电力电子设备谐波的危害与对策
谐波的危害及治理
谐波的危害及治理
对于电力系统来说，电力谐波的危害主要表现有以下几方面：
1.电力谐波对输电线路的影响：
谐波电流使输电线路的电能损耗增加。
当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。
2.电力谐波对电力电容器的影响：
含有电力谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对电力谐波阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短，引起电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。
3.电力谐波对变压器的影响：
谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加了铜损。
对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。
4.增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益。
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电力系统谐波的危害及其抑制措施
电力系统谐波的危害及其抑制措施电力系统谐波是指在交流电网中出现的频率为基波频率的整数倍的频率成分。
谐波的产生主要来自于非线性设备，如电弧炉、变频调速设备、开关电源等。
谐波对电力系统的稳定性和可靠性产生了许多危害，因此有必要采取相应的抑制措施。
首先，谐波对电力设备的产生严重的破坏作用。
谐波会导致设备的热耗损增加，使电力设备的温升超过正常值，从而影响设备的寿命和可靠性。
此外，谐波会引起设备的振动和共振，进一步加剧设备的磨损和破坏。
另外，谐波还会导致设备的传动系统产生冲击和振动，从而引起噪声和机械共振。
其次，谐波还会使电力系统的运行效率降低。
谐波会产生额外的功耗，使系统的负载率降低，从而导致电能的损耗增加。
此外，谐波还会引起线路过载、开关跳闸和设备故障，进一步降低系统的运行效率和可靠性。
最后，谐波对用户设备的使用造成了困扰。
谐波会导致用户设备的故障率增加，降低设备的可靠性和使用寿命。
此外，谐波还会引起设备的失真和抖动，影响设备的正常运行和使用效果，给用户带来不必要的经济损失。
为了抑制电力系统谐波，可以采取以下措施：1.提高设备和电网的抗谐波能力。
对于大功率非线性设备，可以采用有源滤波器、谐波抑制变压器等装置来抑制谐波的产生和传输。
在电网设计和运行中，要合理配置电容补偿装置和滤波器，提高电网的抗谐波能力。
2.采用合适的谐波控制技术。
可以通过谐波测量和分析，确定电网中谐波的源和传输路径，然后选择合适的谐波控制技术。
常用的谐波控制技术包括谐波滤波、谐波限制和谐波抑制等。
3.加强对谐波的监测和管理。
建立谐波监测系统，实时监测电力系统中谐波的水平和频谱特性，及时发现和解决谐波问题。
同时，制定相关的管理规范和标准，加强对设备和系统的质量检测和验收，确保设备和系统的抗谐波能力。
4.加强用户教育和意识提高。
通过开展谐波知识普及活动，提高用户对谐波的认识和了解，增强用户对谐波抑制的重视和意识，合理使用电气设备，减少谐波的产生和传输。
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
谐波危害及抑制谐波的方法
谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波，它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。
虽然谐波在一些应用中可产生有益效果，但在大多数情况下，它们都是一种电力质量问题，会给电力系统和其他设备带来一系列危害。
1.设备损坏：谐波会增加设备内的电流和电压，导致设备发热加剧，并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。
此外，频繁的谐波还会引起设备的机械振动，造成设备损坏。
2.电力系统不稳定：谐波引起系统的电流和电压的波形失真，导致电力系统不稳定。
此外，谐波会导致电力系统中的谐振现象，这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加，可能破坏设备。
3.通信干扰：谐波会产生大量的高频干扰信号，这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。
在高度电子化的社会中，这种通信干扰可能会带来严重的问题。
为了抑制谐波带来的危害，可以采取以下方法：1.装置谐波滤波器：谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。
滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式，或者将它们绕过电力系统，以防止它们对设备和系统产生影响。
2.使用变压器：变压器可以用来减小谐波的影响。
