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文檔簡介

四變電所主接線選擇4.1變電站主變壓器的選擇(一)、主變壓器型式的選擇1、變電站一般采用三相變,在運(yùn)輸條件限制時(shí)才考慮采用單相變。2、在具有三種電壓的變電所中,如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上,或低壓側(cè)雖無負(fù)荷,但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí),主變壓器宜選用三繞組變壓器。3、降壓站如連接兩種110kV以上中性點(diǎn)接地系統(tǒng),除低壓側(cè)負(fù)荷很大外,應(yīng)優(yōu)先采用自耦變。4、潮流變化和電壓波動(dòng)大的變電所可考慮采用有載調(diào)壓變。(二)、變壓器臺(tái)數(shù)選擇1、一般選兩臺(tái)變壓器,在下列特殊情況下可只選一臺(tái):

1)只有一個(gè)電源;2)可以從二次電壓網(wǎng)絡(luò)取得備用電源;3)主要供季節(jié)性用電或允許停電的負(fù)荷。2、220kV或330kV變壓器總臺(tái)數(shù)不超過三臺(tái)。500kV變電站變壓器采用單相變時(shí)也不超過三組。3、對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)3~4臺(tái)主變壓器的可能性。4、對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電所,應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)景負(fù)荷的發(fā)展,研究其變壓器基礎(chǔ)是否需要按大于變壓器容量的要求設(shè)計(jì),以便負(fù)荷發(fā)展時(shí),有調(diào)換更大容量的變壓器的可能性。(三)、主變壓器容量的選擇1、主變壓器容量選擇的要求1)、主變壓器容量一般按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10~20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所,主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2)、同級電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級別不宜太多,應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā),推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。2、主變壓器容量選擇的方法

1)、只裝一臺(tái)變壓器容量選擇

SN=SΣ=(式中:SN—變壓器額定容量;SΣ、PΣ—變電站最大綜合負(fù)荷;cosφ—功率因數(shù)。然后規(guī)格化。)2)、兩臺(tái)以上變壓器容量選擇①按一臺(tái)變壓器故障或檢修切除,另一臺(tái)過負(fù)荷30%能滿足最大負(fù)荷選擇。SN+0.3SN=SΣSN=SΣ/1.3=0.77SΣ再規(guī)格化。正常運(yùn)行(兩臺(tái)都運(yùn)行)時(shí),運(yùn)行率為

=65%②按變壓器運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)容量(0.6~0.8)SN可滿足最大負(fù)荷來選擇。4.2變電站主接線概述一、變電站主接線的基本要求1、供電的可靠性2、適應(yīng)性和靈活性3、簡化接線,有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化4、經(jīng)濟(jì)性5、占地小6、標(biāo)準(zhǔn)化二、變電站主接線選擇的主要原則1、變電站主接線要于變電站在在電力系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)。2、變電站主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求,還應(yīng)滿足電網(wǎng)出故障應(yīng)急處理的要求。3、各種配電裝置接線的選擇,要考慮該配電裝置所在的變電站性質(zhì)、電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素。4、考慮近期接線和遠(yuǎn)期接線相結(jié)合,方便接線的過渡。5、在確定變電站主接線時(shí)要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。三、變電站的分類

變電站根據(jù)它在電力系統(tǒng)中的地位,可以分成下列幾類:1、樞紐變電站(中心變電站):位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)、連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分,匯集多個(gè)電源、電壓為330~500KV的變電所,稱為樞紐變電所,全所停電后,將引起系統(tǒng)解列甚至出現(xiàn)癱瘓。2、中間變電站:高壓側(cè)以交換潮流為主,起到系統(tǒng)交換功率的作用,或使列。長距離輸電線路分段,一般匯集2—3個(gè)電源,電壓為220一330KV,同時(shí)又降壓供給當(dāng)?shù)赜秒?,這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用,所以叫做中間變電所,全所停電后,將引起區(qū)域電網(wǎng)解。3、地區(qū)變電站:高壓側(cè)電壓一般為110~220KV向地區(qū)用戶供電為主的變電所,這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所,全所停電后,僅使該地區(qū)中斷供電。4、終端變電所:在輸電線路的終端,接近負(fù)荷點(diǎn),高壓側(cè)電壓多為110KV,經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所,即為終端變電所,全所停電后,只有用戶受到損失。4.3變電站主接線及其特點(diǎn)一、單母線接線方式1、單母線接線1)優(yōu)點(diǎn)

