电力工业科普讲座培训课件

电力工业科普讲座电力工业科普讲座主主 讲：苏发高讲：苏发高（二（二0000六年八月）六年八月）引引 言言 电力工业，是我国能源产业的重要组成部分，是国民经济的重要网络性基础产业,在我国工业化、现代化进程中起着十分重要的作用，被誉为国民经济的先行官和经济社会发展的晴雨表。持续、优质、稳定的电力供应，是我国由工业化迈向现代化进程的重要保障。同时，电力也是人类文明和社会进步的象同时，电力也是人类文明和社会进步的象征征,与我们的生活息息相关。与我们的生活息息相关。生活，因为电力而绚丽生活，因为电力而绚丽第一章第一章 电力基础知识电力基础知识v什么是电？什么是电？v电力的特性电力的特性v电流的三大效应电流的三大效应v电力技术与电力工业发展简史电力技术与电力工业发展简史v电网电压等级电网电压等级v输变电原理及高压输电方式输变电原理及高压输电方式v电力负荷分级及其供电要求电力负荷分级及其供电要求什么是电？什么是电？电是一种自然现象。电是一种自然现象。18世纪时，西方国家开始探索电的种种现象。美国科学家富兰克林认为，电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就带了正电；若少于正常份量，就带了负电。所谓“放电”，就是正电流向负电的过程。尽管这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称被保留下来。1752年，他在一个风筝实验中，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。十八世纪，蒲力斯特里与库仑于1785年揭示出静态电荷间的作用力与距离成反平方的定律，奠定了静电的基本定律。1800年，意大利的伏特制成了第一个电池。1831年，英国的法拉第利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。1897年，汤姆生揭示出了原子由带正电的原子核（质子、中子）和核外带负电的电子组成，e=1.610-19C，使物体带电的过程叫“起电”。起电有三种方式：磨擦、接触、感应。规定：用丝绸磨擦过的玻璃棒所带的电荷规定：用丝绸磨擦过的玻璃棒所带的电荷正电荷正电荷 用毛皮磨擦过的橡胶棒所带的电荷用毛皮磨擦过的橡胶棒所带的电荷负电荷负电荷电力特性非物质性非物质性看不见、无重力，电力生产只涉能量 转换，不存在物质转变(或转移)暂态性暂态性变化快，不能大量贮存 连续性连续性发、供、用电必须同时进行，必须随时 保持平衡 重要性重要性与国民经济以及日常生活密切相关 网络性网络性实现电力输送、使用，必须要有特定的 网络(电力网)支持，且需形成闭环回路电流的三大效应电流的三大效应热热 效效 应应 Q热=I2Rt焦耳定律 （kJ、J）1J=0.24k化学效应化学效应 导体溶液里有电流时，溶液里发生化学变化的现象。电渡、电解、电冶金等。磁磁 效效 应应 电流感应磁场现象：电流感应磁场现象：导体中有电流时，导体周围就会产生感应磁场。(P1，P)电磁力现象电磁力现象:F=BIL (P3)电磁感应现象：电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时，导体中就 会产生电流。e=BLV (P4)互感现象：互感现象：两个线圈放在一起，其中一线圈中的电流发生变化时，另一线圈就 会产生感应电动势 U1/U2=N1/N2 (P5)电力技术与电力工业发展简史电力技术与电力工业发展简史v1831 年，法拉第发现电磁感应原理v1866 年，维西门子发明了励磁电机v1876 年，贝尔发明了电话v1879 年，爱迪生发明了电灯v1882 年，爱迪生建成世界上第一座发电厂v1881 年，卢西恩高拉德和约翰吉布斯取得“供电交流系统”专利v1885 年，制成交流发电机和变压器v1886 年，建成第一个单相交流送电系统v1888 年,制成交流感应式电动机v1891 年，德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建 成第一条三相交流送电线路电力工业生产环节电力工业生产环节v发电发电包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电v输电输电包括交流输电和直流输电v变电变电低压 高压、直流 交流v配电配电电力由大电网分配到小电网、用户的过程v用电用电用电设备的安装、使用和用电负荷的控制，以及将这5 个环节所存在的设备连接起来的电力系统v此外，电力工业生产环节，还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设，电力科学技术研究和电力机械设备制造电网电压等级电网电压等级v低压网：低压网：1KV以下v中压网：中压网：110KVv高压网：高压网：35220KVv超高压网：超高压网：330750KVv特高压网：特高压网：1000KV以上输变电原理及高压输电方式输变电原理及高压输电方式输变电原理输变电原理 电站电站(场、厂场、厂)升压升压(换流换流)高压电网高压电网 (换流换流)降压降压配压配压不同的用户不同的用户高压输电方式高压输电方式 交流输电交流输电 直流输电直流输电电力负荷分级及其供电要求电力负荷分级及其供电要求定义：定义：连接在输变电网络上的用电设备称电力负连接在输变电网络上的用电设备称电力负荷荷(或用电负荷或用电负荷)。单位：单位：MW、kW、W分级：分级：一级一级 二级二级 三级三级供电要求供电要求负荷特性负荷特性不同用电负荷曲线图电网负荷率：电网平均负荷与最大负荷之比。电网负荷率：电网平均负荷与最大负荷之比。负荷率负荷率=P均均/Pmax100%季节性日负荷特性曲线图枯 期汛 期第二章第二章 电力生产电力生产一、一、常规电力（能源）常规电力（能源）水电 火电 核电二、二、新型电力（能源）新型电力（能源）风力发电风力发电 太阳能发电太阳能发电 地热发电地热发电 潮汐发电潮汐发电一、常规电力（能源）一、常规电力（能源）（一）水电（一）水电v1、定义、定义 把水能转换成电能的工厂，又称水力发电厂或水把水能转换成电能的工厂，又称水力发电厂或水力发电站（包括抽水蓄能电站力发电站（包括抽水蓄能电站海洋能电站）。