变压器讲座.docx
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变压器讲座
内容包括：
第一讲电力变压器
第二讲电动机
第二讲直流系统
电力变压器
内容包括：
一、变压器基本原理和构造
二、变压器的冷却方式
三、三相变压器
四、变压器并列条件
五、倒闸操作原则
六、变压器的运行
第一节基本原理和构造
电力变压器是一种静止的电机设备。
其作用就是将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或两种数值不同的交流电压的设备。
一、基本原理
它是利用电磁感应原理工作的。
电力系统中普遍采用三相变压器，其工作原理与单相变压器是一样的。
以单相变压器为例：
它是在一个闭合的铁芯柱上绕有两个匝数不等的线圈，铁芯为磁的通路，线圈为电的通路。
与电源相接的线圈称为原绕组或一次线圈，与负载相接的线圈称为副绕组或二次线圈。
有时又将匝数多的线圈称做高压线圈，匝数少的线圈称做低压线圈。
通常把一次线圈的始末端分别用A、X表示；二次线圈的始末端分别用a、x表示。
三相油浸式电力变压器外形图
1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；
12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车
干式变压器
干式变压器
二、基本构造
变压器的最基本结构部件有铁芯、绕组和绝缘。
此外，为了安全、可靠地运行，还装设有油箱、调压装置、冷却装置和保护装置组成。
铁芯——是磁的通路，起集中和加强磁通的作用，同时用以支持线圈。
它由硅钢片叠成。
绕组——是电的通路，靠其通入电流，并借电磁感应作用产生感应电势。
它由铜或铝做成的圆形或矩形截面的导线绕制而成。
油箱——是变压器的外壳，装铁芯和绕组，铁芯和绕组浸入油中。
变压器油——起绝缘、散热作用。
绝缘——导电部分及导电部分对地。
如套管、油、木屑等。
调压装置——即分接开关。
通过改变绕组匝数进行电压变换。
冷却装置——疏散热量。
由风扇、散热器等组成。
保护装置——油箱的附件及气体继电器等，具体为：
1、储油柜又称油枕，调节油量，减少油与空气间接触面。
2、吸湿器又叫呼吸器。
保持油箱内压力正常，吸收油枕内空气水分。
3、安全气道又叫防爆筒（管），出口处装有玻璃或薄铁片。
故障时，
油箱内油喷出，减小油箱内压力，防止油箱爆破。
4、气体继电器又叫瓦斯继电器，保护内部故障。
5、净油器又叫热虹吸过滤器，利用油的自然循环过滤油，净化油，
防止油老化。
6、温度计：
监视油箱内上层油温。
第二节变压器的冷却方式
1、平面油箱。
容量很小的变压
器。
无散热器。
2、有散热管。
容量稍大一些的变
压器，在油箱外壁上装有散热的管子。
3、有散热器。
每个散热器上均装
有两个集管器，散热管就焊在集管器上。
散热管多用扁管，为了省油。
4、风冷式。
在有散热器的基础上
加装电动风扇。
5、强迫油循环风冷、水冷等。
在
风冷式的基础上加装电动油泵、水泵。
第三节三相变压器
1、相位关系
即指原、副线圈感应电势的相对相位关系（也是它的极性）。
决定原、副线圈感应电势的相对相位关系的因素是：
线圈的绕向和线圈的端头标记。
通常把原、副线圈中的同电位点称为同极性点或同名端，用“·”或“*”表示。
即把一次电流（原线圈中）流入的接头和二次电流（副线圈中）流出的接头为同极性。
2、连接组别
将三个单相线圈连成三相线圈有多种接法，但最基本的是星形（Y）和三角形（Δ）。
当Y形接法有中点引出时，则称为Y0接法。
假设三个单相线圈的首端为A、B、C；末端为X、Y、Z。
那么
Y形接法就一种，将三相线圈的末端X、Y、Z连在一起接成中点O。
三相首端引出来。
