JP2006320102A - 電力系統の監視制御システム - Google Patents

電力系統の監視制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】制御出力可否を判断するに必要な情報を従来方式に比べて最新の情報に近い情報あるいは最新の情報とし、しかも制御開始から制御が実行されるまでの時間を短くする。
【解決手段】電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置BCU1,BCU2,・・にマスター装置6から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置6が、入出力端末装置BCU1,BCU2,・・への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置6から前記入出力端末装置BCU1,BCU2,・・への制御対象選定通知の時点で開始することを特徴とする電力系統の監視制御システム。
【選択図】図1

Description

この発明は、変電所等の電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムに関するものである。
変電所などの電力系統の監視制御システムでは、例えば、電圧変動や電流変化、潮流変化、回線異常等を監視し、それらの状況に応じて、変電所内等の電力系統の、例えば監視制御対象である変圧器タップの切替制御、監視制御対象である遮断器や断路器等のON/OFF制御などを、複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する。
前記複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与える場合、例えば監視制御対象である変圧器タップの現在の状態(位置)、監視制御対象である遮断器や断路器等のON/OFF状態、等の情報をマスター装置で把握し、当該情報に応じて、制御に適した入出力端末装置を選定し当該選定した入出力端末装置に相応の制御指令を与える。
従来では、その一制御方式として、制御開始時には、複数の入出力端末装置の中から制御対象として選択する前に、マスター装置では、インターロックチェック等の制御可否の判断に使用する前記情報を収集し、当該情報によって、制御可否判断をし、前記制御対象の入出力端末装置を選定し、制御指令を出していた(以下、「従来方式1」と言う)。
この従来方式1は、具体的には、図4(a)に示すようような手順で行われる。即ち、先ず最初に、マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CI(前述のような変圧器タップ状態(位置)や遮断器や断路器等のON/OFF状態、等のいわゆる監視制御対象の状態の情報)を、各入出力端末装置BCU1〜nに、送信依頼する(ステップA)。次いで、入出力端末装置BCU側では、各入出力端末装置BCU1〜nが、送信依頼(ステップA)を、受信する(ステップB)。次いで、入出力端末装置BCU側では、制御可否判断に使用する情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、送付する(ステップC)。次いで、マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、受信する(ステップD)。次いで、マスター装置側で、受信した前記情報CIにより制御可否判断を行い、制御可であれば、(1)制御対象として例えば入出力端末装置BCU1を選定し(ステップE)、(2)制御対象に選定した入出力端末装置BCU1へ、制御対象に選定した旨を通知する(ステップF)。次いで、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御対象選定通知(ステップF)を、受信する(ステップG)。入出力端末装置BCU1が制御対象選定通知(ステップF)を受信した(ステップG)後、マスター装置側は、制御対象入出力端末装置BCU1へ、制御実行を指令する(ステップH)。次いで、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御実行指令(ステップH)を受信し(ステップI)、制御を実行する(ステップJ)。
この従来方式1では、前述のように、最初に、前記情報CI(前述のような変圧器タップ状態(位置)や遮断器や断路器等のON/OFF状態、等のいわゆる監視制御対象の状態の情報)を収集するので、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が制御を実行する(ステップJ)時点では、当該情報CIは古い情報となっている(現在の情報と異なっている)可能性があり、適正な制御が行われない可能性がある。
従って、これを改善するために、前記入出力端末装置の選定および選定した旨の通知後に、制御可否判断に使用する前記情報CIの収集を行う方式もある(以下、「従来方式2」と言う)。
この従来方式2は、具体的には、図4(b)に示すようような手順で行われる。即ち、
