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继电保护距离保护整定计算

继电保护距离保护整定计算
继电保护距离保护整定计算

电力系统继电保护课程设计

专业:电气工程及其自动化

班级:电气093

姓名:张阿兰

学号:200811133

指导教师:任丽苗

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年7月7日

1 设计原始资料

1.1 具体题目

图1.1所示系统中,发电机以发电机-变压器组方式接入系统,最大开机方式为4台机全开,最小开机方式为两侧各开1台机,变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。其参数为:kV 3/115=?E , 1.G3 2.G3 1.G4 2.G411ΩX X X X ====;Ω10.~.4111=T X T X ,Ω30~0.T40.T1=X X ,Ω201.T61.T5==X X ,Ω400.T60.T5==X X ,km 60B A =-L ,km 40C B =-L ;线路阻抗Ω/km 4.021==Z Z ,Ω/km 2.10=Z ,线路阻抗角均为?75,A 300BLmax C BLmax A ==--I I ,负荷功率因数角为?302.1ss =K ,2.1re =K ,0.85Ⅰ

rel =K ,

0.75Ⅱ

rel =K ,变压器均装有快速差动保护,试对1、3进行距离保护的设计。

图1.1 电力系统示意图

1.2 要完成的内容

本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述,并对线路各参数进行分析及对保护1和保护3进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

2 题目分析与方案设计

2.1 题目分析

目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的,它的保护范围为本线路全长的80~85%;不能保护全线路,所以采取Ⅰ段和Ⅱ段作为主保护,Ⅲ段作为后备保护。

2.2 方案设计

2.2.1 主保护配置

距离保护Ⅰ段为无延时的速动段,它应该只反应本线路的故障,下级线路出口发生短路故障时,应可靠不动作。

在距离保护Ⅱ段整定时,应考虑分支电路对测量阻抗的影响,同时带有高出一个t ?的时限,以保证选择性。

2.2.2 后备保护配置

为了作为相邻线路的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护,同时也作为距离Ⅰ段与距离Ⅱ段的后备保护,还应该装设距离保护第Ⅲ段。

3 保护的配合及整定计算

3.1 主保护的整定计算

3.1.1 距离保护的整定动作值

(1) 整定保护1~4的距离Ⅰ段

由题目已知条件计算可得AB 的正序阻抗

() 31.92Ω33%1600.4B A 1AB =+?==-L Z Z

线路BC 的正序阻抗

16404.0C B 1BC Ω=?==-L Z Z

可得保护1,2的距离保护Ⅰ段的整定值

Ω=?==?132.2792.3185.0AB Ιrel Ι 1.2set Z K Z

保护3,4的距离保护Ⅰ段的整定

Ω=?==6.131685.0BC I rel I set3,4Z K Z

(2) 整定保护1、3的距离保护Ⅱ段

① 保护1、3接地距离Ⅱ段的分支系数的计算

由于整个线路左端只装有发电机G2,右端只装有发电机G4,所以没有最大,最小分支系数,线路计算中分支系数按 b.m in K =1 计算,在距离Ⅱ段的整定计算中1b.min K =2.92,在距离Ⅲ段的整定计算3b.max K =1.63计算。