海洋能电站）。v2、结构、结构 挡水建筑物挡水建筑物 泄水建筑物泄水建筑物 排沙设施排沙设施 发电引水发电引水系统系统 发电系统发电系统 其他引水设施、过坝设施等组成。其他引水设施、过坝设施等组成。v昆明石龙坝电站昆明石龙坝电站始建时间：始建于1908年创 建 人：昆明商人王筱斋 站 址：昆明市郊的螳螂川 建站装机：2240 kW 总 装 机：6000 kW 供 电：昆明市中国最大水电站中国最大水电站三峡电站三峡电站v站址湖北宜昌v动工时间 1992后12月14日v总投资 1179亿元v设计容量2670万千瓦v设计年发电量 847亿千瓦时v首台机组发电时间2003年7月4日v全部完工时间预计2011年前v送电区域华东、华中、川俞 三峡电站经济、社会效益三峡电站经济、社会效益v电能供应电能供应（如左图所示）v防洪防洪 三峡工程建成后，可形成库容为393亿立方米的大水库，其中防洪库容为221.5亿立方米，用于调节洪峰、拦蓄洪水，可使长江荆江河段的防洪标准从目前的十年一遇提高到百年一遇。可有效消除江汉平原和洞庭湖区12.5万平方公范围内1500万人口、2300万亩农田,以及大中城市、工矿企业及交通要道的水患威胁。v 航运航运 从根本上改善重庆至宜昌段通航条件，单向年通过能力将从目前的1000万吨增加到5000万吨，运输成本可降低三分之一。三峡电站经济、社会效益三峡电站经济、社会效益v环境环境 与火电相比，少燃烧5000万吨原煤，具有巨大的环境效益。每年可少排放1000万吨二氧化碳，100万吨二氧化硫，1万吨一氧化碳，37万吨氮氧化合物，以及大量的废水、废渣；可减轻因有害气体的排放而引起酸雨的危害。v云南云南 目前最大大朝山水电站，装机135万千瓦，是新世纪全国第一个建成投产发电的大型水电项目。自2001年实现发电以来，大朝山水电站目前已累计发电近200亿度。特别是2003年6后，每年向广东输送电量占全省的35%以上。水电介绍（续）水电介绍（续）水电介绍（续）水电介绍（续）v大理大理 中国电力工业发展较早的地区之一。中国电力工业发展较早的地区之一。1945年年12月月,大理喜洲万花溪水力发电厂大理喜洲万花溪水力发电厂(44kW)就已建成投产。就已建成投产。1958年，大理州建成第一个年，大理州建成第一个35千伏电压等级的千伏电压等级的“七七五变电站五变电站”和第一条朝地田电站至七五变电站和第一条朝地田电站至七五变电站35千伏线千伏线路。路。2005年止，全州已年止，全州已建电站建电站163座座,累计装机累计装机58.3万万kW；全年累计发电量全年累计发电量20亿亿kW；2005年，全州用电年，全州用电量量 19.5 亿亿kW。小湾电站大理周边最大水电站大理周边最大水电站v设计装机设计装机 760万kW v总投资总投资 277.32亿元 v建设周期建设周期 2002年2010年v出力出力 185.4万kW v（二）火电（二）火电 定义定义利用煤、石油、天然气等自然界利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。按发电方式，它可分为汽轮机发电、燃气发电和既供电又供热的“热电联产”。汽轮机发电又称蒸汽发电，占世界火力发电总装机的95以上。火力发电厂工作原理图火力发电厂工作原理图秦秦 山山 核核 电电 站站1kg的铀全部裂变所的铀全部裂变所释放出的裂变能，大约释放出的裂变能，大约相当于相当于2500T煤或煤或2000T的石油燃烧时的石油燃烧时所释放出的能量。所释放出的能量。一座百万千瓦的火力一座百万千瓦的火力发电站需要发电站需要350万万T标标煤，而核能电站只需要煤，而核能电站只需要30吨的低浓铀原料就吨的低浓铀原料就可以。可以。CHINA 870870万万kWkW3030万万kW kW 浙江海盐浙江海盐 85.394.4 85.394.4 （二）新型电力（能源）（二）新型电力（能源）v1、风力发电、风力发电 （1 1）定义）定义将空气流动的动能转变为电将空气流动的动能转变为电能的生产方式能的生产方式 （2 2）机组结构：转子（回转叶片等）、升）机组结构：转子（回转叶片等）、升速装置、发电机、控制装置、调速系统以及支撑速装置、发电机、控制装置、调速系统以及支撑铁塔等。铁塔等。（3 3）全球风电应用情况）全球风电应用情况 20042004年末，全球风电装机容量年末，全球风电装机容量47624762万千瓦，万千瓦，风电占风电占0.50.5。世界风电装机容量的。世界风电装机容量的7373在欧洲，在欧洲，20042004年末欧洲风力发电总计装机容量为年末欧洲风力发电总计装机容量为34763476万千万千瓦。其中德国、西班牙和丹麦三个国家风电机组瓦。其中德国、西班牙和丹麦三个国家风电机组的装机容量约占欧洲总量的的装机容量约占欧洲总量的8484。CHINACHINA 风能资源丰富，可开风能资源丰富，可开发利用风能发利用风能2.52.5亿亿kWkW。内内蒙、宁夏、甘肃、新疆等蒙、宁夏、甘肃、新疆等西北部省区，都是我国风西北部省区，都是我国风力资源富集的地区。力资源富集的地区。已建立了已建立了14 14 个风力个风力发发电场。电场。20032003年底，我国年底，我国风电装机已达风电装机已达56.7456.74万千万千瓦。瓦。我国最大的风电厂我国最大的风电厂贺兰山风力发电场，装机贺兰山风力发电场，装机108108台，容量台，容量9.189.18万瓦。万瓦。建在戈壁滩上的风风 电电 场场2、太阳能发电、太阳能发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电 太阳能光伏发电是利用太阳电池组将太阳能直接转换为电能。太阳电池由单晶硅或非晶硅薄膜制成。将太阳电池排成方阵，其总面积决定所需的功率。太阳能热发电太阳能热发电 太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将水加热，使产生的蒸汽去驱动汽轮发电机组。