guān)等)的相互連接方式。其接線方案有:線路變壓器組,橋形接線,單母線,單母線分段,雙母線,雙母線分段,環(huán)網(wǎng)供電等。整理課件1)線路變壓器組:變電站只有一路進(jìn)線與一臺變壓器,而且再無發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。2)橋形接線:有兩

5、路進(jìn)線、兩臺變壓器,而且再沒有發(fā)展的情況下,采用橋形接線。針對變壓器,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之內(nèi)為內(nèi)橋接線,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之外為外橋接線。3)單母線:變電站進(jìn)出線較多時(shí),采用單母線,有兩路進(jìn)線時(shí),一般一路供電、一路備用(不同時(shí)供電),二者可設(shè)備用電源互自投,多路出線均由一段母線引出。4)單母線分段:有兩路以上進(jìn)線,多路出線時(shí),選用單母線分段,兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上,兩段母線用母聯(lián)開關(guān)連接起來。出線分別接到兩段母線上。單母線分段運(yùn)行方式比較多。一般為一路主供,一路備用(不合閘),母聯(lián)合上,當(dāng)主供斷電時(shí),備用合上,主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí),備用電源合上后,要斷開

6、一些出線。這是比較常用的一種運(yùn)行方式。對于特別重要的負(fù)荷,兩路進(jìn)線均為主供,母聯(lián)開關(guān)斷開,當(dāng)一路進(jìn)線斷電時(shí),母聯(lián)合上,來電后斷開母聯(lián)再合上進(jìn)線開關(guān)。單母線分段也有利于變電站內(nèi)部檢修,檢修時(shí)可以停掉一段母線,如果是單母線不分段,檢修時(shí)就要全站停電,利用旁路母線可以不停電,旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。5)雙母線:雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站,每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過兩個(gè)隔離開關(guān)分別接到兩條母線上,這樣在母線檢修時(shí),就可以利用隔離開關(guān)將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種,雙母線分段再加旁路斷路器,接線方式復(fù)雜,但檢修就非常方便了,停電范圍可減少。整理課件.變配電站二次回路 二次

7、回路種類:變配電站二次回路包括:測量、保護(hù)、控制與信號回路部分。測量回路包括:計(jì)量測量與保護(hù)測量??刂苹芈钒ǎ壕偷厥謩雍戏珠l、防跳聯(lián)鎖、試驗(yàn)、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號回路包括開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號、事故跳閘信號與事故預(yù)告信號。整理課件測量回路: 測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設(shè)備串聯(lián)于電流互感器二次側(cè)(5A),電流互感器是將原邊負(fù)荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測量電流。計(jì)量與保護(hù)分別用各自的互感器(計(jì)量用互感器精度要求高),計(jì)量測量串接于電流表以及電度表,功率表與功率因數(shù)表電流端子。保護(hù)測量串接于保護(hù)繼電器的電流端子。微機(jī)保護(hù)一般將計(jì)量及保護(hù)集中于一體,分別有計(jì)量電流端子與保護(hù)

8、電流端子。電壓測量回路,220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V,3KV以上高壓系統(tǒng)全部經(jīng)過電壓互感器將各種等級的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓,電壓表以及電度表、功率表與功率因數(shù)表的電壓線圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線上。微機(jī)保護(hù)單元計(jì)量電壓與保護(hù)電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。 整理課件控制回路 1合分閘回路:合分閘通過合分閘轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行操作,常規(guī)保護(hù)為提示操作人員及事故跳閘報(bào)警需要,轉(zhuǎn)換開關(guān)選用預(yù)合-合閘-合后及預(yù)分-分閘-分后的多檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。以使利用不對應(yīng)接線進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報(bào)警,國家已有標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)。采用微機(jī)保護(hù)以后,要進(jìn)行遠(yuǎn)分合閘操作后,還要到就地進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)對位操作,這就失

