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1、第五章 變配電所5.1 變配電所型式和位置變配電所具體可以分為變電所和配電所,也可以是二者的集合。其中,變電所內(nèi)設(shè)有變壓器、高壓進(jìn)電設(shè)備和配電設(shè)備,起接受電能、變換電壓等級(jí)及分配電能的作用;配電所沒(méi)有變壓器,只有配電設(shè)備的 起接受及分配電能的作用。根據(jù)變壓器的功能,變配電所分為升壓變電所和降壓變電所。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中所處的地位,分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所所在電力網(wǎng)的位置,分為區(qū)域變電所和地方變電所。變配電所形式根據(jù)變配電所與其供電建筑的位置關(guān)系,可分為獨(dú)立式、附設(shè)式(內(nèi)附式及外附式)、露天式、戶內(nèi)式、地下變電所、桿上式或高臺(tái)式變電所等形式。變配電所的形式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷
2、的狀況和周?chē)h(huán)境情況綜合確定。高層或大型民用建筑內(nèi),宜設(shè)室內(nèi)變電所或戶內(nèi)成套變電所。大中城市的居民區(qū),宜設(shè)獨(dú)立變電所或附設(shè)變電所,有條件時(shí)也可設(shè)戶外成套變電所。環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū),其變壓器容量在315kVA以下時(shí),宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變壓器。大、中城市除居住小區(qū)的桿上變電所外,民用建筑中不宜采用露天或半露天的變配電所,如確需要設(shè)置時(shí),宜選用帶防護(hù)外殼的戶外成套變配電所。根據(jù)變配電所對(duì)安裝的要求,分為需要現(xiàn)場(chǎng)分別安裝變壓器、電柜的裝配式變配電所和工廠整體出廠不需現(xiàn)場(chǎng)分別安裝的組裝式成套變配電所。 變配電所所址的選擇 所址的選擇原則:1、盡量靠近負(fù)荷中心,以便減少電壓損耗、電能損
3、耗和有色金屬消耗量2、進(jìn)出線方便,特別是采用架空進(jìn)出線時(shí)應(yīng)著重考慮進(jìn)出線條件3、盡量靠近電源側(cè),以盡量避免倒送功率,對(duì)總降壓變、配電所要特別注意4、盡量不設(shè)在多塵和有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,若無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)則應(yīng)設(shè)在污染源的上風(fēng)側(cè)5、不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所6、不應(yīng)設(shè)在洗手間、浴室或其他可能經(jīng)常積水 場(chǎng)所的正下方7、交通運(yùn)輸方便,以便于運(yùn)送變壓器、開(kāi)關(guān)柜 等較重、較大的設(shè)備8、不宜設(shè)在易燃、易爆場(chǎng)所或與之保持規(guī)定的 安全距離9、高壓配電所應(yīng)盡量與車(chē)間變電所或有大量高壓 用電設(shè)備的廠房合建10、高層建筑地下層變配電所的位置,宜選擇在 通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所具體要求裝有可燃性油浸變壓器的變電所,建筑物耐火等
4、級(jí)應(yīng)高于三級(jí)。獨(dú)立配變電所,不宜設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所在無(wú)特殊防火要求的多層建筑中,裝有可燃油的電氣設(shè)備的變配電所,可設(shè)置在底層靠外墻部位,但不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的上下方、貼鄰或疏散出口兩旁。高層建筑的配變電所,宜設(shè)置在地下層或首層;當(dāng)建筑物高度超過(guò)100m時(shí),也可在高層區(qū)的避難層或上技術(shù)層內(nèi)設(shè)置變電所。一類(lèi)高、低層主體建筑內(nèi),嚴(yán)禁設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。二類(lèi)高、低層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。如受條件限制,可采用難燃性油的變壓器,并應(yīng)設(shè)在首層靠外墻部位或地下室,且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的上下方、貼鄰或出口的兩旁。高層建筑地下層變配電所的位置,宜選擇在