根据热电转换方式的不同，把太阳能电站分为集中型热电太阳能电站和分散型太阳能电站。太太 阳阳 能能 电电 厂厂塔式太阳能热发电太阳能光伏发电3、地热发电、地热发电v定义用地球内部所具备的热能资源发电的方式v分布：滇西腾冲、西藏v利用：西藏羊八井电站，装机容量2。5万千瓦，发电量占拉萨电网的40%v4、海洋能发电海洋能发电 海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等的总称。海洋能用于发电有海流发电、海洋温差发电、波浪发电和潮汐发电等几种方式。潮汐发电潮汐发电把潮汐能转换成电能的水电站。一般在海湾或河口修筑堤坝建成水库，于涨潮时放海水入库，利用库水位低于潮位的水位差发电；待潮位下降，又利用库水位高于潮位的水位差和库内蓄存的水量发电。法国朗斯(La Rance)潮汐电站,是世界已建成潮汐电站中规模最大的水电站，其装机容量为24万kW。第三章第三章 电力输配电力输配一、输、配电网一、输、配电网二、变电站二、变电站 1、变压器、变压器 2、电压互感器和电流互感器、电压互感器和电流互感器 3、开关设备、开关设备 4、隔离开关（刀闸）、隔离开关（刀闸）5、防雷设备、防雷设备三、送电线路三、送电线路四、高压直流输电（四、高压直流输电（HVDC）五、大理州电网发展现状五、大理州电网发展现状（一）输、配电网（一）输、配电网 基本概念基本概念 1 1、输电、输电从发电厂或发电中心向消费电能地区输送大量电力的主干渠道或不同电网之间互送电力的联络渠道；2 2、配电、配电消费电能地区内将电力分配至用户的分配手段，直接为用户服务。ATT：输电和配电设施都包括变电站、线路等设备。3、输电网输电网所有输电设备连接起来组成输电网输电网。4、配电网配电网从输电网到用户之间的配电设备组成的网络，称为配电网配电网。（二）变电站（二）变电站 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。的流向和调整电压的电力设施。1 1、变压器、变压器起变换电压作用的设备起变换电压作用的设备 变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。器和自耦变压器。变压器按其作用，可分为升压变压器和降压变压器，前者用于变压器按其作用，可分为升压变压器和降压变压器，前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。关系：关系：U1/U2=N1/N2 I1/I2=N2/N1v2 2、电压互感器和电流互感器、电压互感器和电流互感器 它们的工作原理和变压器相似，都是将高电压（设备它们的工作原理和变压器相似，都是将高电压（设备和母线的运行电压）、大电流（即设备和母线的负荷或短和母线的运行电压）、大电流（即设备和母线的负荷或短路电流），按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设路电流），按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。备的低电压和小电流。v3、开关设备开关设备 它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器，它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器，都是断开和合上电路的设备。都是断开和合上电路的设备。在我国，在我国，220kV 220kV 以上变电站使用较多的是空气断路器以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。和六氟化硫断路器。v4、隔离开关（刀闸）隔离开关（刀闸）其主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保其主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。合使用。在停电时，应先拉断路器，后拉隔离开关；送电时，在停电时，应先拉断路器，后拉隔离开关；送电时，应先合隔离开关，后合断路器。如果误操作，将引起设备应先合隔离开关，后合断路器。如果误操作，将引起设备损坏和人身伤亡。损坏和人身伤亡。负荷开关能在正常运行时断开负荷电流，不断开故障负荷开关能在正常运行时断开负荷电流，不断开故障电流的能力，一般与高压熔断器配合用于电流的能力，一般与高压熔断器配合用于10kV10kV及以上电压及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。且不经常操作的变压器或出线上。v5、防雷设备防雷设备 变电站的防雷设备，主要有避雷针和避雷器。是为了变电站的防雷设备，主要有避雷针和避雷器。是为了防止变电站遭受直接雷击，将雷电对其自身放电，把雷电防止变电站遭受直接雷击，将雷电对其自身放电，把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时，雷电波会沿流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时，雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。导线进入变电站，产生过电压。另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电，降低电压，是当过电压超过一定限值时，自动对地放电，降低电压，保护设备，放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。保护设备，放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。目前，使用最多的防雷设备是氧化锌避雷器。目前，使用最多的防雷设备是氧化锌避雷器。