CN204271745U - 备用电源自投装置系统 - Google Patents
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Abstract
备用电源自投装置系统。提供了一种安全性高,自动判别母线故障,并根据故障点位置执行相应的动作策略,隔离故障、恢复供电的备用电源自投装置系统。包括进线M、进线N、母线、备用电源自投装置和分段合并单元,所述进线M和进线N分别连接所述母线,所述母线连接所述分段合并单元,所述分段合并单元连接采集板,所述采集板连接保护板和管理板;进线备自投LBZT1适用的运行方式为:进线M备用、进线N运行、分段开关运行;分段备自投FBZT适用的运行方式为:进线M运行,进线N运行,分段开关备用。本实用新型提高设备的安全性,能够恢复供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设施领域,尤其涉及一种备用电源自投装置系统。
背景技术
传统的备用电源自投装置应用于110kV单母线分段接线形式变电所时,当母线发生永久性故障,由于110kV母线一般不配置专用母线保护,主变差动保护范围也不包括110kV母线,母线故障将由供电线路电源侧继电保护动作切除,母线失压后备用电源自投装置动作,备用电源线路合于故障,继电保护动作切除故障,将造成变电所全所失电,如图5所示:
(1)当运行方式为电源一UL1、电源二UL2分别对I母、II母供电,分段3DL开关备用,备用电源自投装置为分段自投方式时:I母发生永久性故障,电源1侧11DL开关继电保护动作,跳开11DL,重合不成再次跳开11DL;I母失压且1DL开关无流,满足备用电源自投装置起动条件,备用电源自投装置动作,跳1DL,合3DL。此时电源2侧21DL开关继电保护装置即感受到故障,动作后跳开21DL,该变电所全所失电。
(2)当运行方式为电源1、电源2分别对I母、II母供电,分段3DL开关备用,备用电源自投装置为分段自投方式时:II母发生永久性故障,电源2侧21DL开关继电保护动作,跳开21DL,重合不成再次跳开21DL;II母失压且2DL开关无流,满足备用电源自投装置起动条件,备用电源自投装置动作,跳2DL,合3DL。此时电源1侧11DL开关继电保护装置即感受到故障,动作后跳开11DL,该变电所全所失电。
(3)当运行方式为电源1对I母供电,并经3DL开关对II母供电,2DL开关热备用,电源2对空线路充电,备用电源自投装置为进线N自投方式时:I母发生永久性故障,电源1侧11DL开关继电保护动作,跳开11DL,重合不成再次跳开11DL;I母、II母均失压且1DL开关无流,满足备用电源自投装置起动条件,备用电源自投装置动作,跳1DL,合2DL。此时电源2侧21DL开关继电保护装置即感受到故障,动作后跳开21DL,该变电所全所失电。
(4)当运行方式为电源1对I母供电,并经3DL开关对II母供电,2DL开关热备用,电源2对空线路充电,备用电源自投装置为进线N自投方式时:II母发生永久性故障,由于110kV线路继电保护一般按终端馈供线路原则整定,即速动段保全线灵敏度,而分段开关3DL一般配置充电保护,仅在开关由分位变为合位时自动短时开放(3DL开关配置的电流保护,在小方式下须保证母线故障有足够灵敏度,定值上往往躲不过变压器励磁涌流,或躲不过大方式下变压器低压侧故障,不宜长期投入),故障仍由电源侧11DL开关切除,I母、II母均失压且1DL开关无流,满足备用电源自投装置起动条件,备用电源自投装置动作,跳1DL,合2DL。此时电源2侧21DL开关继电保护装置即感受到故障,动作后跳开21DL,该变电所全所失电。
(5)当运行方式为电源2对I母供电,并经3DL开关对I母供电,1DL开关热备用,电源1对空线路充电,备用电源自投装置为进线M自投方式时,如以上背景技术中(3)、(4)所述。
根据以上分析,传统的备用电源自投装置应用于110kV单母线分段接线变电所时,存在110kV母线故障,母线失压后备用电源自投装置动作合于故障母线,导致全所失电的问题。《10kV~110(66)kV线路保护及辅助装置标准化设计规范》(Q/GDW766—2012)提出“7.2.9备自投装置宜有电源自动投于故障母线或故障设备的保护措施。”对于传统变电站,由于备用电源自投装置模拟量开入通道有限,1DL、2DL开关一般均只引入一相电流,作有流闭锁判别用,不能判别母线故障,装置也不具备投于故障母线后采取保护措施的功能.
