JPS6253180A - 交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置 - Google Patents
交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置Info
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- JPS6253180A JPS6253180A JP60191337A JP19133785A JPS6253180A JP S6253180 A JPS6253180 A JP S6253180A JP 60191337 A JP60191337 A JP 60191337A JP 19133785 A JP19133785 A JP 19133785A JP S6253180 A JPS6253180 A JP S6253180A
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- impedance
- parallel operation
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
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- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は無停電々源装置、太陽光発電システム、燃料電
池発電システム、あるいは2次電池エネルギー蓄積シス
テム等において、交流出力変換装置を商用電源と並列運
転しつつ電力の供給、あるいはエネルギーの蓄積を行う
ための交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装
置に関するものである。
池発電システム、あるいは2次電池エネルギー蓄積シス
テム等において、交流出力変換装置を商用電源と並列運
転しつつ電力の供給、あるいはエネルギーの蓄積を行う
ための交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装
置に関するものである。
従来のこの種装置として第5図に示すものがあった。
図において1はインバータで、商用電源2と商用母線3
全通して並列運転しつつ負荷4へ電力を供給している。
全通して並列運転しつつ負荷4へ電力を供給している。
インバータ1はインバータ本体100、出カドランス1
01.フィルタ用リアクトル102、フィルタ用コンデ
ンサ103を主要構成要素として、直流電源5の電力を
交流に変換し、出力開閉器104全通して商用母線3へ
接続されている。
01.フィルタ用リアクトル102、フィルタ用コンデ
ンサ103を主要構成要素として、直流電源5の電力を
交流に変換し、出力開閉器104全通して商用母線3へ
接続されている。
次に動作について説明する。まず、インバータ1と商用
電源2とが並列運転するためには、インバータ1の出力
電fi11からCT106によって検出信号110を得
る。次に移相器108より、直交する2つの電圧ベクト
ルEAとEBik作り、その電圧ベクトルをそれぞれQ
検出回路109及びP検出回路110に与えて、出力電
流11、検出信号110から無効電力対応成分Qと有効
電力対応成分Pを得る。インバータ1は゛這圧設定回路
111と電圧帰還回路112の信号にもとづいて、電圧
制御回路113が、PWM回路114を介して、インバ
ータ本体100のパルス巾変調を行ない。
電源2とが並列運転するためには、インバータ1の出力
電fi11からCT106によって検出信号110を得
る。次に移相器108より、直交する2つの電圧ベクト
ルEAとEBik作り、その電圧ベクトルをそれぞれQ
検出回路109及びP検出回路110に与えて、出力電
流11、検出信号110から無効電力対応成分Qと有効
電力対応成分Pを得る。インバータ1は゛這圧設定回路
111と電圧帰還回路112の信号にもとづいて、電圧
制御回路113が、PWM回路114を介して、インバ
ータ本体100のパルス巾変調を行ない。
内部発生電圧を制御している。
一方、前記無効電流対応成分Qと出力すべき無効電力の
設定値QRとの差を引算回路117で求め、それはQ制
御回路116により増巾されて電圧制御回路113へ補
助信号的に与え、インバータ本体100の内部発生電圧
を数チ程度調節することにより、無効電力対応成分Qが
無効電力の設定値QRに一致するように動作している。
設定値QRとの差を引算回路117で求め、それはQ制
御回路116により増巾されて電圧制御回路113へ補
助信号的に与え、インバータ本体100の内部発生電圧
を数チ程度調節することにより、無効電力対応成分Qが
無効電力の設定値QRに一致するように動作している。
一方、インバータ1はΔψ検出回路124により商用母
線3とインバータ内部発生電圧の位相差△ψを検出し、
その位相差を零にすべ(PLLアンプ115が基準発根
器105の周波数を調整し。
線3とインバータ内部発生電圧の位相差△ψを検出し、
その位相差を零にすべ(PLLアンプ115が基準発根
器105の周波数を調整し。
商用電源2と同期している。一方前述の有効電力対応成