接線簡單清晰、操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好,便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。2)缺點(diǎn)

可靠性,靈活性差,母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí),所有回路都要停止工作,也就是要造成全廠或全站長期停電。調(diào)度不方便,電源只能并列運(yùn)行,不能分列運(yùn)行,并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí),有較大的短路電流。3、)適用范圍一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況:110~200kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回;35~63kV,配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回;6~10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。2、單母分段接線1)優(yōu)點(diǎn)用斷路器把母線分段后,對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路,有兩個(gè)電源供電;當(dāng)一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動(dòng)將故障切除,保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2)缺點(diǎn)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí),該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電;當(dāng)出線為雙回時(shí),常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越;擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。3、適用范圍110kV~220kV配電裝置的出線回路數(shù)為3~4回;35~63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4~8回;6~10kV配電裝置出線為6回及以上。二、雙母線接線方式1、雙母線接線1)優(yōu)點(diǎn)

供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便、便于試驗(yàn),而且檢修另一母線時(shí),不會(huì)停止對用戶連續(xù)供電。2)缺點(diǎn)增加一組母線和每條回路就需要增加一組母線隔離開關(guān);當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作,需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。3)適用范圍110~220kV配電裝置中,當(dāng)出線回路數(shù)為5回及以上時(shí);或當(dāng)110~220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位,出線回路數(shù)為4回及以上時(shí);35~63kV配電裝置的出線回路數(shù)超過8回時(shí);或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí);6~10kV配電裝置,當(dāng)短路電流較大,出線需要帶電抗器時(shí)。2、雙母線分段接線1)優(yōu)點(diǎn)

雙母線分段接線比雙母線接線的可靠性更高,具有雙母線接線的各種優(yōu)點(diǎn),并且任何時(shí)候都有備用母線,有較高的可靠性和靈活性。2)缺點(diǎn)雙母線分段接線比雙母線接線增加兩臺(tái)斷路器,投資較大。3)適用范圍當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為10~14回時(shí),在一組母線上用斷路器分段;當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為15回及以上時(shí),兩組母線均用斷路器分段;在雙母線分段接線中,均裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路斷路器;為了限制220kV母線短路電流或系統(tǒng)解列運(yùn)行的要求,可根據(jù)需要將母線分段。三、帶旁路母線的單母線和雙母線接線1、優(yōu)點(diǎn)檢修進(jìn)入旁路回路的斷路器可不停用戶電。2、缺點(diǎn)投資增加,經(jīng)濟(jì)性稍差。3、適用范圍110kV出線在6回及以上;220kV出線在4回及以上。四、一臺(tái)半斷路器(3/2)接線

兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母線上組成一臺(tái)半斷路器。1、優(yōu)點(diǎn)

正常運(yùn)行時(shí),兩組母線和全部斷路器都閉合,形成多環(huán)供電,它具有很高的供電可靠性和靈活性,即使母線發(fā)生故障,也只跳開與此母線相連的所有斷路器,任何回路均不停電,運(yùn)行中隔離開關(guān)不作為操作電器,可減少誤操作的概率,檢修任何斷路器都不停電。2、缺點(diǎn)

它使用的設(shè)備較多,占地面積較大,增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性,且投資大。3、適用范圍

適用于大中型變電所。五、線路變壓器組接線方式

線路和變壓器直接相連,是一種最簡單的接線方式1、優(yōu)點(diǎn)是斷路器少,接線簡單,設(shè)備少、投資省、操作簡便、宜于擴(kuò)建2、缺點(diǎn)靈活性和可靠性較低,線路故障檢修停運(yùn)時(shí),變壓器將被迫停運(yùn),對變電所的供電負(fù)荷影響較大。

(P.36圖4-7)六、橋形接線

一)內(nèi)橋接線1、優(yōu)點(diǎn)