实用新型内容
本实用新型针对以上问题,提供了一种安全性高,自动判别母线故障,并根据故障点位置执行相应的动作策略,隔离故障、恢复供电的备用电源自投装置系统。
本实用新型的技术方案是:包括进线M、进线N、母线、备用电源自投装置和分段合并单元,所述进线M和进线N分别连接所述母线,所述母线连接所述分段合并单元;
所述进线M包括电源线路一、线路压变一PT1、电流互感器一CT1、断路器一1DL和1号进线合并单元,所述电源线路一的一端接入所述线路压变一PT1、另一端接入所述电流互感器一CT1,所述断路器一 1DL接入所述电流互感器一CT1,所述线路压变一PT1和电流互感器一CT1分别接入所述1号进线合并单元;
所述进线N包括电源线路二、线路压变二PT2、电流互感器二CT2、断路器二2DL和2号进线合并单元,所述电源线路二的一端接入所述线路压变二PT2、另一端接入所述电流互感器二CT2,所述断路器2DL接入所述电流互感器二CT2,所述线路压变二PT2和电流互感器二CT2分别接入所述2号进线合并单元;
所述母线包括母线I母、母线II母、母线压变一I母PT、断路器三3DL、母联流变CT3、母线压变二II母PT和110kV电压合并单元,所述母线I母的一端连接所述断路器一1DL、另一端连接所述断路器三3DL,所述母线II母的一端连接所述断路器二2DL、另一端连接所述母联流变CT3,所述断路器三3DL与所述母联流变CT3相连,所述母线压变一I母PT、母线压变二II母PT和母联流变CT3并入所述110kV电压合并单元;
所述110kV电压合并单元分别连接所述1号进线合并单元和2号进线合并单元,所述1号进线合并单元和2号进线合并单元均连接所述备用电源自投装置;
所述分段合并单元连接采集板,所述采集板连接保护板和管理板。
一种备用电源自投装置系统的自投方法,
1)、进线备自投LBZT1适用的运行方式为:进线M备用、进线N运行、分段开关运行:
A、母线失压时,CT2无故障电流,故障点不在母线上:
A1)、I母、II母均无压、UL1有压且IL2无流,UL1为电源线路一的电压,IL2为断路器二2DL的电流,延时跳2DL,装置同时发出“LBZT1跳2DL动作”信号;
A2)、确认2DL跳开后,收回2DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号;然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发1DL合闸脉冲,并发出“LBZT1合1DL动作”信号;
A3)、确认1DL合上后,装置发出“进线M明备用”信号;若是加速动作,则发“进线M明备用加速”信号,LBZT1逻辑完成;
A4)、2DL跳闸、切其它设备、1DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号;
B、母线失压时,CT2有故障电流、且故障点在母线上,3DL跳闸后2DL又出现故障电流,故障点在II母或2DL开关与流变之间:
LBZT1充电完成后:
B1)、I、II母无压、UL1有压且IL2有故障电流,无1号主变或2号主变保护动作信号开入,则经延时3DL,装置同时发出“LBZT跳3DL”信号;
B2)、确认3DL跳开后,收回3DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号;然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;
B3)、在延时内若IL2又出现故障电流,则发跳2DL脉冲,并发出“LBZT1跳2DL动作”信号;
B4)、确认2DL跳开后,装置合1DL和3DL命令信号;并发出“LBZT1合2DL,3DL动作”信号,确认1DL、3DL合上后,LBZT1逻辑完成;
B5)、3DL跳闸、切其它设备、2DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号;
C、母线失压时,CT2有故障电流、且故障点在母线上,3DL跳闸后2DL一直未故障电流,故障点在I母或是已消失的瞬时故障:
LBZT1充电完成后:
C1)、I、II母无压、UL1有压且IL2有故障流,无1号主变或2号主变保护动作信号开入,则经延时3DL,装置同时发出“LBZT跳3DL”信号;
C2)、确认3DL跳开后,收回3DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号; 然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;
C3)、在延时内若IL2一直无流,则发合1DL脉冲,并发出“LBZT1合1DL动作”信号;
C4)、确认1DL合上后,LBZT1逻辑完成;
C5)、3DL跳闸、切其它设备、1DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号;