通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器，可以将谐波电流限制在合理的范围内，从而降低谐波的危害。
3.电源滤波器：为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。
电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素，从而降低谐波对设备的危害。
4.合理的电源设计：在电力系统设计阶段，可以采取一些措施来减小谐波的生成。
例如，选择适当的线路，减小高谐波的产生，或者选择低谐波的电力设备。
5.故障检测和维护：及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。
定期进行电力设备的检查和维护，可以发现并消除谐波带来的潜在危害。
总而言之，谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。
为了抑制这些危害，我们可以采取各种措施，包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。
电力系统谐波的危害性及抑制策略
电力系统谐波的危害性及抑制策略电力系统谐波是指在交流电力系统中产生的一种非正弦波形，是交流电网中所存在的一个普遍的问题。
当电力系统中出现谐波时，将会对各个方面造成影响。
因此，对电力系统谐波的危害性及抑制策略的研究变得尤为重要。
一、电力系统谐波的危害性1、对电力系统设备的影响：谐波会对电力系统中的电力设备产生不良影响，会加快电气设备的老化，损害电力设备的正常运行，甚至可能导致设备的损坏。
2、对电力质量的影响：电力系统谐波会导致电压的失真、电流的失真、功率因数的变化等，降低电力质量。
3、对用户的影响：由于电力设备运行产生谐波会向供电系统散发，因此会由电力系统供应给所有使用电力的用户，对用户的设备产生不良的影响，例如音频设备、计算机设备等。
4、对环境的影响：电力系统谐波也会对环境造成影响，例如对动物的人工造成干扰，造成空气污染等。
二、抑制电力系统谐波的策略1、电力系统谐波分析：在电力系统中，通过对电网谐波分析，可以获取谐波特征信息，以确定引入谐波的源头，并针对性地采取谐波滤波器等抑制措施。
2、谐波滤波器的安装：谐波滤波器能够有效防止谐波向电网散播，从而保护电力设备，提高电力质量。
谐波滤波器还可以通过对电力系统谐波的调制来保护电气设备，降低谐波对设备的影响。
3、调整电力系统参数：在电力系统中通过调整电网的参数可以改善电力系统谐波问题。
例如，在电力系统中调整电抗器可以控制电路中的谐波，从而防止谐波向电网散播。
4、电力设备设计：在电力设备的设计过程中可以通过提高电力设备的质量，使电力设备适应谐波的存在。
例如，增加电容、电感、阻抗等元件能够有效地消除引起电气设备故障的谐波。
综上所述，电力系统谐波是一个非常严重的问题，需要采取一系列措施予以解决。
在电力系统中安装谐波滤波器、并对电力系统参数进行调整、以及通过提高电力设备的质量，都是解决电力系统谐波的有效方法。
为了保证电力设施的正常运转，电力系统的谐波抑制工作必须不断加强。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分，它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真：谐波的存在会使电压波形发生畸变，进而导致电压的失真，使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害，缩短设备的寿命。
2.系统能效下降：谐波会导致电力系统中电流的失真，由于谐波电流引起的额外功耗，使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加，降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题：谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备，导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰，影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题：高频谐波会导致电力设备产生过多的热量，进而引起绝缘材料的老化和烧损，甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化：在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响，通过选择合适的材料和结构，减小谐波对设备的影响。