5、通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所。變配電所位于高層建筑(或其他地下建筑)的地下室時(shí),不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面、設(shè)置排水系統(tǒng)等防水措施。并應(yīng)防止洪水或積水從其他渠道灌入變配電所的可能性。露天或半露天變電所,不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所:a.有腐蝕性氣體的場(chǎng)所;b.挑檐為燃燒體或難燃燒體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁;c.附近有棉,糧及其他易燃,易爆物品集中的露天堆場(chǎng);d.容易沉積可燃粉塵、可燃纖維,灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所。5.2 變配電所布置變配電所主要由高壓配電室、變壓器室、低壓配電室、電容器室、值班室等組成的。具體布置應(yīng)結(jié)合建筑物或建筑群的條件和需要,靈活安排
6、。高壓配電室中設(shè)置高壓進(jìn)電柜或進(jìn)電開(kāi)關(guān);變壓器室設(shè)置變壓器;低壓配電室設(shè)置低壓配電柜、電容器室設(shè)置補(bǔ)償電容器柜;值班室供人員值班及設(shè)置變配電室監(jiān)控儀表和監(jiān)控臺(tái)。其余可根據(jù)條件和需要加設(shè)衛(wèi)生間、修理間等輔助房間。獨(dú)立變配電所附設(shè)式變配電所5.3 變配電所設(shè)備變配電所高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備主要有:變壓器高壓斷路器隔離開(kāi)關(guān)負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器高壓開(kāi)關(guān)柜新S9系列三相油浸式變壓器 新S9系列三相油浸式變壓器采用了新型絕緣結(jié)構(gòu)和提高抗短路能力結(jié)構(gòu)等多項(xiàng)科研成果。其性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。與S7系列相比較,空載損耗平均降低10.25%,空載電流降低37.9%,負(fù)載損耗平均降低22.4%,是節(jié)能型產(chǎn)品的更新?lián)Q代產(chǎn)品。主要功能
7、和特點(diǎn)損耗低,節(jié)能顯著;鐵芯為圓形多級(jí)、全斜三級(jí)接縫疊片結(jié)構(gòu);高低壓繞組均用無(wú)氧銅線繞制,高壓繞組一律采用多層圓筒式結(jié)構(gòu);器身結(jié)構(gòu)合理;采用新型組件 型號(hào)容量(KVA) S9- /10 30 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600SC(B)10-302500/10系列F級(jí)樹(shù)脂澆注干式配電變壓器 SC系列環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器 SC系列環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器,其高低壓繞組均采用樹(shù)脂絕緣包封繞組,具有損耗低、無(wú)污染、耐高溫、抗裂、防潮、機(jī)械強(qiáng)度高、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于高層建筑、商貿(mào)中心、地鐵、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等
8、重要場(chǎng)所的輸變電系統(tǒng)。 主要功能和特點(diǎn)阻燃能力強(qiáng)、無(wú)污染、防爆,可安裝在負(fù)荷中心;防潮性能好,可在100%濕度下安全運(yùn)行;局部放電量小,電氣強(qiáng)度高;絕緣性能好安匝分布均勻,抗短路能力強(qiáng),耐雷電沖擊水平高;抗裂、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng);繞組設(shè)溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)與保護(hù),可保證長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行;損耗低,過(guò)載能力強(qiáng),強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)可使額定容量提高4050%;體積小,重量輕、噪音低,安裝簡(jiǎn)單方便、免維護(hù);1、高壓隔離開(kāi)關(guān) 作用: 隔離高壓電源,保證其他設(shè)備和線路的安全檢修結(jié)構(gòu): 沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置,因此不許帶負(fù)荷操作類(lèi)型:戶內(nèi)式GN、戶外式GW注意: 一般與高壓斷路器串聯(lián)使用GW5-110系列GW13型中性點(diǎn)