2)、分段备自投FBZT适用的运行方式为:进线M运行,进线N运行,分段开关备用,FBZT2为II母暗备用,动作过程如下:
D、I母失压后,1DL及2DL均未流过故障电流,故障点不在母线上:
FBZT充电完成后:
D1)、I母无压、II母有压且IL1无流,IL1为断路器一1DL的电流,若闭接点启动定值投入,还需判1DL跳位,延时发1DL跳闸命令,同时发“FBZT2跳1DL动作”信号;
D2)、确认1DL跳开后,收回1DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备命令,同时发“FBZT2联切I母设备动作”信号,然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发3DL合闸脉冲,并发“FBZT合3DL动作”信号;
D3)、确认3DL合上后,发“II母暗备用”信号,FBZT2逻辑完成;
D4)、1DL跳闸、切其它设备、3DL合闸命令发出5s后,断路器仍未动作,则终止FBZT2逻辑,FBZT放电,装置发出“备自投失败”信号;
E、I母失压后,1DL流过故障电流,2DL未流过故障电流,故障点在I母或1DL开关与流变之间:
FBZT充电完成后:
E1)、I母无压、II母有压且IL1有故障电流,无1号主变动作信号开入,若闭接点启动定值投入,还需判1DL跳位,延时发1DL跳闸命令,同时发“FBZT2跳1DL动作”信号;
E2)、确认1DL跳开后,收回1DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备命令,同时发“FBZT2联切I母设备动作”信号,然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发3DL合闸脉冲,并发“FBZT合3DL动作”信号;
E3)、确认3DL合上后,发“II母暗备用”信号;
E3-1)、FBZT2逻辑完成;
E3-2)、加速动作,发“II母暗备用加速”信号,FBZT2逻辑完成;
E4)、1DL跳闸、切其它设备、3DL合闸命令发出5s后,断路器仍未动作,则终止FBZT2逻辑,FBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
本实用新型对于智能化变电站,每回进线的三相电流甚至包括电压量,分段开关的三相电流量,均可以通过合并单元转变为一路光信号传输给备用电源自投装置,解决了模拟量输入受限制的问题,从而可以根据故障发生时的模拟量特征对故障点进行定位,并采取措施,闭锁备用电源自投装置或加速隔离故障,最终提高设备的安全性,能够恢复供电。
附图说明
图1是本实用新型的流程图,
图2是本实用新型的电路图,
图3是本实用新型进线备自投逻辑框图,
图4是本实用新型母线备自投逻辑框图,
图5是本实用新型背景技术中电路图;
具体实施方式
本实用新型如图1-4所示,包括进线M、进线N、母线、备用电源自投装置和分段合并单元,所述进线M和进线N分别连接所述母线,所述母线连接所述分段合并单元;
所述进线M包括电源线路一、线路压变一PT1、电流互感器一CT1、断路器一1DL和1号进线合并单元,所述电源线路一的一端接入所述线路压变一PT1、另一端接入所述电流互感器一CT1,所述断路器一 1DL接入所述电流互感器一CT1,所述线路压变一PT1和电流互感器一CT1分别接入所述1号进线合并单元;
所述进线N包括电源线路二、线路压变二PT2、电流互感器二CT2、断路器二2DL和2号进线合并单元,所述电源线路二的一端接入所述线路压变二PT2、另一端接入所述电流互感器二CT2,所述断路器2DL接入所述电流互感器二CT2,所述线路压变二PT2和电流互感器二CT2分别接入所述2号进线合并单元;
所述母线包括母线I母、母线II母、母线压变一I母PT、断路器三3DL、母联流变CT3、母线压变二II母PT和110kV电压合并单元,所述母线I母的一端连接所述断路器一1DL、另一端连接所述断路器三3DL,所述母线II母的一端连接所述断路器二2DL、另一端连接所述母联流变CT3,所述断路器三3DL与所述母联流变CT3相连,所述母线压变一I母PT、母线压变二II母PT和母联流变CT3并入所述110kV电压合并单元;
所述110kV电压合并单元分别连接所述1号进线合并单元和2号进线合并单元,所述1号进线合并单元和2号进线合并单元均连接所述备用电源自投装置;
通过将进线M的电流和电压接入1号进线合并单元,进线N的电流和电压接入2号进线合并单元,母线的电流和电压接入110kV电压合并单元,并将模拟量转化为数字量分别接入1号进线合并单元和2号进线合并单元,再由1号进线合并单元和2号进线合并单元将信号送给备用电源自投装置。
所述分段合并单元连接采集板,所述采集板连接保护板和管理板,通过线路和分段合并单元发送SV数据至PRS-7358装置的采集板,由所述采集板完成交流量的采集与计算,发送数据至所述保护板和管理板。