高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。2、缺點(diǎn)(1)變壓器的切除和投入較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,影響一回線路的運(yùn)行;(2)橋連斷路器檢修時(shí),兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。出線斷路器檢修時(shí),線路需較長時(shí)間停運(yùn)。3、適用范圍適用于較小容量的發(fā)電廠和變電站,且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高的情況。二)外橋型接線1、優(yōu)點(diǎn)高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。2、缺點(diǎn)(1)線路的切除和投入較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,并有一臺(tái)變壓器停運(yùn);(2)橋連斷路器檢修時(shí),兩個(gè)回路需解列運(yùn)行;(3)變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí),變壓器需長期停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn),可加裝正常斷開運(yùn)行的跨條。橋連斷路器檢修時(shí),也可利用次跨條。3、適用范圍

適用于較小容量的發(fā)電廠和變電站,并且變壓器的切換較頻繁或線路較短,故障率較少的情況。此外,線路有穿越功率時(shí),也宜采用外橋接線。4.4變電站主接線典型

方式選擇一、500KV變電站1、500KV側(cè)最終規(guī)模為6~8回進(jìn)出線,4組主變。優(yōu)先采用一個(gè)半斷路器接線,根據(jù)需要500KV主母線也可以分段,主變應(yīng)接入斷路器串內(nèi)。2、220KV側(cè)一般設(shè)有16~20回出線。3、為適應(yīng)電網(wǎng)分層分區(qū)和提高可靠性的要求,新建500KV變電站的220KV母線優(yōu)先采用一個(gè)半斷路器接線,根據(jù)需要220KV主母線也可分段。4、500KV變電站220KV側(cè)也可采用雙母線、雙分段2臺(tái)分段斷路器的接線。二、220KV變電站

220KV變電站一般可分為中心站、中間站和終端站三大類,最終規(guī)模為3臺(tái)主變。1、中心站:當(dāng)最終規(guī)模符合具有8~12回進(jìn)出線,可采用雙母線、雙分段一臺(tái)分段斷路器的接線。對可靠性要求高的中心變電所,在系統(tǒng)有條件時(shí),可允許兩條母線并列運(yùn)行。新建220KV變電站原則上不在設(shè)置旁路母線?,F(xiàn)有220KV變電站在滿足下列條件時(shí)也可取消旁路母線:1)220KV的進(jìn)出線滿足“N-1”準(zhǔn)則的要求2)主變壓器能滿足“N-1”準(zhǔn)則的要求3)斷路器等設(shè)備質(zhì)量可靠2、中間站:220KV中間站,通??刹捎秒p母線或單母線分段接線。(注:為簡化接線、節(jié)約占地,應(yīng)盡量減少中間站)3、終端站:可采用線路變壓器組接線,主變(220KV側(cè))一般不設(shè)斷路器,可設(shè)接地刀閘以滿足檢修安全的需要,并應(yīng)配置可靠的遠(yuǎn)方跳閘需要。1)220KV終端站輸變電工程可采用“T”型接線,并實(shí)現(xiàn)雙側(cè)電源供電。2)110KV側(cè)。可有6~9回出線,宜采用單母線3分段兩臺(tái)分段斷路器的接線,并與35側(cè)構(gòu)成交叉自切。

3)35KV側(cè):a)對于220/110/35KV變電站側(cè)容量為3×120MVA,可有24回出現(xiàn),宜采用單母線3分段兩臺(tái)分段斷路器的接線,并與110KV側(cè)交叉自切。b)220/35KV變電站35KV側(cè)容量3×150~3×180MVA,可有30~36回出線,宜采用單母線六分段三臺(tái)分段斷路器接線。三、110KV變電站1、110KV側(cè)??刹捎镁€路變壓器組接線或“T”型接線方式。最終規(guī)模為3臺(tái)主變。2、10KV側(cè)。容量為3×31.5MVA可有30回出線容量為3×40MVA的可有36回出線,宜采用單母線4分段。根據(jù)需要也可選用單母線6分段3臺(tái)分段斷路器的接線。四、35KV變電站1、35KV側(cè):可采用線路變壓器組接線或“T”型接線方式。最終規(guī)模為3臺(tái)主變,對帶有開關(guān)站性質(zhì)的站可采用單母線分段的接線。2、10KV側(cè):可有24~30回出線,宜采用單母線四分段兩臺(tái)分段斷路器接線或采用單母線6分段3臺(tái)分段斷路器的接線。五、城市電網(wǎng)接線形式5.1城市電網(wǎng)接線模式一、復(fù)習(xí):