9、隔離開(kāi)關(guān) GW4-110W戶外交流高壓隔離開(kāi)關(guān)GN2戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)DGN-12戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān) 型號(hào)DGN-12額定電壓10額定電流630A.1250A短時(shí)耐受電流20 31.5峰值耐受電流50 802、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān) 作用: 能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)載電流,但不能斷開(kāi)短路電流。結(jié)構(gòu): 有滅弧裝置類(lèi)型:戶內(nèi)式FN、戶外式FW注意: 一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用FN11負(fù)荷開(kāi)關(guān)YFN18FN7 高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)3、高壓斷路器 作用: 正常運(yùn)行時(shí)接通或切斷負(fù)荷電流,當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí),借助繼電保護(hù)使它自動(dòng)、迅速地切斷故障電流。結(jié)構(gòu): 有完善的滅弧裝置類(lèi)型:油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器ZW
10、7-40.5型戶外交流高壓真空斷路器ZN28-12、ZN25A-12系列戶內(nèi)高壓真空斷路器戶外SF6高壓斷路器LW41-126ZW-40.5系列戶外高壓真空斷路器空氣斷路器 空氣斷路器(KN型) 采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì),斷路器中的空氣具有強(qiáng)烈地滅弧作用,使電弧冷卻而熄滅,并作為動(dòng)、靜觸頭間的絕緣介質(zhì)和接通、切斷操作時(shí)的動(dòng)力。該斷路器動(dòng)作快、斷流容量大,但構(gòu)造復(fù)雜、價(jià)格高,因而使用在電壓等級(jí)為1O35kV的電力系統(tǒng)中。六氟化硫斷路器六氟化硫斷路器(LN型) 六氟化硫(SF6)分子能在電弧間隙的游離氣體中吸附自由電子。因此,SF6氣體有優(yōu)異的絕緣能力和滅弧能力,比普通空氣絕緣能力高2.53倍,滅
11、弧能力則高510倍,電弧在SF6中燃燒時(shí),電弧電壓特別低,燃燒時(shí)間短,在SF6斷路器開(kāi)斷中觸頭燒損輕微,適用于頻繁操作,延長(zhǎng)了檢修周期。目前,它的發(fā)展速度很快,電壓等級(jí)也在不斷地提高。真空斷路器 真空斷路器(ZN型) 指觸頭在高度真空滅弧室中切斷電路的斷路器。真空斷路器采用的絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)是高真空度的空氣。真空斷路器具有觸頭開(kāi)距小、動(dòng)作快、燃弧時(shí)間短、滅弧快、體積小、重量輕、防火防爆、操作噪聲小、適于頻繁操作的優(yōu)點(diǎn)。 4、高壓熔斷器 作用: 過(guò)載與短路保護(hù)類(lèi)型: 戶內(nèi)固定式 RN 戶外跌落式 RW戶外高壓跌落式熔斷器RW10-10F、RW10-10FM型熔斷器XRNP-12戶內(nèi)高壓限流熔斷
12、器5、電流和電壓互感器 TV TA 互感器就是特殊變壓器,其功能有以下三點(diǎn):1、安全絕緣 2、擴(kuò)大范圍 3、可獲得多種形式的接線方案來(lái)滿足 各種測(cè)量和保護(hù)電路的要求。6、避雷器 F 防過(guò)電壓侵入7、電容器 C 作無(wú)功補(bǔ)償8、高壓開(kāi)關(guān)柜作用: 作電能接受、分配的通、斷和監(jiān)視保護(hù)。 由制造廠按一定接線方式將同一回路的開(kāi)關(guān)電器、母線、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備等裝配在封閉的金屬柜中成套供應(yīng)。類(lèi)型: 固定式 GG 手車(chē)式 JYN KYN18A-10(相當(dāng)西門(mén)子公司88K20)系鎧裝移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備,適用于3-10KV交流三相50HZ單相電力系統(tǒng)中,做為接受和分配電能之用。 KYN18A-1
13、0型高壓開(kāi)關(guān)柜GGN-40.5型固定式高壓開(kāi)關(guān)柜KYN61-40.5高壓鎧裝式開(kāi)關(guān)柜KYN10-40.5型戶內(nèi)交流金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)高壓開(kāi)關(guān)柜GGD交流低壓開(kāi)關(guān)柜GCS型低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜成套配電裝置的“五防”措施:1、防止誤分、合高壓斷路器2、防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)3、防止帶電掛接地線4、防止帶接地線和隔離開(kāi)關(guān)5、防止人員誤入帶電間隔各設(shè)備的文字與圖形符號(hào)如下: 變壓器 斷路器 負(fù)荷開(kāi)關(guān) 隔離開(kāi)關(guān) 熔斷器5.4 變、配電站主結(jié)線主結(jié)線指由各種開(kāi)關(guān)電器、變壓器、母線、電纜或?qū)Ь€、電容器、避雷器等電氣設(shè)備按一定順序連接的接受和分配電能的電路。對(duì)主結(jié)線方案的基本要求: 安全性 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性