先ず最初に、マスター装置側で、(1)制御対象として例えば入出力端末装置BCU1を選定し(ステップE)、(2)制御対象に選定した入出力端末装置BCU1へ、制御対象に選定した旨を通知する(ステップF)。次いで、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御対象選定通知(ステップF)を、受信する(ステップG)。次いで、マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CI(前述のような変圧器タップ状態(位置)や遮断器や断路器等のON/OFF状態、等のいわゆる監視制御対象の状態の情報)を、各入出力端末装置BCU1〜nに、送信依頼する(ステップA)。次いで、入出力端末装置BCU側では、各入出力端末装置BCU1〜nが、送信依頼(ステップA)を、受信する(ステップB)。次いで、入出力端末装置BCU側では、制御可否判断に使用する情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、送付する(ステップC)。次いで、マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、受信する(ステップD)。次いで、マスター装置側は、受信した前記情報CIにより制御可否判断を行い、制御可であれば制御対象入出力端末装置BCU1へ、制御実行を指令する(ステップH)。次いで、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御実行指令(ステップH)を受信し(ステップI)、制御を実行する(ステップJ)。
なお、前述のような従来方式1や従来方式2は具体的に記載されていないが、例えば、特開平11−134001号公報(特許文献1)がある。
特開平11−134001号公報(図1及びその説明)
前述の従来方式1および従来方式2は、前述のような手順で制御が行われるので、何れも、制御開始のステップAから制御実行のステップJまでに、時間T1を要する。この制御開始のステップAから制御実行のステップJまでの時間は短いほど、制御が早く実行されるので好ましい。また、前述の従来方式1および従来方式2では、制御のために選定された旨の通知である制御対象選定通知(ステップF)および制御実行指令(ステップH)の何れも、選定された入出力端末装置BCU1に対してのみ行われるので、選定されていない入出力端末装置BCU2〜nでは、選定された入出力端末装置BCU1で制御が実行されているにも拘わらず二重に制御される可能性があり、二重に制御されないようにすることが好ましい。
この発明は前述のような従来の実情に鑑みてなされたものであり、制御出力可否を判断するに必要な情報を従来方式1に比べて最新の情報に近い情報あるいは最新の情報とし、しかも制御開始から制御が実行されるまでの時間を短くすることを第1の目的とするものである。
また、この発明は前述のような従来の実情に鑑みてなされたものであり、選定された入出力端末装置の制御中に、選定されていない入出力端末装置の制御が二重に行われないようにすることを第2の目的とするものである。
この発明に係る電力系統の監視制御システムは、電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置が、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置から前記入出力端末装置への制御対象選定通知の時点で開始することを特徴とする電力系統の監視制御システムである。
また、この発明に係る電力系統の監視制御システムは、電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置が、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置から前記入出力端末装置への制御対象選定通知の時点で開始するものであり、しかも、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置を特定する情報を含む前記制御対象選定通知が、制御対象に選定されなかった入出力端末装置にも行われることを特徴とする電力系統の監視制御システムである。
この発明は、前述のように、電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置が、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置から前記入出力端末装置への制御対象選定通知の時点で開始するので、制御出力可否を判断するに必要な情報を従来方式1に比べて最新の情報に近い情報あるいは最新の情報とし、しかも制御開始から制御が実行されるまでの時間を短くできる効果がある。
また、この発明は、前述のように、電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置が、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置から前記入出力端末装置への制御対象選定通知の時点で開始するものであり、しかも、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置を特定する情報を含む前記制御対象選定通知が、制御対象に選定されなかった入出力端末装置にも行われるので、選定された入出力端末装置の制御中に、選定されていない入出力端末装置の制御が二重に行われないようにすることができる効果がある。
実施の形態1.