v（三）（三）送电线路送电线路 1、送电线路分类：、送电线路分类：电力电缆电力电缆 架空线路架空线路 2、线路的输送容量及输送距离均与电压的关系线路的输送容量及输送距离均与电压的关系 3、架空电力线路保护区架空电力线路保护区(导线垂直边线外延距离导线垂直边线外延距离)输电电压（kV）35110220330500输送容量（万kW）122710253060100150输送距离（km）205050100200300250500300800输电电压等级(kV)110 kV35110 kV154330 kV500 kV外延距离(m)5101520v（四四）高压直流输电（高压直流输电（HVDC）1 1、HVDC 将将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站，再逆变成三相交流电的输电方式线路送往另一个换流站，再逆变成三相交流电的输电方式。2、HVDC的的选择选择 直流输电线造价低于交流输电线路，但换流站造价却比交流变直流输电线造价低于交流输电线路，但换流站造价却比交流变电站高得多。电站高得多。一般认为架空线路超过一般认为架空线路超过600600800km800km，电缆线路超过电缆线路超过404060km60km，直流输电较交流输电经济。直流输电较交流输电经济。3、HVDC的的缺点缺点 难于引出分支线路绝，大部分只用于端对端送电。难于引出分支线路绝，大部分只用于端对端送电。（五）大理州电网发展情况介绍（五）大理州电网发展情况介绍v1958年，大理州建成第一个年，大理州建成第一个35千伏电压等级的千伏电压等级的“七五变七五变电站电站”和第一条和第一条35千伏输电线路千伏输电线路(朝地田电站至七五变朝地田电站至七五变电站电站)；v 至至2005年底，全州已有年底，全州已有35kV变电站变电站73座，变电容量座，变电容量415MVA，35kV输电线路输电线路106条，条，1839kM；110kV变变电站电站17座（漾濞、漕建在建）座（漾濞、漕建在建）,变电容量变电容量795MVA，110kV输电线路输电线路42条，条，1312kM；220KV变电站变电站3座，座，变电容量变电容量630MVA，220kV输电线路输电线路10条条,762kM；500kV变电站一座（凤仪吉祥变）变电站一座（凤仪吉祥变）,变电容量变电容量750MVA。v全州已形成全州已形成“以为以为500kV为核心、为核心、220kV为重点、为重点、110kV为支撑、为支撑、35kV为补充为补充”的输电网络的输电网络,为大理水电为大理水电资源的开发和远期电力外送战略的实施提供了有力的保资源的开发和远期电力外送战略的实施提供了有力的保障。障。第四章第四章 供用电供用电 一、电能的应用一、电能的应用 二、电能质量二、电能质量 三、供电可靠性三、供电可靠性 四、电力负荷控制四、电力负荷控制 五五、DSM节能节电的新举措节能节电的新举措 六、节电新技术六、节电新技术 一、电能的应用一、电能的应用 照明照明 动力动力 热能热能 电化学电化学 电解电解 电磁感应电磁感应二、电能质量二、电能质量 质量标准质量标准 频率、电压、电压的不对称性、非正弦性标准频率、电压、电压的不对称性、非正弦性标准 1、频率、频率整个电力系统统一的运行参数整个电力系统统一的运行参数50Hz。频偏规定：频偏规定：300 万万kW 以上系统，以上系统，0.2Hz 300 万万kW 以下以下，0.5Hz 频率变化原因频率变化原因 在电力系统内，发电机发出的功率与用电设备及送电设备消在电力系统内，发电机发出的功率与用电设备及送电设备消耗的功率不平衡，将引起电力系统频率变化。当系统负荷超过或耗的功率不平衡，将引起电力系统频率变化。当系统负荷超过或低于发电厂的出力时，系统频率就要降低或升高，发电厂出力的低于发电厂的出力时，系统频率就要降低或升高，发电厂出力的变化同样也将引起系统频率变化。在系统有旋转备用容量（运行变化同样也将引起系统频率变化。在系统有旋转备用容量（运行备用容量）的情况下，发电厂出力能通过频率调节器较快地适应备用容量）的情况下，发电厂出力能通过频率调节器较快地适应负荷的变化，因此负荷变化引起的频率偏差值较小。一般运行备负荷的变化，因此负荷变化引起的频率偏差值较小。一般运行备用容量要求达到用容量要求达到1%1%3 3。低频率运行的危害低频率运行的危害 系统低频率运行时将产生以下不利的影响：汽轮机低压级系统低频率运行时将产生以下不利的影响：汽轮机低压级叶片将由于振动加大而产生裂纹，甚至发生断落事故；叶片将由于振动加大而产生裂纹，甚至发生断落事故；电厂中所有的交流电动机的转速相应降低，使给水泵、风电厂中所有的交流电动机的转速相应降低，使给水泵、风机、磨煤机等辅助机械的出力相应降低，严重影响火力发电厂的机、磨煤机等辅助机械的出力相应降低，严重影响火力发电厂的出力，促使频率进一步下降，引起恶性循环，甚至可能造成全厂出力，促使频率进一步下降，引起恶性循环，甚至可能造成全厂停电的严重事故；同时，所有用户的交流电动机的转速也要降低，停电的严重事故；同时，所有用户的交流电动机的转速也要降低，工农业的产量和质量将不同程度地降低；工农业的产量和质量将不同程度地降低；防止系统低（高）频率运行的对策防止系统低（高）频率运行的对策 提高日负荷曲线预测精度，使计划开机的发电出力与实际的提高日负荷曲线预测精度，使计划开机的发电出力与实际的负荷偏差较少。系统频率下降时，进行低频率减负荷，自动切除负荷偏差较少。系统频率下降时，进行低频率减负荷，自动切除部分次要负荷；当频率升高时，快速减少发电机出力，甚至进行部分次要负荷；当频率升高时，快速减少发电机出力，甚至进行高频率切机，使系统频率尽快恢复在额定值附近高频率切机，使系统频率尽快恢复在额定值附近；大用电客户严；大用电客户严格按计划用电，采用差别电价政策格按计划用电，采用差别电价政策，鼓励用户避开高峰用电或少，鼓励用户避开高峰用电或少用电。用电。