② 保护1距离Ⅱ段的整定计算

a) 当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时,得

Ω=?+=+=14.34)6.13192.31(75.0Ⅰset.3

1b AB II rel II set.1)(Z K Z K Z b)当与相邻变压器的快速保护相配合时,得

Ω=?+=+=67.74)202.9292.31(75.0t 1b.min AB II rel II set.1)(Z K Z K Z

比较二者,取整定值较小的一个,所以取

34.14ΩII set.1=Z

③ 保护3距离Ⅱ段的整定计算

a) 当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时, 得

Ω=?+?=?+=349.32)132.27116(75.0)(I set.2b 3BC II rel II 3set,Z K Z K Z

b) 当与相邻变压器的快速保护相配合时,得

Ω=?+?=?+=85.32)2039.116(75.0)(t b.min 3BC II rel II set.4Z K Z K Z

比较二者,取整定值较小的一个,所以取

Ω=349.32II 3set.Z

3.1.2 动作时间

(1) 保护1~3距离保护Ⅰ段的动作时间

由于保护Ⅰ段瞬时动作,所以保护1~4距离保护Ⅰ段的动作时间它的动作时限为Ⅰt ,是断路器固有的动作时间,约为0.5秒。

(2) 保护1、3的距离保护Ⅱ段的动作时间

① 保护1的距离保护Ⅱ段的动作时间

s t t t 15.05.0ΔII 3II

1=+=+= ② 保护3的距离保护Ⅱ段的动作时间

s t t t 5.0ΔI 1II 3=+=

3.1.3 灵敏度校验

(1) 保护1~4距离保护Ⅰ段的灵敏度校验

由阻抗整定计算可得,保护的Ⅰ段就只能保护线路全长的80%-85%,所以保护1~4距离保护Ⅰ段的灵敏度为0.8-0.85。

(2) 保护1、3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

① 保护1的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

1.251.0731.9234.14AB

Ιset.1sen <===Z Z K 不满足灵敏度要求。

由于灵敏度不满足要求,则距离保护1的Ⅱ段应改为与相邻元件保护3的Ⅱ段配合,则

48.2Ω32.349)10.75(31.92)(II set31b.mim AB II rel II set1=?+=+=Z K Z K Z

1.251.5131.9248.2AB

II set.1sen >===Z Z K 则满足灵敏度的要求

② 保护3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

25.102.216349.32BC

II set.3sen >===Z Z K 满足灵敏度的要求

3.2 后备保护的整定计算

3.2.1 阻抗的整定计算

(1) 保护1距离Ⅲ段的整定计算

保护1距离Ⅲ段的整定计算按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定,即

Ω=??==53.1903

.031109.0L.max L.min L.min I U Z III L.min

set.1rel ss re set L cos()Z Z K K K ??=

- 取2.1rel =K ,2.1ss =K ,2.1re =K 和o set 75?=,o L 30?=,于是

Ω=-??=?93.155)

3075cos(2.12.12.153.190III 1set οοZ (2) 保护3距离Ⅲ段的整定计算

距离Ⅲ段的整定阻抗按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定,即

Ω=?-???=93.155)

3075(cos 2.12.12.153.190set.3ⅢZ 3.2.2 动作时间

(1) 保护1距离保护Ⅲ段的动作时间

保护1距离Ⅲ段的动作时间应与相邻设备保护配合,即

s s t t t 15.05.0ΔIII 3III 1=+=+= (2) 保护3距离保护Ⅲ段的动作时间

保护3距离保护Ⅲ段的动作时间与相邻设备保护配合,即

s t t t 15.05.0ΔIII 1III 3=+=+=

3.2.3 灵敏度校验

(1) 保护1的距离保护Ⅲ段的灵敏度校验

①作为近后备, 本线路末端短路时灵敏系数:

5.189.492

.3193.155AB III set1sen(1)>===Z Z K ② 作为远后备,相邻变压器末端短路时灵敏系数:

2.168.216

63.192.3193.155next b AB III set1sen(2)>=?+=+=Z K Z Z K 综上计算,不管何种原因导致的短路,灵敏度校验都满足要求。

(2) 保护3的距离保护Ⅲ段的灵敏度校验

①作为近后备,本线路末端短路时灵敏系数:

5.174.916

93.155BC III 3set.sen(1)>===Z Z K ②作为远后备,相邻设备末端短路时灵敏系数:

2.129.292

.3163.11693.155next b.min BC III 3set.sen(2)>=?+=+=Z K Z Z K 综上计算,不同短路情况下灵敏度校验都满足要求。

整定计算汇总如表1所示。

表1.整定计算汇总

整定计算 动作时间 灵敏度校验

主保护 Ⅰ段 保护1 I 1.2set ?Z =Ω132.27 t Ι1=s 0 85.0-8.0不满足要求

保护3 Ι 3.4set ?Z =Ω13.6 t Ι3=s 0 85.0-8.0不满足要求

Ⅱ段 保护1 Ω=14.34II set.1Z 1s II 1

=t 1.51sen =K 满足要求 保护3 Ω=349.32II set.3Z

0.5s II 3=t 2.02sen =K 满足要求 后备保护 Ⅲ段 保护1 Ω155.93Z III 1set =? s 1III 1=t 89.4sen(1)=K 满足要求

68.2sen(2)=K 满足要求

保护3 Ω=93.155III set.3Z s 1III 3=t 74.9sen(1)=K 满足要求

29.2sen(2)=K 满足要求 4 继电保护设备的选择

根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求,本设计选型号为LCWB6-110W2屋外型电流互感器。根据电压等级,本设计中选型号为为YDR-110的电压互感器。本设计中时间继电器选其型号为H3CR-G8EL 的AC220V 、嵌入式、限时动作的继电器。

5 二次原理图的绘制

从以上整定计算得Ⅰ段保护不能保护全长,所以将Ⅰ段和Ⅱ段作为主保护,Ⅲ段作为后备保护,二次展开原理接线图如图5.1所示。

图5.1 原理接线图

6 保护的评价

从对继电保护所提出的基本要求来评价距离保护,可以得出如下几个主要的结论:

(1)距离Ⅰ段是瞬时动作的,但是它只能保护线路全长的80%-85%,因此,两端合起来就使得在30%-40%线路长度内的故障不能从两端瞬时切除,在一端需经过0.5s 的延时才能切除。在220kV及以上电压的网络中,这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求,因而,不能作为主保护来应用。

(2)由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作,因此,距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。此外,距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化的影响,其它两段受到的影响也比较小,因此,保护范围比较稳定。

(3)由于保护范围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器,再加上各种必要的闭锁装置,因此接线复杂,可靠性比电流保护低,这也是它的主要缺点。

7参考文献

[1] 张保会,尹项根主编.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005:92-153.

[2] 谭秀炳,铁路电力与牵引供电继电保护[M].城都:西南交通大学出版社,1993:100-134.

[3] 于永源,杨绮雯.电力系统分析(第三版)[M].北京:中国水利水电出版社,2007:13-3

继电保护定值整定计算公式大全(最新)

继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算(移变选择): cos de N ca wm k P S ?∑= (4-1) 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷,kVA ; ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和,kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 (4-2) 式中 P max --最大一台电动机额定功率,kW ; wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择: (1)向一台移动变电站供电时,取变电站一次侧额定电流,即 N N N ca U S I I 13 1310?= = (4-13) 式中 N S —移动变电站额定容量,kV ?A ; N U 1—移动变电站一次侧额定电压,V ; N I 1—移动变电站一次侧额定电流,A 。 (2)向两台移动变电站供电时,最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和,即 3 1112ca N N I I I =+= (4-14) (3)向3台及以上移动变电站供电时,最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = (4-15) 式中 ca I —最大长时负荷电流,A ; N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和,kW ;

N U —移动变电站一次侧额定电压,V ; sc K —变压器的变比; wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 (4)对向单台或两台高压电动机供电的电缆,一般取电动机的额定电流之和;对向一个采区供电的电缆,应取采区最大电流;而对并列运行的电缆线路,则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1)按长时最大工作电流选择电缆主截面 (1)流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = (4-19) 式中 ca I —长时最大工作电流,A ; N I —电动机的额定电流,A ; N U —电动机的额定电压,V ; N P —电动机的额定功率,kW ; N ?cos —电动机功率因数; N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时,长时最大工作电流ca I ,取2台电动机额定电流之和,即 21N N ca I I I += (4-20) 向三台及以上电动机供电的电缆,长时最大工作电流ca I ,用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= (4-21) 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流,A ; N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和,kW ; N U —额定电压,V ;

距离保护整定计算例题

距离保护整定计算例题 题目:系统参数如图,保护1配置相间距离保护,试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定,并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ,线路阻 抗角为75 ,Kss=1.5,返回系数Kre=1.2,III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5,III 段近后备 1.5,远后备 1.2。 解: 1、计算各元件参数,并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合

Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5),满足规程要求 3)时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866, L= 30 2)负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act (30) Z act (30 )= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3)整定阻抗Z III set1, set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act (30 ) =75.61, set =75 (2)采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94

煤矿井下继电保护整定计算试行

郑州煤炭工业(集团)有限责任公司( 函) 郑煤机电便字【2016】14号 关于下发井下供电系统继电保护整定方案 (试行)的通知 集团公司各直管矿井及区域公司: 为加强井下供电系统安全的管理,提高矿井供电的可靠性,必须认真做好供电系统继电保护整定工作。结合郑煤集团公司所属矿井的实际情况,按照电力行业的有关标准和要求,特制定《井下供电系统继电保护整定方案》(试行),请各单位根据井下供电系统继电保护整定方案,结合本单位的实际情况,认真进行供电系统继电保护整定计算,并按照计算结果整定。在实际执行中不断完善,有意见和建议的,及时与集团公司机电运输部联系。 机电运输部 二〇一六年二月二十九日 井下供电系统继电保护整定 方案(试行) 郑煤集团公司