9、去了遠(yuǎn)分操作的意義,所以應(yīng)取消不對應(yīng)接線,選用中間自復(fù)位的只有合閘與分閘的三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。(2)防跳回路:當(dāng)合閘回路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分閘,或短路事故未排除,又進(jìn)行合閘(誤操作),這時(shí)就會出現(xiàn)斷路器反復(fù)合分閘,不僅容易引起或擴(kuò)大事故,還會引起設(shè)備損壞或人身事故,所以高壓開關(guān)控制回路應(yīng)設(shè)計(jì)防跳。防跳一般選用電流啟動,電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動線圈。電壓線圈接于合閘回路,作為保持線圈,當(dāng)分閘時(shí),電流線圈經(jīng)分閘回路起動。如果合閘回路有故障,或處于手動合閘位置,電壓線圈起啟動并通過其常開接點(diǎn)自保持,其常閉接點(diǎn)馬上斷開合閘回路,保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流

10、回路還可以通過其常開接點(diǎn)將電流線圈自保持,這樣可以減輕保護(hù)繼電器的出口接點(diǎn)斷開負(fù)荷,也減少了保護(hù)繼電器的保持時(shí)間要求。整理課件有些微機(jī)保護(hù)裝置自己已具有防跳功能,這樣就可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。斷路 器操作機(jī)構(gòu)選用彈簧儲能時(shí),如果選用儲能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)(也有用于重合閘的儲能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)),因?yàn)閮δ芤话愣家?0秒左右,當(dāng)儲能開關(guān)經(jīng)常處于斷開位置時(shí),儲一次能,合完之后,將儲能開關(guān)再處于斷開位置,可以跳一次閘;跳閘之后,要手動儲能之后才能進(jìn)行合閘,此時(shí),也可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。(3)試驗(yàn)與互投聯(lián)鎖與控制:對于手車開關(guān)柜,手車推出后要進(jìn)行斷路器合

11、分閘試驗(yàn),應(yīng)設(shè)計(jì)合分閘試驗(yàn)按鈕。進(jìn)線與母聯(lián)斷路,一般應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。(4)保護(hù)跳閘:保護(hù)跳閘出口經(jīng)過連接片接于跳閘回路,連接片用于保護(hù)調(diào)試,或運(yùn)行過程中解除某些保護(hù)功能。(5)合分閘回路:合分閘回路為經(jīng)合分閘母線為操作機(jī)構(gòu)提供電源,以及其控制回路,一般都應(yīng)單獨(dú)畫出??刂苹芈?整理課件信號回路 (1)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開關(guān)柜上的信號燈組成:經(jīng)過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)不對應(yīng)接線后接到正電源上。采用微機(jī)保護(hù)后,轉(zhuǎn)換開關(guān)取消了不對應(yīng)接線,所以信號燈正極可以直接接到正電源上。(2)事故信號有事故跳閘與事故預(yù)告兩種信號,事故跳閘報(bào)警也要通過轉(zhuǎn)化開關(guān)不對應(yīng)后,接到事故跳閘信號母線上

12、,再引到中央信號系統(tǒng)。事故預(yù)告信號通過信號繼電器接點(diǎn)引到中央信號系統(tǒng)。采用微機(jī)保護(hù)后,將斷路器操作機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)與信號繼電器的接點(diǎn)分別接到微機(jī)保護(hù)單元的開關(guān)量輸入端子,需要有中央信號系統(tǒng)時(shí),如果微機(jī)保護(hù)單元可以提供事故跳閘與事故預(yù)告輸出接點(diǎn),可將其引到中央信號系統(tǒng)。否則,應(yīng)利用信號繼電器的另一對接點(diǎn)引到中央信號系統(tǒng)。 (3)中央信號系統(tǒng)為安裝于值班室內(nèi)的集中報(bào)警系統(tǒng),由事故跳閘與事故預(yù)告兩套聲光報(bào)警組成,光報(bào)警用光字牌,不用信號燈,光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動化系統(tǒng)后,可以不再設(shè)計(jì)中央信號系統(tǒng),或?qū)⑵浜喕?,只設(shè)計(jì)集中報(bào)警作為計(jì)算機(jī)報(bào)警的后備報(bào)警。 整理課件繼電保護(hù)的概念及作用電力系

13、統(tǒng)繼電保護(hù)是指繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱繼電保護(hù)技術(shù):是一完整的體系,它主要由電力系統(tǒng)故障分析,繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成。繼電保護(hù)裝置:是完成繼電保護(hù)功能的核心,是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動作與斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù):1)自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,是故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件,而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成: 一般有測量元件、邏輯元件、動作元件構(gòu)成。對動

