JPS6184716A - 電圧位相調整変圧器 - Google Patents
電圧位相調整変圧器Info
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- JPS6184716A JPS6184716A JP20411984A JP20411984A JPS6184716A JP S6184716 A JPS6184716 A JP S6184716A JP 20411984 A JP20411984 A JP 20411984A JP 20411984 A JP20411984 A JP 20411984A JP S6184716 A JPS6184716 A JP S6184716A
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- JP
- Japan
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- winding
- transformer
- tap
- voltage
- excitation
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野１
本発明は電力用の電圧位相調整変圧器に係り、特に励磁
電流に含まれる３倍調波分の還流方法に関するのである
。
電流に含まれる３倍調波分の還流方法に関するのである
。
［発明の技術的背景とその問題点１
電圧位相調整変圧器は１次側と２次側の変圧比と位相差
を変化させて電力系統電圧変換と潮流制ＯＩｌを行う装
置であり、その例を第２図に示す。第２図における電圧
位相調整変圧器は、主変圧器１と直列変圧器２とから構
成される。主変圧器１には１次巻線３．２次巻線４およ
びタップ巻線５が主変圧器用鉄心（図示しない）上に巻
装されている。１次巻線３は星形結線で、その中性点Ｏ
には電圧調整用の３相一括形タツブ切換器６が取付けら
れ、２次巻線４は三角結線され、また１ｑ相調整用のタ
ップ巻線５ら三角結線されて単相形３台からなる極性切
換方式のタップ切換器７が取付けられている。
を変化させて電力系統電圧変換と潮流制ＯＩｌを行う装
置であり、その例を第２図に示す。第２図における電圧
位相調整変圧器は、主変圧器１と直列変圧器２とから構
成される。主変圧器１には１次巻線３．２次巻線４およ
びタップ巻線５が主変圧器用鉄心（図示しない）上に巻
装されている。１次巻線３は星形結線で、その中性点Ｏ
には電圧調整用の３相一括形タツブ切換器６が取付けら
れ、２次巻線４は三角結線され、また１ｑ相調整用のタ
ップ巻線５ら三角結線されて単相形３台からなる極性切
換方式のタップ切換器７が取付けられている。
一方直列変圧器２には励磁巻線８と直列巻線９が直Ｔｉ
ＩＪ変圧器用鉄心（図示しない）上に巻装されている。
ＩＪ変圧器用鉄心（図示しない）上に巻装されている。
励磁巻線８は三角結線され、位相調整用タップ切換器７
を介してタップ巻線５に接続され、タップ位置に応じた
電圧の大きさと向きで直列巻線９を励磁する。直列巻線
９は自相と同相成分の電圧を有しない２次巻線４の相の
接続点（たとえば自相に対してはＸ点）に各々一端を接
続し、他の一端を２次端子（Ｕ 、 Ｖ 、 Ｗ ）と
している。
を介してタップ巻線５に接続され、タップ位置に応じた
電圧の大きさと向きで直列巻線９を励磁する。直列巻線
９は自相と同相成分の電圧を有しない２次巻線４の相の
接続点（たとえば自相に対してはＸ点）に各々一端を接
続し、他の一端を２次端子（Ｕ 、 Ｖ 、 Ｗ ）と
している。
前述の構成における２次巻線４と直列巻線９に発生する
電圧のベクトル図は第３図に示すようになる。すなわち
２次側の相電圧ヒｕＯは２次中心点Ｏと接続点×の間の
電圧ＥＸＯに、これと直角成分の直列巻線誘起電圧Ｅｕ
×をベクトル的に加減した電圧となり、その大きさ Ｉ
Ｌｕ、Ｉ はキ／〒〒：ｑｏＩ” −ｔ−ｒｅτｘｌ
”−であり、位相差αはである。従って位相調整用タッ
プ切換器７を操作して励磁巻線８に加える電圧を変化さ
せ、直列巻線９の誘起電圧Ｅｕｘを変化させることによ
り、１次端子電圧と２次端子電圧の間の位相差３０度を
変化させることができる。
電圧のベクトル図は第３図に示すようになる。すなわち
２次側の相電圧ヒｕＯは２次中心点Ｏと接続点×の間の
電圧ＥＸＯに、これと直角成分の直列巻線誘起電圧Ｅｕ
×をベクトル的に加減した電圧となり、その大きさ Ｉ