前言 为提高煤矿井下供电继电保护运行水平,确保井下供电可靠性,指导供电管理人员对高低压保护整定工作,集团公司组织编写了《井下供电系统继电保护整定方案》(试行)。 《井下供电系统继电保护整定方案》共分为六章,第一章高低压短路电流计算,第二章井下高压开关具有的保护种类,第三章矿井高压开关短路、过载保护整定原则及方法,第四章井下供电高压电网漏电保护整定计算,第五章低压供电系统继电保护整定方案,第六章127伏供电系统整定计算方案。 由于煤矿继电保护技术水平不断提高,技术装备不断涌现,加之编写人员水平有限,编写内容难免有不当之处,敬请各单位在今后的实际工作中要针对新情况新问题不断总结和完善,对继电保护的整定计算方案提出改进意见和建议。 二〇一六年二月二十九日 目录 第一章高低压短路电流计算............................................................ 第一节整定计算的准备工作...................................................... 第二节短路计算假设与步骤...................................................... 第三节各元件电抗计算............................................................ 第四节短路电流的计算............................................................ 第五节高压电气设备选择......................................................... 第六节短路电流计算实例......................................................... 第二章高压配电装置所具有的保护种类 ............................................ 第一节过流保护装置............................................................... 第二节单相接地保护............................................................... 第三节其它保护种类...............................................................

20距离保护的整定计算实例

例3-1 在图3—48所示网络中,各线路均装有距离保护,试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =?I A,功率因数9.0cos =?,各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ,阻抗角 70k =?,电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ?U 取等于110(9.0N N =U U kV )。 图3—48 网络接线图 解: 1.有关各元件阻抗值的计算 AB 线路的正序阻抗 Ω=?==12304.0L 1AB AB Z Z BC 线路的正序阻抗 Ω=?==24604.0L 1BC BC Z Z 变压器的等值阻抗 Ω=?=?= 1.445 .311151005.10100%2 T 2 T k T S U U Z 2.距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗: Ω=?==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ Ⅰ (2)动作时间:01=Ⅰ t s 3.距离Ⅱ段 (1)动作阻抗:按下列两个条件选择。 1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合 )(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ?+=Ⅰ ⅡⅡ 式中,取8.0,85.0rel rel ==Ⅱ ⅠK K , min b ?K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护

1而言的 图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路 最小分支系数,如图3-49所示,当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时, 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ???? ? ??++=+?++== X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ?K ,上式中A X 应取可能最小值,即A X 最小,而B X 应取最大可能值,而相邻双回线路应投入,因而 19.1215 .11301220min .b =??? ? ??++=K 于是 Ω=??+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定(在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护,此原则为与该快速差动保护相配合), )(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ?+=Ⅱ Ⅱ 此处分支系数min b ?K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数,由图3-53可见 Ω =?+==++=++== ?3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB

继电保护整定计算例题

如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω,线路阻抗角?=651?,线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ,功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =,K I ∏ rel =,K ss =2,K res =,电源 电动势E=115kV ,系统阻抗为X max .sA =10Ω,X min .sA =8Ω,X max .sB =30Ω,X min .sB =15Ω;变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护;t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω,其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时,求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限,并校 验I ∏∏、段灵敏度。(要求∏sen ≥;作为本线路的近后备保护时,I ∏sen ≥;作为相邻下一线路远后备时,I ∏sen ≥) 解:(1)距离保护1第I 段的整定。 1) 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间:s t 01=I 。 (2)距离保护1第∏段的整定。 1)整定阻抗:保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器,所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。

a )与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ) 其中, Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ; min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数(见图 4-15)。 当保护3的I 段末端K 1点短路时,分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 (4-3) 分析式(4-3)可看出,为了得出最小分支系数,式中SA X 应取最小值min .SA X ;而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b )与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合,变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行,所以将两台变压器作为一个整体考虑,分支系数的计算方法和结果同a )。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性,选a )和b )的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为

继电保护整定计算公式定理汇总

继电保护整定计算公式汇编 为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作,提高保护的可靠性快速性、灵敏性,为此,将常用的继电保护整定计算公式汇编如下,仅供参考。有不当之处希指正: 一、电力变压器的保护: 1、瓦斯保护: 作为变压器内部故障(相间、匝间短路)的主保护,根据规定,800KV A以上的油浸变压器,均应装设瓦斯保护。 (1)重瓦斯动作流速:0.7~1.0m/s。 (2)轻瓦斯动作容积:S b<1000KV A:200±10%cm3;S b在1000~15000KV A:250±10%cm3;S b在15000~100000KV A:300±10%cm3;S b>100000KV A:350±10%cm3。 2、差动保护:作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。包括平衡线圈I、II及差动线 圈。 3、电流速断保护整定计算公式: (1)动作电流:Idz=Kk×I(3)dmax2