2、电压、电压 电压质量电压质量 偏差规定为：偏差规定为：220V380V，照明允许偏差照明允许偏差5-10；其他；其他7 10kV 及以下及以下,允许偏差为允许偏差为7 特殊特殊35kV、110kV用户，允许偏差为用户，允许偏差为5 电压偏离额定值的原因电压偏离额定值的原因 电力通过变压器和线路输送将产生电压降，使受电端电压较送电端电压电力通过变压器和线路输送将产生电压降，使受电端电压较送电端电压低一定数值。离电源越近，负荷越小的用户，电压降越小；反之，电压降越低一定数值。离电源越近，负荷越小的用户，电压降越小；反之，电压降越大。大。用电设备低电压运行的危害用电设备低电压运行的危害 使电动机的电流过大，线圈温度过高，甚至使电动机拖不动机械或无使电动机的电流过大，线圈温度过高，甚至使电动机拖不动机械或无法起动，进而烧坏电动机；电灯发暗，日光灯起动困难；线路损耗增加；法起动，进而烧坏电动机；电灯发暗，日光灯起动困难；线路损耗增加；在电网枢纽变电所和受电地区的电压降低到额定电压的在电网枢纽变电所和受电地区的电压降低到额定电压的70左右时，将可左右时，将可能发生电压崩溃事故，将导致甩掉大量负荷，造成大面积停电。能发生电压崩溃事故，将导致甩掉大量负荷，造成大面积停电。提高电压质量的措施提高电压质量的措施 采取无功补偿措施，做到无功分级即各个电压等级、分区采取无功补偿措施，做到无功分级即各个电压等级、分区平衡，即每个电压等级发出的无功与消耗的无功平衡，每个地区平衡，即每个电压等级发出的无功与消耗的无功平衡，每个地区发出的无功与消耗的无功平衡，尽可能减少无功远距离输送。发出的无功与消耗的无功平衡，尽可能减少无功远距离输送。用户装设适当的电容器，使用户的功率因数用户装设适当的电容器，使用户的功率因数在在0.9以上；以上；在负荷密集的地区变电站采用带负荷调压的变压器。在负荷密集的地区变电站采用带负荷调压的变压器。3 3、电压的不对称性和非正弦性、电压的不对称性和非正弦性 在现代的用电设备中，出现了换流在现代的用电设备中，出现了换流整流设备、变频整流设备、变频调速设备、电弧炉、电气机车、电视机等非线性负荷。它们不但调速设备、电弧炉、电气机车、电视机等非线性负荷。它们不但引起电压波动，而且造成电压的不对称性和非正弦性。电压的不引起电压波动，而且造成电压的不对称性和非正弦性。电压的不对称性系指三相电压间的不对称。对称性系指三相电压间的不对称。出现上述情况，用户配合供电部门，采取技术措施保证电出现上述情况，用户配合供电部门，采取技术措施保证电网谐波在允许范围，以廷长电气设备寿命、避免不必要网损。网谐波在允许范围，以廷长电气设备寿命、避免不必要网损。三、供电可靠性三、供电可靠性 1、供电的重要指标、供电的重要指标供电可靠性供电可靠性 CAIFI用户停电总次数停电用户总数 2、提高供电可靠性的措施、提高供电可靠性的措施 合理配置继电保护装置，包括高低压用电设备的熔丝保护。当电气设合理配置继电保护装置，包括高低压用电设备的熔丝保护。当电气设备发生事故时，用保护装置迅速切断故障，使事故影响限制在最小的范围。备发生事故时，用保护装置迅速切断故障，使事故影响限制在最小的范围。采用安全自动装置。采用安全自动装置。提高供电设备的可靠性，首先要选用高度可靠的供电设备，其次要做提高供电设备的可靠性，首先要选用高度可靠的供电设备，其次要做好供电设备的维护工作，防止各种可能的误操作。好供电设备的维护工作，防止各种可能的误操作。提高送电线路和变电站主接线的可靠性。城市、工业地区，以及重要提高送电线路和变电站主接线的可靠性。城市、工业地区，以及重要的用户，供电的变电站进线应采用双回线、双电源供电。的用户，供电的变电站进线应采用双回线、双电源供电。对配对配(供供)电管理系统进行智能管理。计算机监控和信息管理系统不仅电管理系统进行智能管理。计算机监控和信息管理系统不仅能提高供电可靠性，而且具有显著经济效益。能提高供电可靠性，而且具有显著经济效益。四、电力负荷控制四、电力负荷控制 电力负荷控制不仅是配电自动化的组成部分，而且是负荷管电力负荷控制不仅是配电自动化的组成部分，而且是负荷管理的技术手段，其目的是采用合理的峰谷差别电价（以普通工业理的技术手段，其目的是采用合理的峰谷差别电价（以普通工业用电为例，高峰时段电价为用电为例，高峰时段电价为 元元/度，低谷时段电价为度，低谷时段电价为 元元/度，单度，单位电度电价差别达位电度电价差别达%），调动广大用户参加电力系统调峰；利），调动广大用户参加电力系统调峰；利用自动控制技术，由供电公司远方控制用户部分用电设备开关的用自动控制技术，由供电公司远方控制用户部分用电设备开关的关断，使用户尽可能避开日高峰时段用电，移到低谷用电，起到关断，使用户尽可能避开日高峰时段用电，移到低谷用电，起到系统削峰填谷的作用的技术措施，它不影响用户的工作和生活环系统削峰填谷的作用的技术措施，它不影响用户的工作和生活环境，对供、用电双方都有明显的经济效益。境，对供、用电双方都有明显的经济效益。目前，在我国，电力供应不足，发电厂发出的电力和电量不目前，在我国，电力供应不足，发电厂发出的电力和电量不能完全满足用户的需要。在这种情况下，电力负荷控制除担任调能完全满足用户的需要。在这种情况下，电力负荷控制除担任调峰功能外，主要是计划用电，即在一定时间内限制用电的技术手峰功能外，主要是计划用电，即在一定时间内限制用电的技术手段，以避免采用拉闸的办法分区停电，从而影响重要用户或大用段，以避免采用拉闸的办法分区停电，从而影响重要用户或大用户内重要负荷的电力供应，确保电网安全。户内重要负荷的电力供应，确保电网安全。五、五、DSM节能节电的新举措节能节电的新举措 定义定义 DMS是指在政府法规和政策支持下，采取有效的激是指在政府法规和政策支持下，采取有效的激励和诱导措施，通过电力励和诱导措施，通过电力(能源能源)服务公司服务公司(ESC0)、电力电力用户等的共同协力，提高终端用电效率和改善用电方式，用户等的共同协力，提高终端用电效率和改善用电方式，在完成同样电功能的同时在完成同样电功能的同时,减少电量消耗和电力需求减少电量消耗和电力需求(减减缓装机容量需求压力缓装机容量需求压力)，达到节约资源和保护环境，实，达到节约资源和保护环境，实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的用电管理活动。