1不间断电源UPS技术规格书.docx
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1不间断电源UPS技术规格书
公司：
项目名称：
青海化隆、循化、同仁、尖扎县天然气输气管道工程
设计单位：
项目编号：
文件编号：
第1页共26页
不间断电源（UPS）技术规格书
A
供业主审查和招标
版次
说明
编制
校对
审核
审定
日期
名词定义1
第一部分工程概况和基本要求
工程概述
化隆、循化、同仁、尖扎县天然气输气管道工程各分输站仪表、通信等重要负荷按规范要求选用在线式UPS电源。
范围
本技术规格书要求意在指明化隆、循化、同仁、尖扎县各分输站的UPS电源选择的基本原则和最低要求，并不减轻制造商对其所提供设备的设计、制造、材料、测试、检验、性能和安全等所负的全部责任。
名词定义
本技术规格书用到的名称定义如下：
项目：
化隆、循化、同仁、尖扎县天然气输气管道工程
业主：
青海金远天然气有限公司
设计：
四川德立信石油天然气勘察设计有限责任公司
供货商：
是指按照本技术规格书的要求为业主设计、制造、提供成套设备的公司或厂家。
技术规格书：
业主和设计提供的完整的技术规定，包括所附的数据单和附图等。
数据单：
是指根据各工程项目实际情况，填入的用于订货的参数；
质保期：
是指供货商承诺的对所供产品因质量问题而出现故障时提供免费维修及保养的时间段。
放电时间：
蓄电池以允许的电压、额定电流向逆变器供电的时间。
蓄电池设计容量：
按直流负荷用电时间统计得出的蓄电池所需计算容量。
旁路供电：
当逆变器不能正常工作时，由备用电源通过静态开关直接向负荷供电的方式。
建筑物空调要求：
UPS室应配置防尘、恒温的通风设施。
峰值因数：
UPS输出波形中畸变值与全波方均根值之比。
C10：
在环境温度20℃时10小时放电率对应的蓄电池容量。
放电边界条件：
蓄电池允许持续输出额定功率的放电极限值，超过该范围，蓄电池不能持续额定输出。
蓄电池初充电压：
初次施加在蓄电池上的高于其额定值的充电电压。
浮充电：
使蓄电池处于恒压充电状态。
逆变器输出：
通过UPS整流器或蓄电池、逆变器环节的正常输出。
低维护镉镍蓄电池：
低维护、最大充电电压可控的阀控镉镍蓄电池。
用于维护的旁路开关：
手动开关可使负载通过UPS供电时，UPS的整流器、逆变器等组件处于隔离和不带电状态。
MTBF：
平均无故障时间。
MTTR：
平均维修时间。
功率因数：
COSΦ，与UPS负荷特性及谐波分量有关。
强充：
通常在蓄电池深度放电后，由整流器提供一个可控制的电压，对蓄电池进行恒流充电。
额定输出：
UPS组件所允许的额定视在输出功率，单位kVA。
谐波分量值：
谐波分量的方均根值与全波方均根值的比值。
UPS：
带整流器、直流回路、蓄电池、逆变器、输出隔离变压器、旁路静态开关、维护旁路开关的不间断电源装置。
阀控密封铅酸电池：
阀控密封铅酸蓄电池带密封容器，电解液吸附在隔板或胶体中，正极板产生的氧离子可与负极板产生的氢离子重新合成水。
蓄电池带压力释放装置，以防内部气压过高，该型蓄电池的充电电压须严格控制。
项目总体要求
供货商所提供的不间断电源（UPS）应有类似规格产品在本规格书中所提供的环境条件下成功运行三年以上的经历。
供货商必须提供产品的应用历史和该产品近三年内类似工程的业绩，包括用户名称和地点，联系电话，供货年份等信息资料。
供货商应能对现场进行技术服务。
投标书中应说明投标者的维修能力和方式。
供货商应对提供不间断电源（UPS）的质量、可靠性、使用寿命、技术服务、相关责任等作出承诺。
由业主方签发的对不间断电源（UPS）设计和制造变更的提议或建议，并不能免除供货商认可本技术规格书的所有要求或履行承诺时的任何责任。
业主保留在合同订立过程中以及合同执行过程中对供货商的应答进行验证的权利。
供货商采取欺诈手段骗取合同签订时,对业主利益造成损失的，损失由供货商承担，必要时依法追究供货商的法律责任。
