JPH0775391A - 可変速発電機の運用法 - Google Patents
可変速発電機の運用法Info
- Publication number
- JPH0775391A JPH0775391A JP5219507A JP21950793A JPH0775391A JP H0775391 A JPH0775391 A JP H0775391A JP 5219507 A JP5219507 A JP 5219507A JP 21950793 A JP21950793 A JP 21950793A JP H0775391 A JPH0775391 A JP H0775391A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- variable speed
- power
- speed generator
- generator
- point
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- Pending
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は系統電力の電圧降下による動揺を防止
し、電力の安定を計ることにある。 【構成】地絡事故により送電線２，３の電圧降下が大き
くなり、負荷側電力が低下すると、負荷側に接続した可
変速発電機５の出力を調整し、一時的にせん負荷側電力
３を上げて、系統電力の電圧降下を防止する。 【効果】本発明は系統電力の電圧降下による動揺を防止
し、電力の安定を計ることにある。
し、電力の安定を計ることにある。 【構成】地絡事故により送電線２，３の電圧降下が大き
くなり、負荷側電力が低下すると、負荷側に接続した可
変速発電機５の出力を調整し、一時的にせん負荷側電力
３を上げて、系統電力の電圧降下を防止する。 【効果】本発明は系統電力の電圧降下による動揺を防止
し、電力の安定を計ることにある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の安定化を制
御するための可変速発電機の運用法に係る。
御するための可変速発電機の運用法に係る。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の安定化制御の方法としては、
発電機の有効電力と電圧を測定し、その位置の電力不安
定性を発電機の電圧調整により安定化する方法が知られ
ている。即ち、図５において、発電機２と需要３を結ぶ
電力系統において、発電機１７と電力系統の接続点５の
有効電力を監視し、有効電力の振動即ち電力の動揺を検
出した場合にはその発電機１７の電圧を調整し、電力系
統の不安定性を補正するものである。
発電機の有効電力と電圧を測定し、その位置の電力不安
定性を発電機の電圧調整により安定化する方法が知られ
ている。即ち、図５において、発電機２と需要３を結ぶ
電力系統において、発電機１７と電力系統の接続点５の
有効電力を監視し、有効電力の振動即ち電力の動揺を検
出した場合にはその発電機１７の電圧を調整し、電力系
統の不安定性を補正するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電力系統に
何らかの擾乱が発生し、電力系統の電力に動揺が発生し
た場合に、その動揺を安定化する制御及び運転方法に関
するものであり、電力系統を安定化する機能を提供す
る。
何らかの擾乱が発生し、電力系統の電力に動揺が発生し
た場合に、その動揺を安定化する制御及び運転方法に関
するものであり、電力系統を安定化する機能を提供す
る。
【０００４】最近の電力系統は複雑になっているととも
に、事故が発生しても、事故部分を停止させるのみで極
力他に波及させないように保護システムを組む努力がな
されている。本発明の主旨は可変速発電機が高速に有効
電力，無効電力を制御出来る機能を生かし、大きな系統
事故に対しても運転継続させられるようにするととも
に、複雑にからみ合う電力系統の現象を広範囲にとらえ
て、安定化のための最適制御を行わせしめることにあ
る。また、メンテナンス時の１回線送電等、電力系統の
送電容量が低下した場合にも、電力系統の健全性を確保
しようとするものである。
に、事故が発生しても、事故部分を停止させるのみで極
力他に波及させないように保護システムを組む努力がな
されている。本発明の主旨は可変速発電機が高速に有効
電力，無効電力を制御出来る機能を生かし、大きな系統
事故に対しても運転継続させられるようにするととも
に、複雑にからみ合う電力系統の現象を広範囲にとらえ
て、安定化のための最適制御を行わせしめることにあ
る。また、メンテナンス時の１回線送電等、電力系統の
送電容量が低下した場合にも、電力系統の健全性を確保
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】系統事故，動揺は、発生
点あるいは、事故状況により形態が異なる。逆に所定の
点での現象が同一であっても異なる原因であることもあ
り、この場合の最適対応法は当然異なることになる。
又、どのような保護動作が働いたかでも最適対応法は異
なる。尚、可変速発電機の制御法として特開昭61−2696
86号公報を挙げることができる。
点あるいは、事故状況により形態が異なる。逆に所定の
点での現象が同一であっても異なる原因であることもあ