14、作于跳閘的繼電保護(hù),在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求:選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件變配電站繼電保護(hù) 1)變配電站繼電保護(hù)的作用:變配電站繼電保護(hù)能夠在變配電站運(yùn)行過程 中發(fā)生故障(三相短路、兩相短路、單相接地等)和出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象時(shí)(過負(fù)荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等),迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報(bào)警,從而減少故障造成的停電范圍和電氣設(shè)備的損壞程度,保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。2)變配電站繼電保護(hù)的基本工作原理:變配電站繼電保護(hù)是根據(jù)變配電站運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現(xiàn)瓦斯、溫度

15、升高等現(xiàn)象超過繼電保護(hù)的整定值(給定值)或超限值后,在整定時(shí)間內(nèi),有選擇的發(fā)出跳閘命令或報(bào)警信號。根據(jù)電流值來進(jìn)行選擇性跳閘的為反時(shí)限,電流值越大,跳閘越快。根據(jù)時(shí)間來進(jìn)行選擇性跳閘的稱為定時(shí)限保護(hù),定時(shí)限在故障電流超過整定值后,經(jīng)過時(shí)間定值給定的時(shí)間后才出現(xiàn)跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護(hù)??煽肯禂?shù)為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算繼電器保護(hù)動作值時(shí),要將計(jì)算結(jié)果再乘以可靠系數(shù),以保證繼電保護(hù)動作的準(zhǔn)確與可靠,其范圍為1.31.5。發(fā)生故障時(shí)的最小值與保護(hù)的動作值之比為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù),一般為1.22,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要進(jìn)行選擇。 整理課件變配電站繼電保護(hù)按保護(hù)性質(zhì)分類1(1)電流速斷保護(hù):故障電流超過

16、保護(hù)整定值無時(shí)限(整定時(shí)間為零),立即發(fā)出跳閘命令。(2)電流延時(shí)速斷保護(hù):故障電流超過速斷保護(hù)整定值時(shí),帶一定延時(shí)后發(fā)出跳閘命令。(3)過電流保護(hù):故障電流超過過流保護(hù)整定值,故障出現(xiàn)時(shí)間超過保護(hù)整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令。(4)過電壓保護(hù):故障電壓超過保護(hù)整定值時(shí),發(fā)出跳閘命令或過電壓信號。(5)低電壓保護(hù):故障電壓低于保護(hù)整定值時(shí),發(fā)出跳閘命令或低電壓信號。(6)低周波減載:當(dāng)電網(wǎng)頻率低于整定值時(shí),有選擇性跳開規(guī)定好的不重要負(fù)荷。(7)單相接地保護(hù):當(dāng)一相發(fā)生接地后對于接地系統(tǒng),發(fā)出跳閘命令,對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),發(fā)出接地報(bào)警信號。(8)差動保護(hù):當(dāng)流過變壓器、中性點(diǎn)線路或電動機(jī)繞組,線路兩

17、端電流之差變化超過整定值時(shí),發(fā)出跳閘命令稱為縱差動保護(hù),兩條并列運(yùn)行的線路或兩個(gè)繞組之間電流差變化超過整定值時(shí),發(fā)出跳閘命令稱橫差動保護(hù)。(9)距離保護(hù):根據(jù)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離(阻抗)發(fā)出跳閘命令稱為距離保護(hù)。(10)方向保護(hù):根據(jù)故障電流的方向,有選擇性的發(fā)出跳閘命令稱為方向保護(hù)。(11)高頻保護(hù):利用弱電高頻信號傳遞故障信號來進(jìn)行選擇性跳閘的保護(hù)稱為高頻保護(hù)。(12)過負(fù)荷:運(yùn)行電流超過過負(fù)荷整定值(一般按最大負(fù)荷或設(shè)備額定功率來整定)時(shí),發(fā)出過負(fù)荷信號。(13)瓦斯保護(hù):對于油浸變壓器,當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生匝間短路出現(xiàn)電氣火花,變壓器油被擊穿出現(xiàn)瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電