以下この発明の実施の形態1を図1〜図5により説明する。図1は変電所内の電力系統の事例を示す図、図2はマスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図、図3はマスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図、図4は従来方式1と従来方式2とこの発明の実施の形態1との動作の違いおよび効果の違いを説明する図、図5はマスター装置および入出力端末装置の内部構成を示す図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。
図1に示すように、例えば変電所1内の電力系統には、変圧器Tr、遮断器CB、断路器DS、リレー(図示省略)などの多数の監視制御対象が設置されている。
また、ベイ(BAY)と呼ばれる複数の監視制御単位Bay1,Bay2,・・・で電力系統は構成されている。前記複数の監視制御単位Bay1,Bay2,・・・の各々の監視制御対象(変圧器Tr、遮断器CB、断路器DS、等)に対して監視制御する入出力端末装置BCU1,BCU2,・・・が設けられ、これら入出力端末装置BCU1,BCU2,・・・は、制御所2内のHMI(表示装置付監視制御端末)3に、LAN等の通信ネットワーク4およびサーバ5を介して接続され、監視制御単位Bay1,Bay2,・・・は、対応する入出力端末装置BCU1,BCU2,・・・で個別に監視制御され、更に、HMI3により総合的に監視制御される。なお、前記HMI3と前記サーバ5とでマスタ装置6が構成されている。
このような電力系統においては、前述のように、例えば、電圧変動や電流変化、潮流変化、回線異常等を監視し、それらの状況に応じて、変電所内等の電力系統の、例えば監視制御対象である変圧器タップの切替制御、監視制御対象である遮断器や断路器等のON/OFF制御などを、複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する。
図2において、制御指令を出力するマスター装置6とLAN等の通信路4を介して制御指令に該当する制御対象外部機器7に接続された制御対象入出力端末装置8とその他の制御非対象外部機器101,102,・・・を接続した当該制御に対する非制御対象入出力端末装置群110が接続される。
このように構成された監視制御システムの制御操作は、マスタ装置6からの制御指令に先立って通知される選択指令(制御対象として選択した旨の通知)11、及び、非制御対象入出力端末装置群10への通知12に対して、制御非対象の非制御対象入出力端末装置群10が、通知12を認識し、自装置での制御操作を抑止すると共に、自装置で保有している最新の外部機器状態13をマスタ装置6へ返信する。また、本制御指令での制御対象機器が接続されている制御対象入出力端末装置8も前記と同様に最新情報をマスタ装置6へ返信すると共に、制御の実行指令を待つ。
マスタ装置6は、制御対象入出力端末装置8及び、非制御対象入出力端末装置群10から受け取った最新情報を元に、制御可否条件を予め指定された条件と比較し、可能と判断した場合には、制御対象入出力端末装置8に制御指令を出し、それを受けて、制御対象入出力端末装置8は外部機器7に制御を出力する。
制御対象入出力端末装置8は制御完了を判断し、マスタ装置6へ完了通知14Aを行い、マスタ装置6は、制御対象入出力端末装置8、及び非制御対象入出力端末装置群10に対して、制御完了14Bを通知する。非制御対象入出力端末装置群10は、これをもって制御抑止を解除する。
前述の動作の詳細な手順を図4によって説明する。即ち、先ず最初に、マスター装置側で、(1)制御対象として例えば入出力端末装置BCU1を選定し(ステップE)、(2)制御対象に選定した入出力端末装置BCU1へ制御対象に選定した旨を通知する通知し(ステップF)、(3)マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CI(前述のような変圧器タップ状態(位置)や遮断器や断路器等のON/OFF状態、等のいわゆる監視制御対象の状態の情報)を、各入出力端末装置BCU1〜nに、送信依頼する(ステップA)。次いで、BCU側で、(1)制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御対象選定通知(ステップF)を、受信する(ステップG)。(2)各入出力端末装置BCU1〜nが、送信依頼(ステップA)を、受信する(ステップB)。次いで、入出力端末装置BCU側では、制御可否判断に使用する情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、送付する(ステップC)。次いで、マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CIを、各入出力端末装置BCU1〜nから、受信する(ステップD)。マスター装置側は、受信した前記情報CIにより制御可否判断を行い、制御可であれば制御対象入出力端末装置BCU1へ、制御実行を指令する(ステップH)。次いで、制御対象に選定された入出力端末装置BCU1が、制御実行指令(ステップH)を受信し(ステップI)、制御を実行する(ステップJ)。
なお、制御対象に選定されなかった入出力端末装置101,102,・・・10nは前記制御対象選定通知により対応監視制御対象に対する制御をブロックし、制御対象に選定され入出力端末装置8の制御中に対応監視制御対象を制御しないように機能する。