り、この場合の最適対応法は当然異なることになる。
又、どのような保護動作が働いたかでも最適対応法は異
なる。尚、可変速発電機の制御法として特開昭61−2696
86号公報を挙げることができる。
【０００６】以上のことより、本発明の目的は、発電機
が接続されている点の電圧，電流，有効電力及び無効電
力を検出するとともに、系統内主要部分の電圧，電流，
有効電力，無効電力を検出し、自らは運転を継続させる
とともに、事故状況を高速で判断しかつ当該発電機を、
系統の動揺をおさえたり、他への波及が発生しないよう
な最適な電力制御を行う。又、各保護動作が働いた場合
は、その動作状況を認識して各発電所の運転状況に合わ
せた最適制御を行うとともに、逆に場合によっては保護
動作そのものの変更指令を出すことにより最低限度かつ
最小区域のみの停止ですむようにした可変速発電機の運
用法を提供することにある。
が接続されている点の電圧，電流，有効電力及び無効電
力を検出するとともに、系統内主要部分の電圧，電流，
有効電力，無効電力を検出し、自らは運転を継続させる
とともに、事故状況を高速で判断しかつ当該発電機を、
系統の動揺をおさえたり、他への波及が発生しないよう
な最適な電力制御を行う。又、各保護動作が働いた場合
は、その動作状況を認識して各発電所の運転状況に合わ
せた最適制御を行うとともに、逆に場合によっては保護
動作そのものの変更指令を出すことにより最低限度かつ
最小区域のみの停止ですむようにした可変速発電機の運
用法を提供することにある。
【０００７】
【作用】発電機が接続されている電力系統において、送
電線の電力の動揺を抑制するように可変速発電機の出力
調整を実施することにより、電力系統の安定化を実現す
ることが可能である。例えば、送電線の送電電力におい
て、有効電力の時間変化に応じた出力制御を実施するこ
とにより、系統電力の動揺を安定化することができる。
電線の電力の動揺を抑制するように可変速発電機の出力
調整を実施することにより、電力系統の安定化を実現す
ることが可能である。例えば、送電線の送電電力におい
て、有効電力の時間変化に応じた出力制御を実施するこ
とにより、系統電力の動揺を安定化することができる。
【０００８】これらの制御は、電流，有効電力または無
効電力を監視し、送電線に発生する電力の動揺を検出す
ることであり、それらの複数の諸量を使って可変速発電
装置の出力制御を実施し、電力系統の安定化を実現する
こともできる。
効電力を監視し、送電線に発生する電力の動揺を検出す
ることであり、それらの複数の諸量を使って可変速発電
装置の出力制御を実施し、電力系統の安定化を実現する
こともできる。
【０００９】また、電源系から送電線を通じて送電して
いる電力系統において地絡が発生した場合には、電源系
と電力系統は遮断器により切り離される。このような場
合には、電源系の発電機の負荷は小さくなることとな
り、原動機による入力により発電機の回転速度が加速
し、それにより発電機の内部の相差角が開くこととな
る。そして、電力系統との再閉路時に発電機の内部相差
角がある値以上即ち脱調限界以上であった場合には、発
電機は脱調し、電力系統の正常な運用は不可能となる。
いる電力系統において地絡が発生した場合には、電源系
と電力系統は遮断器により切り離される。このような場
合には、電源系の発電機の負荷は小さくなることとな
り、原動機による入力により発電機の回転速度が加速
し、それにより発電機の内部の相差角が開くこととな
る。そして、電力系統との再閉路時に発電機の内部相差
角がある値以上即ち脱調限界以上であった場合には、発
電機は脱調し、電力系統の正常な運用は不可能となる。
【００１０】可変速機の場合、有効電力制御を行うこと
により内部相差角を所定の値に保つことが出来、脱調す
ることなく運転継続可能である。この性質を生かし、系
統内遮断器の動作状況の情報により、例えば上述の如き
理由により、電源系発電機が脱調に至ることが把握され
るため、事前に制御することにより動揺をより小さく押
えることが可能となる。
により内部相差角を所定の値に保つことが出来、脱調す
ることなく運転継続可能である。この性質を生かし、系
統内遮断器の動作状況の情報により、例えば上述の如き
理由により、電源系発電機が脱調に至ることが把握され
るため、事前に制御することにより動揺をより小さく押
えることが可能となる。
【００１１】また、２回線送電系統において１回線地絡
が発生した場合には、地絡側１回線が遮断されることに
よって負荷側の電力が不足し、また、電圧はそれにより
低下する。特に、負荷が必要電力一定な場合には、電圧
の低下により送電電流が増加することとなり、送電線の
電圧降下が大きくなり、負荷側の電圧の低下を増長する
ことになる。このような場合には、負荷側に接続された
可変速発電機の出力を調整し、一時的に負荷側の電圧を
上げ、送電線の電圧降下を抑制することが可能である。
が発生した場合には、地絡側１回線が遮断されることに
よって負荷側の電力が不足し、また、電圧はそれにより
低下する。特に、負荷が必要電力一定な場合には、電圧
の低下により送電電流が増加することとなり、送電線の
電圧降下が大きくなり、負荷側の電圧の低下を増長する
ことになる。このような場合には、負荷側に接続された
可変速発電機の出力を調整し、一時的に負荷側の電圧を
上げ、送電線の電圧降下を抑制することが可能である。