例如，在电机设计中，可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用：安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性，将谐波电流引向滤波器，从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制：对于谐波敏感的设备，可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如，使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训：提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解，增强其对谐波抑制方法的应用能力，能够及时发现和解决谐波问题。
总之，谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性，需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法，但需要根据具体情况选择合适的方法。
谐波的危害与对策
谐波的危害与对策谐波是指频率为基波频率整数倍的电磁波。
谐波通常是电子设备和电力系统中的一种电磁干扰源，会对设备的正常运行产生危害。
本文将分析谐波的危害，并提出相关的对策。
1.电力系统中的危害：谐波会对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
谐波会导致电磁振荡，引起额外的电流和电压谐振，进而使设备损坏或系统瘫痪。
此外，谐波还会导致电力系统中的电能损耗增加，引起线路过热和设备寿命缩短。
2.设备损坏和故障：谐波会对设备造成过电压和过电流，使设备损坏或故障。
例如，谐波电流会引起电动机的过热，降低绝缘性能，导致设备寿命缩短。
谐波还会导致变压器的热损耗增加，引起变压器过热甚至发生爆炸。
此外，谐波还会导致电子设备的干扰，干扰正常的工作。
3.对人体健康的影响：谐波对人体健康产生的危害包括电磁辐射对人体的直接伤害和电磁辐射引起的各种健康问题。
长期处于高谐波环境中，人体可能会产生头痛、眩晕、失眠等症状。
同时，谐波还可能破坏人体的生物电位平衡，产生诸如心律失常等疾病。
为了应对谐波的危害，以下是一些可能的对策：1.传统滤波器技术：在电力系统中，可以采用传统的主动或被动滤波器来抑制谐波。
主动滤波器可以通过电子器件来消除不需要的谐波，并提供对称负载，减少谐波产生。
被动滤波器则是利用电抗器等设备来阻塞谐波流过的路径，减少谐波对电力系统的影响。
2.多层次的电力系统设计：在电力系统设计中，可以采用多层次的配置来抑制谐波。
通过在系统中增加合适的变压器、电抗器和滤波器等设备，可以减少谐波的传播和影响。
3.谐波监测与控制：通过谐波监测装置对电力系统中的谐波进行实时监测，并及时采取相应的控制措施。
例如，可以在容易受到谐波干扰的设备附近安装滤波器，通过选择合适的滤波参数和工作模式，减少谐波对设备的影响。
4.加强人体防护措施：对于电磁辐射对人体健康的直接威胁，应采取一系列的防护措施。
例如，在工作场所中，可以采用屏蔽层、防辐射窗等装置来减少辐射的传播和接触。
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电力电子设备谐波的危害与对策
发表时间：2019-11-07T15:35:22.563Z 来源：《电力设备》2019年第14期作者：宋良全
[导读] 摘要：随着智能化的兴起和信息处理技术的普及，电子计算机、彩色电视机和电子节能照明光源等电子设备和元件已广泛进入到我们的学习、工作、生活中。
（南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司南京市江宁区 211106）
摘要：随着智能化的兴起和信息处理技术的普及，电子计算机、彩色电视机和电子节能照明光源等电子设备和元件已广泛进入到我们的学习、工作、生活中。
这些元件和设备属于非线性负载，其非线性产生的谐波电流，如果不加以抑制，会使低压电网的电压电流波形产生畸变，影响电能质量。
电子元件和设备已成为低压电网中不可忽视的谐波源。
关键词：电力电子、谐波问题、危害与对策
随着电力电子技术的快速发展，电力电子装置越来越多地应用于冶金、化工、煤炭和运输等诸多领域，已成为实现生产自动化的重要基础设备。
然而，随着这些电力电子装置的广泛应用，将大量的谐波和无功功率注入电网，使电网的电能质量下降，引起“电网污染”问题，这已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍之一。
因此，认识和分析电力电子装置谐波产生的原因及其危害，探讨综合治理的方法，抑制谐波污染，提高电网功率因数已成为电力电子技术中的一个重大研究课题。
1电子设备的谐波现象及原因
电子设备的电源一般是整流电源，只在交流电压接近峰值时，整流管才导通有输入电流。
由于在一周期内导通的时间很短，又必须维持设备正常的工作电流，所以输入电流呈脉冲状。
这种脉冲状输入电流的基波含量小，而谐波含量大，且工作电流越大，脉冲电流的幅值就越大，形成严重的畸变电流注入低压电网，成为不可忽视的谐波源。
电子计算机和电视机的谐波电流含量大，谐波电流总畸变率高。
这样高含量的负载谐波电流在负荷使用高峰期注入低压电网，会造成电网电压和电流总谐波畸变率升高，对电能质量产生影响，如果超过国标规定的限值，还可能造成危害。
2电力电子设备谐波的危害
2.1 弱电系统设备
