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1、PPT模板下載: 220kV變電站保護(hù)配置http:/目錄 引言 發(fā)電發(fā)電輸電輸電變電變電配電配電用電用電 變電站是電網(wǎng)中一個(gè)個(gè)的變電站是電網(wǎng)中一個(gè)個(gè)的節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn),用以,用以匯集電源、升降匯集電源、升降電壓和分配電力電壓和分配電力。1.1 變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用 繼電保護(hù)裝置,就是指能反應(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(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。1.2 什么是繼電保護(hù)裝置 任何電力設(shè)備和線路,在任何時(shí)候不得處于無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。組成:測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分1.3 繼電保護(hù)裝置的組成保護(hù)及自動(dòng)裝置測(cè)控裝置計(jì)量裝置二次電壓二次電流線路電壓母線電壓1.
2、4 繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求 可靠性可靠性繼電繼電保護(hù)保護(hù)四個(gè)四個(gè)基本基本要求要求 快速性快速性 靈敏性靈敏性 選擇性選擇性 2.1 10kV線路保護(hù)10kV線路保護(hù)配置:過流保護(hù)、重合閘2.1.1 2.1.1 過流保護(hù)過流保護(hù) 當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,并且當(dāng)故障點(diǎn)離保護(hù)安裝處越近,短路電流也相對(duì)越大。保護(hù)保護(hù) 當(dāng)短路電流超過當(dāng)短路電流超過整定值整定值時(shí)電流元件動(dòng)作,并通過時(shí)電流元件動(dòng)作,并通過動(dòng)作動(dòng)作時(shí)間時(shí)間與下一級(jí)線路保護(hù)配合,以保證動(dòng)作的選擇性。與下一級(jí)線路保護(hù)配合,以保證動(dòng)作的選擇性。 保護(hù)范圍保護(hù)范圍動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)間電流速斷(段)被保護(hù)線路全長(zhǎng)的2050。保護(hù)裝置的
3、固有動(dòng)作時(shí)間。限時(shí)電流速斷( 段)被保護(hù)線路的全長(zhǎng)及下一線路(不超過下一條線路的I段)。動(dòng)作時(shí)限要與下一線路段的動(dòng)作時(shí)限相配合,一般為0.5s。過電流保護(hù)(段)本線路和下一線路的全長(zhǎng)乃至更遠(yuǎn),并躲過線路最大負(fù)荷電流。其動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定。段段段段段段整定值最大,延時(shí)最短段段段段段段整定值最小,延時(shí)最長(zhǎng)L1L2L3三段式過流保護(hù)三段式過流保護(hù)2.1.1 2.1.1 過流保護(hù)過流保護(hù)三段式過流保護(hù)動(dòng)作邏輯三段式過流保護(hù)動(dòng)作邏輯 II整定段 II整定段 II整定段 t t 1出口 當(dāng)任一相電流大于定值,經(jīng)相應(yīng)段的延時(shí),三段取或門,也就是任一段動(dòng)作,保護(hù)均出口跳閘。電流定值動(dòng)作時(shí)間2.1.1 2.
4、1.1 過流保護(hù)過流保護(hù) 將輸電線路一端的電壓、電流引入保護(hù)裝置中,求得電壓和電流的比值,即測(cè)量阻抗。U/I2.2 35kV線路保護(hù)距離保護(hù)分類-接地距離保護(hù)、相間距離保護(hù)反映各種接地故障反映各種相間故障35kV線路保護(hù)配置:過流保護(hù)、距離保護(hù)、重合閘2.2.1 2.2.1 距離保護(hù)距離保護(hù)三段式距離保護(hù)保護(hù)范圍保護(hù)范圍動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)間段被保護(hù)線路全長(zhǎng)的8085。保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間。段被保護(hù)線路的全長(zhǎng)及下一線路全長(zhǎng)的3040。動(dòng)作時(shí)限要與下一線路段的動(dòng)作時(shí)限相配合,一般為0.5s。段本線路和下一線路的全長(zhǎng)乃至更遠(yuǎn)。其動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定。整定值最小,時(shí)間最短整定值最大,時(shí)間最長(zhǎng)2.2.1
