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文檔簡介

1、.煤礦機電專業(yè)畢業(yè)論文725水平采區(qū)變電所供電設(shè)計一、725水平采區(qū)變電所供電概況725水平采區(qū)變電所6kv高壓供電,電源取自725水平中央變電所6KV不同母線側(cè)高壓開關(guān)。根據(jù)采區(qū)巷道布置,要使采區(qū)變電所能順利的通過運輸平巷向整個采區(qū)(采煤工作面)進行供電。在回風(fēng)上山和運輸上山聯(lián)絡(luò)巷處,低壓供電距離合理,并且不必移動采區(qū)變電所就能對15102采區(qū)的采煤、15103掘進及回采等進行供電。所以把采區(qū)變電所布置在回風(fēng)上山和運輸上山聯(lián)絡(luò)巷處。二、725水平采區(qū)變電所供電系統(tǒng)的擬定(一)、725水平采區(qū)變電所高壓供電電源回路數(shù)的確定725水平采區(qū)變電所供電的2趟6KV電源,取自725中央變電所不同母線側(cè)

2、的高壓開關(guān)。(二)、擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則1、采區(qū)高壓供電系統(tǒng)的擬定原則(1)、雙電源進線的采區(qū)變電所,應(yīng)設(shè)置電源進線開關(guān);(2)、采區(qū)變電所的高壓饋出線宜用專用的開關(guān)。2、采區(qū)低壓供電系統(tǒng)的擬定原則(1)、在保證供電安全可靠的前提下,力求所用的設(shè)備最省;(2)、原則上一臺起動器只能控制一臺設(shè)備;(3)、當采區(qū)變電所動力變壓器超過一臺時,應(yīng)合理分配變壓器負荷;(4)、變壓器最好不要并聯(lián)運行;(5)、從變電所向各配電點或配電點到用電設(shè)備采用輻射式供電,上山及順槽運輸機采用干線式供電;(6)、工作點配電點最大容量電動機的起動器應(yīng)靠近配電點進線;(7)、電系統(tǒng)應(yīng)盡量避免回頭供電;(8)、區(qū)域、高瓦斯

3、礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進工作面的局部通風(fēng)機組都應(yīng)實行三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)供電;(9)、局部通風(fēng)機和掘進工作面中的電氣設(shè)備必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作面應(yīng)裝設(shè)兩閉鎖(風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖)實施。(三)、725水平采區(qū)變電所主要出線概況1、 725皮帶巷膠帶運輸機、運巷輔助設(shè)備(絞車、水泵等)由設(shè)立在725膠帶順槽車場處的移動變電站供電,該配電點高壓電源取自725采區(qū)變電所5#高壓開關(guān)。2、 15102綜采工作面風(fēng)巷輔助設(shè)備(絞車、水泵等)電源由設(shè)立在15102回風(fēng)順槽車場處的移動變電

4、站供電,該配電點高壓電源取725采區(qū)變電所6#高壓開關(guān)。3、 15102綜采工作面的采煤機、大溜運輸機、破碎機、裝載機、乳化液泵站、噴霧泵等設(shè)備由設(shè)立在15102膠帶順槽的移動變電站供電。移動變電站高壓電源引自725采區(qū)變電所10#高壓開關(guān)。725采區(qū)變電所供電系統(tǒng)詳見附后供電系統(tǒng)圖。三、725水平采區(qū)變電所負荷統(tǒng)計與變壓器選擇(一)、725采區(qū)變電所負責(zé)15102綜采工作面生產(chǎn)、15103掘進、725軌道巷運輸、排水、膠帶巷運輸?shù)?。整個725采區(qū)變電所共使用7臺移動變電站和3臺干式變壓器。其中:1、15102綜采工作面運巷使用的三臺移動變電站,均安設(shè)在距工作面切眼150米處的電氣列車上;主要

5、負責(zé)15102運巷2#皮帶往里至工作面切眼大型電氣設(shè)備的供電。2、兩臺移動變電站安設(shè)在725膠帶順槽車場,主要負責(zé)725膠帶巷皮帶、排水泵、絞車及15102運巷1#皮帶機的供電。3、其余兩臺移動變電站分別設(shè)在15102風(fēng)巷巷口及15103運巷巷口。4、725采區(qū)變電所夲室內(nèi)設(shè)有變壓器3臺,兩臺為風(fēng)機專用變壓器,一臺為夲室低壓和照明變壓器及變電所外輔助運輸絞車供電。(二)、負荷統(tǒng)計:見725采區(qū)變電所總負荷統(tǒng)計表(表一)1、變壓器容量計算及選擇:(1)、15102工作面1140V系統(tǒng)供電總負荷Pe=556+315*2+110+160+200*2+45+100+320=2321KW 按下式計算電力