14、單母線不分段結(jié)線 單母線分段結(jié)線雙母線結(jié)線 雙母線兩組母線可同時(shí)工作,并通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器(母聯(lián)開(kāi)關(guān))并聯(lián)運(yùn)行,電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。對(duì)母線繼電保護(hù)要求將某一回路固定與某一組母線聯(lián)結(jié),以固定方式運(yùn)行。 內(nèi)橋式結(jié)線 內(nèi)橋式結(jié)線中內(nèi)橋開(kāi)關(guān)QF1安裝在線路開(kāi)關(guān)QF11和QF21之內(nèi)。內(nèi)橋式結(jié)線供電的持續(xù)性較好,適用于一、二級(jí)負(fù)荷用電系統(tǒng) 外橋式結(jié)線 橋開(kāi)關(guān)QF1安裝在線路開(kāi)關(guān)QF11和QF21之外,稱為外橋式。在進(jìn)線回路也只安裝隔離開(kāi)關(guān),不必安裝熔斷器。外橋式結(jié)線對(duì)變壓器回路的操作方便,但是對(duì)電源進(jìn)線一側(cè)的操作不便。 主接線中開(kāi)關(guān)電器的組合方式及操作順序組合方式: 斷路器 QF +隔離開(kāi)關(guān)
15、 QS 負(fù)荷開(kāi)關(guān) QL + 熔斷器 FU操作順序: 斷路器 QF +隔離開(kāi)關(guān) QS 通電時(shí) 先閉合隔離開(kāi)關(guān) 再閉合斷路器斷電時(shí) 先斷開(kāi)斷路器 再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)5.5 變壓器的選擇-變壓器的負(fù)載率 變壓器的負(fù)載損耗kW,隨負(fù)載變化而變化,一般按額定電流時(shí)的短路損耗考慮,即額定電流時(shí)的變壓器銅損。-變壓器的空載損耗,kW(變壓器的鐵芯損失)單臺(tái)變壓器時(shí),建議負(fù)載率取70%80% 一、容量選擇住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ242-2011中變壓器選擇的規(guī)定:4.3.1 住宅建筑應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。變壓器的結(jié)線宜采用 D,yn11 ,變壓器的負(fù)載率不宜大于 85% 。4.3.2 設(shè)置在住宅建筑內(nèi)的變壓器,
16、應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器。4.3.3 當(dāng)變壓器低壓側(cè)電壓為 O.4kV 時(shí),配變電所中單臺(tái)變壓器容量不宜大于 1600kVA ,預(yù)裝式變電站中單臺(tái)變壓器容量不宜大于 800kVA。變壓器容量的選擇 變壓器容量的選擇根據(jù)計(jì)算負(fù)荷要求選取,先計(jì)算變壓器二次側(cè)的S30,并考慮無(wú)功補(bǔ)償容量,最大負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)(Kd計(jì)算時(shí)),以及線路及變壓器的損耗,從而求得變壓器一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷,并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。對(duì)于無(wú)特殊要求的用電部門(mén)應(yīng)考慮近期發(fā)展,單臺(tái)變壓器的額定容量按總S30再加大15%25%來(lái)確定,以提高變壓器運(yùn)行效率,但單臺(tái)容量應(yīng)不超過(guò)1000KVA。如果用電負(fù)荷大或負(fù)荷
17、集中,若運(yùn)行合理,經(jīng)校驗(yàn)所選低壓開(kāi)關(guān)的分段能力大于變壓器低壓側(cè)短路容量時(shí),也可選較大容量變壓器,但單臺(tái)容量最大應(yīng)不超過(guò)1800KVA,以免低壓側(cè)短路電流過(guò)大。 1、電力變壓器的容量應(yīng)能滿足電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)及其它沖擊負(fù)荷的用電要求 ST1.25Sd2、單臺(tái)變壓器 STS303、裝有兩臺(tái)變壓器的變電所 ST應(yīng)同時(shí)滿足:a、任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí),ST =(0.6-0.7)S30b、任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷S30(+)的需要。二、變壓器臺(tái)數(shù)的選取 變壓器臺(tái)數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件、節(jié)能和降低工程造價(jià)等因素綜合確定。 對(duì)一般車(chē)間、居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校,如果一臺(tái)變壓器能滿足需要時(shí),宜
