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八、通信电源专业
下篇通信专业知识八、通信电源专业
第一章通信电源供电系统
第一章通信电源供电系统
一、填空题
1．直流供电系统向各种通信设备提供（直流电源）。
2．经由市电或备用发电机组含移动电站提供的低压交流电为通信局用的（交流基础电源）.
3．通信局的基础电源分交流基础电源和（直流基础电源）两大类.
4．直流供电系统目前广泛应用（并联浮充）供电方式。
5．高压熔断器用于对输电线路和变压器进行（过流保护）.
6．高压断路器具有（分断）和接通高压正常负荷电流及承受一定时间的短路电流的功能。
7．隔离开关用于隔离检修设备与（高压电源）。
8．机电制交换机采用汇流排把基础电源直接馈送到机房机架,这种方式称为汇流式馈电，又因汇流排电阻很低,也称为（低阻配电）方式。
9．各机架电源负馈线，均用高阻电缆从公共配电点引出至程控交换机的配电方式为（高阻配电）方式，又称辐射式馈电。
10．熔断器应有备用，不应使用（额定电流）不明或不合规定的熔断器。
11．引入通信局的交流高压电力线应采取高、低压（多级避雷）装置。
12．交流用电设备采用三相四线制引入时在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端应（重复接地）.
13．为了确保通信电源不中断、无瞬变，近年来，在某些通信系统中,已采用交流（不间断电源）.
14．变电站和备用发电机组构成的交流供电系统一般都采用（集中）供电方式。
15．隔离开关无特殊的灭弧装置,因此它的接通或切断不允许在有（负荷电流）的情况下进行。
16．高压室禁止无关人员进入，在危险处应设防护栏,并设明显的（告警牌），如“高压危险，不得靠近"等字样.
17．配电屏四周的维护走道净宽应保持规定的距离,各走道均应铺上（绝缘胶垫）。
18．在距离l0kV～35kV导电部位（lm）以内工作时，应切断电源，并将变压器高低压两侧断开，凡有电容的器件应先放电。
19．电流互感器在运行过程中二次线圈回路不能（开路）。
20．电压互感器二次绕组不能（短路）。
二、单项选择题
1．通信设备用交流电供电时，在通信设备的电源输人端子处测量的电压允许变动范围为额定电压值的（B）。
A、－5％~＋5%B、－10％~＋5％
C、－10％～＋10%D、－15%~＋10％
2．通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输人端子处测量的电压允许变动范围为额定电压值的（D）。
A、－5%～＋5%B、－10%~＋5%
C、－10%~＋10%D、－15％～＋10%
3．DC/AC变换器是（C）.
A、直流/直流变换器B、整流器
C、逆变器D、变压器
4．为安全供电,专用高压输电线和电力变压器（A）。
A、不得让外单位搭接负荷
B、经主管部门批准可以让外单位搭接负荷
C、可以让外单位搭接负荷
D、经主管部门批准可以允许有关单位搭接负荷
5．交流用电设备采用三相四线制引入时，零线（A）。
A、不准安装熔断器B、必须安装熔断器
C、装与不装熔断器均可D、经批准可以安装熔断器
6．相控整流器不宜长期工作在小于额定电流值（A）的状态下。
A、10％B、20％C、30%D、40%
7．熔断器的温度应低于（C）.
A、60℃B、70℃C、80℃D、90℃
8．高频开关型变流电源设备宜放置在有空调的机房，机房温度不宜超过（C）。
A、25℃B、27℃C、28℃D、30℃
9．交流电的频率允许变动范围为额定值的（B）。
A、±3%B、±4％C、±5％D、±6%
10．交流电的电压波形正弦畸变率应为（C）。
A、3％B、4%C、5%D、6％
11．发电机的额定电压比电网电压高（B）是考虑到负荷电流导致在线路上产生压降损失。
A、4％B、5％C、6%D、10％
三、多项选择题
1．交流供电系统由（ABCD）组成。
A、专用变电站B、市电油机转换屏
C、交流配电屏D、备用发电机组组成
2．直流供电系统由（ABC）组成。
A、整流设备B、蓄电池组C、直流配电设备D、逆变器
3．交流电源系统对通信局提供的保证建筑负荷用电是指（ABCD）等设备的用电。
A、通信用空调设备B、保证照明
C、消防电梯D、消防水泵
4．交流电源系统对通信局提供的建筑一般负荷用电是指（ABD）。
A、普通空调B、普通照明
C、消防电梯D、备用发电机组不保证的负荷
5．直流基础电源是指（ABCD）组成的直流供电系统.