6、負荷總視在功率: Sbj= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kj - 需用系數(shù)取0.75 Sbj =2321×0.75÷0.7=2487(KVA) 根據(jù)上述計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBSGZY-1600/6/1.2KV型移動變電站和1臺KBSGZY-1000/6/1.2KV型移動變電站。具體負荷分配見附后圖。7#、8#移動變電站總視在功率為: Sbj=2487KVA7#移動變電站總負荷:Pe=1226K

7、W Sbj=1226×0.75÷0.7=1313.5KVA負荷率:=1313.5÷1600×10082.098#移動變電站總負荷:Pe=675KW Sbj=675×0.75÷0.7=723KVA負荷率:=723÷1000×10072.3(2)、725膠帶運輸機負荷計算Pe=(160+160+25*2+10)*2=760KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: Sbj= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj-

8、指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù), 取0.75 Sbj =760×0.75÷0.7=814 (KVA)根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBGZY-630/6/1.2KV型移動變電站和一臺KBGZY-500/6/1.2KV型移動變電站。4#移動變電站總負荷為: Pe=380KW Sbj=407KVA負荷率:=407÷630×10064.63#移動變電站總負荷為: Pe=380KW Sbj=407KVA負荷率:=407÷500×10081.4 (3)、15102工作面運巷2#皮帶電機、輔排水、皮帶張緊

9、車、信號、拉列電絞車等輔助設(shè)備負荷計算Pe=160*2+25*4+4*2+40+18.5+11.4=497.5KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: Sbj= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =497.9×0.75÷0.7=533.46KVA根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBGZY-630/6/1.2KV型移動變電站。9#移動變電站總負荷為: Pe=497.9KW Sb

10、j=533.46KVA負荷率:=533.46÷630×10084.7(4)、15103掘進工作面運巷及輔切排水等輔助設(shè)備負荷計算Pe=30+30+30+30+90+45+45+45+30+30=405KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: Sbj= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =405×0.75÷0.7=434KVA根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺

11、KBGZY-630/6/1.2KV型移動變電站。11#移動變電站總負荷為: Pe=405KW Sbj=434KVA負荷率:=434÷630×10069(5)、15102工作面風(fēng)巷絞車、排水負荷計算Pe=45+75+45+45+45=255KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: Sbj= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =255×0.75÷0.7=273KVA根據(jù)

12、計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBSG-315/6/1.2KV型干式變壓器。5#移動變電站總負荷為: Pe=255KW Sbj=273KVA負荷率:=273÷315×10086.7(6)、725采區(qū)變電所變壓器負荷計算6.1 Pe=4+75+11.4*2+40+55+25=221.8KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: S= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =221.8&

13、#215;0.75÷0.7=237.6KVA根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBGZY-315/6/0.69KV型干式變壓器。1#干式變壓器總負荷為: Pe=221.8KW Sbj=237.6KVA負荷率:=237.6÷315×10075.46.2 Pe=30KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: S= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =30×0.75

14、÷0.7=32.1KVA根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBSG-100/6/0.69KV型干式變壓器。10#干式變壓器總負荷為: Pe=30KW Sbj=32.1VA負荷率:=32.1÷100×10032.16.3 Pe=30KW 按下式計算電力負荷總視在工功率: S= Pe×Kj÷COSj 式中: Sbj - 指移動變電站的計算容量(KVA) pe - 指設(shè)備的額定功率之和 (KW) COSj- 指綜放工作面設(shè)備的平均功率因數(shù) 取0.7 Kr - 需用系數(shù)0.75 Sbj =30×0.75÷0.7=32.1KV