Δ形接法有二种，一种是将A→Y，B→Z，C→X，由A、B、C引出；另一种是将A→Z，B→X，C→Y，由A、B、C引出。
只要将原、副线圈分别按Y、Δ等不同接法进行配合，就可得出许多种连接方法。
三相变压器的接线组别是12种。
采用时钟表示法。
第四节变压器并列条件
并列条件：
电压比（变比）相同，允许相差±0.5%；如果不同，并列变压器间将产生环流，影响变压器出力。
短路电压（百分阻抗）相等，允许相差±10%；如果不相等，则变压器所带的负荷不能按变压器的容量成比例的分配，阻抗小的变压器带的负荷大，也将影响变压器出力。
接线组别相同。
否则会造成短路。
第五节倒闸操作原则
1、应使用开关解、并列操作。
2、主变和高备变投入、退出前，
应合入其中性点接地刀闸。
并列后视情况拉开。
3、双绕组升压变压器停电时，应
先拉开高压侧断路器，再拉开低压侧断路器，
最后拉开两侧隔离开关，送电顺序与此相反，降压变压器与此相反。
4、三绕组升压变压器停电时，应
按顺序拉开高、中、低三侧断路器，再拉开三侧隔离开关。
送电顺序与此相反。
第六节变压器的运行
一、变压器的温度控制
1、
（1）油浸式变压器的允许温度按上层油温监视，规定如下表：
冷却方式
正常运行中上层油温（℃）
最高上层油温（℃）
最大温升（℃）
油浸风冷
油浸自冷
85
95
55
强迫油循环风冷
75
85
45
（2）油浸风冷、自冷变压器上层油温一般不宜经常超过85℃，强迫循环变压器上层油温一般不宜超过75℃，否则会使变压器的绝缘油加速劣化。
（3）变压器上层油温温升指上层油温指示值减去周围环境温度。
（其中环境温度指距离变压器1-2米四周温度的平均值）。
2、变压器风扇的开停原则（在温升不超规定情况下）：
（1）强油循环变压器在风扇未开的情况下，允许在额定容量下运行20分钟，若此时间内油温尚未达到75℃，允许上升到75℃，但风扇停用后变压器的最长运行时间不得超过1小时，空载可运行2小时。
（2）油浸风冷变压器上层油温达55℃时应开启风扇，低至45℃时应停止风扇。
（3）当变压器全部风扇故障或检修时，此期间只能带额定容量的2/3，否则应采取其他安全措施。
（4）全厂室内油浸低压变压器当上层油温到55℃时，应开启变压器室轴流通风机。
3、干式变压器允许温度的规定
（1）3、4#低厂变及其备用变（43B、44B、50B）温度达110℃时，自动启动风机；温度达90℃时，风机自动停止。
温度达155℃时，发“超温报警”信号。
（2）其余干式变压器当温度达90℃时，启动其配电室轴流风机。
（3）所有干式变压器温度达155℃而通风设备正常时，应立即倒换备用变，停止该变压器运行（无备用变者，也必须立即停止该变压器运行）。
二、变压器的监视和维护
1、变压器投入的原则
（1）变压器投入运行前，应收回工作票，拆除全部安全措施。
（2）大修或新投入变压器应做额定电压下的冲击合闸试验，新投入的变压器冲击合闸试验为五次，大修后的变压器应进行冲击合闸试验三次，长期备用超过15天应做充电试验，特殊情况需经领导批准。
（3）冲击试验以后，应检查变压器有无异常现象，冲击合闸一般应在变压器高压侧进行，严禁从低压侧向变压器反充电。
2、有下列情况者，需经定相后，方可投运：
（1）新装变压器。
（2）变压器接线变更。
（3）与变压器相联接的PT检修后。
（4）新换电缆或重做电缆头。
（5）其它有可能使相位变动的情况。
3、变压器投入前按下列项目检查：
（1）变压器一次系统接线完好，变压器外壳、铁芯、中性线引线接地良好，避雷器线接地良好。
（2）变压器本体、套管、引出线、绝缘子等清洁、无损坏、无遗留、现场清洁无杂物。
（3）变压器油枕内油色透明，油面高度在相应的标线上，瓦斯继电器内无气体，各部无漏油。
（4）散热器、油再生装置、油枕及瓦斯继电器的油门应全开，呼吸器内干燥剂无变色（失效时呈红色）。
（5）分接头开关在要求的相应位置上，且三相一致。