继电器动作电流:u i d jx K dzj K K I K K I ???=2 max ) 3( 其中:K k —可靠系数,DL 型取1.2,GL 型取1.4 K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3 I (3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流 K i —电流互感器变比 K u —变压器的变比 一般计算公式:按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值,其公式为: i e jx K dzj K I K K I 1??= 其中:K k —可靠系数,取3~6。 K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3 I 1e —变压器一次侧额定电流 K i —电流互感器变比 (2)速断保护灵敏系数校验:

继电保护整定计算

第一部分:整定计算准备工作 一、收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图,一次设备参数(必 须是厂家实测参数或铭牌参数);二次回路设计,继电保护配置及原理接线图,LH、YH变比等。 二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。 三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编(第二版)、专 业规章制度;电力工程设计手册及参数书等。 第二部分:短路电流的计算 为给保护定值的整定提供依据,需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外,为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合,也需要计算系统的短路故障电流。 一、短路电流的计算步骤: 1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。 通常在计算的系统中,包含有发电机、变压器、输电线路等元件,变压器各侧的电压等级不同。为简化计算,在实际计算过程中采用标幺值进行。 在采用标幺值进行计算之前,尚需选择基准值,将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值,再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来,绘制出相应的标幺阻抗图。 2、简化标幺阻抗图。 为计算流经故障点的短路电流,首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算,最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。 3、求出总短路电流。 根据简化的标幺阻抗图,计算总短路电流。计算方法有以下两种,即查图法和对称分量法。 (1)查图法计算短路电流:首先求出发电机对短路点的计算电抗,然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。 (2)用对称分量法计算短路电流:首先根据不对称故障的类型,绘制出与故障相对应的各序量网路图,然后根据序量图计算出各短路序量电流,最后求出流经故障点的短路电流。 4、求出各支路的短路电流,并换算成有名值。 求出的电流为标幺值电流,可按下式换算成有名值电流。 I=I*×S B/√3U B 式中:I—有名值电流单位为安培 I*—标幺值电流 —基准容量; S B —该电压等级下的基准电压。 U B

段式电流保护的整定及计算

段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-

2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则:躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式: 式中: Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下,保护区末端B母线处三相相间短路时,流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数,一般取~。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验: 式中: X1——线路的单位阻抗,一般Ω/KM;

Xsmax —— 系统 最大 短路 阻 抗。 要求 最小 保护 范围 不得 低于 15%~20%线路全长,才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则:不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流,且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性,保护1的动作时限应该比保护2大。故: 式中: KⅡrel——限时速断保护可靠系数,一般取~; △t——时限级差,一般取;灵敏度校验: 规程要求:3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。 式中: KⅢrel——可靠系数,一般取~; Krel——电流继电器返回系数,一般取~;

Kss——电动机自起动系 数,一般取~;动作时间 按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远 后备进行计算。 式中: Ikmin——保护区末端短路时,流经保护的最小短 路电流。即:最小运行方式下,两相相间短路电 流。 要求:作近后备使用时,Ksen≥~ 作远后备使用时,Ksen≥注意:作近后备使用时,灵敏系数校验点取本条线路最末端;作远后备使用时,灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端; 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络,AB和BC均设有三段式电流保护。已知:1)线路AB长20km,线路BC长30km,线路电抗每公里欧姆;2)变电所B、C中变压器连接组别为Y,d11,且在变压器上装设差动保护;3)线路AB的最大传输功率为,功率因数,自起动系数取;4)T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧;5)系统最大电抗欧,系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解:(1)短路电流计算注意:短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级,否则会出现错误;双侧甚至多侧电源网络中,应取流经保护的短路电流值;在有限系统中,短路电流数值会随时间衰减,整定计算及灵敏度校验时,精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为: =1590(A)

10kv系统继电保护整定计算与配合实例

10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况: 两路10kV电源进线,一用一备,负荷出线6路,4台630kW电动机,2台630kVA变压器,所以采用单母线分段,两段负荷分布完全一样,右边部分没画出,右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据:最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A,最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A,变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定:根据计算,2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短,50米以内,这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算

采用GL型继电器,取消瞬时保护,过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合:电机速断一次动作电流360A,动作时间10S,则母联过流与此配合,360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限,瞬动部分无法配合,所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合

三段式电流保护的整定及计算汇总

第1章输电线路保护配置与整定计算 重点:掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点:保护的整定计算 能力培养要求:基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时:4学时 主保护:反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护:主保护拒动时,用来切除故障的保护,称为后备保护。 辅助保护:为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征: 相间短路(三相相间短路、二相相间短路) 接地短路(单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路) 其中,三相相间短路故障产生的危害最严重;单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是:故障相流动短路电流,故障相之间的电压为零,保护安装处母线电压降低;接地短路的特征: 1、中性点不直接接地系统 特点是: ①全系统都出现零序电压,且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成,零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成,零序电流滞后零序电压90°。显然,当母线上出线愈多时,故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压(金属性故障)为零,非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。