A、整流器B、蓄电池C、监控设备D、直流配电设备
6．直流基础电源的基础电压范围内的工作电压有（ABC）。
A、浮充电压B、均衡电压C、终止电压D、充电电压
7．交流高压配电网的基本接线方式有（ABC）。
A、放射式B、树干式C、环状式D、总线式
8．常用的高压电器有（ABCD）.
A、高压熔断品B、高压断路器C、高压隔离开关D、高压负荷开关
9．变流设备包括（ABCD）。
A、相控整流器B、开关整流器C、直流变换器D、逆变器
10．交流不间断电源由（ABCD）等部分组成。
A、蓄电池B、整流器C、逆变器D、静态开关
11．并联浮充供电方式的特点是（ABCD）。
A、结构简单B、工作可靠C、供电效率较高
D、浮充工作状态下，输出电压较高当蓄电池单独供电时，输出电压较低
12．低压交流电的标称电压为（BC）伏，三相五线，频率50赫兹.
A、110B、220C、380D、600
13．我国目前采用的输变电标准电压有（ABCD）和110kV。
A、35kVB、220kVC、330kVD、500kV
四、判断题
1．不间断电源设备（UPS）对通信设备及其附属设备提供不间断直流电源.（×）
2．低压交流电的标称电压为220/380伏,三相五线，频率50赫兹。
（√）
3．交流电的频率允许变动范围为额定值的±5%，电压波形正弦畸变率应小于5%.（×）
4．交流电不间断电源在市电中断时,蓄电池通过逆变器（DC/AC变换器）给通信设备供电。
（√）
5．电源系统的不可用度是指电源系统故障时间和正常供电时间之和的比。
（×）
6．一般建筑负荷包括非通信用空调设备、一般照明灯具和备用发电机组等不保证供电的其他负荷。
（√）
7．柴油发电机组累计运行小时数超过大修规定的时限，或使用10年以上的设备需要更新。
（√）
8．相控整流变换设备的更新周期为10年。
（√）
9．交、直流配电设备的更新周期为15年。
（√）
10．UPS的更新周期为10年。
（√）
11．集中式（中央）空调的更新周期为12年。
（√）
12．专用空调的更新周期为8年。
（√）
13．普通商用空调的更新周期为5年.（√）
14．机电制交换机采用汇流排把基础电源直接馈送到机房机架,这种方式称为汇流式馈电，又因汇流排电阻很低，也称为高阻配电方式.（×）
15．变流设备应安装在干燥、通风良好、无腐蚀性气体的房间，室内温度应不超过28℃。
（×）
16．交流供电应采用三相五线制，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端重复接地.（×）
17．我国目前采用的配电标准电压有6kV、10kV等。
（√）
18．我国规定，配电网低压电力设备的额定电压编差范围为±10%额定电值。
（×）
19．我国规定,配电网低压电力设备的频率为50Hz±0.5Hz。
（√）
20．我国规定，配电网低压电力设备的正弦波畸变率极限小于15％.（×）
五、简答题
1。
简述分散式供电种类及供电方法.
答：
分散供电方式是指供电设备有独立于其它供电设备的负载,即负荷分散或电池与负载都分散.
有三种类型：
一是在通信机房内设一个集中的电源系统，包括整流设备和蓄电池，向全部通信设备供电；二是在通信机房内设多个电源系统（包括整流设备和蓄电池），分别向通信设备供电；三是通信设备每个机架内设独立的小电源系统，仅供本机架通信设备使用。
同一通信局（站）原则上应设置一个总的交流供电系统,并由此分别向各直流供电系统提供低压交流电。
交流供电系统的组成和要求同上所述。
各直流供电系统可分层设置，也可按通信设备系统设置.设置地点可为单独的电力电池室，也可与通信设备同一机房.