第二部分现场条件
安装场所
除非特殊要求，UPS装置应安装在通风良好的房间内。
环境条件
满足以下条件：
正常工作环境温度：
20~25℃
最高环境温度：
40℃
相对湿度不超过：
95%
海拔高度：
见数据表
阀控密封铅酸蓄电池的正常操作环境温度为20℃，但若无特殊说明，在环境温度为10~30℃时，应能正常工作。
镉镍蓄电池的正常操作环境温度为25℃，但若无特殊说明，在环境温度为0—40℃时，应能正常工作。
组成的机械零件和装置要能承受运输过程中的振动和冲击，应考虑在最低储运温度条件下的载重平衡。
没有其它说明时，所采用的最低温度值是数据表确定的设计环境条件。
需考虑以下加速度：
运输种类
轴向加速度（g）
横向加速度（g）
垂直加速度（g）
公路运输
海运
铁路运输
注：
g为重力加速度。
第三部分通用技术要求
采用规范、标准及法规
供货商应该满足或超过下列最新版本标准和规范的要求。
当出现几个标准和规范阐述同一内容情况时，请遵循最严格的描述。
若有本技术规格书和其他技术文件相矛盾的阐述，请向业主和设计部门咨询。
不间断电源设备（UPS）第2部分：
电磁兼容性（EMC）要求
SJ11237
不间断电源系统（UPS）在操作人员接触区内使用的UPS的通用和安全要求
GB/
不间断电源设备（UPS）第3部分：
确定性能的方法和实验要求
JB/T8453
半导体变流器第五部分不间断电源设备用开关（UPS开关）
IEC60146
半导体变流器
EN50091
UPS
IEC60445
电气设备端子及端子排标识规则
IEC61000
电磁兼容性（EMC）
ISO3746
声学噪声源声级的测量测量方法
IEC60529
外壳防护等级
供货范围及界面
供应商的总供货范围为成套UPS装置。
设计与制造
设计基本原则
1）UPS装置主要元件应采用大功率半导体材料，不能采用电磁稳压器。
2）UPS的设计应使短路的事故率最小化，保证使用时的人身安全和操作安全。
3）UPS供电的负荷可能包括占较大比例的电子设备和开关电源，具有非线形负载特征。
4）安装在通风或空调的房间，环境条件要求见数据单。
5）设备元器件的设计和选择应满足以下最短寿命要求：
6）整流器、逆变器、静态开关和相关设备——20年；
7）连续运行的旋转设备，如冷却风扇——4年；
8）在平均环温25℃下浮充电使用的镉镍蓄电池——20年；
9）在平均环温20℃下使用的阀控式密封铅酸蓄电池——10年。
10）UPS应能连续工作4年而不需任何维护。
11）所有元器件应具有高质量和高可靠性，以满足本工程特别重要负荷对交流电源的要求。
12）元器件应能满足内部、外部短路动热稳定要求，并承受回路开关操作冲击。
因元件故障而引起的损坏应限制在元件本身，元件应采用非延燃材料。
操作原则
单台UPS设置方式
整流器通过逆变器向负荷持续供电，同时蓄电池处于浮充状态。
当整流器的电源故障，蓄电池通过逆变器向负荷供电，允许放电时间不小于设计要求。
当主供电源恢复，整流器通过逆变器向负荷供电，同时对蓄电池充电，充电率应保证在要求的时间内使蓄电池达到规定的蓄电容量。
逆变器输出应保持在要求的电压、频率变化范围内。
逆变器输出电压应与旁路电压同步，以满足负荷切换要求。
当旁路电压超过允许范围，逆变器应工作在内部设定的频率下；当旁路电压恢复正常，逆变器输出电压应自动调整，与旁路电压一致。
在同步操作条件下，当逆变器输出电压、频率变化超过要求的范围，静态开关应将负荷瞬时切换到旁路上，并断开逆变器单元。
在负荷切换到旁路后，当逆变器输出恢复正常，逆变器将自动调整，与旁路电源同步，并将负荷重新切换到逆变器输出回路上。
每套UPS应配备一个先合后断的维修旁路开关，用于将负荷手动切换到维修旁路上，以保证维修时UPS主要元件包括静态开关处于不带电状态，此时蓄电池带熔断器的隔离开关也应处于断开状态。
UPS应配置清晰的操作指令、警示及安全措施，以保证正确地将负荷从逆变器手动瞬时切换至旁路，再切换至维修旁路，并可进行反序操作。