因此中性点不直接接地系统中,线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护;可以反应零序电流的大小构成零序电流保护;可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点: ①故障点的零序电压最高,离故障点越远处的零序电压越低,中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布,主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时,如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变,则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化,将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路,两端零序功率方向与正序功率方向相反,零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统(35KV及以下)输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障;由于小电流接地系统没有接地点,故单相接地短路仅视为异常运行状态,一般利用母线上的绝缘监察装置发信号,由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲,母线上出线回路数较多,也涉及供电的连续性问题,故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时,可不考虑Ⅰ段保护,仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别

距离保护整定计算

本科毕业设计(论 文) 继电保护整定计算的分析与研究 —距离保护整定计算 指导老师 学号 二O一二年六月 中国南京

摘要 继电保护是电力系统安全运行的防护线,继电保护的整定计算是继电保护装置正确动作的关键。随着电力系统的快速发展,电力系统的网络构成日趋复杂,继电保护的整定也越来越复杂,而且更费时费力,也更容易出错。规范继电保护整定计算,提高继电保护整定计算水平对于减少设备事故或杜绝事故的发生具有深刻的意义。如果能成功编制一款软件,该软件能够在各种各样的系统运行方式下,根据整定原则计算出继电保护装置的整定值,使装置正确动作,那么将很大程度上减少工作人员的工作量,使工作效率大大提高。 本文以三段式距离保护为例,介绍了如何利用软件开发工具Matlab编制三段式距离保护软件。主要使用了Matlab的GUI(图形用户界面)功能将距离保护整定计算划分成五个模块。用户通过这些模块的提示,能准确快速地计算出整个网络的继电保护装置的整定值,并且用户还可以根据系统运行方式的变化修改整定计算算法,使整定值能够适用于多种不同的运行方式,实现了整定计算过程的自动化和智能化。 【关键词】继电保护距离保护整定计算 Matlab

Abstract Relay protection is the line of defenceof safetyoperation of the power system.Settingcalculation of relayprotection is the key to the right action of relay protection devices. With the development of power system, powersystem network isbecoming moreand more complex, the rel ay protection is becomingmore and more complex, and more time-consuming and laborious, but alsomore prone to e rror.Specification for and raise the level of setting calculation of relay protectionhas profound significance on the reduction of equipment accident and avoiding the happeningof accidents.If we can successfully develop a piece ofsoftware,the software can calculatethe setting values in various operating mode of the system accordi ng to the principles of setting calculation of relay protection device setting value, so that the relay protec tion deviceswill act correctly.Itwill greatly r educe the workload of staff, greatly improvethe work efficiency. The paper takesthree sections distance protection f or an example andintroduceshow to programe the thr ee sections distance protectionwith the software developing tool--Matlab. The setting calculation of distance protection is divided into five modules by thhe main function of Matlab--GUI (graphical user interface ). Through these modules tips, users can accurately and quicklycalculate the relay protection device setting values of t he entire network, and the users can alsochangethe

继电保护整定计算

附录一 1、电网元件参数计算及负荷电流计算 1.1基准值选择 基准容量:MVA S B 100= 基准电压:V V V B k 115av == 基准电流:A V S I B B B k 502.03/== 基准电抗:Ω==25.1323/B B B I V Z 电压标幺值:05.1=E 1.2电网元件等值电抗计算 线路的正序电抗每公里均为0.4Ω/kM ;负序阻抗等于正序阻抗;零序阻抗为1.2Ω/kM ;线路阻抗角为80o。 表格2.1系统参数表

1.2.1输电线路等值电抗计算 (1)线路AB 等值电抗计算: 正序电抗:Ω=?=?=41534.0x 1AB AB L X 标幺值: 1059.025 .1324 1=== * B AB AB Z X X 零序阻抗:Ω=?=?=42532.1x 0.0AB AB L X 标幺值: 3176.025 .13242 .0.0=== * B AB AB Z X X (2)线路B C 等值电抗计算: 正序电抗:Ω=?=?=42064.0x 1BC BC L X 标幺值: 5181.025 .1324 2=== * B B C BC Z X X 零序阻抗:Ω=?=?=72062.1x 0.0BC BC L X 标幺值: 5444.025 .13272 .0.0=== * B B C BC Z X X (3)线路AC 等值电抗计算: 正序电抗:Ω=?=?=11.2284.0x 1AC AC L X 标幺值: 8470.025 .13211.2 ===* B A C AC Z X X 零序阻抗:Ω=?=?=33.6282.1x 0.0AC AC L X 标幺值: 2541.025 .13233.6 .0.0=== * B A C AC Z X X (4)线路CS 等值电抗计算: 正序电抗:Ω=?=?=20504.0x 1CS CS L X 标幺值: 1512.025 .13220 === * B CS CS Z X X 零序阻抗:Ω=?=?=60502.1x 0.0CS CS L X