前述のように、この発明の実施の形態1においては、制御開始の最初に、(1)制御対象として例えば入出力端末装置BCU1を選定し(ステップE)、(2)制御対象に選定した入出力端末装置BCU1へ制御対象に選定した旨を通知する通知し(ステップF)、(3)マスター装置側で、制御可否判断に使用する前記情報CI(前述のような変圧器タップ状態(位置)や遮断器や断路器等のON/OFF状態、等のいわゆる監視制御対象の状態の情報)を、各入出力端末装置BCU1〜nに、送信依頼する(ステップA)ので、図4(c)に示されているように、制御開始から制御実行(ステップJ)までの時間T2が、前述の従来方式1および従来方式2の時間T1より短くなる。つまり、時間T2<時間T1となり、その分、制御の実行が早く行われる。
また、この発明の実際の形態1においては、図4(c)に示されているように、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置8を特定する情報を含む前記制御対象選定通知が、制御対象に選定されなかった入出力端末装置101,102,・・・10nにも行われるので、選定されなかった入出力端末装置101,102,・・・10nでは、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置8が制御下にあることを認識でき、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置8で制御が実行されている最中に、選定されなかった入出力端末装置101,102,・・・10nによって二重に制御されることを抑止できる。
なお、前記マスタ装置6のサーバ5は、CPU51、ROM52、メモリ(RAMや不揮発性メモリ)53、および通信I/O54を備えており、各入出力端末装置BCU1,BCU2,・・も同様に、CPU81、ROM82、メモリ(RAMや不揮発性メモリ)83、および通信I/O84を備えていて、各入出力端末装置BCU1,BCU2,・・の各通信I/O84と前記マスタ装置6の通信I/O54とがLAN等の通信線4によって接続され、前述の動作は、前記マスタ装置6のROM52内のS/WとCPU51及び前記各入出力端末装置BCU1,BCU2,・・のROM82内のS/WとCPU81によって行われる。また、前記マスタ装置6のメモリ(RAMや不揮発性メモリ)53には前記制御可否判断に必要な前記収集情報CIが保存され、前記各入出力端末装置BCU1,BCU2,・・のメモリ(RAMや不揮発性メモリ)83には前記マスタ装置6からの通知や指令の情報が保存される。
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を、図6および図7によって説明する。図6および図7は何れもマスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図であり、前述の図1〜図5と同一又は相当部分には同一符号を付してある。また、この発明の実施の形態2の説明は、前述のこの発明の実施の形態1と異なる点を重点的に説明し他の説明は割愛する。
前述の実施の形態1では、前記選択指令11の信号と前記通知12の信号とを図示のように分離しているが、制御対象情報を含んだ選択指令11を全入出力端末装置に通知し、非制御対象入出力端末装置群10では通知12の代替として取り扱えば、つまり、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作の前記開始が前記マスター装置から前記各入出力端末装置に対して出される情報送信依頼により行われ、当該情報送信依頼と前記制御対象選定通知とが一の信号に含まれておれば、通知12は設けなくてもよい。この場合、更に手順が一つ減らす事が可能となる。このため、制御に要する時間の短縮、手順の簡素化が可能となる。
実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3を、図8および図9によって説明する。図8および図9は何れもマスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図であり、前述の図1〜図7と同一又は相当部分には同一符号を付してある。また、この発明の実施の形態3の説明は、前述のこの発明の実施の形態1および2と異なる点を重点的に説明し他の説明は割愛する。
前述のこの発明の実施の形態1、2において、前記制御対象入出力端末装置8と前記制御非対象入出力端末装置群10の一部、または全部が分散配置された構成の場合には、前記選択指令12(実施の形態2では11)を受け取った制御非対象入出力端末装置群10の各制御非対象入出力端末装置BCU1,BCU2,・・・が、制御開始状態にあることを個々外部出力する事で、現在他端末で制御中である事を、例えば表示装置15や音声アナウンス16等による報知で明示し、制御非対象入出力端末装置群10の各制御非対象入出力端末装置BCU1,BCU2,・・・に対して個別に実施される外部からの制御操作を抑止する事が可能となる。
実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4を、変電所内の電力系統の事例を示す図10によって説明する。図10において前述の図1〜図9と同一又は相当部分には同一符号を付してある。また、この発明の実施の形態4の説明は、前述のこの発明の実施の形態1〜3と異なる点を重点的に説明し他の説明は割愛する。