UPS应向负荷提供满足电能质量要求的电源，并可通过静开关实现瞬时负荷切换。
单台UPS预留扩展为并联容余的接口。
两台UPS设置方式
当负荷需要两个独立的不停电电源时，可采用两台UPS设置方式。
两台完全独立的UPS输出侧分段运行。
单台容量应不小于一台故障时的最大负荷。
操作原则与单台UPS设置方式一致。
两台UPS并列冗余运行方式
当负荷需要一个独立的不停电电源时，可采用两台UPS并列运行方式。
两台完全独立的UPS输出侧并列运行供同一负荷。
双冗余控制回路向两台UPS平均分配负荷，对特别重要负荷的供电可靠性更高。
每台UPS带单独的静态开关和旁路。
旁路的额定容量与整流逆变回路一致。
其电源接于同一母线。
当旁路电源相位、频率偏差可能导致UPS输出回路短路时，应采用防止不同步的保护措施。
操作原则与单台UPS设置方式一致，另补充如下：
每台UPS带50%负荷运行，当一台UPS的逆变器回路故障或断开时，全部负荷切换到另一台UPS的逆变器回路；当第二台UPS的逆变器回路故障或断开时，负荷将切换到旁路上。
为满足上述操作原则，制造商应考虑其配置。
额定运行
电源进线采用三相四线或单相两线。
UPS交流输出中性点应直接接地。
UPS应向功率因数的额定感性负荷持续供电,并能实现上述操作功能,其输出电压变化范围满足要求。
当负荷功率因数在到1之间变化时，UPS输出电压应符合相关标准要求，制造商应提供相应的额定功率（kW/kVA）。
UPS负荷峰值因数为3。
主供电源
当电源电压、频率变化在下列范围内，UPS装置应保证正常输出电压和频率：
电压Voltage：
220/380V＋15%、－20%
频率Frequency：
50Hz±10%
UPS的电源波形应是对称工频正弦波，但UPS应能承受因电动机起动引起的20%短时压降和因系统开关操作引起的低于2kV的瞬时高频电压。
与外部供电系统的接线
采用双冗余并列设置时，应由制造商提供相关所有控制电缆。
除非特殊说明，由业主提供UPS装置与外部电气设备的电缆接线。
制造商应提供蓄电池进线带熔断器的负荷开关，用于蓄电池维修。
开关应安装在蓄电池组旁。
当UPS的额定输出电压与主供电源不一致时，制造商应在旁路上加一个双圈变压器。
单相UPS的双圈变压器进线侧应接于两相上，双圈变压器的二次绕组应接地。
性能要求
整流器
1）概述
整流器运行应遵循稳压限流操作原则，并结合软起动特性，分级带负荷。
主供电源恢复供电后，整流器应自动重新起动，由主供电源供电。
蓄电池在规定的放电时间放电给额定负荷后，整流器应在10小时内重新对蓄电池充电，同时满足逆变器输出额定负荷（功率因数）的要求。
对于阀控密封铅酸蓄电池和低维护镉镍蓄电池，整流器应根据蓄电池供货商的操作要求对蓄电池充电，严格限制充电电流。
2）整流器输入
UPS的进线电源条件见数据单。
输入谐波分量与最小短路电流有关，参见数据表。
整流器前端应设4极断路器和并联电涌保护器（标称放电电流20kA）。
UPS电源的瞬时冲击不应使整流器回路跳闸或蓄电池放电。
3）整流器输出
对于阀控密封铅酸蓄电池，整流器输出中的脉动电流分量应小于蓄电池C10放电电流的1%；对于镉镍蓄电池，整流器输出中的脉动电流分量应小于蓄电池C10放电电流的5%。
4）温度补偿
对于阀控密封铅酸蓄电池，整流器应设温度补偿输出电压调节，调节精度为±1%。
温度传感器安装在蓄电池架的中部，可按制造商的推荐值进行电压调节。
对于其它类型的蓄电池，当环境温度变化超过±5℃时，也应考虑温度补偿。
5）蓄电池浮充操作
当整流器电源电压、频率变化满足第节的要求，整流器负荷在零到额定值之间变化时，整流器直流电压变化值应在蓄电池供货商提供的蓄电池浮充电压（带温度调节）设定值的±1%之内。
6）蓄电池强充操作
在蓄电池深度放电后应自动进行蓄电池限流强充。
蓄电池强充应持续至蓄电池充满，由充电电压控制。
蓄电池和直流回路