（6）变压器防爆膜完整。
（7）各继电保护及自动装置的投入正确。
（8）变压器冷却系统按规定试验正常。
（9）室内变压器、门窗及照明良好，无漏水、无漏汽，且通风设备良好。
（10）变压器测量装置投入正确，远方及就在温度指示一致。
（11）有载调压变压器分头的就地指示与主控室指示一致，带负荷调分头装置各部良好。
（12）绝缘试验等合格。
（13）变压器检修后投运，应有各项试验报告。
4、变压器必须用开关投入或切断，不得用刀闸接通或切断空载电流大于２Ａ的变压器。
5、主变压器和高压备用厂变（20B）充电前，应合入其变压器中性点接地刀闸，投入其所有保护后方可进行充电操作，充电后并注意表计变化情况，确证充电良好后，才能使其接带负荷（并网）。
6、变压器投入运行前，变压器各侧避雷器应投入。
7、厂用变压器充电应从高压侧充电，禁止从低压侧反充电。
8、厂用变压器停电，应先断开低压侧开关，后断开高压侧开关。
9、主变压器和高压备用厂变（20B）停电前须先合入其中性点接地刀闸。
三、变压器绝缘测试
1、变压器在下列情况下应测量绝缘电阻值：
（1）变压器检修后投运。
（2）变压器停用15天后投运。
（3）变压器第一次投运。
（4）变压器故障掉闸后。
（5）联动备用中的变压器不进行绝缘电阻测定，当备用时间到15天时应进行充电检查并且无异常即可。
2、测试变压器绝缘电阻的规定
（1）变压器线圈额定电压在3KV及以上者用2500V摇表测量；额定电压在500V及以下者用500V摇表测量。
（2）变压器各侧开关、刀闸须在断开位。
（3）测量前应将有关PT刀闸断开。
（4）测量前先将被测设备进行放电。
（5）每次测量结果应记入《变压器绝缘登记本》内。
（6）每次测量的内容如下：
高压侧绕组对地（60s/15s）
低压侧绕组对地
高压侧绕组相间
低压侧绕组相间
高压侧对低压侧绕组之间。
3、变压器绝缘电阻测量结果的规定：
（1）变压器线圈每千伏绝缘电阻不低于1兆欧，400伏及以下电压的绝缘不得低于0.5MΩ。
（2）吸收比R60"/R15"不得小于1.3。
（3）绝缘电阻值不得低于前一次测量结果的30%。
（4）绝缘电阻不合格的变压器（不符合第
（1）、
（2）、（3）项规定），未能查明原因前，一般不能送电。
四、变压器的分头调整
1、主变改变分接头的工作，应根据系统调度命令执行。
2、无载调压变压器在调整变压器的分接头时需停电做好安全措施后方可进行。
倒换后应检查分头位置正确，三相分头位置一致，各相直流电阻合格后方可投运。
分接头位置应记入“变压器分接头位置记录薄”内。
3、有载调压变压器分接头的调整：
（1）有载调压变压器分接头的调整可在变压器运行中进行，调整时用远方操作按钮进行，若远方操作失灵，也可在就地操作调整，手动调整时需停电。
（2）远方调整时，不许将“升”、“降”两个按钮同时按下，如分头调整动作指示灯长时间不灭，应立即按下紧停按钮，并禁止继续进行操作调整。
（3）分接头每次调整均应记录清楚。
（4）调节分接头时，应控制前后两次调整间隔时间不得少于2分钟。
五、变压器的运行检查
1、检查油枕及充油套管内油位高度正常，油色透明稍带黄色。
2、检查上层油温不超规定值。
3、变压器声音应正常。
均匀的嗡嗡声。
4、风扇、油泵转动正常。
5、瓦斯继电器内充满油，无气体。
6、套管应清洁无裂纹和无放电现象。
引线接头接触良好，无过热现象。
7、防爆管隔膜完好，硅胶颜色正常。
8、检查变压器主附设备不应漏油、渗油，外壳接地良好。
电动机
一、工作原理和分类；
二、电动机的构造；
三、电动机的运行
四、电动机的保险规定
第一节工作原理和分类
一、工作原理
电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。
它的主要作用是产生驱动力矩，作为用电器或机械的动力源。