5、 2.2.1 距離保護(hù)距離保護(hù)三段式距離保護(hù)動(dòng)作邏輯 當(dāng)任一測(cè)量阻抗小于定值,經(jīng)相應(yīng)段的延時(shí)出口跳閘,三段取或門,也就是任一段動(dòng)作保護(hù)均出口。阻抗定值動(dòng)作時(shí)間 ZZ整定段 t t 1出口 ZZ整定段 Z 整定值,跳開線路開關(guān)整定值,跳開線路開關(guān) 3I0四段式零序過流保護(hù)四段式零序過流保護(hù)保護(hù)名稱保護(hù)情況零序段按躲過本線路末端單相短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置的電流整定,不能保護(hù)線路全長(zhǎng)零序段與相鄰線路靈敏段配合,不僅保護(hù)本線路全長(zhǎng),還延伸至相鄰線路零序段與相鄰線路段配合,是、段的后備保護(hù)零序段作為零序電流段后備保護(hù)2.3.1 2.3.1 零序過流保護(hù)零序過流保護(hù) 概念:就是用某種通信通道將輸電線兩端的保護(hù)
6、裝置縱向聯(lián)結(jié)起來,將各端的電氣量(電流、功率的方向等)傳送到對(duì)端,將兩端的電氣量比較,以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外,從而決定是否切斷被保護(hù)線路。 保保護(hù)護(hù)保保護(hù)護(hù)2.3.2 2.3.2 縱聯(lián)保護(hù)線路正常運(yùn)行及外部故障時(shí):MNIMIN保護(hù)保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí):保護(hù)保護(hù)MNIMIN電流的參考方向以電流的參考方向以母線母線流向線路流向線路為正方向。為正方向。2.3.2 2.3.2 縱聯(lián)保護(hù) 不對(duì)稱故障時(shí),利用近故障側(cè)切除后負(fù)荷電流的消失,可以實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱故障時(shí)相繼跳閘。 當(dāng)線路末端不對(duì)稱故障時(shí)(B、C相間故障), N 側(cè)段動(dòng)作快速切除故障,由于三相跳閘,非故障相電流同時(shí)被切除, M 側(cè)保護(hù)
7、測(cè)量到任一相負(fù)荷電流突然消失,而段距離元件連續(xù)動(dòng)作不返回時(shí),將 M 側(cè)開關(guān)不經(jīng)段延時(shí)即跳閘,將故障切除。 .3 不對(duì)稱相繼速動(dòng) 在并列雙回線兩條線路的雙回線相繼速動(dòng)投入的前提下,它們段距離元件動(dòng)作或其它保護(hù)跳閘時(shí),輸出FXJ信號(hào)(由保護(hù)1、3發(fā)出)分別閉鎖另一回線段距離相繼速跳元件。.4 雙回線相繼速動(dòng)1 13 32 24 4L L1 1L L2 2M MN N雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)原理說明圖12.4 220kV線路保護(hù) 配置基本原則雙重化完整獨(dú)立一一對(duì)應(yīng)220kV及以上線路220kV及以上母線110kV及以上主變保護(hù)能處理可能發(fā)生的所有類型的故障兩套保護(hù)裝置的跳閘
8、回路應(yīng)與斷路器的兩個(gè)跳閘線圈2.4 220kV線路保護(hù) 220kV線路保護(hù)類型:電流差動(dòng)及高頻保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)、重合閘、開關(guān)失靈保護(hù)2.4.1 2.4.1 重合閘重合閘 自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。前加速后加速 第一次故障時(shí),保護(hù)有選擇性動(dòng)作,然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上,則在斷路器合閘后,再加速保護(hù)動(dòng)作。瞬時(shí)切除故障 當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí),靠近電源側(cè)的保護(hù)先無選擇性地瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘,而后再靠重合閘來糾正這種非選擇性動(dòng)作。停用綜重三重2.4.1 2.4.1 重合閘重合閘單重單相故障:跳X相,重合X相,重合不成功跳三相相間故障:跳三相,不重合
9、任何故障,跳三相,合三相,重合不成功跳三相單相故障:按單相重合閘方式處理相間故障:按三相重合閘方式處理重合閘退出,任何故障跳三相不重合中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)與中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相故障時(shí)有何區(qū)別?小結(jié)保護(hù)名稱主保護(hù)后備保護(hù)其他保護(hù)10kV線路保護(hù)過流保護(hù)(兩段或三段式(方向)過電流保護(hù)兩段或三段式(方向)過電流保護(hù))、重合閘35kV線路保護(hù)距離保護(hù)、過流保護(hù)(兩段或三段式(方向)過電流兩段或三段式(方向)過電流保護(hù)保護(hù))、重合閘110kV線路保護(hù)電流差動(dòng)或高頻保護(hù)(縱聯(lián)保護(hù))(縱聯(lián)保護(hù)) 距離保護(hù)(相間、相間、接地距離接地距離)、零序保護(hù)(四段式零序四段式零序方向過流保護(hù)方向過流保護(hù))、不對(duì)稱相