18、器,故障嚴(yán)重,瓦斯氣體多,沖擊力大,重瓦斯動作于跳閘,故障不嚴(yán)重,瓦斯氣體少,沖擊力小,輕瓦斯動作于信號。(14)溫度保護(hù):變壓器、電動機(jī)或發(fā)電機(jī)過負(fù)荷或內(nèi)部短路故障,出現(xiàn)設(shè)備本體溫度升高,超過整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報(bào)警信號。整理課件變配電站繼電保護(hù)按保護(hù)性質(zhì)分類2(15)主保護(hù):滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,出現(xiàn)故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護(hù)設(shè)備或線路的保護(hù)。(16)后備保護(hù):主保護(hù)或斷路器拒動時(shí),用來切除除故障的保護(hù)。主保護(hù)拒動,本電力系統(tǒng)或線路的另一套保護(hù)發(fā)出跳閘命令的為近后備保護(hù)。當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動由相鄰(上一級)電力設(shè)備或線路的保護(hù)來切除故障的后備保護(hù)為遠(yuǎn)后備保護(hù)。 (

19、17)輔助保護(hù):為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能,或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)檢修退出時(shí)而增加的簡單保護(hù)。(18)互感器二次線路斷線報(bào)警:電流互感器或電壓互感器二次側(cè)斷線會引起保護(hù)誤動作,所以在其發(fā)生斷線后應(yīng)發(fā)出斷線信號。(19)跳閘回路斷線:斷路器跳閘回路斷線后,繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器也不能跳開,所以跳閘回路斷線時(shí)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號。(20)自動重合閘:對于一些瞬時(shí)性故障(雷擊、架空線閃路等)故障迅 速切除后,不會發(fā)生永久性故障,此時(shí)再進(jìn)行合閘,可以繼續(xù)保證供電。繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發(fā)出合閘命令,稱為重合閘。重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘,允許再重合一次的稱為二次重合閘(一般

20、很少使用)。有了重合閘功能之后,在發(fā)生故障后,繼電保護(hù)先不考慮保護(hù)整定時(shí)間,馬上進(jìn)行跳閘,跳閘后,再進(jìn)行重合閘,重合后故障不能切除,然后再根據(jù)繼電保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行跳閘,此種重合閘為前加速重合閘。發(fā)生事故后繼電保護(hù)先根據(jù)保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行保護(hù)跳閘,然后進(jìn)行重合閘,重合閘不成功無延時(shí)迅速發(fā)出跳閘命令,此種重合閘稱為后加速重合閘。(21)備用電源互投:兩路或多路電源進(jìn)線供電時(shí),當(dāng)一路斷電,其供電負(fù)荷可由其它電源供電,也就是要進(jìn)行電源切換,人工進(jìn)行切換的稱為手動互投。自動進(jìn)行切換的稱為自動互投?;ネ队欣媚嘎?lián)斷路器進(jìn)行互投的(用于多路電源進(jìn)行同時(shí)運(yùn)行)和進(jìn)線電源互投(一路電源為主供,其它路電源為熱備用)

21、等多種形式。對于不允供電電源并列運(yùn)行的還應(yīng)加互投閉鎖。(22)同期并列與解列:對于多電源供電的變電站或發(fā)電廠要聯(lián)網(wǎng)或上網(wǎng)時(shí)必須滿足同期并列條件后才能并網(wǎng)或上網(wǎng),并網(wǎng)或上網(wǎng)有手動與自動兩種。 整理課件變電站繼電保護(hù)按被保護(hù)對象分類 (1)發(fā)電機(jī)保護(hù): 發(fā)電機(jī)保護(hù)有定子繞組相間短路,定子繞組接地,定子繞組匝間短路,發(fā)電機(jī)外部短路,對稱過負(fù)荷,定子繞組過電壓,勵(lì)磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地,失磁故障等。出口方式為停機(jī),解列,縮小故障影響范圍和發(fā)出信號。(2)電力變壓器保護(hù): 電力變壓器保護(hù)有繞組及其引出線相間短路,中性點(diǎn)直接接地側(cè)單相短路,繞組匝間短路,外部短路引起的過電流,中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓、過負(fù)荷,油面降低,變壓器溫度升高,油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。(3)線路保護(hù): 線路保護(hù)根據(jù)電壓等級不同,電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同,輸電線路以及電纜或架空線長度不同,分別有:相間短路、單相接地短路、單相接地、過負(fù)荷等。(4)母線保護(hù):發(fā)電廠和重要變電所的母線應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)。(5)電力電容器保護(hù):電

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