【００１２】この場合も、地絡時の現象と動揺，遮断器
の動作状況の情報により、事前に現象が把握されるた
め、事前制御が可能となり、動揺をより小さく押えるこ
とが可能となる。また、可変速発電機は１回線送電での
２線地絡でも、運転が継続できるという特徴を有してい
る。このことを用い、可変速発電機を電力系統が１回線
送電となり送電容量が低下した場合でも、電力系統の健
全性を保つことができる。
の動作状況の情報により、事前に現象が把握されるた
め、事前制御が可能となり、動揺をより小さく押えるこ
とが可能となる。また、可変速発電機は１回線送電での
２線地絡でも、運転が継続できるという特徴を有してい
る。このことを用い、可変速発電機を電力系統が１回線
送電となり送電容量が低下した場合でも、電力系統の健
全性を保つことができる。
【００１３】以上で述べた作用は、有効電力及び無効電
力を急速に変化させる手段を持った可変速発電機のより
速い制御機能を用いることにより可能となる。
力を急速に変化させる手段を持った可変速発電機のより
速い制御機能を用いることにより可能となる。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図１は可変速
発電機の電力系統回路図の例であるが、各発電所Ｇ（１
及び２但し１は可変速機）は送電線４で各発電所を通り
さらに送電線４′にて需要家に送られる。各発電所，各
変電所には遮断器１６が入っており、発電所あるいは発
電所内発電機ごとに切離すことが出来る。又送電線も両
端の遮断器により切離すことが出来る。さらに、各発電
所，各変電所ごとに電圧８，電流９を検出し、有効電
力，無効電力，位相等もこれら電流，電圧から変換して
検出し、可変速機１の演算部１０の送信（ａ）される。
なお、この変換器は各所にあっても又、当該発電所にあ
っても本発明の目的とは関係ない。
発電機の電力系統回路図の例であるが、各発電所Ｇ（１
及び２但し１は可変速機）は送電線４で各発電所を通り
さらに送電線４′にて需要家に送られる。各発電所，各
変電所には遮断器１６が入っており、発電所あるいは発
電所内発電機ごとに切離すことが出来る。又送電線も両
端の遮断器により切離すことが出来る。さらに、各発電
所，各変電所ごとに電圧８，電流９を検出し、有効電
力，無効電力，位相等もこれら電流，電圧から変換して
検出し、可変速機１の演算部１０の送信（ａ）される。
なお、この変換器は各所にあっても又、当該発電所にあ
っても本発明の目的とは関係ない。
【００１５】さらに、各遮断器の開，閉状況（ｂ）を示
す情報も演算部１０に集められる。以下、個別な現象に
つき具体的な実施例にて示す。
す情報も演算部１０に集められる。以下、個別な現象に
つき具体的な実施例にて示す。
【００１６】本発明の実施例を図２により説明する。図
２は、電力系統において、電源側２及び需要３を結ぶ送
電線に可変速発電機１を接続した場合を示している。可
変速発電機１が接続されている点５の電圧Ｖ及び可変速
発電機１が接続されている点以外の点７の有効電力Ｐを
監視する。
２は、電力系統において、電源側２及び需要３を結ぶ送
電線に可変速発電機１を接続した場合を示している。可
変速発電機１が接続されている点５の電圧Ｖ及び可変速
発電機１が接続されている点以外の点７の有効電力Ｐを
監視する。
【００１７】この送電電力に動揺が発生した場合には、
可変速発電機１の出力調整を実施する。例えば、送電線
の送電電力において、その有効電力に動揺が生じるが、
その有効電力の時間変化に応じた出力制御を実施する。
即ち、発電機の出力に下式にて表わされる出力調整を加
える。
可変速発電機１の出力調整を実施する。例えば、送電線
の送電電力において、その有効電力に動揺が生じるが、
その有効電力の時間変化に応じた出力制御を実施する。
即ち、発電機の出力に下式にて表わされる出力調整を加
える。
【００１８】
【数１】
【００１９】この調整出力は、電力系統の動揺を抑制す
る働きをし、電力系統を安定化することとなる。
る働きをし、電力系統を安定化することとなる。
【００２０】次に、本発明のもう１つの実施例につい
て、図３により説明する。図３は、電源側２と負荷側３
０が２回線により接続されており、その負荷側に可変速
発電機が接続されている系統を示している。このような
２回線送電系統において、送電線３１にて１回線地絡が
発生した場合には、遮断器３３にて送電線は遮断され
る。これにより送電線のインピーダンスが増加し、負荷
側の電力が不足し、また、電圧はそれにより低下する。
特に、負荷が必要電力一定な場合には、電圧の低下によ
り、送電電流が増加することとなり、送電線３２の電圧
降下が更に大きくなり、負荷側の電圧の低下を増長し、
ひいては停電を引き起こすことになる。このような場合
に電圧の低下あるいは遮断器３３が開いたという情報を
もとに負荷側３０に接続された可変速発電機１の有効電
力を増加させれば、一次的に送電流を流れる有効電力を
小さくすることが可能となる。それにより送電線３２の
電圧降下が抑制され、負荷側の電圧降下を小さくするこ
とが可能である。
て、図３により説明する。図３は、電源側２と負荷側３
０が２回線により接続されており、その負荷側に可変速
発電機が接続されている系統を示している。このような
２回線送電系統において、送電線３１にて１回線地絡が
発生した場合には、遮断器３３にて送電線は遮断され