距离保护的整定计算

距离保护的整定计算 一、距离保护第一段 1.动作阻抗 (1)对输电线路,按躲过本线路末端短路来整定,即取 AB K dz Z k Z '='?1 2.动作时限 0≈'t 秒。 二、距离保护第二段 1.动作阻抗 (1)与下一线路的第一段保护范围配合,并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响,即 ()BC k fz AB k dz Z K K Z K Z '+''=''?1 式中 fz K 为分支系数 min ???? ??=AB BC fz I I K (2)与相邻变压器的快速保护相配合 ()B fz AB k dz Z K Z K Z +''=''?1 取(1)、(2)计算结果中的小者作为1?''dz Z 。 2. 动作时限 保护第Ⅱ段的动作时限,应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段,即 12C A B A ' 图3-50 电力系统接线图 A Z 'B A B Z B C Z Z 'Z ''Z ' ''00.5t Z 'Z ''Z ' ''00.5t 3 A Z 12C A B A ' 图3-50 电力系统接线图A Z 'B A B Z B C Z Z 'Z ''Z ' ''00.5t Z 'Z ''Z ' ''00.5t 3 A Z

t t t t ?≈?+'=''21 3.灵敏度校验 5.1≥''= AB dz lm Z Z K 如灵敏度不能满足要求,可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗,即 ()2.dz fz AB k dz Z K Z K Z ''+''='' 这时,第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段,即 t t t ?+''=''21 三、 距离保护的第三段 1.动作阻抗 按躲开最小负荷阻抗来选择,若第Ⅲ段采用全阻抗继电器,其动作阻抗为 min .1.1 fh zq h k dz Z K K K Z '''=''' 式中 2.动作时限 保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段,即 t t t ?+'''='''2 3.灵敏度校验 作近后备保护时 5.11.≥'''= ?AB dz lm Z Z K 近 作远后备保护时 2 .1≥+'''= ?BC fz AB dz lm Z K Z Z K 远 式中,K fz 为分支系数,取最大可能值。 思考:灵敏度不能满足要求时,怎么办? 解决方法:采用方向阻抗继电器,以提高灵敏度 方向阻抗继电器的动作阻抗的整定原则与全阻抗继电器相同。考虑到正常运行时,负荷阻抗的阻抗角 fh ?较小, (约为 25),而短路时,架空线路短路阻抗角d ?较大(一般约为 65~ 85)。如果选取方向阻抗继电器的最大灵敏角d lm ??=,则方向阻抗继电器的动作阻抗为

继电保护定值整定计算公式大全()..

继电保护定值整定计算公式大全 1负荷计算(移变选择) 式中S ca -- 一组用电设备的计算负荷, kVA ; 刀P N --具有相同需用系数 K de 的一组用电设备额定功率之和, kW 综采工作面用电设备的需用系数 Ki e 可按下式计算 式中P maL 最大一台电动机额定功率, kW ; COS wm -- 一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择: (1) 向一台移动变电站供电时,取变电站一次侧额定电流,即 式中 S N —移动变电站额定容量,kV?A ; U 1N —移动变电站一次侧额定电压, V ; I 1N —移动变电站一次侧额定电流, A 。 (2) 向两台移动变电站供电时,最大长时负荷电流 流之和,即 ,, , (S N 1 S N 2)103 I ca I 1N1 I 1N2 = 3 U 1N (3) 向 3台及以上移动变电站供电时,最大长时负荷电流 l ca 为 I ca I 1N S N 103 (4-13) P N 103 ca K SC cOS wm (4-15) wm k de g P N COS wm (4-1 ) k de 0.4 0.6 P max P N (4-2) I ca 为两台移动变电站一次侧额定电 (4-14)

式中I ca —最大长时负荷电流,A ; P N—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和, kW ;