2.简述直流配电系统中供电质量的要求。
答:
供电质量要求主要有以下三点：
一是要求电压波动，杂音电压及瞬变电压应小于允许范围；二是不允许电源瞬间中断，因为通信信息存储在存储器中，所有的存储单元都有双套装置，如电源瞬间中断，两套平行工作的存储器同时丢失信息；三是要求供电设备自动工作性能好，做到少人维护或无人维护.
3。
简述交流高压配电系统不可用度指标是什么？
答：
电源系统的不可用度是指电源系统故障时间与故障时间和正常供电时间之和的比，即：
电源系统不可用度＝故障时间故障时间＋正常供电时间
4。
简述电压互感器的接线方法有哪几种?
答：
电压互感器的接线方案如下：
（1）V-V接法。
（2）Y0/Y0/△接法。
（3）Y0/Y0接法。
电压互感器二次绕组均不能短路运行，所以在高压侧和低压二次绕组回路中，都需要采用熔断器进行保护。
六、综合题
1。
阐述集中供电中交流供电和直流供电系统的组成及供电要求.
答：
集中供电方式是指供电设备集中和供电负载集中。
交流供电系统由专用变电站、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏以及备用发电机组组成。
移动电站可提供应急用电.
直流供电系统由整流设备、蓄电池组和直流配电设备组成.直流供电系统向各种通信设备提供直流电源.
不间断电源设备（UPS）对通信设备及其附属设备提供不问断交流电源.
交流电源系统还应对通信局（站）提供一般建筑负荷用电和保证建筑负荷用电。
保证建筑负荷是指通信用空调设备、保证照明、消防电梯、消防水泵等；一般建筑负荷是指一般空调、一般照明及其他备用发电机组不保证的负荷。
通信用空调和保证照明也可由电力室交流配电屏供电。
通信局（站）应设事故照明，事故照明灯具可采用直流照明灯或交流应急灯。
宜用10kV高压市电引入，并采用专用降压变压器供电。
直流电源由基础电源和机架电源组成。
基础电源是指整流器、蓄电池、监控和配电设备的直流供电系统.机架电源是指交换机上插件电源，交换机上有多块电源插板，有的是直流-直流（DC/DC）变换器，它们把基础电压变为适当的电压等级如±24V、±12V、±5V、±3V…。
有的是逆变器（DC/AC），提供多频交流电源,除用户电路直接使用基础电源外，大多数交换机的功能集成元件都用机架电源。
2。
阐述基础电压范围内工作电压的种类。
答：
基础电压范围内的工作电压有浮充电压、均衡电压和终止电压三种。
在通信电源供电系统中，整流器和蓄电池并接于馈电线上，当市电正常时，由整流器供电,同时也给蓄电池微小的补充电流,这种供电方式称为浮充，这一过程中整流器输出的电压称为浮充电压。
为了使蓄电池储备足够的容量，视需要升高浮充电压，使流入电池补充电流增加，称为均衡充电，这一过程整流器输出的电压为“均衡”电压。
基础电压上限由均衡电压确定。
一旦市电中断，整流器停机，蓄电池单独向负荷供电。
蓄电池放电允许最低值，称为终止电压，基础电压的下限是蓄电池组的终止电压.
3。
阐述直流供电的种类及配电设备技术条件.
答：
直流供电系统按馈电配线方式可分为低阻配线和高阻配线两种。
机电制交换机采用汇流排把基础电源直接馈送到机房机架,这种方式称为汇流式馈电，又因汇流排电阻很低，也称为低阻配电方式。
程控交换机采用高阻配电方式，又称辐射式馈电，即各机架电源负馈线，均用高阻电缆从公共配电点引出。
直流供电系统由整流器、蓄电池、直流变换器（DC/DC）和直流配电屏等部分组成.整流器的交流电源由交流配电屏引入，整流器的输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接。
当通信设备需要多种不同数值的电压时，可以采用直流变换器（DC/DC）或机架电源将基础电源的电压变换为所需的电压.由于直流供电系统中设置了蓄电池组。
因此可以保证不问断供电。
直流供电系统目前广泛应用并联浮充供电方式。
4.阐述交流低压配电系统中交流基础电源应满足什么条件？
答:
交流基础电源应满足以下条件：
（1）低压交流电的标称电压为220/380伏，三相五线，频率50赫兹；
（2）通信设备用交流电供电时,在通信设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为:
额定电压值的+5%～－10%；
（3）通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：
额定电压值的+10％~－15％；
（4）当市电供电电压不能满足上述规定或通信设备有更高要求时，应采用调压或稳压设备满足电压允许变动范围的要求；
（5）交流电的频率允许变动范围为额定值的±4%，电压波形正弦畸变率应≤5％；
（6）通信局（站）应根据要求安装无功功率补偿装置。
交流供电系统包括变电所供给的高压或低压市电、油机发电机供给的自备交流电源以及由整流器、逆变器和蓄电池组成的交流不停电电源、交流配电屏等部分。
第二章高频开关型整流电源
第二章高频开关型整流电源
一、填空题
1.滤波电路中电容的作用是（隔直流通交流）。
2.PWM表示的内容是（脉冲宽度调制）.