る。これにより送電線のインピーダンスが増加し、負荷
側の電力が不足し、また、電圧はそれにより低下する。
特に、負荷が必要電力一定な場合には、電圧の低下によ
り、送電電流が増加することとなり、送電線３２の電圧
降下が更に大きくなり、負荷側の電圧の低下を増長し、
ひいては停電を引き起こすことになる。このような場合
に電圧の低下あるいは遮断器３３が開いたという情報を
もとに負荷側３０に接続された可変速発電機１の有効電
力を増加させれば、一次的に送電流を流れる有効電力を
小さくすることが可能となる。それにより送電線３２の
電圧降下が抑制され、負荷側の電圧降下を小さくするこ
とが可能である。
【００２１】以上の実施例は、有効電力を急速に変化さ
せることができる可変速発電機の有効電力制御機能を用
いることにより実現される。
せることができる可変速発電機の有効電力制御機能を用
いることにより実現される。
【００２２】ただし、この可変速発電機を使用する場
合、短時間で放出できるエネルギーＥは下記で与えられ
る。
合、短時間で放出できるエネルギーＥは下記で与えられ
る。
【００２３】 Ｅ＝(１／２)Ｊ(ω1 2−ωmin 2) …（数２） Ｊ ：慣性定数 ω1 ：運転時の回転角速度 ωmin ：運転可能な回転角速度 前記送電線の事故時などの遮断器動作により、送電系統
が不安定となるのは、送電電力（潮流）がある値を超え
た場合のみである。このことから、送電電力がある値
（不安定な潮流限界）を超えた場合には、あらかじめ回
転速度（ω1 ）を大きくとるよう制御しておき、放出エ
ネルギーを大きくする。潮流が小さい場合には、水車効
率が最も良い回転速度で運転する制御を実施する。
が不安定となるのは、送電電力（潮流）がある値を超え
た場合のみである。このことから、送電電力がある値
（不安定な潮流限界）を超えた場合には、あらかじめ回
転速度（ω1 ）を大きくとるよう制御しておき、放出エ
ネルギーを大きくする。潮流が小さい場合には、水車効
率が最も良い回転速度で運転する制御を実施する。
【００２４】図４はその説明特性図で、４０はポンプ水
車の最適回転速度の曲線であり、通常は、例えば小さい
潮流時はＡ点で運転している。潮流が大きくなると、上
記の制御を実施するための放出エネルギーを増やす目的
でＢ点に運転点をずらす。このことにより、通常は高効
率運転，高潮流時は安定化対応運転が可能と成る。
車の最適回転速度の曲線であり、通常は、例えば小さい
潮流時はＡ点で運転している。潮流が大きくなると、上
記の制御を実施するための放出エネルギーを増やす目的
でＢ点に運転点をずらす。このことにより、通常は高効
率運転，高潮流時は安定化対応運転が可能と成る。
【００２５】この運転点をずらすのは、ポンプ水車のガ
バナ制御目標値（回転速度指令）を変えれば良いので容
易である。
バナ制御目標値（回転速度指令）を変えれば良いので容
易である。
【００２６】本実施例で、可変速発電機が、系統の１回
線２線地絡の事故状況でも運転を継続する特徴を有して
いることを用い、このような場合に優先的に可変速発電
機を運転することでも、電力系統の変動を小さくでき
る。
線２線地絡の事故状況でも運転を継続する特徴を有して
いることを用い、このような場合に優先的に可変速発電
機を運転することでも、電力系統の変動を小さくでき
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような作用があ
り、以下に記載されるような効果を奏する。
り、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２８】電力系統に何らかの擾乱が発生し、電力系
統の電力に動揺が発生した場合に、その動揺を高速に安
定化することができる。特に大きな系統事故、例えば１
回線送電時２線地絡→２線開放→再閉路といった事故で
も少なくとも可変速機自身は運転継続させることが出来
るとともに、近傍の発電機の脱調防止にも役立つ。
統の電力に動揺が発生した場合に、その動揺を高速に安
定化することができる。特に大きな系統事故、例えば１
回線送電時２線地絡→２線開放→再閉路といった事故で
も少なくとも可変速機自身は運転継続させることが出来
るとともに、近傍の発電機の脱調防止にも役立つ。
【００２９】また、電源系から送電線を通じて送電して
いる電力系統において地絡が発生し、再閉路を行う場合
に、電源側の発電機が脱調することなく再閉路を実施す
ることができる。
いる電力系統において地絡が発生し、再閉路を行う場合
に、電源側の発電機が脱調することなく再閉路を実施す
ることができる。
【００３０】また、２回線送電線において１回線地絡が
発生し、地絡側１回線が遮断された場合に、負荷側の電
圧の低下を抑制し、系統が再閉路するまで電圧安定性を
保持することができる。
発生し、地絡側１回線が遮断された場合に、負荷側の電
圧の低下を抑制し、系統が再閉路するまで電圧安定性を
保持することができる。
【図１】本発明の実施例である可変速発電機の系統回路
図である。
図である。
【図２】図１のスケルトン図である。
【図３】本発明の他の実施例である可変速発電機の系統
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の他の実施例である発電機の運転点を示
す特性図である。
す特性図である。