18、選用一臺(tái),其容量大小由S30確定,且單臺(tái)容量在1000KVA及以下。 對(duì)高層建筑,一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷較大,空調(diào)制冷負(fù)荷的季節(jié)性變化較大,而且高層建筑總用電量比較大。因此,宜設(shè)置兩臺(tái)及以上的變壓器。臺(tái)數(shù)選用原則帶有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所1、一、二級(jí)負(fù)荷較多時(shí),應(yīng)設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器 2、只有少量一、二級(jí)負(fù)荷,并能從鄰近變電所取的得低壓備用電源時(shí),可采用一臺(tái)變壓器。帶有三級(jí)負(fù)荷的變電所1、負(fù)荷較小時(shí),采用一臺(tái)變壓器2、負(fù)荷較大時(shí),一臺(tái)變壓器不能滿足要求時(shí),采用兩臺(tái)及以上的變壓器。3、晝夜負(fù)荷或季節(jié)性負(fù)荷變化大,選用一臺(tái)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí),宜選二臺(tái)。三、專(zhuān)用變壓器的設(shè)置 一般情況下,動(dòng)力和照明宜共用
19、變壓器。當(dāng)屬下列情況之一時(shí),可設(shè)專(zhuān)用變壓器。1、當(dāng)照明負(fù)荷較大或動(dòng)力和照明采用共用變壓 器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時(shí),可設(shè)照 明專(zhuān)用變壓器;2、單臺(tái)單相負(fù)荷較大時(shí),宜設(shè)單相變壓器;3、沖擊性負(fù)荷較大,嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí),可 設(shè)沖擊負(fù)荷專(zhuān)用變壓器;4、在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地(IT系統(tǒng)) 的低壓電網(wǎng)中,照明負(fù)荷應(yīng)設(shè)專(zhuān)用變壓器。 四、變壓器的運(yùn)行方式1、明備用:正常運(yùn)行時(shí),有1臺(tái)或數(shù)臺(tái)變壓器作為備用,工作變壓器故障或檢修時(shí),備用變壓器投入運(yùn)行,并要求滿足全部負(fù)荷。 每臺(tái)變壓器的容量按100%的計(jì)算負(fù)荷確定,即2、暗備用 正常運(yùn)行時(shí),所有變壓器均工作,但每臺(tái)變壓器的負(fù)荷率均小于100。例如:2
20、臺(tái)變壓器同時(shí)工作,每臺(tái)變壓器各承擔(dān)負(fù)荷量的1/2,每臺(tái)變壓器的負(fù)荷率均小于80;當(dāng)變壓器故障或檢修時(shí),由另一臺(tái)變壓器盡量帶全部負(fù)荷,此時(shí)變壓器會(huì)暫時(shí)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。 暗備用運(yùn)行方式的變壓器每臺(tái)容量按總計(jì)算負(fù)荷的70%選擇,即: 5.6 變配電所對(duì)建筑的要求一、變配電所對(duì)層高的要求高壓配電室的層高 架空進(jìn)線時(shí) 5m 電纜進(jìn)線時(shí) 不小于4m低壓配電室的層高不低于 3.5m二、高壓配電室內(nèi)各種通道最小寬度 (mm )通道分類(lèi)柜后維護(hù)通道柜前操作通道固定式手車(chē)式單列布置8001500單車(chē)長(zhǎng)+1200雙列面對(duì)面布置8002000雙車(chē)長(zhǎng)+900雙列背靠背布置10001500單車(chē)長(zhǎng)+1200配電裝置長(zhǎng)度大于6m時(shí),其柜后維護(hù)通道應(yīng)有兩個(gè)出口低壓配電室內(nèi)各種通道最小寬度 (mm )布置方式柜前操作通道柜后操作通道 柜后維護(hù)通道 固定式柜單列布置15001200 1000固定式柜雙列面對(duì)面布置200012001000 固定式柜雙列背靠背布置150015001000 抽屜式柜單列布置 18001000抽屜式柜雙列面對(duì)面布置23001000抽屜式柜雙列背靠背布置18001000長(zhǎng)度大于8m的低壓配電室應(yīng)有兩個(gè)出口,并設(shè)置在配電室的兩端成排布置的低壓配電屏長(zhǎng)度大于6m時(shí),其柜后通道應(yīng)設(shè)兩個(gè)通向本室或其他房間
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