15、A根據(jù)計算結(jié)果和工作面實際負荷分配,選擇1臺KBSG-100/6/0.69KV型干式變壓器。2#干式變壓器總負荷為: Pe=30KW Sbj=32.1VA負荷率:=32.1÷100×10032.1四、725水平采區(qū)變電所計高低壓電纜線路選擇算4.1 725采區(qū)變電所總負荷統(tǒng)計表:(表一)設(shè)備名稱規(guī)格型號設(shè)備臺數(shù)電機數(shù)每臺電機額定量(KW)設(shè)備總額定容量KW額定電壓(KV)負荷系數(shù)額定功率因數(shù)costg有功功率KW移變KBSGZY-160015160/110/200*2/55612261.140.750.71.02920移變KBSGZY-100015160*2/315*2/4

16、59951.140.750.71.02746移變KBSGZY-63019160*2/25*3/18.5*2/75/4511.30.660.750.71.02383移變KBSGZY-31513110/4/75/18.5207.50.660.750.71.02156移變KBSGZY-63016160*2/25/11.4*2/4371.80.660.750.71.02279移變KBSGZY-63011030*6+90+45*34050.660.750.71.02304移變KBSGZY-50015160*2/25*2/103800.660.750.71.02285干變KBSG-315174/11.4*

17、2/25/40/55/75221.80.660.750.71.02166干變KBSG-1001215*2300.660.750.71.0222.5干變KBSG-1001215*2300.660.750.71.0222.5合計10544378.44.2 電纜長度的確定:(表二) 由公式 Ls=K×L 線路名稱1#干變2#干變3#移變4#移變5#移變7#移變8#移變9#移變10#干變11#移變線路長度(m)1116.5220165330133113421320221650式中: L- 巷道長度 K- 增長系數(shù)(橡套電纜取1.1,鎧裝取1.05) 4.3 電纜截面的選擇校驗: 移動變電站高

18、壓電纜的選擇(按最大負荷7#、8#移變選,負荷率為0.8,平均功率因數(shù)為0.7為例) a、按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面: A=Im.n÷Ied Im.n線路正常工作時的最大長時工作電流,AIed經(jīng)濟電流密度,A/ mm2 (取2.25 年工作小時為3000-5000時) 故:Im.n =Ica=Pca÷1.732÷Un÷COSj =1226*0.8÷0.7÷1.732÷6=134.8(A) A=134.8÷2.25=59.9mm2 故選MYPTJ-3*50型電纜 b、按電壓損失校驗: 高壓配電線路的允許電壓損失為5%

19、其允許電壓損失:Uy=6000×5%=300V 移動變電站高壓電纜正常工作時的電壓損失為:U=L(Pr0+Qx0)/ Un=1.33×(1226×0.8×0.491+919.5×0.8×0.081)÷6=119.95V<300V 所選電纜符合要求.c、按長時允許電流校驗電纜截面: KIpIca 式中 Ip-空氣溫度為25時,電纜允許載流量,A (取170) K -環(huán)境溫度不同時載流量的校正系數(shù), 取1.0 Ica-通過電纜的最大持續(xù)工作電流 MYPTJ-3*50型高壓電纜最大長時工作電流 Ica=134.8 (A) 查

20、表知:Ip=KIp=1.0×170=170AIg=134.8(A) 所選電纜滿足要求.d、按短路電流校驗電纜的熱穩(wěn)定性:已知725采區(qū)變電所10#高壓開關(guān)最小短路電流為: Imin(3) =3012A 設(shè)斷路器的分段時間為0.2s,則周期分量的假想作用時間t=0.5+0.2=0.7 s;非周期分量的假想作用時間t=0.05 s,所以短路電流的假想作用時間t=0.7+0.05=0.75s,故下井電纜的最小熱穩(wěn)定截面為: Amin= Imin(3) ÷C=3012×÷165=16 mm2<240mm2 所選電纜完全符合要求。五、短路電流計算短路電流計算

21、以<<煤礦電工手冊>>、<<電力工程設(shè)計手冊>>介紹的計算方法為數(shù)學(xué)模型,用合肥明信煤礦供電計算、繪圖與管理軟件進行計算。井下短路電流計算分為兩種方法來計算,對于可以查表得到計算結(jié)果的采用查表方法來計算,不能查表得到計算結(jié)果的利用計算方法計算短路電流;6KV高壓供電方式用計算方法計算短路電流。1 選擇短路保護裝置的整定電流時,需計算兩相短路電流值,可公式計算: 式中 兩相短路電流,A;、短路回路內(nèi)一相電阻、電抗值總和,;根據(jù)三相短路容量計算的系統(tǒng)電抗礦用變壓器的變壓比。高壓電纜的電阻,電抗值, 低壓電纜的電阻,電抗值, (1)725采區(qū)變電所最小