的用电管理活动。就技术措施而言，可分成就技术措施而言，可分成4大类：大类：节能技术改造，节能技术改造，提高用户终端设备效率；提高用户终端设备效率；建筑节能设计；负荷控制建筑节能设计；负荷控制技术；蓄热和蓄冷技术技术；蓄热和蓄冷技术低谷生产、贮备冷、热能低谷生产、贮备冷、热能量，高峰时段使用。量，高峰时段使用。与传统的负荷管理不同，DSM 强调用户的积极参与，且使用户承担一定的初投资。六、节电新技术六、节电新技术 节约用电指的是采取各种措施，降低电能损耗（包括电网网损），提高节约用电指的是采取各种措施，降低电能损耗（包括电网网损），提高用电效率。用电效率。1、高效电动机。、高效电动机。它是采用新材料和改进设计，具有低损耗、高功率它是采用新材料和改进设计，具有低损耗、高功率因数的电动机。目前，电动机用电占我国总用电量的因数的电动机。目前，电动机用电占我国总用电量的60。高效电动机的效。高效电动机的效率比一般标准电动机高率比一般标准电动机高27，永磁电动机可提高效率，永磁电动机可提高效率410。2、高效节电照明技术。、高效节电照明技术。如稀土荧光灯在同等照度下消耗电能仅为普如稀土荧光灯在同等照度下消耗电能仅为普通白炽灯通白炽灯的的20；节能电灯代替白炽灯可提高效率；节能电灯代替白炽灯可提高效率50以上。以上。3、电力电子控制技术。、电力电子控制技术。它是大功率电子器件、微电子和微处理技术它是大功率电子器件、微电子和微处理技术及现代控制论相结合的综合性技术，在工业、交通运输、家用电器等领域有及现代控制论相结合的综合性技术，在工业、交通运输、家用电器等领域有广泛的用途，可产生很好的节能节电效果。例如，风机、水泵的阀门流量调广泛的用途，可产生很好的节能节电效果。例如，风机、水泵的阀门流量调节改为交流变频调速控制，可节电节改为交流变频调速控制，可节电3040。4、电热膜加热技术。、电热膜加热技术。它是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面它是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面上，当通电加热时，热量能很快传给被加热体。电热膜加热效率比普通电热上，当通电加热时，热量能很快传给被加热体。电热膜加热效率比普通电热丝加热效率高一倍以上。丝加热效率高一倍以上。v 什么是电网调度什么是电网调度v 电网调度的手段电网调度的手段 v云南电网调度管理规程云南电网调度管理规程 第五章第五章 电网调度电网调度一、什么是电网调度一、什么是电网调度 电网调度，是指电网调度机构组织、指挥、指导和电网调度，是指电网调度机构组织、指挥、指导和协调电网的运行、操作与事故处理。并遵循安全、优质、协调电网的运行、操作与事故处理。并遵循安全、优质、经济的原则。经济的原则。1、调度目标：、调度目标：优化调度，以充分发挥电网的发、供电设备能优化调度，以充分发挥电网的发、供电设备能力，最大限度地满足用电需求；力，最大限度地满足用电需求；按电网运行客观存在规律和有关规定使电网连按电网运行客观存在规律和有关规定使电网连续、稳定、正常运行，电网电能质量指标符合国家标准；续、稳定、正常运行，电网电能质量指标符合国家标准；按按“公平、公正、公开公平、公正、公开”的原则，对电网进调的原则，对电网进调度，保护发、供用电三方面的利益。度，保护发、供用电三方面的利益。二、电网调度的手段二、电网调度的手段 1、对电厂发电出力的调度、对电厂发电出力的调度 水电厂增减水量、火电厂增减用煤；水电厂增减水量、火电厂增减用煤；2、对用户负荷的调度、对用户负荷的调度 通过需求侧管理改变用户用电习惯，提高终端用电效通过需求侧管理改变用户用电习惯，提高终端用电效率、改善用电方式；电网运行容量低于需求负荷时，根据计划用率、改善用电方式；电网运行容量低于需求负荷时，根据计划用电管理有关规定，适时切除部分负荷，以确保电网安全、稳定运电管理有关规定，适时切除部分负荷，以确保电网安全、稳定运行。行。电网调度运行电网调度运行实行实行“统一调度、统一调度、分级管理分级管理”的原的原则则调度机构分调度机构分为五级为五级 国家国家省际省际省自治区直辖市省自治区直辖市地州市市辖区地州市市辖区县区市县级市县区市县级市三、三、云南电网调度管理规程云南电网调度管理规程云南电网调度管理规程云南电网调度管理规程（要目）（要目）F第十五条第十五条调度机构必须执行国家下达的供电计划，不得克扣电力、电量，并保证供电质量。F第十六条第十六条 发电厂必须按照调度机构下达的调度计划和规定的电压范围运行，并根据调度指令调整功率和电压。F第十七条第十七条 发电、供电设备的检修，应当服从调度机构的统一安排。F第十八条第十八条 出现下列紧急情况之一，值班调度人员可以调整日发电、供电调度计划，发布限电、调整发电厂功 率、开或者停发电机组等指令；可以向本电网内的 发电厂、变电站的运行值班单位发布调度指令：（一）发电、供电设备发生重大事故或者电网发生事故；（二）电网频率或者电压超过规定范围；（三）输变电设备负载超过规定值；（四）主干线路功率值超过规定的稳定限额；（五）其他威胁电网安全运行的紧急情况。v第十九条第十九条 电网管理部门应当根据本级人民政府的生产调度部门的要求、用户的特点和电网安全运行的需要，提出事故及超计划用电的限电序位表，经本级人民政府的电力调度管理部门审核，报本级人民政府批准后，由调度机构执行。v第二十一条第二十一条 值班调度人员必须按照规定发布各种调度指令。v第二十二条第二十二条 在调度系统中，必须执行调度指令。调度系统的值班人员认为执行调度指令将危及人身及设备安全的，应当立即向发布指令的值班调度人员报告，由其决定调度指令的执行或者撤销。F第二十三条第二十三条 电网管理部门的负责人，调度机构的负责人以及 发电厂、变电站的负责人，对上级调度机构的值班人员发布的调度指令有不同意见时，可以向上级电网电力行政主管部门或者上级调度机构提出；但是，在其未作出答复前，调度系统的值班人员必须按照上级调度机构的值班人员发布的调度指令执行。