3.在谐振变换器中SRC表示（串联）谐振变换器.
4。
在谐振变换器中PRC表示（并联）谐振变换器。
5。
在谐振变换器中QRC表示（准谐振变换器）.
6。
在准谐振变换器中零电流开关的符号为（ZCS）。
7.在准谐振变换器中零电压开关的符号为（ZVS）。
8.功率因数λ＝ρ/s＝rcosφ，其中cosφ表示基波电流与基波电压的（位移因数）。
二、单项选择题
1．全桥式功率转换电路中,当一组高压开关管导通时，截止晶体管上施加的电压为（A）。
A、输入电压EB、1/2输入电压
C、2倍的输入电压D、1/3输入电压
2．全桥式和推挽式功率转换电路中相同集电极电流时的输出功率（B）。
A、与半桥式功率转换电路的输出功率相同
B、是半桥式功率转换电路的输出功率的2倍
C、是半桥式功率转换电路的输出功率的1/2倍
D、是半桥式功率转换电路的输出功率的1/3倍
3．功率因数λ＝ρ/s＝rcosφ，其中r表示（C）。
A、电网电流有效值B、基波电流有效值
C、基波电流有效值与电网电流有效值之比
D、电网电压有效值
4．在线性电路中无谐波电流基波因数r（C）。
A、大于1B、小于1C、等于1D、等于2
5．具有强的抗不平衡能力的功率转换电路为（C）。
A、推挽式B、全桥式C、半桥式D、单端反激
6．电流型谐振开关是由（A）组成.
A、电感和开关串联B、电容和开关并联
C、电感和开关并联D、电容和开关串联
7．电压型谐振开关是由（B）组成。
A、电感和开关串联B、电容和开关并联
C、电感和开关并联D、电容和开关串联
8．在（B）电路中无谐波电流基波因数等于1。
A、容性电路B、线性电路C、感性电路D、滤波电路
三、多项选择题
1．有源功率因数校正电路主要由桥式整流器（ABCD）和控制器等部分组成.
A、高频电感LB、功率开关管VT
C、二级管VDD、滤波电容C
2．要使负荷均分可采取的方法有（ABC）。
A、限流并联B、主从均流方式
C、自动平均均流方式D、限流串联
3．易于获得大输出容量的功率转换电路为（AB）.
A、推挽式B、全桥式C、半桥式D、整流式
4．在全桥式、半桥式、推挽式功率转换电路中具有相同输出功率时，集电极电流较小的电路为（AB）。
A、推挽式B、全桥式C、半桥式D、整流式
5．谐振式开关是由下列器件组成的（ABC）.
A、开关B、电感C、电容D、电阻
6．当变换器处于谐振状态时,谐振角频率与下列参数有关（AB）。
A、电感B、电容C、电阻D、开关频率
7．在下面功率转换电路中高压开关管数量较小的是（AC）.
A、推挽式B、全桥式C、半桥式D、整流式
8．在全桥式、半桥式、推挽式三种功率转换电路中高压开关管集射间施加的电压较小的为（BC）.