【図５】従来の可変速発電機の系統回路図である。
１…可変速発電機、２…電力系統電源側、３…電力系統
負荷又は需要側、４…電力系統送電線又は送電線リアク
タンス、５…可変速発電機接続点、１０…制御位置。
負荷又は需要側、４…電力系統送電線又は送電線リアク
タンス、５…可変速発電機接続点、１０…制御位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 啓自 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 澁谷 明 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 高橋 信弘 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 手塚 義文 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 下村 博明 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】可変速発電機が接続されている電力系統に
おいて、可変速発電機が接続されている点の電圧，電
流，有効電力、または無効電力と可変速発電機が接続さ
れている以外の点の電圧，電流，有効電力または無効電
力を可変速発電機制御装置に転送し、該発電機が接続さ
れている以外の点の制御を実施することを特徴とする可
変速発電機の運用法。 - 【請求項２】可変速発電機が接続されている電力系統に
おいて、可変速発電機が接続されている点の電圧と電流
及び発電装置が接続されている以外の点の電圧と電流を
検出し、それらの有効電力の動揺を検出し、その有効電
力の変動に応じた制御を実施することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の可変速発電機の運用法。 - 【請求項３】可変速発電機が接続されている電力系統に
おいて、可変速発電機が接続されている点の遮断器の動
作と可変速発電機が接続されている以外の点の遮断器の
動作を検出する手段を有し、それらの遮断器の開閉状態
を検出し、各々の開閉に合わせて可変速発電機の有効電
力制御を実施することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の可変速発電機の運用法。 - 【請求項４】請求項１の可変速発電機において、電力系
統の有効電力を検出し、有効電力があらかじめ決められ
た値以上のとき、回転速度をある値以下に低下しないよ
うに制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の可変速発電機の運用法。 - 【請求項５】可変速発電機が接続されている電力系統に
おいて、該系統の送電容量が小さくなるよう系統が変更
された場合、優先的に可変速発電機を運転することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変速発電機の運
用法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5219507A JPH0775391A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 可変速発電機の運用法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5219507A JPH0775391A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 可変速発電機の運用法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775391A true JPH0775391A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16736545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5219507A Pending JPH0775391A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 可変速発電機の運用法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019080364A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-23 | 株式会社東芝 | 需給調整システム、需給調整方法及び需給調整プログラム |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP5219507A patent/JPH0775391A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019080364A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-23 | 株式会社東芝 | 需給調整システム、需給調整方法及び需給調整プログラム |
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