所述采集板采用WB8290型号。
一种备用电源自投装置系统的自投方法如下:
(1)、进线备自投LBZT1适用的运行方式为:进线M备用、进线N运行、分段开关运行:
A、母线失压时,CT2无故障电流,故障点不在母线上:
(A1)、I母、II母均无压、UL1有压(当判进线有压定值退出时无该条件)且IL2无流,UL1为电源线路一的电压,IL2为断路器二2DL的电流,(当闭接点启动定值投入时,还需判2DL跳位),延时(如有加速BZT开入,则不经延时)跳2DL,装置同时发出“LBZT1跳2DL动作”信号;
(A2)、确认2DL跳开后,收回2DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备(如小电源联络线或接地变等)命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号;然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发1DL合闸脉冲,并发出“LBZT1合1DL动作”信号;
(A3)、确认1DL合上后,装置发出“进线M明备用”信号;若是加速动作,则发“进线M明备用加速”信号,LBZT1逻辑完成;
(A4)、2DL跳闸、切其它设备、1DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
B、母线失压时,CT2有故障电流、且故障点在母线上,3DL跳闸后2DL又出现故障电流,故障点在II母或2DL开关与流变之间:
LBZT1充电完成后:
(B1)、I、II母无压、UL1有压(当判进线有压定值退出时无该条件)且IL2有故障电流,无1号主变或2号主变保护动作信号开入,(当闭接点启动定值投入时,还需判跳位),则经延时(如有加速BZT开入,则不经延时)3DL(注:该延时应小于21DL重合闸动作时间),装置同时发出“LBZT跳3DL”信号;
(B2)、确认3DL跳开后,收回3DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备(如小电源联络线或接地变等)命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号;然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;
(B3)、在延时内若IL2又出现故障电流(注:该延时应大于21DL重合闸动作时间),则发跳2DL脉冲,并发出“LBZT1跳2DL动作”信号;(在对侧重合闸后IL2又有流,说明故障性质为永久性故障,且3DL跳开后未能隔离故障,此时故障点可能的位置应在II母或2DL开关与流变之间;)
(B4)、确认2DL跳开后,装置合1DL和3DL命令信号;并发出“LBZT1合2DL,3DL动作”信号,确认1DL、3DL合上后,LBZT1逻辑完成;(注:如故障点在2DL开关与流变之间,2DL跳开即可隔离故障,1DL、3DL合上后恢复对两段母线的供电;如故障点在II母,1DL、3DL合上后会立即感知到故障电流,此时由1DL开关过流保护加速动作跳3DL,1线电源侧的11DL开关由于也感知到故障电流可能同时动作,靠重合闸补救,最终该变电所方式为1线供I母,II母故障失电。不能由3DL开关过流保护加速动作的原因是故障点位于3DL开关和流变之间时3DL过流保护不能正确动作;)
(B5)、3DL跳闸、切其它设备、2DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
C、母线失压时,CT2有故障电流、且故障点在母线上,3DL跳闸后2DL一直未故障电流,故障点在I母或是已消失的瞬时故障:
LBZT1充电完成后:
(C1)、I、II母无压、UL1有压(当判进线有压定值退出时无该条件)且IL2有故障流,无1号主变或2号主变保护动作信号开入,(当闭接点启动定值投入时,还需判跳位),则经延时(如有加速BZT开入,则不经延时)3DL(注:该延时应小于21DL重合闸动作时间),装置同时发出“LBZT跳3DL”信号;
(C2)、确认3DL跳开后,收回3DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备(如小电源联络线或接地变等)命令,同时发出“LBZT1联切Ⅰ/Ⅱ母设备动作”信号;然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;
(C3)、在延时内(该延时大于21DL重合闸动作时间)若IL2一直无流,则发合1DL脉冲,并发出“LBZT1合1DL动作”信号;(2DL流变一直无流,说明故障为瞬时故障且故障点已消失;或故障点在I母,已被3DL隔离。如果是已消失的瞬时故障,合上1DL后该变电所运行方式为2回进线分别馈供,两段母线均不失电;如果故障仍点在I母,由1线电源侧开关11DL切除故障,该变电所方式变为2线供II母,I母故障失电;)