分Pと出力すべぎ有効電力pRとの差が引算回路119
により求められ、その結果はP制御回路118により増
巾されPLLアンプ115に補助信号的に与えらn、イ
ンバータ1と商用電源2の間の位相差を微調整すること
によって、インバータ1の出力有効電力Pが設定値に一
致するように制御する1゜ 以上のようにして、インバータ1は商用電源2と並クリ
運転しつつ、任意の有効電力、無効電力を分担し安定な
運転を実現するようにしている。
分Pと出力すべぎ有効電力pRとの差が引算回路119
により求められ、その結果はP制御回路118により増
巾されPLLアンプ115に補助信号的に与えらn、イ
ンバータ1と商用電源2の間の位相差を微調整すること
によって、インバータ1の出力有効電力Pが設定値に一
致するように制御する1゜ 以上のようにして、インバータ1は商用電源2と並クリ
運転しつつ、任意の有効電力、無効電力を分担し安定な
運転を実現するようにしている。
従来の交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装
置は以上のように構成されていたので並列運転時の試験
調整が大変困難である等の問題点があった。例えば、こ
のような並列運転方式を適用したインバータシステムが
、予定通り正常に運転されるか否かを試験2点検する場
合にはインバータ1を商用骨υ3に接続し、実際に運転
してみるしか方法はない。しかし衆知の通り、一般のイ
ンバータは過電流耐量が150%程度しかないため、第
5図のシステムを実際に運転しながら制御回路の異常の
有無を調査したり、制御の応答性を調節したりすること
は非常に困難である。
置は以上のように構成されていたので並列運転時の試験
調整が大変困難である等の問題点があった。例えば、こ
のような並列運転方式を適用したインバータシステムが
、予定通り正常に運転されるか否かを試験2点検する場
合にはインバータ1を商用骨υ3に接続し、実際に運転
してみるしか方法はない。しかし衆知の通り、一般のイ
ンバータは過電流耐量が150%程度しかないため、第
5図のシステムを実際に運転しながら制御回路の異常の
有無を調査したり、制御の応答性を調節したりすること
は非常に困難である。
よって、実際には@5図の制御回路のそれぞれの要素を
それぞ几完全に試験調整し、また要素間の配線の誤りな
ども皆無であることを確認したのち始めて第5図のシス
テム全体の運転試験を行っている。このように充分慎重
な確認をして並列運転を行なっても、予想外の不良によ
り過大な横流が流れ、インバータが転流失敗して損傷を
受けることが少くない。このことは故障(特に再現性の
悪い時に発生する接触不良などの故障)が生じたときの
調査や足期点検などの作業が非常に困難であることを意
味する。
それぞ几完全に試験調整し、また要素間の配線の誤りな
ども皆無であることを確認したのち始めて第5図のシス
テム全体の運転試験を行っている。このように充分慎重
な確認をして並列運転を行なっても、予想外の不良によ
り過大な横流が流れ、インバータが転流失敗して損傷を
受けることが少くない。このことは故障(特に再現性の
悪い時に発生する接触不良などの故障)が生じたときの
調査や足期点検などの作業が非常に困難であることを意
味する。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、実際に主回路を商用電源に対して並列運転する
ことなしにインピーダンス要素を通して接続することに
より並列運転制御の試験調整を可能とし、試験調整や保
守点検を容易とする交流出力変換装置と商用電源との並
列運転制御装置を提供することを目的とする。
もので、実際に主回路を商用電源に対して並列運転する
ことなしにインピーダンス要素を通して接続することに
より並列運転制御の試験調整を可能とし、試験調整や保
守点検を容易とする交流出力変換装置と商用電源との並
列運転制御装置を提供することを目的とする。
従来の交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装
置はインバータの並列運転制御の動作試験を行う場合に
、インバータの出力を実際に商用電源に接続するしか方
法がなかったが、本発明ではインバータの内部発生電圧
を代表する少くとも1つの相のインバータポールの出力
端子と商用電源間にインバータの出カドランスと出カリ
アクドルの和のインピーダンスをシミュレートしたイン
ピーダンス要素を接続する。
置はインバータの並列運転制御の動作試験を行う場合に
、インバータの出力を実際に商用電源に接続するしか方
法がなかったが、本発明ではインバータの内部発生電圧
を代表する少くとも1つの相のインバータポールの出力
端子と商用電源間にインバータの出カドランスと出カリ
アクドルの和のインピーダンスをシミュレートしたイン
ピーダンス要素を接続する。
この発明におけるインピーダンス要素に流れる電流は主
回路電流を模擬するもので、インバータの出力を商用電
源に接続する如何に拘らず、インバータの内部発生電圧
とその位相によって決まる主回路電流を模擬する電流が
該インピーダンス要素に流れるので、その電流を制御す
ることによって、インバータの主回路電流を所定の値に
制御することができる。さらに主回路を並列にすること