前述のこの発明の実施の形態1〜3は一の変電所内での電力系統の監視制御システムを例示したが、図10に例示してあるように、他の変電所や発電所などの監視制御システムとエクストラネット等の専用回線17等を使って接続し、複数の監視制御システム間で連係させるようにすれば、更に広範な監視制御を行うことができる。他の監視制御システムにネットワークを介して接続され、他の監視制御システムにネットワークにおける前記情報を当該他の監視制御システムから前記ネットワークを介して収集し、当該情報を前記入出力端末装置への制御出力可否判断の判断材料に使用するようにすれば、広範囲にわたって適正な監視制御が可能となる。
この発明の実施の形態1を示す図で、変電所内の電力系統の事例を示す図である。 この発明の実施の形態1を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態1を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態1を示す図で、従来方式1と従来方式2とこの発明の実施の形態1との動作の違いおよび効果の違いを説明する図である。 この発明の実施の形態1を示す図で、マスター装置および入出力端末装置の内部構成を示す図である。 この発明の実施の形態2を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態2を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態3を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態3を示す図で、マスター装置と制御対象の入出力端末装置と非制御対象の入出力端末装置と制御対象の外部機器と制御非対象の外部機器との接続関係の事例およびその動作説明をするための図である。 この発明の実施の形態4を示す図で、他の変電所や発電所などの監視制御システムとエクストラネット等の専用回線17等を使って接続である。
符号の説明
1 変電所、
2 制御室、
3 HMI、
4 通信路(ネットワーク)、
5 サーバ、
6 マスタ装置、
7 制御対象外部機器、
8 制御対象入出力端末装置、
91,92,・・・9n 制御非対象外部機器、
10 非制御対象入出力端末装置群、
101,102,103,・・・10n 非制御対象入出力端末装置、
11 選択指令、
12 通知、
13 最新の外部機器状態情報、
14A 制御完了通知、
14B 制御完了通知、
15 表示装置、
16 音声アナウンス、
17 専用回線、
Bay1,Bay2,・・・ 監視制御単位、
BCU1,BCU2,・・・ 入出力端末装置、
CI 制御出力可否を判断するに必要な情報、
CB 遮断器、
DS 断路器、
Tr トランス。

Claims (6)

  1. 電力系統における複数の監視制御対象毎に設けられた複数の入出力端末装置にマスター装置から制御指令を与えて監視制御対象を制御する電力系統の監視制御システムにおいて、前記マスター装置が、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作を、当該マスター装置から前記入出力端末装置への制御対象選定通知の時点で開始することを特徴とする電力系統の監視制御システム。
  2. 請求項1に記載の電力系統の監視制御システムにおいて、制御対象に選定された制御対象入出力端末装置を特定する情報を含む前記制御対象選定通知が、制御対象に選定されなかった入出力端末装置にも行われることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
  3. 請求項2に記載の電力系統の監視制御システムにおいて、制御対象に選定されなかった入出力端末装置は前記制御対象選定通知により対応監視制御対象に対する制御をブロックすることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
  4. 請求項2〜請求項3の何れか一に記載の電力系統の監視制御システムにおいて、前記制御対象選定通知を受けた各入出力端末装置が、制御状態であることを知らせる機能を有していることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
  5. 請求項1〜請求項4の何れか一に記載の電力系統の監視制御システムにおいて、入出力端末装置への制御出力可否を判断するに必要な情報の取得動作の前記開始が前記マスター装置から前記各入出力端末装置に対して出される情報送信依頼により行われ、当該情報送信依頼と前記制御対象選定通知とが一の信号に含まれていることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
  6. 請求項1〜請求項6の何れか一に記載の電力系統の監視制御システムが、他の監視制御システムにネットワークを介して接続され、他の監視制御システムにネットワークにおける前記情報を当該他の監視制御システムから前記ネットワークを介して収集し、当該情報をすることを前記入出力端末装置への制御出力可否判断の判断材料に使用することを特徴とする電力系統の監視制御システム。
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