22、運行方式的參數(shù)計算: 725采區(qū)變電所母線的短路容量(MVA):90.4106 725采區(qū)變電所母線系統(tǒng)電抗(): Xs=1.21944 高壓線路的平均電壓(KV):6.3 配電點名稱:725本室干式變壓器 短路點名稱: 725本室315KVA干式變壓器 變壓器型號: KBSGZY-315/6/1.2 變壓器容量(KVA): 315 一次側(cè)電壓(KV): 6.3 二次側(cè)平均電壓(kV): 1.2 變壓器折算到一次側(cè)電阻(): 0.011475 變壓器折算到一次側(cè)電抗(): 0.107389 725變電所至配電點第一段高壓電纜型號: MYPTJ-3X50 長度(km):0.01 每公里電阻():

23、0.305 每公里電抗():0.089 第一段高壓線路電阻(): Rh1 = 0.21045 電抗(): Xh1 = 0.06141 第一段高壓線路總電抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085 第一段高壓線路總電阻(): Rz1 = 0.21045 第一段高壓線路總阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802 第一段線路末三相短路電流(KA): Id31 = up/(1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.67046 第一段線路末二相短路電流(KA): Id21 = 0.866*Id31 = 4.04462 第一

24、段線路末三相短路容量(MVA): Sd1 = 84.937 變壓器二次側(cè)母線三相短路容量(MVA): Sd2 = 78.4216 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)三相短路電流(KA): Id3 = 4.3122 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)二相短路電流(KA): Id2 = 3.73436 (2)配電點名稱: 15102運巷 短路點名稱: 15102運巷1600移變高壓側(cè) 變壓器型號: KBSGZY-1600/6/1.2 變壓器容量(KVA): 1600 一次側(cè)電壓(KV): 6.3 二次側(cè)平均電壓(kV): 1.2 一次側(cè)電壓(KV): 6.3 二次側(cè)平均電壓(kV): 1.2 變壓器折算到一次側(cè)電阻(

25、): 0.011475 變壓器折算到一次側(cè)電抗(): 0.107389 725變電所至配電點第一段高壓電纜型號: MYPTJ-3X50 長度(km):0.12每公里電阻():0.305 每公里電抗():0.089 第一段高壓線路電阻(): Rh1 = 0.21045 電抗(): Xh1 = 0.06141 第一段高壓線路總電抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085 第一段高壓線路總電阻(): Rz1 = 0.21045 第一段高壓線路總阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802第一段線路末三相短路電流(KA): Id31 = up/(

26、1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.07205 第一段線路末二相短路電流(KA): Id21 = 0.866*Id31 = 3.52639 第一段線路末三相短路容量(MVA): Sd1 = 74.0542 變壓器二次側(cè)母線三相短路容量(MVA): Sd2 = 65.3146 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)三相短路電流(KA): Id3 = 3.59148 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)二相短路電流(KA): Id2 = 3.11022(3)配電點名稱: 15102運巷 短路點名稱: 15102運巷1000移變高壓側(cè) 變壓器型號: KBSGZY-1600/6/1.2 變壓器容量(

27、KVA): 1000 一次側(cè)電壓(KV): 6.3 二次側(cè)平均電壓(kV): 1.2 一次側(cè)電壓(KV): 6.3 二次側(cè)平均電壓(kV): 1.2 變壓器折算到一次側(cè)電阻(): 0.011475 變壓器折算到一次側(cè)電抗(): 0.107389 725變電所至配電點第一段高壓電纜型號: MYPTJ-3X50 長度(km):0.12每公里電阻():0.305 每公里電抗():0.089 第一段高壓線路電阻(): Rh1 = 0.21045 電抗(): Xh1 = 0.06141 第一段高壓線路總電抗(): Xz1 = Xs+Xh1 = 1.28085 第一段高壓線路總電阻(): Rz1 = 0.