なく、制御回路だけで並列運転制御動作の確認を行う。
回路電流を模擬するもので、インバータの出力を商用電
源に接続する如何に拘らず、インバータの内部発生電圧
とその位相によって決まる主回路電流を模擬する電流が
該インピーダンス要素に流れるので、その電流を制御す
ることによって、インバータの主回路電流を所定の値に
制御することができる。さらに主回路を並列にすること
なく、制御回路だけで並列運転制御動作の確認を行う。
以下、この発明の一笑施例を図について説明する。図中
、第5図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
1図において、インバータ100を構成するボールの出
力端子にトランス120を接続し、その2次側をリアク
トル121、スイッチ122t−通して商用母線3へ接
続している。トランス120は、インバータ100の容
量が数十KVA程度のものであっても、数百VA程度の
小さなものでも良い。
、第5図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
1図において、インバータ100を構成するボールの出
力端子にトランス120を接続し、その2次側をリアク
トル121、スイッチ122t−通して商用母線3へ接
続している。トランス120は、インバータ100の容
量が数十KVA程度のものであっても、数百VA程度の
小さなものでも良い。
次に動作について説明する。まず、インバータ1の定格
を流に対して、リアク)N121の対応する電流値を1
人とすると、インバータ1が7洛出力の運転状態のとぎ
に、リアクトル121の電流が1人となるように、リア
クトル121のインピーダンスを設定する。そして、出
カドランス101とフィルタ用リアクトル102の合成
インピーダンスに対して、トランス120とリアクト#
121の合成インピーダンスのインピーダンス角も出来
るだけ近似させる。また、フィルタ用コンデンサ103
に対応して、インピーダンス比で縮小したコンデンサ1
26を設ける。このようにすることにより、CT123
の検出信号工、。は主回路の出力電流工、を模擬するも
のとなる。
を流に対して、リアク)N121の対応する電流値を1
人とすると、インバータ1が7洛出力の運転状態のとぎ
に、リアクトル121の電流が1人となるように、リア
クトル121のインピーダンスを設定する。そして、出
カドランス101とフィルタ用リアクトル102の合成
インピーダンスに対して、トランス120とリアクト#
121の合成インピーダンスのインピーダンス角も出来
るだけ近似させる。また、フィルタ用コンデンサ103
に対応して、インピーダンス比で縮小したコンデンサ1
26を設ける。このようにすることにより、CT123
の検出信号工、。は主回路の出力電流工、を模擬するも
のとなる。
なお、実際にはインバータ1がフィルタ用コンデンサ1
03を持たず、商用母I!3側へ設ける場合もあるが、
このとぎは、コンデンサ1264不要である。
03を持たず、商用母I!3側へ設ける場合もあるが、
このとぎは、コンデンサ1264不要である。
以上のような構成により、出力開閉器1041に開いた
状態で、スイッチ122だけを閉じることによって、イ
ンバータ1の出力電流を模擬する信号が得られ、並列運
転の模擬試験を行ない、制御回路の試験、調整を行なう
ことができる。
状態で、スイッチ122だけを閉じることによって、イ
ンバータ1の出力電流を模擬する信号が得られ、並列運
転の模擬試験を行ない、制御回路の試験、調整を行なう
ことができる。
また、第2図に本発明の他の実施例を示す。簡単のため
第1図と同一の制御回路は省略し、主回路部のみを示し
ている。ここでは、U、V、W相の変換ボーA1134
,135,136のうち変換ボール134と135の間
にトランス120を接続し、U、V相間を代表として取
出している。第1図と同様の部分は説明を省略するが、
ここではCT123をコンデンサ126より出力側に設
けている。またインピーダンス要素121Aとして、イ
ンダクタンスではなく、抵抗を設けている。まず、CT
123の場所については、主回路のフィルタ用コンデン
サ103は、負荷4と並列であるため、負荷4の一部と
見なすことにより、フィルタ用コンデンサ103の後の
電流11でなく、前の電流■。を制御しても並列運転は
可能なためである。このように考えると、コンデンサ1
26は必ずしも必要でなくなる。
第1図と同一の制御回路は省略し、主回路部のみを示し
ている。ここでは、U、V、W相の変換ボーA1134
,135,136のうち変換ボール134と135の間
にトランス120を接続し、U、V相間を代表として取
出している。第1図と同様の部分は説明を省略するが、
ここではCT123をコンデンサ126より出力側に設
けている。またインピーダンス要素121Aとして、イ
ンダクタンスではなく、抵抗を設けている。まず、CT
123の場所については、主回路のフィルタ用コンデン
サ103は、負荷4と並列であるため、負荷4の一部と
見なすことにより、フィルタ用コンデンサ103の後の
電流11でなく、前の電流■。を制御しても並列運転は
可能なためである。このように考えると、コンデンサ1
26は必ずしも必要でなくなる。