F第二十四条第二十四条 任何单位和个人不得违反本条例干预调度系统的值班人员发布或者执行调度指令；调度系统的值 班人员依法执行公务，有权拒绝各种非法干预。第六章第六章 电力安全电力安全v安全供电安全供电v安全用电安全用电一、供电安全一、供电安全 1、电力生产、供应必需严格执行国家、省制定的、电力生产、供应必需严格执行国家、省制定的安全操安全操作规程作规程、安全生产导则安全生产导则等。等。2、建立健全电力系统检修、故障排查制度，并加以认真的、建立健全电力系统检修、故障排查制度，并加以认真的贯彻执行；尤其是雨季，一是要搞好水情监测，合理蓄水、及时贯彻执行；尤其是雨季，一是要搞好水情监测，合理蓄水、及时泄洪；二是，要认真巡检供电线路，及时更换电力系统绝缘保护泄洪；二是，要认真巡检供电线路，及时更换电力系统绝缘保护装置，并尽量避免山洪、泥石流、冰雹等自然灾害对电力系统可装置，并尽量避免山洪、泥石流、冰雹等自然灾害对电力系统可能造成的冲击和破坏；三是在雷电活动频繁地区，要加强防雷工能造成的冲击和破坏；三是在雷电活动频繁地区，要加强防雷工作。作。3、做好负荷增长变化预测，加强电力负荷控制及、做好负荷增长变化预测，加强电力负荷控制及DSM，以以及电网调度管理工作，确保电能质量，并避免电网大面积停电、及电网调度管理工作，确保电能质量，并避免电网大面积停电、乃至电网瓦解而造成的重大经济损失和政治影响。乃至电网瓦解而造成的重大经济损失和政治影响。4、加强电力建设监管，严格落实有关电力建设的规范要求。、加强电力建设监管，严格落实有关电力建设的规范要求。5、加强电网互联互供工作，提高供电稳定性。加强电网互联互供工作，提高供电稳定性。电力系统互联可以获得显著的技术经济效益。其主要作用电力系统互联可以获得显著的技术经济效益。其主要作用和优越性有以下几个方面：和优越性有以下几个方面：更经济合理开发一次能源，实现水、火电资源优势互补。更经济合理开发一次能源，实现水、火电资源优势互补。既可解决能源和负荷分布的不平衡性，又可在更大程度上实现既可解决能源和负荷分布的不平衡性，又可在更大程度上实现“水、火相济，互为补充水、火相济，互为补充”的供电格局；的供电格局；降低系统总的负荷峰值（错峰效益），减少总的装机容降低系统总的负荷峰值（错峰效益），减少总的装机容量；量；减少备用容量。通过电力系统互联，各个电网相互支援，减少备用容量。通过电力系统互联，各个电网相互支援，可减少检修备用；可减少检修备用；提高电能质量和运行经济性。提高电能质量和运行经济性。6、加强电力执法，坚决打击各种窃电行为，避免窃电给电、加强电力执法，坚决打击各种窃电行为，避免窃电给电网安全运行所带来的安全隐患。网安全运行所带来的安全隐患。二、用电安全二、用电安全 1、严格按设备安全使用说明书进行启动、运行、关停；、严格按设备安全使用说明书进行启动、运行、关停；2、重大专用设备要进行岗前培训、持证上岗，尽量避、重大专用设备要进行岗前培训、持证上岗，尽量避免误操作；免误操作；3、用电设备严禁超负荷运行和长时间空载运行；、用电设备严禁超负荷运行和长时间空载运行；4、确保用电设备的联结正确性；、确保用电设备的联结正确性；5、定期对用电设备进行检修、维护，确保设备运行工、定期对用电设备进行检修、维护，确保设备运行工况良好；况良好；6、配备必要的停电、短路等保护措施，尽量降低可能、配备必要的停电、短路等保护措施，尽量降低可能的经济损失。的经济损失。第七第七章章 电力产业研究电力产业研究 v 一、资源及开发现状一、资源及开发现状 全国全国云南云南大理大理 v 二、国家和省的宏观产业政策取向二、国家和省的宏观产业政策取向 一、资源及开发现状一、资源及开发现状v中国中国 水电水电蕴藏量蕴藏量6.766.76亿亿kWkW，技术可开发量技术可开发量4.93亿亿kW,经济可开发量经济可开发量3.78亿亿kW，年可发电量年可发电量19200亿亿kWh，占全世界可开发总量的占全世界可开发总量的17%，居世界第一位。，居世界第一位。煤煤探明储量为探明储量为815815亿吨标煤，占能源总量亿吨标煤，占能源总量52.6%52.6%；94%94%的煤炭资源集中在大别山的煤炭资源集中在大别山秦岭秦岭昆仑昆仑山一线以北，其中以山西、内蒙、陕西等省为主。山一线以北，其中以山西、内蒙、陕西等省为主。目前，目前，煤占能源消费的煤占能源消费的70%70%。20052005年，煤电装机年，煤电装机5107051070万万kW，发电发电16900亿亿kWh,占占70%70%左右。左右。v云南云南 云南能源资源得天独厚，水能、煤炭资源储量较云南能源资源得天独厚，水能、煤炭资源储量较大，开发条件优越。全省水力资源蕴藏量达大，开发条件优越。全省水力资源蕴藏量达1.04 1.04 亿亿kW ，居全国第三；可开发量约为居全国第三；可开发量约为0.90.9亿亿kW，居全国第居全国第二。二。煤炭资源主要分布在滇东北，全省探明储量煤炭资源主要分布在滇东北，全省探明储量240240亿亿吨，居全国第九位。吨，居全国第九位。20052005年，全省电力装机达年，全省电力装机达1303.731303.73万万kW ，累计发，累计发电电624.2624.2亿亿kWh h。其中，火电。其中，火电275.01275.01亿亿kWh h、水电水电349.19349.19亿亿kWh h。当年送粤电力当年送粤电力280280万万kW，年电量近年电量近7070亿亿kWh,h,送越送越电量电量7070万万kWh/h/日。日。v大理大理 全州水资源理论蕴藏量为全州水资源理论蕴藏量为1000万万kW,可开发的水能可开发的水能资源资源807万万kW(其中小电其中小电194万万kW)。截至截至20052005年底，已开发大中型水电年底，已开发大中型水电33.3万万kW，小小水电水电25万万kW,开发率达开发率达7.22%目前目前,功果桥电站功果桥电站(120万万kW)开发前期工作已启动。开发前期工作已启动。20052005年年,全州共有供电企业全州共有供电企业1313户户,电力公司直属电厂电力公司直属电厂(站站)27)27户。