電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分類電力網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)(a)放射式;(b)鏈?zhǔn)剑?c)環(huán)式;(d)多電源環(huán)式;(e)多電源串鏈?zhǔn)剑?f)干線式;(g)網(wǎng)格式基本要求:1、與上一級電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和布局相互協(xié)調(diào),充分了解主網(wǎng)和電源的發(fā)展??紤]變電站落點(diǎn)、規(guī)模、線路布局接線方式時(shí)應(yīng)超前5-10年。2、穩(wěn)定可靠的供電能力和較強(qiáng)的接受外電能力,滿足N-1。3、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理,各級電壓接線層次分明。盡量減少網(wǎng)上潮流和迂回供電。4、運(yùn)行靈活,應(yīng)變能力強(qiáng)。具有足夠的彈性和設(shè)備容量,具備應(yīng)付各種可能出現(xiàn)情況的應(yīng)變能力??紤]電網(wǎng)發(fā)展過程中前后階段的關(guān)聯(lián)性。5、對網(wǎng)內(nèi)大型發(fā)電機(jī)組的上網(wǎng)方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。6、限制短路電流,根據(jù)電網(wǎng)規(guī)模分層分區(qū)供電,各區(qū)之間有足夠的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力,相互支援。7、接線標(biāo)準(zhǔn)化,提高可靠性,減少維護(hù)、檢修費(fèi)用。電網(wǎng)布局模式-巴黎:二、電網(wǎng)的布局模型倫敦電網(wǎng)接線模式紐約電網(wǎng)接線模式紐約4*6網(wǎng)絡(luò)接線中低壓配網(wǎng)

4個(gè)節(jié)點(diǎn),6條線路東京電網(wǎng)接線模式東京500kV外環(huán)接線東京275kV地下變電站接線東京電網(wǎng)T型接線東京66kV點(diǎn)網(wǎng)(SNW)接線電網(wǎng)布局模式-北京電網(wǎng)布局模式-上海常見電網(wǎng)布局模型分析-環(huán)形布局常見電網(wǎng)布局模型分析-星型布局常見電網(wǎng)布局模型分析-雙環(huán)布局常見電網(wǎng)布局模型分析-蜘蛛網(wǎng)布局常見電網(wǎng)布局模型分析-網(wǎng)格布局國外典型城市電網(wǎng)的接線形式:1、環(huán)形接線:轉(zhuǎn)移負(fù)荷方便,可靠性高,用于高壓配電網(wǎng)。2.T型接線:網(wǎng)絡(luò)和變電站接線簡單,減少占地,節(jié)約投資,可靠性較高,適合于變壓器負(fù)荷率較低時(shí)。3.放射形接線:負(fù)載率高,可靠性一般。4.4*6網(wǎng)絡(luò)接線:美加專利,可靠性高,經(jīng)濟(jì)效益好,變壓器可用率高,有利于限制短路電流。5.2城市高壓配電網(wǎng)的接線形式一、城市高壓配電網(wǎng)的接線形式

—單電源雙T接線優(yōu)點(diǎn):簡單、投資省、有較高的可靠性。保護(hù)方式簡單可靠。當(dāng)一回線路停運(yùn)時(shí),接在該線路上的2臺(tái)變壓器失電,另2臺(tái)變壓器承擔(dān)全部負(fù)荷。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障推出時(shí),另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部負(fù)荷。架空線路裝設(shè)自動(dòng)重合閘,變電站設(shè)備自投。二、城市高壓配電網(wǎng)的接線形式

—雙電源雙T接線優(yōu)點(diǎn):較單電源雙T接線的供電可靠性大大提高。正常時(shí)一側(cè)供電,一側(cè)退出時(shí)另一側(cè)自投。雙T與分段雙T區(qū)別:分段雙T在T接處破口,以雙線引進(jìn),經(jīng)隔離開關(guān)組與變壓器連接,將線路分成3段,任一段線路發(fā)生故障推出運(yùn)行,都不影響變電站正常運(yùn)行,提高了運(yùn)行可靠性與靈活性。三、城市高壓配電網(wǎng)的接線形式