次にインピーダンス要素121Aを抵抗にしてもよい理
由を第3図により説明する。図において、インバータが
有効電力を出力しているとき、その内部起電力Elは商
用母線電圧E日より進んだ位相関係にあり、そのベクト
ル差電圧ΔEにより、第3図の電流■。が流れる。フィ
ルタ用リアクトル102と出カドランス101の合成イ
ンビーダンスが略、純リアクタンスとすれば、ベクトル
差電圧へEに対し、■oは90遅れとなる。インピーダ
ンス要素121Aを抵抗とし、トランス120のリーケ
イジインピーダンスのX成分も充分小さいとすると、電
流IRは■。より90進む。そこで、第1図に示すQ検
出回路109.P検出回路110の夫々の検出を行なう
場合に必要なインバータの出力電圧にもとづく直交電圧
成分EA(!:EBを移相器108で作る場合、第2図
の場合は第1図に対して9δ進んだEA I EBを作
ることにより、他の部分は第1図と同一の方式を適用す
ることができる。
由を第3図により説明する。図において、インバータが
有効電力を出力しているとき、その内部起電力Elは商
用母線電圧E日より進んだ位相関係にあり、そのベクト
ル差電圧ΔEにより、第3図の電流■。が流れる。フィ
ルタ用リアクトル102と出カドランス101の合成イ
ンビーダンスが略、純リアクタンスとすれば、ベクトル
差電圧へEに対し、■oは90遅れとなる。インピーダ
ンス要素121Aを抵抗とし、トランス120のリーケ
イジインピーダンスのX成分も充分小さいとすると、電
流IRは■。より90進む。そこで、第1図に示すQ検
出回路109.P検出回路110の夫々の検出を行なう
場合に必要なインバータの出力電圧にもとづく直交電圧
成分EA(!:EBを移相器108で作る場合、第2図
の場合は第1図に対して9δ進んだEA I EBを作
ることにより、他の部分は第1図と同一の方式を適用す
ることができる。
上記の例では、インバータの主回路は3相であるが、模
擬出力電流検出回路は単相である。これは通常の場合、
インバータは3相を別個に制御せず、一括制御するので
、負荷制御は代表とする1相について行なえばよいため
である。なお3相全てについて、第2図に示す回路を設
ければ、より連応性に優れた負荷バランスを行うことも
可能である。
擬出力電流検出回路は単相である。これは通常の場合、
インバータは3相を別個に制御せず、一括制御するので
、負荷制御は代表とする1相について行なえばよいため
である。なお3相全てについて、第2図に示す回路を設
ければ、より連応性に優れた負荷バランスを行うことも
可能である。
次に第4図にインバータ1の出カドランス101、フィ
ルタ用リアクトル102.フィルタ用コンデンサ103
と本発明のインピーダンス要素121Aの接続関係につ
いて、他の実施例を示す。
ルタ用リアクトル102.フィルタ用コンデンサ103
と本発明のインピーダンス要素121Aの接続関係につ
いて、他の実施例を示す。
第4図aの方式は商用母線3が高圧で、トランス101
により昇圧したのち第2の出力開閉器140全通して商
用母線3へ並列されている。このような場合フィルタ用
コンデンサ10311i圧側へ開閉器141を通して設
置されることが多い。
により昇圧したのち第2の出力開閉器140全通して商
用母線3へ並列されている。このような場合フィルタ用
コンデンサ10311i圧側へ開閉器141を通して設
置されることが多い。
この例で、試験調整を行うには、開閉器104を開き、
スイッチ122、出力開閉器140は閉じて、出カドラ
ンス101を商用から逆充電された状態で、並列運転制
御系の試験を行うことができる。
スイッチ122、出力開閉器140は閉じて、出カドラ
ンス101を商用から逆充電された状態で、並列運転制
御系の試験を行うことができる。
次に第4図すの方式では、インピーダンス要素122A
tインバータの出カドランス101でなく。
tインバータの出カドランス101でなく。
同一母線に接続された他の変圧器120に接続し。
出力開閉器104,140を開いて出カドランス101
を無励磁の状態で、制御回路の試験を可能としている。
を無励磁の状態で、制御回路の試験を可能としている。
トランス120としては他の所内負荷と共用することも
できるし、専用のPTを設けても良い。
できるし、専用のPTを設けても良い。
なお、上記説明では、定電圧足部波・正弦波出力の電圧
形インバータを例に説明したが1本発明の原理は、電流
形インバータやサイクロコンバータなど、他の形式の変
換装置にも全く同様に適用しうろことは云うまでもない
。
形インバータを例に説明したが1本発明の原理は、電流
形インバータやサイクロコンバータなど、他の形式の変
換装置にも全く同様に適用しうろことは云うまでもない
。
以上のようにこの発明によれば主回路を商用母線に並列
接続することなく主回路を商用母線に並列したとぎ流れ
るであろう電流と等価なt流信号を制御回路に与えるこ
とができるので、完全に調整されていない制御回路を容
易に試鵡、調整、あるいは故障原因の調査などができる
利点f、有する。
接続することなく主回路を商用母線に並列したとぎ流れ
るであろう電流と等価なt流信号を制御回路に与えるこ
とができるので、完全に調整されていない制御回路を容
易に試鵡、調整、あるいは故障原因の調査などができる