1）概述
当蓄电池通过逆变器在规定放电时间内带功率因数为的感性额定负荷时，蓄电池的电压和容量应满足逆变器输入功率要求。
蓄电池放电性能应满足下列要求：
环境条件和运行条件；
充放电周期；
蓄电池平时处于浮充电状态，可连续运行至少4年。
蓄电池AH容量应通过计算确定，并考虑老化减容系数。
蓄电池组之间的连接电缆截面、材料应一致，总进线处设可挂锁、带熔断器的隔离开关。
安装蓄电池的金属支架需经防电解液腐蚀处理。
阀控密封铅酸蓄电池的净距应大于10mm，以保证良好散热。
蓄电池的分层高度布置应便于观察和更换。
2）蓄电池在线监测和试验
所有UPS的蓄电池应带在线回路检测设施，当蓄电池工作不正常时发报警信号。
阀控密封铅酸蓄电池应设整组蓄电池电压检测，越限报警，用于蓄电池性能检测。
如果业主要求，重要负荷配备的大容量蓄电池应带单体蓄电池的监测设施，用于测量、记录和报警。
阀控铅酸蓄电池，包括业主要求的其它类型蓄电池，应提供手动和自动在线测量放电电流、电压的试验设备，该设备可程序设定自动测试周期和放电深度，自动测试放电特性，监测设备将试验值与设定的放电参数进行比较，并分析出蓄电池的运行状况。
另外还可手动选择蓄电池完全放电试验。
逆变器
1）概述
逆变器输出电压、频率应符合设计要求。
在下列负荷条件下，UPS输出端子上测得的逆变器输出电压、频率应在允许运行范围以内：
负荷在零到额定值之间变化；
负荷功率因数在到1之间变化；
蓄电池处于强充状态和蓄电池在规定放电时间内放电时的逆变器直流输入电压在允许范围内变化。
当逆变器输出电压与旁路电压相位差别不超过规定的范围时，逆变器应自动调整输出，与旁路同期；当相位差别超过允许范围，逆变器应切换到内设频率控制状态。
2）额定输出
逆变器的额定输出应符合数据表要求，参考IEC60146中定义的II类用电负荷。
3）输出电压的稳态调整
当投切旁路时，输出电压的稳态调整应保持在额定输出电压的±%。
对于三相逆变器，当任意两相的负荷电流与额定输出电流相差在50%以下时，逆变器输出相电压和线电压变化不超过额定电压的±1%。
4）输出电压的动态响应
当负荷发生100%额定值的瞬时变化时，逆变器输出电压的动态变化不应超过±5%，并应在内使电压恢复到波动范围不超过额定电压的±%。
5）频率变化
逆变器回路和旁路的同期操作时主回路和旁路的输入频率均不应超过额定值的±5%，频率变化率小于s。
超过上述值，逆变器将切换到内设频率控制状态。
当逆变器处于内设频率控制状态，其输出频率变化应保持在额定值的±%以内。
6）输出电压波形
对于线性或非线性负荷，逆变器输出电压波形应为正弦波，谐波分量应满足数据表要求，否则应特殊注明。
7）输出电压相位偏差
对于三相逆变器，当所带负荷为三相平衡、功率因数的额定感性负荷时，相电压相位偏差不超过±1°；当单相电流与额定电流相差100%时，相电压相位偏差不超过±3°。
8）短路电流和过载电流
逆变器的一分钟过载能力不应小于150%，当内部发生短路或超过其过载能力时，UPS应瞬时将负荷切换到旁路上，否则应在UPS数据表中特殊说明。
1）回路额定值
应在旁路中设置连续额定运行的静态旁路切换开关。
除非征得业主同意，不得采用短时额定运行静态元件和连续额定运行接触器相结合的方式。
静态旁路应设熔断器，该熔断器连续额定电流等于UPS额定输出电流，短时额定动作值满足以下要求：
·输出母线短路——20ms；
·1000%的UPS额定电流——50ms；
·150%UPS额定电流——1分钟。
2）负荷切换原则
静态旁路开关可将负荷从逆变器回路手动或自动切换到旁路上，反之亦然，操作中不能断开UPS电源。
3）将负荷从逆变器回路切换到旁路上的原则
负荷切换只有在下列四项条件同时成立才能进行：
旁路电压与UPS额定输出电压相差在10%以内；
旁路频率与UPS额定输出频率相差在5%以内；
旁路频率变化率小于s；
旁路电压与逆变器输出电压同期。
当下列情况之一出现时，应起动自动切换方式：