—環(huán)形接線

環(huán)形接線具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn),是國外大城市普遍采用的一種接線方式。巴黎、倫敦、東京等城市電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架都是多供電點(diǎn)的環(huán)形結(jié)構(gòu),有利于防止發(fā)生大面積停電。環(huán)形結(jié)構(gòu)的大容量城市電網(wǎng)應(yīng)開環(huán)運(yùn)行,限制短路容量在電氣設(shè)備允許范圍內(nèi)。對于規(guī)模較大的城市電網(wǎng)應(yīng)分區(qū)運(yùn)行,可以形成幾個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)電網(wǎng),彼此相對獨(dú)立,又能互相支援。四、城市高壓配電網(wǎng)的接線形式

—放射型接線

接線簡單,供電可靠性能滿足一般用戶的要求,接線方式對實(shí)施自動(dòng)化有利。(1)同電源不同母線放射接線(變電所設(shè)二臺(tái)變)正常運(yùn)行時(shí)變電所母線上的聯(lián)絡(luò)斷路器開關(guān)斷開,兩條線路分別帶50%負(fù)荷。當(dāng)其中一條線路發(fā)生故障時(shí),這條線路退出運(yùn)行,合上變電所母聯(lián)斷路器,由剩下的一條正常線路帶兩臺(tái)變壓器。在這種接線模式中,斷路器的故障率通常很小,影響系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的元件主要是線路的故障率和開關(guān)的操作時(shí)間,因而這種接線模式的可靠性較高。(2)同電源不同母線放射接線(進(jìn)線側(cè)不設(shè)開關(guān))接線模式(1)相比,最大的特點(diǎn)是在變電站進(jìn)線側(cè)沒有開關(guān)。線路平常都帶滿負(fù)荷,當(dāng)其中的一條線路發(fā)生故障,其相應(yīng)的變壓器必須停電,因而其可靠性比接線模式(1)要低。(3)雙側(cè)電源輻射接線(變電所采用內(nèi)橋接線)這種接線模式與模式(1)類似。區(qū)別在于變電所的兩條進(jìn)線來自不同電源,因而其線路長度較長,可靠性比模式(1)低。5.3城市中壓配電網(wǎng)的接線形式一、組成:10kV線路、配電所、開閉所、箱式配電所、桿架變壓器等二、主要的接線方式:放射式普通環(huán)式拉手環(huán)式雙路放射式雙路拉手環(huán)式等五種1、放射式架空線路的放射式結(jié)構(gòu)見圖1;電纜線路為多回路平行線式,如圖2所示。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,投資較小,維護(hù)方便

圖1放射式供電接線圖圖2多回路平行供電接線原理圖2、普通環(huán)式

只有一個(gè)電源,中壓變電站停電,則用戶停電。a.架空線路的普通環(huán)式在同一個(gè)中壓變電站的供電范圍內(nèi),不同線路的末端或中部連接起來構(gòu)成環(huán)式網(wǎng)絡(luò),見圖3。注意:中壓變電站10kV側(cè)為單母線分段時(shí),兩回線路最好分別來自不同的母線段,這樣只有中壓變電站全停時(shí),才會(huì)影響用戶用電。特點(diǎn):配電線路可分段檢修,停電范圍較小。圖3普通環(huán)式供電接線原理圖

b.電纜線路的普通環(huán)式

單一電源供電由電纜本身構(gòu)成環(huán)式

圖2-9電纜環(huán)式供電接線原理圖注意:每個(gè)用戶入口都要裝設(shè)由負(fù)荷開關(guān)或電纜插頭組成的“П”接進(jìn)口設(shè)備,便于電纜分段檢修。3、拉手環(huán)式

兩端都有電源a.架空線路拉手環(huán)式特點(diǎn):兩端都有電源、環(huán)式設(shè)計(jì)、開式運(yùn)行;任何一端都可以供給全線負(fù)荷,變電站的備用容量要適當(dāng)增加;線路可分段檢修。(a)中間斷開式;(b)末端斷開式圖拉手環(huán)式供電接線原理圖b、電纜拉手環(huán)式

圖2-11電纜拉手環(huán)式電纜供電接線原理圖供電可靠性較高。但故障停電時(shí),人工倒閘會(huì)影響用戶用電。4、雙線放射式一端供電,兩回線路,即常說的雙“T”接。任何一回線路事故或檢修停電時(shí),都可由另一回線路供電。只有在這個(gè)中壓變電站全停時(shí),用戶才會(huì)停電。可靠性較高。圖雙線放射供電接線原理圖5、雙線拉手環(huán)式

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