Ｌｕ、Ｉ はキ／〒〒：ｑｏＩ” −ｔ−ｒｅτｘｌ
”−であり、位相差αはである。従って位相調整用タッ
プ切換器７を操作して励磁巻線８に加える電圧を変化さ
せ、直列巻線９の誘起電圧Ｅｕｘを変化させることによ
り、１次端子電圧と２次端子電圧の間の位相差３０度を
変化させることができる。
電圧調整については、一般の電力用変圧器と同様であり
、タップ切換器６を操作することによって１次端子と２
次端子の間の変圧比を調整する。
、タップ切換器６を操作することによって１次端子と２
次端子の間の変圧比を調整する。
従って２次側の相゛電圧ＥＵＯが電圧ＥＩＪＸのために
電圧ＥＸＯに比べて大きくなってもその分だけ１次側巻
線の巻回数を多くするように電圧調整用タップ切換器６
を調整すれば変圧比はほぼ一定にできる。
電圧ＥＸＯに比べて大きくなってもその分だけ１次側巻
線の巻回数を多くするように電圧調整用タップ切換器６
を調整すれば変圧比はほぼ一定にできる。
さて、変圧器鉄心には磁気飽和現象およびヒステリシス
現象があるため、誘起電圧を正弦波にするためには励磁
電流はひずみ波電流となる。ひずみ波電流は各高長波成
分に分解でき、非３倍調波励磁電流分と３倍調波励磁電
流分とに分けて考える。
現象があるため、誘起電圧を正弦波にするためには励磁
電流はひずみ波電流となる。ひずみ波電流は各高長波成
分に分解でき、非３倍調波励磁電流分と３倍調波励磁電
流分とに分けて考える。
非３倍調波励磁電流分は３相で位相が１２０度づつずれ
ているのでその３相分のベクトル和は零となり、その流
れ方は基本波電流と同じであるので説明は省略する。し
かし３倍調波励磁電流分は各３相共その大きさと位相が
等しくなるのでベクトル和は零にならず、一般は三角結
線内を還流する。
ているのでその３相分のベクトル和は零となり、その流
れ方は基本波電流と同じであるので説明は省略する。し
かし３倍調波励磁電流分は各３相共その大きさと位相が
等しくなるのでベクトル和は零にならず、一般は三角結
線内を還流する。
そのためほとんどの変圧器には三角結線が取付けられて
いる。
いる。
第２図に示すように、主変圧器１では、その３倍調波励
磁電流ｉ３ｍが２次巻線４およびタップ巻ｆ；Ａ５の三
角結線内を還流し、直列変圧器２では、その３倍調波励
磁電流ｉ３ｓが励磁巻線８の三角結線内を還流する。し
かし、第２図の構成では位相調整用タップ切換器７が単
相形３台を必要とするため、そのタップ切換器が高価で
あるばかりか、それらを取付けるために、寸法が大きく
なり、油但も多くなり、そして重量も重くなる欠点があ
った。
磁電流ｉ３ｍが２次巻線４およびタップ巻ｆ；Ａ５の三
角結線内を還流し、直列変圧器２では、その３倍調波励
磁電流ｉ３ｓが励磁巻線８の三角結線内を還流する。し
かし、第２図の構成では位相調整用タップ切換器７が単
相形３台を必要とするため、そのタップ切換器が高価で
あるばかりか、それらを取付けるために、寸法が大きく
なり、油但も多くなり、そして重量も重くなる欠点があ
った。
この欠点を解消するため、第４図に示すような中性点切
換用３相−瓶形のタップ切換器を採用した例について次
に説明する。すなわちタップ巻線１０を星形結線とし、
位相調整用タップ切換器１１に中性点切換用３相−瓶形
を採用し、これに従って、励！１巻線１２も位相の関係
から星形結線にしている。
換用３相−瓶形のタップ切換器を採用した例について次
に説明する。すなわちタップ巻線１０を星形結線とし、
位相調整用タップ切換器１１に中性点切換用３相−瓶形
を採用し、これに従って、励！１巻線１２も位相の関係
から星形結線にしている。
この結線方式によると励磁巻線１２が三角結線でなくな
ったため、前述したように直列変圧器２における３倍調
波励ｌｉｔ！電流ｉ３ｓを還流させるための三角結線が
必要となり安定巻線１３を取付けている。
ったため、前述したように直列変圧器２における３倍調
波励ｌｉｔ！電流ｉ３ｓを還流させるための三角結線が
必要となり安定巻線１３を取付けている。
他は第２図に同一であり、第３図の電圧ベクトルの関係
も全く同様である。
も全く同様である。
第４図によれば、主変圧器１ではその３倍調波励磁電流
ｉ３ｍは２次巻線４の三角結線内を還流し、直列変圧器
２では、その３倍調波励磁電流ｉ３ｓが安定巻線１３の
三角結線内を還流する。第４図において、もし安定巻線
１３がなければその３倍調波励磁電流ｉ３ｓが流れ得な
いから、直列変圧器用鉄心にはひずんだ磁束が発生し誘
起する電圧波形もひずみ波となる。