·逆变器输出电压降低到额定电压的95%时，切换应在电压降低到额定电压的85%之前完成；
·逆变器输出电压超过额定电压的105%时，切换应在电压超过额定电压的115%之前完成；
·逆变器输出电流超过允许范围。
4）将负荷从旁路切换回逆变器回路上
只有在下列三项条件同时成立才能进行：
·逆变器输出电压变化范围在UPS正常输出电压的±5%以内，达5s；
·逆变器输出电压与旁路电压同期；
·导致负荷从逆变器回路切换到旁路的故障已切除。
若5分钟内3次将负荷从旁路切换回逆变器回路上的尝试失败，自动切换功能闭锁，负荷仍接在旁路上。
可靠性
包括UPS控制回路在内的硬件应符合满载运行时的温度要求。
元件应进行各项试验，以减少元件或系统早期故障的可能性。
制造商应提供有关设备最小MTBF值（环境温度20℃时）的证据，参照下列数值：
整流器：
150000小时
逆变器：
100000小时
静态开关：
200000小时
应通过自诊断和监测功能减少设备MTTR值（平均维修时间），在任何情况下MTTR值应小于8h。
制造商应保证所有备件的适用性，并提供足够支持，设备投运后软件至少能使用10年。
电磁兼容
UPS的电磁兼容要求如下：
UPS输入、输出的谐波分量应控制在允许范围内；
UPS产生的电磁干扰不应达到影响其它无线电通讯设备正常工作的水平；
UPS应具备足够的抗干扰能力，不受外界电磁干扰的影响。
噪音
UPS噪音水平的测量应参照ISO3746标准或业主同意的其它标准进行。
当负荷在零到额定值之间变化，在距UPS一米的任意位置测得的声压水平不应超过70dB（A）。
若需采用吸音材料，应注意限制吸音材料对散热、灰尘聚集和火灾危险的影响。
结构要求
外壳、散热和可接近性
1）设备外壳
整流器、逆变器、静态开关、隔离变压器等应设置在落地安装的柜体内，防护等级不低于IP3X，柜体带底板。
2）散热
设备散热采用自然风冷或机械风冷方式。
当任一风扇不工作时，UPS元件应能正常工作在允许的使用温度内，由逆变器向额定负荷供电，而不需切换到旁路。
所有风扇应配监测设施，用于风扇故障报警。
UPS装置不能采用需定期清洗或更换的冷却空气过滤器。
3）可接近性和维修安全性
设备维修如风扇、交流电容等应在柜前进行，若需从柜后维修，应在文件中注明。
在带门的柜体内所有电压超过24V的带电端子及母线应设绝缘套，否则应采用防护等级不低于IP2X的防护板，防护板应采用透明、阻燃的绝缘材料。
否则柜体内应有足够的空间，避免正常操作和维修时的任何触电可能。
维修旁路开关应设置在带门的独立间隔中，若该开关安装在主柜中，应与电力电子设备、静态开关和控制回路完全电气隔离。
所有进出线电缆接线应设置在维修旁路开关间隔内，以保证当维修旁路投运时，逆变器、静态开关处于安全隔离状态。
4）蓄电池柜
蓄电池应安装在整流器柜独立间隔内或单独的蓄电池柜内（防护等级IP2X）。
蓄电池柜外壳应保证柜内温升不超过要求值，并防止可燃气体的聚集。
蓄电池可能发生漏液或气体逸出时，不能导致其它设备元件和蓄电池组的损坏。
蓄电池安装在柜内时，应保证设备检查和维护时的人身安全。
金属支架应做防电解液腐蚀处理。
为方便检查和维护，支架最上面一层蓄电池高度不应超过1600mm，支架深度不应超过1000mm。
阀控密封铅酸蓄电池之间应有不小于10mm的净距，以保证散热。
蓄电池层间应有足够空间，以保证测量或更换蓄电池时的安全。
主回路开关应采用可连续运行、手动操作的空气断路器，符合IEC60947标准。
变压器或电抗器应采用空气冷却，符合IEC60146的相关要求。
外部接线
UPS设备外壳应根据数据表要求设置电缆进出线孔。
应提供足够的接线空间。
对于5kVA以下的UPS，电缆接头密封底板宽度应不小于150mm；对于5kVA以上的UPS，电缆接头密封底板宽度应不小于200mm。
若设计要求，应设附加端子，当正常负荷接于旁路，在附加端子上接临时负荷用于UPS主回路试验。
3.