我国已经建立了相对完善的电力网络系统，但由于受到各种因素的影响，导致电力网络系统在运行过程中存在着诸多问题。
电力电子设备的谐波，通过静电感应、电磁感应耦合到电力网络系统之中，便会给弱电系统设备的稳定性造成极大的影响，严重妨碍电力系统的安全运行。
电感应的强度与谐波的干扰频率虽然没有直接的联系，但通过公共接地，谐波也会对弱电系统设备产生极大的影响，大量不平衡电流流至接地极，严重干扰着弱电系统的稳定性。
2.2 电动机
在目前的电力网络系统中，电动机是一种较为重要的基础设备，电动机的实际运行效率同运行质量，会对整个电力网络系统的稳定和安全性造成直接的影响。
在其出现谐波则就会促使异步电动机出现耗损的幅度提升，从而降低了电动机的生产效率，导致了电动机发生过热情况，出现了电力事故，发生较大的损失。
在其出现负序谐波时，那么电动机的内部则会出现负序旋转磁场，构成了同电动机设备运行方向相悖的扭矩，因为有着此种制动作用的制约，导致了电动机具体运行效率的逐渐降低。
2.3 低压开关设备
对于配电用断路器来说，全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难，且谐波次数越高影响越大；热磁型的断路器，由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低；电子型的断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值的电子断路器，额定电流降低得更多。
3电力电子设备谐波造成的不良影响
3.1 谐波对电力设备造成的不良影响
电力电子设备谐波一旦出现，便会给电力设备产生不良影响。
电力电子设备出现谐波的时候，电容器端电压相应的有所增加，电流也随之加大，导致电容器的功率产生了巨大的损耗。
若是电力变压器处于运行状态，则会使电力变压器的铁耗、铜耗大幅增加。
电缆导线横截面面积较大的条件下，电力电子设备谐波频率越高，那么电阻也就越大，电缆导线的允许通过电流越小，从而给整个电力网络系统的运行产生严重的影响。
3.2谐波对人体有影响。
从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。
3.3谐波对供配电线路造成的不良影响
为确保供配电线路的安全、稳定运行，通常情况下会应用感应式继电器、电磁式继电器，来保护供配电线路及变压器，若是供配电线路或者是供配电设备发生故障，感应式继电器、电磁式继电器便可以及时采取有效措施，避免故障的恶化、减少故障造成的损失。
但电力电子设备谐波会对感应式继电器、电磁式继电器等保护装置造成干扰，甚至可能出现误动、拒动的问题，从而严重影响供配电线路的安全、稳定运行。
4电力电子设备谐波的解决对策
4.1主动抑制方案
可以从变流装置来进行分析，设计合理的变流装置结构，并且提升与之相关的辅助控制措施，进而抓紧降低电力电子设备的谐波，然而谐波进行主动抑制档案有着效率低以及成本高的问题。
与此同时，电力网络系统中，开关频率较高的设备，也会促使 PWM 信号有着高次谐波，干扰的高电平的辐射以及传导，出现此种问题，谐波主动抑制方案在进行设计中，要求借助 EMI 滤波器该设备，及时将电力电子设备中高次谐波信号及时清除，及时预防高次谐波信号其作为传导影响到了入侵电力网络系统。
4.2谐波的被动抑制
无源滤波器也被称之为 LC 滤波器，在当前电力系统中滤波器主要为无源，应用了电感、电阻以及电容等进行组合设计组成的滤波电路，一般会将一次或者是多次的滤波及时清除，因此无源滤波器是被动抑制谐波最为重要的设备。
通过选择电力电容器，根据具体需求来
组合电抗器、电阻器。
进而通过给谐波提供并联低阻通路，保障滤波效果的实现。
无源滤波器有着结构简单、运行可靠、维护便捷等优势。
所以目前变为了抑制谐波、无功补偿比较常见的手段。
可以应用简单的无源滤波器结构将电感和电容之间进行串联，进而可以对主要次谐波构成低阻抗旁路，无源滤波器的种类比较多，单调、双调以及高通滤波都是其中的重要组成。
因为其类型比较多方便对其进行维护，因此在电力系统中受到了人们的欢迎。
有源滤波器也被称之为 APF，同时也是一种应用在动态抑制谐波，补偿无功的新型电力电子装置，其会对谐波任何变化做出补偿，应用有源滤波器可以有效提升通信系统和配电系统的稳定性，促使通信设备的使用年限延长，配电系统同谐波环境的设计规范而符合。
有源滤波器的交流侧通过接口电感与三相电源连接，向电网侧输入给定的电流，从而能达到消除电网谐波的目的；其直流侧接有支撑电容，用以缓冲谐波能量，稳定直流电压。
当有源滤波器向系统中注入与负载相位相反的基波负序电流、基波无功电流以及谐波电流时，电网仅提供负载所需的基波正序电流，电网提供负载瞬时有功功率的直流部分，负载所需瞬时有功功率的交流部分在非线性负载和有源滤波器之间循环，有源滤波器输出与非线性负载相反的无功功率，从而保证电源侧无功功率为零。
结束语
综上，电力资源是工业生产、日常生活中的基础性能源，解决电力电子设备谐波问题，确保电力网络系统的长期、稳定、安全运行，对于推动社会经济发展、促进工业化建设进程的加快以及保障人们生活稳定，有着十分重要的意义。
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