户。累计发电累计发电2020亿千瓦时亿千瓦时(其中小电其中小电8.48.4亿千瓦亿千瓦时时)。煤煤传统口径探明煤炭资源经济贮量为传统口径探明煤炭资源经济贮量为40004000多万多万吨。在省煤炭工业局的大力支持下，省煤田地质局经过吨。在省煤炭工业局的大力支持下，省煤田地质局经过对我州煤炭资源的重新踏勘初步结果显示，我州煤炭资对我州煤炭资源的重新踏勘初步结果显示，我州煤炭资源远景贮量约在源远景贮量约在4.24.2吨左右，其中烟煤吨左右，其中烟煤200200万吨、无烟煤万吨、无烟煤3200032000万吨，褐煤万吨，褐煤98009800万吨。万吨。附件附件1:水资源开发率对比图水资源开发率对比图676003780010800104009000820100080758.3010000200003000040000500006000070000全国云南大理水资源蕴藏量(万kW)经济可开发量(万kW)已开发量(万kW)附件附件:水资源开发对比图水资源开发对比图全 国全 国10028.57可开发水电总量水电开发利用率(%)云 南云 南1008.678.67大大 理理1001007.227.22我国区域电网公司图我国区域电网公司图二、二、宏观产业政策取向宏观产业政策取向v（一）中长期发展目标（一）中长期发展目标 国家国家 1 1、20302030年以前，平均每年投资年以前，平均每年投资767767亿美元，用于支持能源产亿美元，用于支持能源产业的发展，其中业的发展，其中80%80%用于电力投资；用于电力投资；2 2、计划在、计划在20102010年达到年达到1.651.65亿千瓦，占发电装机总量的亿千瓦，占发电装机总量的23.723.7；在；在20202020年达到年达到2.462.46亿千瓦，上升到装机总量的亿千瓦，上升到装机总量的25.925.9；3 3、计划在、计划在20102010年达到年达到1.651.65亿千瓦，占发电装机总量的亿千瓦，占发电装机总量的23.723.7；在；在20202020年达到年达到2.462.46亿千瓦，上升到装机总量的亿千瓦，上升到装机总量的25.925.9。到。到20102010年，煤电机组的比例力争降到年，煤电机组的比例力争降到60%60%以下，水电、核电、风能以下，水电、核电、风能等能源发电达到等能源发电达到40%40%以上。以上。4 4、积极发展核电，至、积极发展核电，至20202020年，中国核电装机容量规划要年，中国核电装机容量规划要达到达到40004000万千瓦，约占整个电力装机容量的万千瓦，约占整个电力装机容量的4%4%v云南云南 中共云南省委、省政府在云南省第七次党代会上中共云南省委、省政府在云南省第七次党代会上提出，要加快培育和发展以水电为主的电力产业，今后提出，要加快培育和发展以水电为主的电力产业，今后10-2010-20年的时间，将以水电为主的电力产业培植成为全年的时间，将以水电为主的电力产业培植成为全省最大产业。省最大产业。20032003年年9 9月月,正式形成了正式形成了关于加快中小关于加快中小水电发展的决定水电发展的决定。“十一五十一五”期间，云南将争取对外期间，云南将争取对外“送电送电”280280万万千瓦（千瓦（6 6月月2 2日提前实现），到日提前实现），到20102010年争取年争取“外送外送”780780万千瓦。万千瓦。20202020年的目标是年的目标是“保六争八保六争八”。主要着力点：水电主要着力点：水电“三江开发三江开发”、红水河开发、红水河开发 火电火电建设三大建设三大“煤电基地煤电基地”。第八章第八章 大理州电力工业可持续发展建议大理州电力工业可持续发展建议v一、一、进一步明确和理顺水电开发管理体制，加强电力监进一步明确和理顺水电开发管理体制，加强电力监管（调度、管（调度、GMSGMS、安全）、强化产品价格、服务的安全）、强化产品价格、服务的“社社会公众性会公众性”。v二、二、搞好流域水资源梯级、综合开发规划论证搞好流域水资源梯级、综合开发规划论证工作工作，确，确保资源开发利用保资源开发利用科学化、科学化、最大化。最大化。v三、全力支持国家和省开发大电（功、鲁、龙、苗），三、全力支持国家和省开发大电（功、鲁、龙、苗），积极参与积极参与“西电东送西电东送”、“云电外送云电外送”战略的实施；努战略的实施；努力争取国家和省的支持，加强输电网架扩容、升级、改力争取国家和省的支持，加强输电网架扩容、升级、改造等工作。造等工作。v四、将争取小湾换流站项目作为电力工业发展和重点项四、将争取小湾换流站项目作为电力工业发展和重点项目建设的重要工作来抓；争取华电、华能集团生产、生目建设的重要工作来抓；争取华电、华能集团生产、生活基地落户大理。活基地落户大理。v五、五、按按“谁建、谁有、谁管、谁受益、谁承担风险谁建、谁有、谁管、谁受益、谁承担风险”的的原则，充分发挥和调动社会力量办电积极性，努力形成原则，充分发挥和调动社会力量办电积极性，努力形成多元化、多渠道筹资办电格局，多元化、多渠道筹资办电格局，努力推进大理州中小水努力推进大理州中小水电开发（流域、梯级、流）。电开发（流域、梯级、流）。v六、六、大力发展汛期负荷，实施电矿结合发展之路。大力发展汛期负荷，实施电矿结合发展之路。v七、结合地方水电工业发展和工业产业生产布局及规划，七、结合地方水电工业发展和工业产业生产布局及规划，积极争取发、供电企业支持，打造持续、稳定、优质优积极争取发、供电企业支持，打造持续、稳定、优质优价的电力供应环境，为白州工业发展创造条件。价的电力供应环境，为白州工业发展创造条件。v八、支持风电开发，积极创造条件发展火电。八、支持风电开发，积极创造条件发展火电。v九、开发和节约并重，明确环保责任，确保人与自然和九、开发和节约并重，明确环保责任，确保人与自然和谐共处。谐共处。v十、十、以人为本，做好移民安置工作；建立合理的资源利以人为本，做好移民安置工作；建立合理的资源利益分享机制，体现社会公平。益分享机制，体现社会公平。THE 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