(C4)、确认1DL合上后,LBZT1逻辑完成;
(C5)、3DL跳闸、切其它设备、1DL合闸命令发生5s后断路器仍未动作,则终止LBZT1逻辑,LBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
进线备自投LBZT2适用的运行方式为:进线N备用、进线M运行、分段开关运行,原理同LBZT1适用的运行方式。
(2)、分段备自投FBZT适用的运行方式为:进线M运行,进线N运行,分段开关备用,FBZT2为II母暗备用,动作过程如下:
D、I母失压后,1DL及2DL均未流过故障电流,故障点不在母线上:
FBZT充电完成后:
(D1)、I母无压、II母有压且IL1无流,IL1为断路器一1DL的电流,若闭接点启动定值投入,还需判1DL跳位,延时发1DL跳闸命令,同时发“FBZT2跳1DL动作”信号;
(D2)、确认1DL跳开后,收回1DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备(如小电源联络线或接地变等)命令,同时发“FBZT2联切I母设备动作”信号,然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发3DL合闸脉冲,并发“FBZT合3DL动作”信号;
(D3)、确认3DL合上后,发“II母暗备用”信号,FBZT2逻辑完成;
(D4)、1DL跳闸、切其它设备、3DL合闸命令发出5s后,断路器仍未动作,则终止FBZT2逻辑,FBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
E、I母失压后,1DL流过故障电流,2DL未流过故障电流,故障点在I母或1DL开关与流变之间:
FBZT充电完成后:
(E1)、I母无压、II母有压且IL1有故障电流,无1号主变动作信号开入,若闭接点启动定值投入,还需判1DL跳位,延时发1DL跳闸命令(该延时躲线路对侧重合闸动作时间),同时发“FBZT2跳1DL动作”信号;
(E2)、确认1DL跳开后,收回1DL跳闸命令;若切其它设备定值投入,接着启动切工作电源后切其它设备时限,延时到后,备自投发切其它设备(如小电源联络线或接地变等)命令,同时发“FBZT2联切I母设备动作”信号,然后检查联切的设备是否跳开,若在5s内,备自投判断出被联切的设备跳开,即收回跳其它设备命令;再经延时发3DL合闸脉冲,并发“FBZT合3DL动作”信号;
(E3)、确认3DL合上后,发“II母暗备用”信号;
(E3-1)、FBZT2逻辑完成;(注:故障点在1DL开关与流变之间,备自投动作后该变电所运行方式变为2线供I、II母)
(E3-2)、加速动作,发“II母暗备用加速”信号,FBZT2逻辑完成;(注:故障点在I母,3DL合上后以3DL开关变位信息开放2DL开关过流保护加速动作跳3DL开关,该变电所运行方式变为2线供II母,I母故障失电)
(E4)、1DL跳闸、切其它设备、3DL合闸命令发出5s后,断路器仍未动作,则终止FBZT2逻辑,FBZT放电,装置发出“备自投失败”信号。
Claims (1)
1.备用电源自投装置系统,其特征在于,包括进线M、进线N、母线、备用电源自投装置和分段合并单元,所述进线M和进线N分别连接所述母线,所述母线连接所述分段合并单元;
所述进线M包括电源线路一、线路压变一PT1、电流互感器一CT1、断路器一1DL和1号进线合并单元,所述电源线路一的一端接入所述线路压变一PT1、另一端接入所述电流互感器一CT1,所述断路器一1DL接入所述电流互感器一CT1,所述线路压变一PT1和电流互感器一CT1分别接入所述1号进线合并单元;
所述进线N包括电源线路二、线路压变二PT2、电流互感器二CT2、断路器二2DL和2号进线合并单元,所述电源线路二的一端接入所述线路压变二PT2、另一端接入所述电流互感器二CT2,所述断路器2DL接入所述电流互感器二CT2,所述线路压变二PT2和电流互感器二CT2分别接入所述2号进线合并单元;
所述母线包括母线I母、母线II母、母线压变一I母PT、断路器三3DL、母联流变CT3、母线压变二II母PT和110kV电压合并单元,所述母线I母的一端连接所述断路器一1DL、另一端连接所述断路器三3DL,所述母线II母的一端连接所述断路器二2DL、另一端连接所述母联流变CT3,所述断路器三3DL与所述母联流变CT3相连,所述母线压变一I母PT、母线压变二II母PT和母联流变CT3并入所述110kV电压合并单元;
所述110kV电压合并单元分别连接所述1号进线合并单元和2号进线合并单元,所述1号进线合并单元和2号进线合并单元均连接所述备用电源自投装置;
所述分段合并单元连接采集板,所述采集板连接保护板和管理板。
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