ｉ３ｍは２次巻線４の三角結線内を還流し、直列変圧器
２では、その３倍調波励磁電流ｉ３ｓが安定巻線１３の
三角結線内を還流する。第４図において、もし安定巻線
１３がなければその３倍調波励磁電流ｉ３ｓが流れ得な
いから、直列変圧器用鉄心にはひずんだ磁束が発生し誘
起する電圧波形もひずみ波となる。
ひずみ磁束が鉄心中に流れると鉄損が増大すると共に、
直列巻線９に発生する電圧Ｅｕｘがひずみ２次側端子電
圧ＥＩＪＯもひずみ波となり、励磁巻線１２の中性点Ｎ
ｓに大きな電圧が発生するなどの好ましくない現象が生
じ、実用化には問題がある。
直列巻線９に発生する電圧Ｅｕｘがひずみ２次側端子電
圧ＥＩＪＯもひずみ波となり、励磁巻線１２の中性点Ｎ
ｓに大きな電圧が発生するなどの好ましくない現象が生
じ、実用化には問題がある。
以上説明したように位相調整用タップ切換器を単相３台
形タップ切換器７が３相−瓶形タツブ切換器１１に変更
することによってコンパクトな構成にすることが可能と
なったが、安定巻線１３を新たにとつつける必要があり
、そのため直列変圧器２の全体が大形化となり機器の価
格が高くなる欠点があった。
形タップ切換器７が３相−瓶形タツブ切換器１１に変更
することによってコンパクトな構成にすることが可能と
なったが、安定巻線１３を新たにとつつける必要があり
、そのため直列変圧器２の全体が大形化となり機器の価
格が高くなる欠点があった。
［発明の目的］
本発明の目的は位相調整用タップ切換器に中性点切換用
３相−瓶形のタップ切換器を適用し、しかも安定巻線も
不要とする安価で特性のよい電圧位相調整変圧器を提供
することである。
３相−瓶形のタップ切換器を適用し、しかも安定巻線も
不要とする安価で特性のよい電圧位相調整変圧器を提供
することである。
［発明の概要］
本発明による電圧位相調整変圧器は、主変圧器のタップ
巻線の中性点と直列変圧器の励磁巻線の中性点を接続し
て構成したことにより、安定巻線を必要としないことを
特徴とするものである。
巻線の中性点と直列変圧器の励磁巻線の中性点を接続し
て構成したことにより、安定巻線を必要としないことを
特徴とするものである。
［発明の実施例］
以下本発明を第１図に示す実施例について説明する。第
１図は第４図と同一部分は同符号をつけてあり、その構
成における相違点は安定巻線１３がないことと、タップ
巻線１０の中性点Ｎｍと励磁巻線１２の中性点ＮＳが中
性点接続リード１４で接続されていることである。
１図は第４図と同一部分は同符号をつけてあり、その構
成における相違点は安定巻線１３がないことと、タップ
巻線１０の中性点Ｎｍと励磁巻線１２の中性点ＮＳが中
性点接続リード１４で接続されていることである。
次に本発明の作用効果について説明する。電圧と位相の
調整方法および主変圧器１の励磁電流の３倍調波励磁電
流ｉ３ｍについては従来の第４図と全く同一である。安
定巻線１３に流れていた直列変圧器２の３倍調波励磁電
流ｉ３ｓは励磁巻線１２から中性点接続リード１４→位
相調整用タップ切換器１１→タップ巻線１０→励磁巻線
１２にもどる開回路を還流する。このように３倍調波励
磁電流ｉ３ｓが励磁巻線１２の中を流れつるので、その
励磁作用によって磁束波形と誘起電圧波形にはひずみは
発生しない。
調整方法および主変圧器１の励磁電流の３倍調波励磁電
流ｉ３ｍについては従来の第４図と全く同一である。安
定巻線１３に流れていた直列変圧器２の３倍調波励磁電
流ｉ３ｓは励磁巻線１２から中性点接続リード１４→位
相調整用タップ切換器１１→タップ巻線１０→励磁巻線
１２にもどる開回路を還流する。このように３倍調波励
磁電流ｉ３ｓが励磁巻線１２の中を流れつるので、その
励磁作用によって磁束波形と誘起電圧波形にはひずみは
発生しない。
又別の見方をするとタップ巻線１０と励磁巻線１２の電
圧は、それらの中性点ＮｍとＮＳが中性点接続リード１
４で接続されているので対応する相電圧は同一波形であ
り、タップ巻線１０に発生する正弦波の電圧波形になる
。
圧は、それらの中性点ＮｍとＮＳが中性点接続リード１
４で接続されているので対応する相電圧は同一波形であ
り、タップ巻線１０に発生する正弦波の電圧波形になる
。
励磁巻線１２の各相の印加電圧波形が正弦波であれば、
直列巻線９に誘起する電圧ＥＵＸも正弦波であり電圧の
ひずみの問題はなくなるが励磁電流はひずみ波電流とな
り、３倍調波励磁電流ｉ３ｓが流れることか必要となり
、前述の中性点接続リード１４によＩＯ，構成された開