K sc —变压器的变比; COS wm 、n wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 (4)对向单台或两台高压电动机供电的电缆,一般取电动机的额定电流之和;对向一 个采区供电的电缆,应取采区最大电流; 而对并列运行的电缆线路, 以考虑。 3、低压电缆主芯线截面的选择 1)按长时最大工作电流选择电缆主截面 (1 )流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指 1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为 电动机的额定电流。 ② 干线。干线是指控制 2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时,长时最大工作电流 l c a ,取2台电动机额定电流之和,即 I ca I N1 I N2 式中I ca —干线电缆长时最大工作电流, A ; U N —额定电压,V ; 则应按一路故障情况加 I I P N 103 ca N N cos N N I ca -长时最大工作电流, A ; I N -电动机的额定电流, A ; U N - 电动机的额定电压, V ; P N - -电动机的额定功率, kW ; cos N —电动机功率因数; N -电动机的额定效率。 (4-19) (4-20) 向三台及以上电动机供电的电缆,长时最大工作电流 I ca ,用下式计算 I K de P N 103 I ca ?- 3U N COS wm (4-21) P N —由干线所带电动机额定功率之和, kW ; 式中

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继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算(移变选择): cos de N ca wm k P S ?∑= (4-1) 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷,kVA ; ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和,kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6.04.0 (4-2) 式中 P max --最大一台电动机额定功率,kW ; wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择: (1)向一台移动变电站供电时,取变电站一次侧额定电流,即 N N N ca U S I I 13 1310?== (4-13) 式中 N S —移动变电站额定容量,kV ?A ; N U 1—移动变电站一次侧额定电压,V ; N I 1—移动变电站一次侧额定电流,A 。 ( 2)向两台移动变电站供电时,最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和,即 3 1112ca N N I I I =+=(4-14) (3)向3台及以上移动变电站供电时,最大长时负荷电流ca I 为

3 ca I = (4-15) 式中 ca I —最大长时负荷电流,A ; N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和,kW ; N U —移动变电站一次侧额定电压,V ; sc K —变压器的变比; wm ?cos 、ηwm —加权平均功率因数和加权平均效率。 (4)对向单台或两台高压电动机供电的电缆,一般取电动机的额定电流之和;对向一个采区供电的电缆,应取采区最大电流;而对并列运行的电缆线路,则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1)按长时最大工作电流选择电缆主截面 (1)流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103 ?== (4-19) 式中 ca I —长时最大工作电流,A ; N I —电动机的额定电流,A ; N U —电动机的额定电压,V ; N P —电动机的额定功率,kW ; N ?cos —电动机功率因数; N η—电动机的额定效率。

19距离保护整定计算

第二节 阻抗继电器动作特性 四. 方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法 当保护出口正方向发生相间短路时,故障线路母线上的残余电压将降低到零,即。由动作方程分析,继电器不动作。这种不动作的范围,称为保护装置的“死区”。为了减小和消除死区,常采用以下措施。 1.增加记忆回路 引入记忆电压。 2.引入第三相电压 五、阻抗继电器的精工电流和精工电压 1.阻抗继电器测量阻抗与测量电流的关系曲线: 由图可见,当加入继电器的电流较小时,继电器的动作阻抗将下降,使阻抗继电器的实际保护范围缩短。I op.min-----阻抗继电器的最小动作电流。这将影响到与相邻线路阻抗元件的配合,甚至引起非选择性动作。 2.阻抗继电器的精工电流和精工电压 为了把动作阻抗的误差限制在一定的范围内,规定了精工电流。所谓精工电流,就是当继电器的动作阻抗时,通过的电流。 Iacmin-----阻抗继电器的最小精确工作电流 Iacmax-----阻抗继电器的最大精确工作电流 为了便于衡量阻抗继电器的灵敏度,有时应用精工电压作为继电器的质量指标。所谓精工电压就是精工电流和整定阻抗的乘积,用表示。 第3节阻抗继电器的接线方式 根据距离保护的工作原理,加入继电器的电压和电流应满足如下要求: 1.继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点,即与故障点至保障

安装处的距离成正比。 2.继电器的测量阻抗应与故障类型无关,即保护范围不随故障类型而变化。 类似功率方向继电器的定义方式,阻抗继电器常用的接线方式有四类,如表3-1中所示。表3-1 阻抗继电器的常用接线方式 0°-30°30° KR1 KR2 KR3 继电器 接线方式 第五节距离保护的整定计算 以图3-46 为例,说明三段式距离保护的整定计算。 图3—46 电力系统接线图 一、距离保护第一段 1.动作阻抗 (1)对输电线路,按躲过本线路末端短路来整定,即取 式中—可靠系数,取0.8~0.85。 2.动作时限:人为延时为零,即秒。 二、距离保护第二段 1.动作阻抗 (1)与下一线路的第一段保护范围配合,并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响,即

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