10、繼速動(dòng)、雙回線相繼速動(dòng)重合閘220kV線路保護(hù)電流差動(dòng)及高頻保護(hù) 距離保護(hù)、零序保護(hù)重合閘、開關(guān)失靈保護(hù) 主變保護(hù)電量保護(hù)差動(dòng)保護(hù)3.1 主變保護(hù)配置后備保護(hù)非電量保護(hù)單套配置雙套配置輕瓦斯保護(hù)重瓦斯保護(hù)只發(fā)信3.2 主變保護(hù)的保護(hù)范圍差動(dòng)保護(hù):保護(hù)CT范圍內(nèi)的主變非電量保護(hù):僅保護(hù)主變本體后備保護(hù):保護(hù)本側(cè)開關(guān)后的母線部分(高后備作為中低后備的后備保護(hù))3.2 差動(dòng)保護(hù) 變壓器差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成,即將變壓器各側(cè)電流互感器的二次電流進(jìn)行相量相加。原理 用來保護(hù)變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障,同時(shí)也可以用來保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。作用區(qū)外故障區(qū)外故障把變壓器看成
11、電路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),流入的電流等于流出的電流,即相量和為0,所以差動(dòng)電流差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。0321IIIId3.2 差動(dòng)保護(hù)電流的參考方向以電流的參考方向以母線母線流向變壓器流向變壓器為正方向。為正方向。區(qū)內(nèi)故障各側(cè)短路電流都是由母線流向變壓器,差動(dòng)電流很大,容易滿足差動(dòng)方程,差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。110KV220KV35KV1I2I3I321IIIId3.2 差動(dòng)保護(hù)3.3 瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)用來反映變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時(shí)也能反映繞組的開焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障,瓦斯保護(hù)同樣能可靠反應(yīng)原理 當(dāng)變壓器的內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí),電弧分解油產(chǎn)生的氣體在流向油枕的途中沖擊氣體繼電器,使重
12、瓦斯動(dòng)作于跳閘。當(dāng)變壓器由于漏油等造成油面降低時(shí),輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)作用3.4 復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)原理作用 高中低壓三側(cè)均裝設(shè),作為主變和相鄰元件短路故障的后備保護(hù)。 復(fù)合電壓元件由低電壓元件、負(fù)序過電壓元件組成。加裝復(fù)合電壓閉鎖后,過流的整定值就可以降低,提高靈敏度。3.4 復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)過流保護(hù):任一相電流大于整定值。方向元件將本側(cè)母線TV提供的電壓與本側(cè)電流的相位角進(jìn)行比較。3.4 復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)方向跳閘開關(guān)復(fù)合電壓閉鎖元件220kV側(cè)指向主變跳三側(cè)三側(cè)電壓“或”110kV側(cè)指向母線 跳母聯(lián)、跳本側(cè)、跳三側(cè)三側(cè)電壓“或”10kV側(cè)一般不帶方向跳母聯(lián)(分段)、跳本側(cè)、跳三側(cè)
13、三側(cè)電壓“或” 對(duì)于中性點(diǎn)直接接地的變壓器, 110kV、220kV側(cè)零序方向過流保護(hù)作為主變和相鄰元件接地短路故障的后備保護(hù)。3I0 整定值判定短路為正方向&出口跳閘t3.5 零序方向過流保護(hù) 間隙保護(hù)包括間隙零序過流和零序過電壓,作為變壓器中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地運(yùn)行時(shí),接地故障的后備保護(hù)。3.6 間隙保護(hù)方式一:取自變壓器中性方式一:取自變壓器中性點(diǎn)絕緣套管點(diǎn)絕緣套管CT方式二:取自放電間隙方式二:取自放電間隙CT零序電壓取自零序電壓取自PT開口三角開口三角小結(jié):電量保護(hù)配置主保護(hù)兩套不同原理的縱差保護(hù)后備保護(hù)-10kV/35kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖的過流保護(hù)后備保護(hù)-110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖
14、的過流保護(hù)零序方向過流保護(hù)間隙過流和間隙過壓保護(hù)后備保護(hù)-220kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖的過流保護(hù)零序方向過流保護(hù)間隙過流和間隙過壓保護(hù)電量保護(hù)配置其他:過負(fù)荷保護(hù)保護(hù)功能保護(hù)功能保護(hù)范圍保護(hù)范圍動(dòng)作后果動(dòng)作后果用途說明用途說明主保護(hù)比率差動(dòng)/差動(dòng)速動(dòng)/工頻變化量差動(dòng)主變?nèi)齻?cè)開關(guān)CT之間1、跳各側(cè)斷路器。2、啟動(dòng)高、中壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)3、閉鎖110/220kV斷路器重合閘。4、啟動(dòng)故障錄波器。5、發(fā)信號(hào)。高、中壓側(cè)內(nèi)部及引線各種故障瞬時(shí)動(dòng)作的主保護(hù)。低壓側(cè)相間短路故障低后備復(fù)壓過流主變、母線、線路t1時(shí)限跳本側(cè)開關(guān)t2時(shí)限跳各側(cè)開關(guān)并發(fā)信號(hào)作為主變、低壓母線、出線相間故障的保護(hù)小結(jié)保護(hù)保護(hù)功能功能
15、保護(hù)范圍保護(hù)范圍動(dòng)作后果動(dòng)作后果用途說明用途說明高中后備高壓側(cè)復(fù)壓方向過流保護(hù)母線:本側(cè)母線線路延時(shí)t1跳母聯(lián)開關(guān)并發(fā)信號(hào)(視現(xiàn)場(chǎng)情況而定)延時(shí)t2跳本側(cè)開關(guān)并發(fā)信號(hào)延時(shí)t3跳各側(cè)開關(guān)并發(fā)信號(hào)作為變壓器相間故障的后備和本側(cè)母線、出線相間故障的后備中性點(diǎn)間隙保護(hù)主變、高中壓側(cè)母線和線路跳各側(cè)斷路器并發(fā)信號(hào)作為變壓器接地故障的近后備和外部接地故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)高壓側(cè)零序過流主變、母線、線路t1時(shí)限跳母聯(lián)并發(fā)信號(hào)t2時(shí)限跳本側(cè)并發(fā)信號(hào)t3時(shí)限跳各側(cè)并發(fā)信號(hào)作為主變、母線、出線接地故障的保護(hù)高壓側(cè)過負(fù)荷發(fā)信號(hào)3.7 220kV主變電量保護(hù) 285283286284201-1-1-1-2-2-2四、繼電保
16、護(hù)保護(hù)范圍的劃分四、繼電保護(hù)保護(hù)范圍的劃分母線差動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)范圍保護(hù)范圍母小差母小差保護(hù)范圍保護(hù)范圍母小差母小差保護(hù)范圍保護(hù)范圍母線及母聯(lián)間隔保護(hù)范圍的劃分 線路保護(hù)與母差保護(hù)范圍重疊區(qū)域 線路間隔線路間隔線路線路保護(hù)范圍保護(hù)范圍母線差動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)范圍保護(hù)范圍I1I2I3I4 正常運(yùn)行時(shí),在母線所有連接元件中,流入的電流和流出的電流相等。(如果設(shè)定TA的正級(jí)性端在母線側(cè),電流參考方向由母線流向線路為正方向。)0I4.1 母線保護(hù)原理0IIn1jjdI1I2I3I4母差保護(hù)范圍外故障:把母線看成電路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)上各元件電流相量和為0,所以差動(dòng)電流為0,差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。04321IIII
17、Id4.1 母線保護(hù)原理I1I2I3I4 母差保護(hù)范圍內(nèi)故障:各元件實(shí)際短路電流都是由線路流向母線(短路點(diǎn)),此時(shí)差動(dòng)電流很大,差流元件動(dòng)作。4.1 母線保護(hù)原理用于雙母線或單母線分段接線方式的微機(jī)型母差保護(hù)由母線大差和各段母線小差組成。大差元件母小差母小差由除了母聯(lián)開關(guān)以外的母線所有其余支路的電流構(gòu)成,作用是區(qū)分母線內(nèi)和母線外故障。由與該母線相連的各支路電流構(gòu)成,作用是選擇故障母線。III2852832862842014.1 母線保護(hù)原理4.2 母線保護(hù)配置220kV母線保護(hù)110kV母線保護(hù)220kV220kV變電站變電站雙重配置單套配置保護(hù)范圍:所在母線各出線開關(guān)CT至母線(包括母線PT