回路に３倍調波ｌ１ｉｌ］ｔｕｎ電流ｉ３ｓが還流する
ことになる。
直列巻線９に誘起する電圧ＥＵＸも正弦波であり電圧の
ひずみの問題はなくなるが励磁電流はひずみ波電流とな
り、３倍調波励磁電流ｉ３ｓが流れることか必要となり
、前述の中性点接続リード１４によＩＯ，構成された開
回路に３倍調波ｌ１ｉｌ］ｔｕｎ電流ｉ３ｓが還流する
ことになる。
次に主変圧器１について説明すると、主変圧器自身の励
１ｉ電流は第４図の従来器と同一であり、その３倍調波
励磁電流ｉ３ｍは２次巻線４を還流している。
１ｉ電流は第４図の従来器と同一であり、その３倍調波
励磁電流ｉ３ｍは２次巻線４を還流している。
直列変圧器の３倍調波励磁電流ｉ３ｓがタップ巻線１０
に流れ起磁力Ｎｔ ・ｉ３ｓを発生させるが、それを変
圧器作用によって打消すように２次巻線４には３倍調波
励磁電流 が流れ、２次巻線４の三角結線内を還流する。但しＮｔ
はタップ巻線１０の有効巻回数であり、Ｎ２は２次巻線
４の巻回数とする。ゆえに２次巻線４にはｉ３ｍと１′
３Ｓの両方が還流する。但し、ｉ’３ｓの向きは位相調
整用タップ切換器１１の極性によって第１図に示す方向
とは逆になることもある。
に流れ起磁力Ｎｔ ・ｉ３ｓを発生させるが、それを変
圧器作用によって打消すように２次巻線４には３倍調波
励磁電流 が流れ、２次巻線４の三角結線内を還流する。但しＮｔ
はタップ巻線１０の有効巻回数であり、Ｎ２は２次巻線
４の巻回数とする。ゆえに２次巻線４にはｉ３ｍと１′
３Ｓの両方が還流する。但し、ｉ’３ｓの向きは位相調
整用タップ切換器１１の極性によって第１図に示す方向
とは逆になることもある。
直列巻線９に発生する電圧Ｅｕｘが丁度零の場合には、
励磁巻線１２が位相調整用タップ切換器１１によって短
絡される場合であり、この場合直列変圧器２の励磁電流
は零で、従って３倍調波励磁電流ｉ３ｓ 、 ｉ３ｓも
存在しない。
励磁巻線１２が位相調整用タップ切換器１１によって短
絡される場合であり、この場合直列変圧器２の励磁電流
は零で、従って３倍調波励磁電流ｉ３ｓ 、 ｉ３ｓも
存在しない。
前述した実施例では１次巻線３を星形結線で説明したが
１次巻線は三角結線にしてもよく、又１次側と２次側を
入れかえてもよい。また、３次巻線を追加した３次巻線
変圧器についても同様な’Ａｊ果が１ｑられることは明
らかである。実施例では位相調整角αを進みと遅れ側を
等しい場合について説明した□が進み側遅れ側のみある
いは進み遅れの調整角が異なる場合についても適用でき
る。
１次巻線は三角結線にしてもよく、又１次側と２次側を
入れかえてもよい。また、３次巻線を追加した３次巻線
変圧器についても同様な’Ａｊ果が１ｑられることは明
らかである。実施例では位相調整角αを進みと遅れ側を
等しい場合について説明した□が進み側遅れ側のみある
いは進み遅れの調整角が異なる場合についても適用でき
る。
［発ｎＪＪの効果］
以上説明したように本発明によれば中性点接続リード１
４が追加になるが、直列変圧器２の励磁電流の一部であ
る３倍調波励磁電流ｉ３ｓの３倍だけを流せばよいので
、中性点接続リード１４の太さは細いものでよく、かつ
一般には接地されるので電気的な絶縁も少なくてすむか
ら、中性点接続り一部１４の費用はほとんど問題になら
ない程度である。
４が追加になるが、直列変圧器２の励磁電流の一部であ
る３倍調波励磁電流ｉ３ｓの３倍だけを流せばよいので
、中性点接続リード１４の太さは細いものでよく、かつ
一般には接地されるので電気的な絶縁も少なくてすむか
ら、中性点接続り一部１４の費用はほとんど問題になら
ない程度である。
励磁巻線１２、タップ巻線１０および２次巻線４には、
３倍調波励磁電流が負荷電流に重畳して流れるが、３倍
調波励磁電流は負荷電流に比べ非常に小さいので、これ
の巻線を太くする必要はなく、負荷損の増大も無視でき
る。
３倍調波励磁電流が負荷電流に重畳して流れるが、３倍
調波励磁電流は負荷電流に比べ非常に小さいので、これ
の巻線を太くする必要はなく、負荷損の増大も無視でき
る。
一方直列変圧器２には安定巻線がないので、安定巻線自
身の材料費とその加工費が全く不要となり、かつその安
定巻線の取付場所がいらなくなるために直列変圧器２が
小形化となり価格が安くなると共に発生する損失も低減
できるので、より高効率の電圧位相調整変圧器を提供す
ることができる。
身の材料費とその加工費が全く不要となり、かつその安
定巻線の取付場所がいらなくなるために直列変圧器２が