A、推挽式B、全桥式C、半桥式D、整流式
四、判断题
1．全桥式、半桥式、推挽式功率转换电路中易于获得大的输出容量的电路有推挽式和全桥式。
（√）
2．半桥式功率转换电路抗不平衡能力强。
（√）
3．全桥式功率转换电路使用高压开关管的数量推挽式相同。
（×）
4．推挽式、全桥式、半桥式功率转换电路输出功率相同时集电极电流相同。
（×）
5．在功率转换电路中稳压时高压开关管集射间施加的电压推挽式为2倍的输入电压.（√）
6．在功率转换电路中稳压时高压开关管集射间施加的电压推挽式为2倍的输入电压。
（√）
7．在功率转换电路中稳压时高压开关管集射间施加的电压半桥式为2倍的输入电压。
（√）
8．PWM型变换器的开关损失是由导通损失和关断损失组成的。
（√）
9．在谐振回路中谐振频率与回路中电感和电容的容量无关。
（×）
10．负荷均分电路的作用是要求每个整流器输出的电压相同.（×）
11．在三相输入的高频开关电源中不需要功率因数校正电路.（×）
12．在三相输入的高频开关电源中功率因数校正大多采用无源功率因数校正。
（√）
13．负荷均分电路实质是使每台整流器能够平均分担电源系统输出的总功率。
（√）
14．负荷均分电路实质是使每台整流器输出的电流相同。
（√）
15．有源功率因数校正电路实质上是一种升压变换器。
（√）
16．有源功率因数校正电路实质上是一种降压变换器。
（√）
17．在线性电路中功率只与基波电流与电压的相位移有关。
（√）
18．在谐振回路中谐振频率与回路中电感和电容的容量有关。
（√）
五、简答题
1.简述高频开关型稳压电源的组成及重量轻、体积小的原因。
答:
高频开关型稳压电源通常由工频滤波电路、工频整流电路、功率因数校正电路、直流—直流变换器和输出滤波器等部分组成。
在输出功率一定的条件下,变压器铁芯的截面积与频率成反比。
当工作频率由相控型电源的50Hz提高到开关电源的50kHz时，频率升高了1000倍。
因此铁芯的截面积将大大减小,重量也大大减轻.与传统的相控型整流电源相比，开关型电源不仅可省去笨重的工频变压器,而且滤波电感的体积和重量也因工作频率提高而大大减小，所需滤波电容的容量也可大大减小。
2。
简述高频开关型稳压电源的分类.
答：
高频开关型电源的主要组成部分是直流-直流变换器，根据直流-直流变换器的工作原理，开关型稳压电源可分为PWM（脉宽调制）型开关稳压电源和谐振型开关稳压电源。
根据输入电路和输出电路的关系,直流变换器可分为不隔离式变换器和隔离式变换器。
在不隔离式变换器中，根据输出电压与输入电压的关系，又可分为升压型变换器、降压型变换器和反相型变换器。
在隔离式变换器中，根据变换器电路的结构，又可分为单端反激变换器、单端正激变换器、推挽式变换器、半桥式变换器和全桥变换器.
3.写出功率因数校正电路公式并说明各字母表示的意义,回答为什么当基波因数r＝1时，有λ＝cosΦ的原理.
答：
功率因数（λ）是指交流输入有功功率P与视在功率S的比值，即：
λ＝PS＝ULI1cosΦULIR=I1IRcosΦ=rcosΦ
式中：
r为基波因数，即基波电流有效值I1与电网电流有效值IR之比;
IR为电网电流有效值;
I1为基波电流有效值；
UL为电网电压有效值;
cosΦ为基波电流与基波电压的位移因数。
在线性电路中，无谐波电流、电网电流有效值IR与基波电流有效值I1相等，基波因数r=1，所以，功率因数λ应为：
λ＝cosΦ
六、综合题
1.阐述PWM型开关推挽式功率转换电路工作原理.
答：
推挽式功率转换电路中高压开关管BG1、BG2由驱动电路控制基极，以PWM方式激励而交替通断,输入直流电压被变换成高频方波交流电压。
当BG1导通时，输入电源电压E通过BG1施加到高频变压器B1的原边绕组N1，由于变压器具有二个匝数相等的主绕组N1,故在BG1导通时，在截止晶体管BG2上将施加两倍电源电压（即2E）。
当基极激励消失时,一对高压开关管均截止，它们的集电极施加电压均为E.当下半个周期，BG2被激励导通，截止晶体管BG1上施加2E的电压，接着又是两晶体管都截止的时期，VCE1和VCE2均为E。
在晶体管导通过程中,集电极电流除负载电流成分外，还包含有输出电容器的充电电流和高频变压器的励磁电流，它们均随导通脉冲宽度的增加而线性地上升.