利点f、有する。
また%第51i>bに示すように主トランスやフィルタ
ーがない状態でもインバータだけで調整かでざるという
効果がある。
ーがない状態でもインバータだけで調整かでざるという
効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示すシステム構成ブロック
図、第2図は本発明の他の実施例を示す要部の回路図、
第3図は第2図の原理を説明するだめのベクトル図、第
4図は本発明の他の適用例を示す系統図、第5図は従来
の並列運転制御装置のシステム構成ブロック図である。 図において、1はインバータ、2は商用電源、3は商用
母線、4は負荷、5は直流電源、100はインバータ本
体、101は出カドランス、102はフィルタ用リアク
トル、103はフィルタ用コンデンサ、104は出力開
閉器、120はトランス、121はリアクトル、122
はスイッチ、123はCT、134〜136G!インバ
ータ100を構成する変換ボール、126はコンデンサ
である。 特許出願人 三菱電機株式会社 代理人 弁理士 1) 澤 博 昭(外2名) 手続補正書(自発) 1,1゜6智2・1A ヨ
図、第2図は本発明の他の実施例を示す要部の回路図、
第3図は第2図の原理を説明するだめのベクトル図、第
4図は本発明の他の適用例を示す系統図、第5図は従来
の並列運転制御装置のシステム構成ブロック図である。 図において、1はインバータ、2は商用電源、3は商用
母線、4は負荷、5は直流電源、100はインバータ本
体、101は出カドランス、102はフィルタ用リアク
トル、103はフィルタ用コンデンサ、104は出力開
閉器、120はトランス、121はリアクトル、122
はスイッチ、123はCT、134〜136G!インバ
ータ100を構成する変換ボール、126はコンデンサ
である。 特許出願人 三菱電機株式会社 代理人 弁理士 1) 澤 博 昭(外2名) 手続補正書(自発) 1,1゜6智2・1A ヨ
Claims (4)
- (1)可制御電圧および可制御周波数の交流出力変換装
置を商用電源に対して並列に接続して運転する交流出力
変換装置と商用電源との並列運転制御装置において、前
記交流出力変換装置の内部発生電圧を代表する少くとも
1つの相の出力端子と、前記商用電源との間に、交流出
力変換装置の主回路の出力インピーダンスに対して並列
関係となるようにインピーダンス要素を設け、該インピ
ーダンス要素に流れる電流が所定の値となるように、前
記交流出力変換装置の電圧と周波数とを制御するように
したことを特徴とする交流出力変換装置と商用電源との
並列運転制御装置。 - (2)前記インピーダンス要素として、絶縁トランスと
リアクトルとを用い内部発生電圧の代表値と商用電圧値
とを合わせるとともに、主回路の出力インピーダンスに
対して前記絶縁トランスとリアクトルの和のインピーダ
ンス角を合わせるようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の交流出力変換装置と商用電源との並
列運転制御装置。 - (3)前記インピーダンス要素に流れる電流を主として
電圧により変化する成分と、主として位相により変化す
る成分とに分解し、それぞれの成分が所定の値になるよ
うに制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の交流出力変換装置と商用電源との並列運
転制御装置。 - (4)前記インピーダンス要素をインバータの出力が接
続される商用母線に対し直接接続せず、他の変圧器を介
して接続するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の交流出力変換装置と商用電源との並列運
転制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191337A JPH0753036B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置 |
US06/901,273 US4703193A (en) | 1985-08-30 | 1986-08-28 | Apparatus for controlling the parallel operation of an A-C output converter for a commercial power source including a circuit for simulating output current for test purposes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191337A JPH0753036B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6253180A true JPS6253180A (ja) | 1987-03-07 |
JPH0753036B2 JPH0753036B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=16272881
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