小形化となり価格が安くなると共に発生する損失も低減
できるので、より高効率の電圧位相調整変圧器を提供す
ることができる。
第１図は本発明による電圧位相調整変圧器の一実施例を
示す結線図、第２図および第４図は従来の電圧位相調整
変圧器の結線図、第３図は位相調整の原理を示す電圧の
ベクトル図である。 １・・・主変圧器 ２・・・直列変圧器 ３・・・１次巻線 ４・・・２次巻線 ５．１０・・・タップ巻線 ６・・・電圧調整用タップ切換器 ７・・・単相３台形の位相調整用タップ切換器８．１２
・・・励磁巻線 ９・・・直列巻線 １１・・・３相−瓶形の位相調整用タップ切換器１３・
・・安定巻線 １４・・・中性点接続リード （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１
名） 第 １ 図 第 ２ 図 第３図
示す結線図、第２図および第４図は従来の電圧位相調整
変圧器の結線図、第３図は位相調整の原理を示す電圧の
ベクトル図である。 １・・・主変圧器 ２・・・直列変圧器 ３・・・１次巻線 ４・・・２次巻線 ５．１０・・・タップ巻線 ６・・・電圧調整用タップ切換器 ７・・・単相３台形の位相調整用タップ切換器８．１２
・・・励磁巻線 ９・・・直列巻線 １１・・・３相−瓶形の位相調整用タップ切換器１３・
・・安定巻線 １４・・・中性点接続リード （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１
名） 第 １ 図 第 ２ 図 第３図
Claims (1)
- ３相からなる１次巻線、２次巻線およびタップ巻線を有
する主変圧器と、３相からなる直列巻線と励磁巻線を有
する直列変圧器とで構成される電圧位相調整変圧器にお
いて、前記１次巻線には電圧調整用のタップ切換器を取
付け、前記２次巻線は三角結線とし、前記直列巻線は自
相と同相成分の電圧を有しない前記２次巻線の相の接続
点に各々一端を接続し他の一端を２次端子とし、前記タ
ップ巻線は星形結線としその中性点に３相−括形の位相
調整用タップ切換器を取付け、前記励磁巻線は星形結線
とし、かつ前記タップ巻線と励磁巻線の各線路端および
中性点を前記位相調整用タップ切換器を介して接続した
ことを特徴とする電圧位相調整変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20411984A JPS6184716A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電圧位相調整変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20411984A JPS6184716A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電圧位相調整変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184716A true JPS6184716A (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=16485128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20411984A Pending JPS6184716A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電圧位相調整変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017195671A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 愛知電機株式会社 | 電圧調整方法 |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP20411984A patent/JPS6184716A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017195671A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 愛知電機株式会社 | 電圧調整方法 |
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