UPS装置内应设带一定数量接地螺栓的接地母线，该接地母线应与柜体牢靠连接。
5kVA以下UPS的接地母线至少可接2根6mm2的接地电缆，5kVA以上UPS的接地母线至少可接2根25mm2的接地电缆。
在UPS元件的外露不带电导体和柜体之间、柜体和接地母线之间、柜体和门之间，应保持良好的电气通路。
逆变器输出的中性点应直接接地，电缆接头密封底板应可靠接地。
测量、保护和控制设备
UPS制造商应根据本技术要求提供必需的操作、保护和控制设备，确保不会因内部或外部短路、过电压、主回路或控制回路功能故障而造成装置损坏。
应设置带按键选择菜单和发光二极管（LED）的液晶显示装置（LCD）。
每个LED/报警回路应内设试验单元，LED/LCD的故障不应导致UPS误操作或影响报警遥信的正常功能。
不能采用带灯丝的指示灯。
状态指示
应在UPS柜前通过LED/LCD或测量仪表提供下列显示，以确定UPS操作状态，这些信号应显示在模拟接线图上。
另外应通过系统接口提供所需的遥信。
这些信号包括：
1）交流输入电源正常
2）旁路电源正常
3）整流器工作
4）逆变器工作
5）逆变器带负荷
6）旁路带负荷
7）逆变器/旁路同期
8）蓄电池强充（若需要时）
3.3.8.3测量
所有测量仪表应采用数字式的表计。
应通过菜单选择在LCD上提供下列电测量。
另外通过系统接口提供这些遥测量。
这些信号包括：
1）直流回路电压
2）蓄电池充电电流和放电电流
3）UPS每相输出电压
4）UPS每相输出电流
5）UPS输出频率
6）蓄电池放电深度
3.3.8.4保护和报警
应提供报警和保护功能状态显示，与跳闸功能相关的报警信号应采用手动复位。
下列报警和保护功能是最低要求：
1）交流输入低电压——报警
2）整流器故障——报警，跳整流器回路
3）直流过电压——报警，跳整流器回路
4）直流低电压——报警，跳整流器回路
5）停止充电/蓄电池放电——报警
6）蓄电池回路断开——报警
7）逆变器故障——报警，跳逆变器回路
8）逆变器过电流——报警
9）逆变器输出电压变化过大——报警，跳逆变器回路
10）逆变器与旁路不同期——报警
11）风扇故障——报警
12）逆变器硅堆温度过高——报警，跳逆变器回路。
针对上述信号，制造商应提供一个供总报警遥信的端子块，带常开、常闭无压触点各一对，可通过系统接口将该信号远传。
3.3.8.5工程界面和通讯接口
UPS应配置一个标准的RS485或RS232接口，供与计算机连接。
制造商应提供在线或离线监测、检查、控制设定软件，可通过改变定值来试验报警功能。
改变定值需通过密码。
软件设置应包括两层：
第1层：
仅用于观察
维修工程师或操作人员能观察到设定值和运行参数，但不能改变任何定值。
第2层：
用于设定和控制
维修工程师能控制UPS，改变定值。
若设计要求，UPS可通过RS485或光缆接口将模拟信号、数字信号送至DCS或SCADA系统。
通讯规约采用标准的MODBUS协议。
材料
1）所有材料的性能应适合于本项目的工程技术和操作要求，适合于运行、运输和安装地点的条件。
最大限度地采用系列化、标准化和市场商品化的材料。
2）对由第三方提供的材料的要求
由第
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