28、21045 第一段高壓線路總阻抗(): Rxf1 = Sqrt(xh1*xh1+rh1*rh1) = 1.29802第一段線路末三相短路電流(KA): Id31 = up/(1.732(Sqrt(Rz1*Rz1+Xz1*Xz1) = 4.07205 第一段線路末二相短路電流(KA): Id21 = 0.866*Id31 = 3.52639 第一段線路末三相短路容量(MVA): Sd1 = 74.0542 變壓器二次側(cè)母線三相短路容量(MVA): Sd2 = 65.3146 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)三相短路電流(KA): Id3 = 3.59148 變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)二相短路電流(KA):

29、 Id2 = 3.110222 查表法獲得短路點短路電流值:六、725水平采區(qū)變電所保護接地系統(tǒng)1、 725采區(qū)變電所保護接地系統(tǒng)的裝設(shè)原則:根據(jù)煤礦安全規(guī)程礦山電力裝置設(shè)計規(guī)范和礦井保護接地裝置的安裝、檢查、測定工作細則的要求,725采區(qū)變電所保護接地系統(tǒng)必須遵循以下原則:1)36V以上的由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架等,都必須有保護接地。2)鎧裝電纜的金屬鎧裝層、橡套電纜 的接地芯線等均須接地。3)所有需要接地的電氣設(shè)備,均應(yīng)通過其專用的連接導(dǎo)線直接與接地網(wǎng)或鎧裝電纜的金屬鎧裝層、鉛護套相連接,禁止將幾臺設(shè)備串聯(lián)接地,禁止將幾個極地部分串聯(lián)。4)每個裝有電氣設(shè)備的硐

30、室和配電點應(yīng)設(shè)置輔助接地母線。5)每個裝有電氣設(shè)備的硐室、每個(套)單獨裝設(shè)的高壓電氣設(shè)備、每個低壓配電點、連接動力鎧裝電纜的每個接線盒都必須裝設(shè)局部接地極。6)電纜的接地芯線,除用作監(jiān)測接地回路外,不能兼作其他用途。2、 725采區(qū)變電所接地保護裝置的安裝和連接:1)高壓饋電開關(guān)、干式變壓器、綜保、饋電開關(guān)必須裝設(shè)主接地極和輔助接地極,干式變壓器、綜保、饋電開關(guān)的主、輔助接地極母線采用5×50的扁鋼與接地極連接,搭接面積不小于100 mm2。主、輔助接地極之間的間距不得小于5M。2)綜保、干式變壓器的高、低壓側(cè)橡套電纜的接地芯線接到接線腔的接地端子上,饋電開關(guān)進出口的橡套電纜的接地

31、芯線接到接線腔的接地端子上。設(shè)備外殼的接地螺釘用50mm2的鍍鋅鋼絞線并用銅線鼻壓接后接到主接地母線;供檢漏繼電器試驗用的輔助接地芯線應(yīng)采用斷面不小于10mm2的礦用橡套電纜與輔助接地母線連接。3)高壓電纜接線盒外殼的接地,應(yīng)將接線盒上的接地螺釘和局部接地極用50 mm2鍍鋅鋼絞線連接,4)高壓電纜接線盒腔內(nèi)的接地,橡套電纜應(yīng)將專用接地芯線和接線盒內(nèi)接地螺釘連接。5)高壓開關(guān)的接地可直接將其外殼的接地螺釘接到接地母線上,橡套電纜應(yīng)將專用接地芯線和接線盒內(nèi)接地螺釘連接,禁止把高壓開關(guān)的底腳螺栓當作外殼的接地螺釘使用。七、725水平采區(qū)變電所布置設(shè)置在725膠帶大巷的采區(qū)變電所,周圍20米范圍內(nèi)全部噴漿。硐室放置13臺高壓開關(guān)、三臺干式變壓器、九臺饋電開關(guān)、兩臺綜合照明保護,硐室內(nèi)放置的電氣設(shè)備距煤墻距離不得少于800mm。725采區(qū)變電所應(yīng)按要求配備消防用具。在采區(qū)變電所內(nèi)兩側(cè)距電氣設(shè)備不小于3米的區(qū)域分別裝設(shè)局部接地極和輔助接地極,接地極實行掛牌管理。所有移動電氣設(shè)備必須全部上架擺放,且開關(guān)架的尺寸、大小必須與電氣設(shè)備相符合,開關(guān)架的統(tǒng)一高度為300mm。開關(guān)周圍文明生產(chǎn)必須合格,不能有任何雜物。各類電氣設(shè)備、配電點必須粘貼和懸掛各類標志牌和警示牌,且警示牌和標志牌必須與實際相符。現(xiàn)場應(yīng)懸掛供電系統(tǒng)圖,

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