电动机的工作原理就是借助于电磁感应原理，把电能从定子传递到转子的一种转动设备。
二、电动机分类
1．按工作电源分类分为直流和交流电动机。
其中交流电动机分单相和三相。
2．按结构及工作原理分类
分为异步和同步电动机。
3．按起动与运行方式分类分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4．按用途分类分为驱动用和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具用电动机（包括钻孔、切割等工具）；家电用电动机（包括洗衣机、电动剃须刀等）；通用小型机械设备用电动机（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5．按转子的结构分类分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6．按运转速度分类分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
第二节电动机的构造
一、异步电动机的构造
异步电动机主要包括定子和
转子两大部分。
1、定子由定子铁芯、定子绕
组和定子机座等构成。
定子铁芯:
是电机磁路的一
部分，定子铁芯内圆上均匀开有槽，安放定子绕组。
定子绕组:
是电机电路部分。
它由三个在空间相差120°电角度、结构相同的绕组连接而成，按一定规律嵌放在定子槽中。
绕组分类：
单层绕组和双层绕组。
绕组应用：
单层绕组一般用在10kW以下的电机，双层短距绕组用在较大容量的电机中。
机座:
是用作固定与支撑定子铁芯。
2、转子由转子铁芯和转子绕组两部分组成。
转子铁芯：
一般用0.5mm的硅钢
片叠压而成，它是磁路的一部分。
转子绕组：
是用作产生感应电势并产生电磁转矩。
它分鼠笼式和绕线式两种。
3、其它
气隙：
气隙对异步电动机的
性能影响很大。
因为异步电动机的激磁电流是由电网供给的，气隙愈大，磁路的磁阻也愈大，所需的激磁电流也就愈大。
要提高功率因数，就要求气隙尽可能地小。
中、小容量的电动机气隙一般在0.2~1.5mm范围。
端盖：
是电机外壳的一部分，
主要作用是支承转子和保护电机。
轴承：
作用是支持转子旋转
的。
常用的有滚动轴承和滑动轴承两种。
滚动轴承分为滚珠和滚柱轴承两类，常用于中、小型异步电动机中。
滑动轴承可以承受较大的载荷，并允许多次修理，因此多用在大型异步电动机中。
冷却方式：
一般利用装在转轴
上的风扇来进行通风冷却的。
根据机座的防护形式分为防护式和封闭式的外形两种。
二、同步电动机的构造
有定子和转子两部分组成。
1、定子：
与异步电动机定子的构
造相同。
2、转子：
同步电动机的转子上有
励磁绕组和阻尼绕组两套绕组。
励磁绕组用来产生同步电动机的磁场。
阻尼绕组的作用主要是产生阻尼力矩，来防止同步电动机运行中因负载变化而引起的失步现象，还可以增加起动转距。
转子的转速和离心力较小，采用的是凸极式结构。
三、直流电动机的构造
直流电动机主要由定子、转子（电枢）、电刷装置及支承保护结构件等所组成。
1、定子：
产生磁场，由主磁极、
换向极、机座和补偿绕组所组成。
2、转子：
实现能量转换的旋转部
件，由电枢铁芯、电枢绕组、电枢支架、换向器和转轴组成。
3、电刷装置：
构成滑动接触的结
构部件之一。
由电刷、刷握、刷架及连线组成。
5、支承和保护部件：
包括轴承、
端盖、底板等组成。
第三节电动机的运行
一、电动机的允许温度和温升
电动机在运行中，损耗的能量都
要转化为热量，使电动机的绕组和铁芯发热，温度升高。
以下是电动机周围环境温度不超过+40℃时的极限温度和温升规定：
单位：
℃
绝缘
等级
Y
A
E
B
F
H
C
极限
温度
90
105
120
130
155
180