在开关的暂态过程中,由于高频变压器副边开关整流二极管反向恢复时间内所造成的短路以及为了抑制集电极电压尖峰而设置的RC吸收网络的作用，当高压开关管开通时，将会有尖峰冲击电流；在关断瞬间，由于高频变压器漏感储能的作用，在集射极间会产生电压尖峰。
尖峰电压的大小随集电极电路的配置，高频变压器的漏感以及电路的关断条件的不同而异，该尖峰电压有可能使高压开关管承受两倍以上的输入电压。
电路只用两个高压开关管便能获得较大功率输出，而且，一对晶体管的发射极相连,两组基极驱动电路彼此间就无需隔离，这样不仅驱动电路和过流保护电路可以简化，而且可供选择的余地也就增大，这是该电路的优点.
2.阐述PWM型开关全桥式功率转换电路工作原理。
答:
全桥式功率转换电路由高压开关管BG1、BG2、BG3和BG4组成桥的两臂,高频变压器B1连接在它们中间，相对的二对晶体管BG1，BG4和BG2，BG3由驱动电路以PWM方式激励而交替通断，将直流输入电压变换成高频方波脉冲电压。
其工作过程和推挽式功率转换电路一样。
当一组高压开关管（例如BG1，BG4）导通时，截止晶体管（BG2，BG3）上施加的电压即为输入电压E，当所有晶体管均截止时，同臂上的两个高压开关管将共同承受输人电压（即E2）.由高频变压器漏感引起的电压尖峰，当其超过输入电压时，反向并接在高压开关管集射之间的高速续流二极管便导通，集电极电压被箝位在输入电压上.集电极电流同样也有尖峰.
全桥式电路高压开关管稳态时其最高施加电压即为输入电压，暂态过程中的尖峰电压变被箝位于E,比起推挽式电路来要低一半还多。
因为输入电压直接施加在高频变压器上，高压开关管的耐压要求低，宜于获得大功率输出.
其缺点是：
电路复杂，元器件多。
3.阐述高频开关电源引入谐振型开关的目的。
答：
PWM型开关电源的缺点是开关损失随开关频率的提高而增加，故限制了开关频率进一步提高。
谐振型开关电源则可使开关电源在更高的频率下工作而开关损失很小。
PWM型变换器开关损失较大的原因，主要是由于开关器件的通断都是强制的，在理想情况下,开关器件的电压、电流波形都是方波。
但是，由于开关器件又是非理想的，即开和关不能瞬时完成，都需要一定的时间，开关器件及与之相连接的元件都可能有些寄生参数而使开关器件的电压，电流波形又不是纯方波。
因此，在开关过程中，产生了开关器件的电压，电流波形交叠现象，从而产生了开关损失。
随着频率的增加，开关损失在全部损失中所占比例也增加.当频率高到某一数值时，变换器效率会降低到不能允许的程度。
谐振变换器可以利用谐振现象，通过适当地改变开关器件的电压，电流波形关系来达到减小开关损失的目的.
4.阐述谐振变换器有几种类型及造成PWM型变换器开关损失的原因。
答：
谐振变换器（ResonantConverter——RC）主要有串联谐振变换器（SRC）、并联谐振变换器（PRC）和准谐振变换器（QRC）。
PWM型变换器的开关损失是由开通损失和关断损失组成的。
开通损失是由于以下两点造成的：
第一点是开关器件上存在有寄生电容，在开通过程中，开关电压从关断时的电压值减小到零，寄生电容所储存的能量通过开关器件内部放电而产生能耗。
第二点是由于开关器件电压下降和电流上升都需要一定时间，在开关器件上会产生电压，电流交叠而产生能耗，当然，减小开通过程的时间可以减小损耗，但将受到器件和驱动电路性能的限制。
5.阐述减小PWM型变换器开通损耗和关断损失方法。
答：
减小开通损耗的方法有以下三点:
一是零电压开关准谐振变换器,使开
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