18、、避雷器)動(dòng)作條件:大差動(dòng)作+I小差或II小差動(dòng)作+復(fù)壓開放動(dòng)作結(jié)果:跳開故障母線上的所有開關(guān)(包括母聯(lián)) 母聯(lián)過流保護(hù)雙母接線的雙母接線的母線保護(hù)裝母線保護(hù)裝置功能置功能母聯(lián)充電保護(hù)母聯(lián)非全相保護(hù)(110kV無此功能)母聯(lián)死區(qū)保護(hù)母聯(lián)失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù)(110kV無此功能)母線差動(dòng)保護(hù)4.2 母線保護(hù)配置母聯(lián)充電保護(hù):當(dāng)任一組母線檢修后再投入之前,利用母聯(lián)斷路器對(duì)該母線進(jìn)行充電時(shí)可投入母聯(lián)充電保護(hù),若母線存在故障時(shí),則充電保護(hù)切除故障。CT3CT4III4.3 母聯(lián)充電、過流保護(hù)母聯(lián)過流保護(hù):利用母聯(lián)斷路器作為線路的臨時(shí)保護(hù)時(shí),當(dāng)線路有故障時(shí),由母聯(lián)過流保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)開關(guān)切除故障。4.3
19、 母聯(lián)充電、過流保護(hù)若母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián)TA之間發(fā)生故障,斷路器側(cè)母線跳開后故障仍然存在,正好處于TA側(cè)母線小差的死區(qū),為提高保護(hù)動(dòng)作速度,專設(shè)了母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。注意:母聯(lián)死區(qū)保護(hù)經(jīng)過兩條母線的復(fù)合電壓閉鎖4.4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)-1-1-2-2-1-2285283286284201大差元件母小差母小差母差保護(hù)判定為II母線故障跳開II母母聯(lián)開關(guān)已跳開母聯(lián)CT仍有電流大差元件不返回II母小差元件不返回母聯(lián)死區(qū)保護(hù)動(dòng)作跳開I母4.4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)III-1-1-2-2-1-2285283286284201考慮到母線分列運(yùn)行的考慮到母線分列運(yùn)行的情況情況,防止造成兩條母防止造成兩條母線全停線全停。當(dāng)兩母線當(dāng)
20、兩母線都有都有電壓電壓、母聯(lián)在、母聯(lián)在跳位跳位且三且三相均相均無電流無電流時(shí),母聯(lián)電時(shí),母聯(lián)電流不再計(jì)入兩條母線小流不再計(jì)入兩條母線小差。差?!胺饽嘎?lián)CT”4.4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)4.5 母聯(lián)失靈保護(hù)母聯(lián)開關(guān)失靈判別及動(dòng)作條件母聯(lián)失靈動(dòng)作后母聯(lián)失靈動(dòng)作后切除兩母線上所有連接元件切除兩母線上所有連接元件在一定時(shí)間內(nèi)母聯(lián)仍存在電流兩母線電壓閉鎖均動(dòng)作有保護(hù)曾給它發(fā)過跳閘命令啟動(dòng)失靈壓板支路1支路2雙母線接線,斷路器失靈保護(hù)與母線保護(hù)一體化,失靈保護(hù)動(dòng)作后,跳開失靈開關(guān)所在母線上其他所有的開關(guān)。4.6 斷路器失靈保護(hù) 5.1 電容器保護(hù) 電容器斷路器CT至電容器的一次設(shè)備。包括CT、刀閘、限流電抗器及電
21、容器等。保護(hù)范圍 過流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、不平衡保護(hù)(不同接線形式其配置有所不同)。保護(hù)配置5.2 備自投保護(hù)當(dāng)工作電源因故障被斷開以后,能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入工作,保證用戶連續(xù)供電的裝置。作用110kV進(jìn)線備自投方式常見方式10kV分段開關(guān)備自投方式I2Ux1Ux2IaIbIc3DL1# PT2# PT1# 進(jìn) 線2# 進(jìn) 線1DL2DLI1方式一(1#進(jìn)線運(yùn)行,2#進(jìn)線熱備用)動(dòng)作過程:充電完成后,若、母均無壓,2#進(jìn)線線路Ux2有壓,I1無流,延時(shí)跳開1DL,確認(rèn)1DL跳開后合2DL開關(guān)。方式二(1#進(jìn)線熱備用,2#進(jìn)線運(yùn)行),類似方式一。1)110kV進(jìn)線備自投方式5.2 備自投保護(hù)方式三、四(兩段母線分列運(yùn)行,橋開關(guān)熱備用)動(dòng)作過程:充電完成后,若母無壓,進(jìn)線I1無流,母有壓,延時(shí)跳開1DL,確認(rèn)1DL跳開后合3DL開關(guān)。方式四動(dòng)作過程類似方式三5.2 備自投保護(hù)I2Ux1Ux2IaIb
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