180以上
极限
温升
45
60
75
85
110
135
—
注：
（1）运行实际控制温度，高压电动机指的是铁芯表皮温度，低压电动机指的是外壳温度。
（2）因测量方法和测量部位不同，所以最大允许温度（温升）和运行实际控制温度有所区别。
电动机内部最高温度比外壳高15℃左右。
二、电动机的风温监视
电动机的入口风温不应高于+40℃，最低入口风温不得低于+20℃，出口风温不应高于+65，若入口风温超过+40℃，必须降低电动机的电流，入口风温与电动机电流间关系如下表：
入口风温
+40℃及以下
+45℃
+50℃
电动机可带额定
电流值I/IH
100%
95%
87.5%
给水泵电动机冷却水入口温度以不致使空气凝结水珠为准，一般保持不低于10～15℃，两端入口风温差不得超过2℃。
三、电动机的电压监视
1、电动机可在额定电压-5%至+10%的范围内运行，其额定出力不变，超过此范围，应设法及时调整。
2、电动机在额定出力运行时，静子电流的不平衡不得超过额定值的10%，且在任一相不得超过额定值，相间电压不平衡值不得超过额定值的5%。
否则，应立即停止电动机运行，查找原因，以防烧毁电机。
四、电动机的振动
电动机运行时轴承测得的振动不得超过下表值：
额定转速（转/分）
3000
1500
1000
750及以下
振动值（mm）
0.05以下
0.085以下
0.10以下
0.12以下
滚动轴承的电动机不允许串动，滑动轴承的电动机不超过2～4mm。
五、电动机测试绝缘
1、额定电压为6KV的电动机，用2500V摇表，500V以下的交直流电动机，用500V摇表测量绝缘电阻。
2、额定电压为380V的，绝缘电阻值不低于0.5MΩ，额定电压为1000V及以下的，绝缘电阻值按不低于1MΩ/KV测量。
3、绝缘电阻不合格的电动机，严禁送电。
特殊情况需经有关领导批准。
4、备用电动机应按“电气定期工作制”规定日期测定其绝缘电阻值，对下列情况也应在电动机送电前测量绝缘电阻值，并将测量所得的数值记入“电动机绝缘记录薄”内。
（1）新投入或检修后。
（2）保护动作掉闸后。
（3）停用超过15天。
（4）进水、进汽、受潮结露后。
（5）需测定绝缘的其它情况。
四、电动机停送电规定
1、电动机停送电的联系：
（1）正常情况下设备停送电必须履行“热机检修工作停送电联系票”制度。
（2）机械设备检修需电气值班人员停电时，由岗位机械值班员与电气值班员联系，
电气设备检修履行电气工作票。
（3）电动机停电，机械值班员必须在电源开关断开并确证电动机停止转动后，方可与电气值班员进行联系。
（4）机械部分检修，机械值班员必须得到电气值班员“××设备已停电”的通知后才准开工。
任何情况下不得以开关信号灯的变化来判断是否已停电。
（5）电动机的送电联系与操作，必须在电气、机械部分均已完工后才能送电（甩开靠背轮单试电动机除外）。
机械值班员要求或同意设备送电，必须保证机械部分具备启动条件，已无人工作。
电气值班员要求或同意送电，也必须保证电气部分具备送电条件，已无人工作。
2、电动机停送电的注意事项：
（1）电气各班组，应备有合格的绝缘手套及绝缘工具，并妥善保管，停送电时应戴绝缘手套（线手套），使用前应做检查，操作时，一人操作，一人监护，人体各部不要直接接触带电设备，不要使带电设备短路或接地。
（2）停送电前检查开关在断开位置，方可进行操作，严防带负荷停、送电。
（3）运行中的设备保险熔断，电气值班员及机械值班员应分别检查原因。
保险熔断后的更换应由电气值班员进行。
（4）电动机停送电过程中发生疑问，应立即停止执行，汇报班长，等搞清原因后方可进行。
（5）不管哪方要求停送电，都应做好记录，以备查阅。
3、电动机送电及启动规定
（1）收回有关工作票，拆除全部安全措施，机械部分应无人工作，否则甩开靠背轮。
（2）大修后的电动机送电前，应对设备作如下检查：
a电动机周围应清洁、无妨碍运行的物件，风室、风道内无积水，风道档板应打开并紧固。
b滑动式电动机轴承油量应充足，油盖应盖好。
c地脚螺丝应牢固，电动机外壳和电缆外皮的接地线无松动。
d可能时设法转动转子证实转子与定子间不相摩擦。
e转子为绕线式电动机，应特别注意电刷与滑环的接触是否紧密，刷辫及电刷完整，频敏变阻器短路开关在断开位置和滑环表面是否良好。
f检查开关各部应正常，小车开关检修或长期停用后，在送电前应放试验位置，做拉合试验一次，必要时应做机械防跳试验。
g电度表、电流表已接好（防止电流互感器开路）。
h电动机保护完备，定值正确，各线头无松动。
i摇测绝缘电阻合格。
（3）电动机及有关回路有工作，在交票前如有条件试转，应由检修负责人会同电气值班员及机械值班员进行试转，否则应做特殊记录，待有条件时再试。
（4）在正常情况下鼠笼式电动机允许在冷状态下连续启动2次，每次间隔时间不得小于5分钟，在热状态下，允许启动一次（电动机连续运行2小时及以上为热状态，停止4小时及以上为冷状态），当进行平衡试验时，启动的间隔时间为：
200千瓦以下的电动机不应小于0.5小时。
200～500千瓦电动机不应小于1小时。
500千瓦以上的电动机不应小于2小时。
（5）电动机启动后应进行下列检查：
a电流表指示正常，开关红灯应亮。
b电动机无噪音、无焦味，转速正常。
c振动及串动不超过有关规定。
d油环转动灵活，轴瓦温度无显著升高。
e绕线式或直流电动机整流子应无火花，电刷不跳动。
（6）在正常情况下，凡是高压
（6KV）和直流电动机启动时，机械值班员须事先通知电气值班负责人，电气值班负责人应表明是否可以启动，并同时告知监盘人员注意。
4、电动机运行中的监视与维护
（1）运行中的电动机的监视由该岗位值班员负责。
对重要的电动机还应按时记录有关数据，如电流值、给水泵出入口风温、线圈温度等。
（2）运行中的电动机应进行下列检查：
a正常负荷时电流有无突然变化（或超过额定值），冷却介质温度及其它各部温度，温升不超过规定值，否则应采取措施。
b开关红灯亮。
c电动机声音正常，无焦味及烟气。
d轴承润滑及温度是否正常，滑动式轴承（轴瓦）润滑油应清洁，油环转动应灵活，油位正常，强力润滑的轴承应检查油系统。
e电动机振动及串动不超过规定值。
f地脚螺丝及接地线应牢固，无断裂脱落现象。
g滚动式轴承无异音，润滑油无流出现象。
h周围环境应清洁，电动机内部无结露，端部线圈无流胶、油迹。
i绕线式电动机电刷不冒火。
j给水泵空气冷却系统各截门应开启，冷却器各部联接严密，水系统运行正常。
k电缆头不漏油。
（3）直流电动机除按上述内容检查外还应检查：
a电刷不冒火、不跳动、无卡涩现象。
b电刷无破碎、不过短。
c整流子表面应清洁，无烧伤及变色，电刷完整，不过热。
d刷握与整流子表面应保持2～3毫米的距离。
（4）电动机不许无保护投入运行。
（5）备用状态下的电动机，其开关保护均应投入，检查项目参照运行电动机的有关部分。
（6）电气值班人员发现电动机工作不正常时，应通知所属岗位值班员并提出处理意见，但发生需要紧急停止电动机运行的故障时，电气值班人员有权操作事故按钮，但事后应立即通知岗位值班人员。
5、电动机的停止
（1）由于机械部分的工作，电动机停止运行后，一般情况小车开关应拉至试验位置，取下控制、合闸保险和二次插头。
低压电动机除断开开关或接触器外，还应将刀闸拉开或取下控制和动力电源保险。
（2）电气部分有工作，应根据工作票要求布置安全措施。
（3）电动机停止运行时，在正常情况下，应先将负荷减至最小，再断开电源开关。
开关断开，电流表应显示为零，并检查电动机已停止转动。
6、电动机紧急停用规定
运行中电动机有下列情况之一时，应立即捅事故按钮，断开电
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