一、概述
SVG是典型的電力電子設(shè)備，由三個(gè)基本功能模塊構(gòu)成：檢測(cè)模塊、控制運(yùn)算模塊及補(bǔ)償輸出模塊。其工作原理為由外部CT檢測(cè)系統(tǒng)的電流信息，然后經(jīng)由控制芯片分析出當(dāng)前的電流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路發(fā)出補(bǔ)償電流。國(guó)際上最先進(jìn)的SVG產(chǎn)品是STATCOM---靜止同步無功補(bǔ)償器。SVG靜止無功發(fā)生器采用可關(guān)斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流。迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的。作為有源形補(bǔ)償裝置，不僅可以跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且可以對(duì)諧波電流也進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。
二、技術(shù)對(duì)比
相較于傳統(tǒng)的LC濾波回路，SVG主要有無功補(bǔ)償性能優(yōu)良、支持補(bǔ)償不平衡負(fù)載及補(bǔ)償零序諧波電流（主要為3次）的優(yōu)點(diǎn)，而這些都是傳統(tǒng)LC回路組成的補(bǔ)償電路所不具備的功能。
具體對(duì)比如下：
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對(duì)比項(xiàng)目 |
傳統(tǒng)LC回路 |
Sinexcel 系列SVG |
iNAS-S系列STATCOM |
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穩(wěn)定性 |
由LC組成補(bǔ)償回路，容易同系統(tǒng)發(fā)生諧振 |
不受系統(tǒng)諧波影響，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，系統(tǒng)更穩(wěn)定 |
沒有諧振，并能抑制部分諧波 |
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壽命 |
實(shí)際使用壽命通常不超過3年，經(jīng)常出現(xiàn)1年一換或者3月一換，甚至投切上即跳閘的現(xiàn)象 |
因?yàn)椴淮嬖谥C振過電壓的問題，可以長(zhǎng)期使用（MTBF大于10萬小時(shí)） |
壽命可達(dá)15年 |
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快速響應(yīng)時(shí)間 |
由于為有級(jí)投切，所以沒有快速響應(yīng)時(shí)間 |
小于300us，可以補(bǔ)償快速波動(dòng)的負(fù)荷 |
小于100us |
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響應(yīng)時(shí)間 |
20ms以上 |
小于5ms |
小于5ms |
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運(yùn)行范圍 |
一般為0~1,（TCR可達(dá)-1~1），切換時(shí)間較慢 |
-1~1，從容性到感性調(diào)節(jié)，且可以快速切換 |
連續(xù)任意調(diào)節(jié) |
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容量穩(wěn)定性 |
電容器容量一般每年下降，建議運(yùn)行時(shí)間不超過4年； |
容量穩(wěn)定，可以長(zhǎng)期使用 |
容量穩(wěn)定，長(zhǎng)期使用 |
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調(diào)節(jié)平滑性 |
有級(jí)調(diào)節(jié)，一般切換容量為20-60kvar |
無級(jí)調(diào)節(jié)，可以一直保證穩(wěn)定在目標(biāo)PF。 |
功率因數(shù)穩(wěn)定在0.98以上 |
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諧波含量 |
較大 |
諧波含量極低，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成二次污染 |
沒有諧波，并能抑制一定的諧波 |
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穩(wěn)定電壓 |
過補(bǔ)或者欠補(bǔ)或造成系統(tǒng)電壓的過壓或者欠壓 |
不會(huì)發(fā)生過補(bǔ)或者欠補(bǔ)，可以有效穩(wěn)定系統(tǒng)電壓 |
不存在過補(bǔ)和欠補(bǔ)現(xiàn)象 |
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容量充足性 |
在系統(tǒng)電壓較低的時(shí)候，也是系統(tǒng)最需要無功補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，但此時(shí)由于系統(tǒng)電壓較低，LC補(bǔ)償回路補(bǔ)償容量會(huì)下降，難以給予足夠的補(bǔ)償容量。 |
由于采用有源型補(bǔ)償電路，補(bǔ)償容量基本不受系統(tǒng)電壓影響，在各種工況下均可以提供充足的補(bǔ)償容量 |
可以完全實(shí)現(xiàn)額定的補(bǔ)償容量 |
三、應(yīng)用領(lǐng)域
1、遠(yuǎn)距離電力傳輸
◆ 穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓
◆ 減少傳輸損耗
◆ 增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率
◆ 提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限
◆ 增加小干擾下的阻尼
◆ 增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性
◆ 緩沖功率振蕩
安裝SVG系統(tǒng)也成為我國(guó)正在進(jìn)行的并網(wǎng)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
2、城市二級(jí)變電站（35/110kV)
在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級(jí)投切電容器組的方式來補(bǔ)償系統(tǒng)無功，改善功率因數(shù)，這種方式只能向系統(tǒng)提供容性無功，并且不能隨負(fù)載的變化而實(shí)現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保證母線功率因數(shù)的同時(shí)，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。
華西SVG系統(tǒng)可以快速精確地進(jìn)行容性及感性無功補(bǔ)償，使SVG在穩(wěn)定母線電壓，提高功率因數(shù)的同時(shí)，徹底、方便地解決了無功倒送問題。
并且，安裝新的SVG系統(tǒng)時(shí)， 可以充分利用原有的固定電容器組和晶閘管相控電抗器（TCR）部分，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效的方法.
3、電弧爐
電弧爐做為非線性及無規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng)，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響，其中主要是：
◆ 導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流
◆ 產(chǎn)生高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存
的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化
◆ 存在嚴(yán)重能夠的電壓閃變
◆ 功率因數(shù)低
徹底解決上述問題的唯一方法是用戶必須安裝具有快速響應(yīng)速度的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器（SVG）。華西SVG系統(tǒng)響應(yīng)小于5ms，完全可以滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求，向電弧爐快速提供無功電流并且穩(wěn)定母線電網(wǎng)電壓，增加冶金有功功率的輸出，提高生產(chǎn)效率，并且最大限度地降低閃變的影響。SVG具有的分相補(bǔ)償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波并通過向系統(tǒng)提供容性無功來提高功率因數(shù)。
4、軋機(jī)、提升機(jī)等其他重工業(yè)負(fù)載
提升機(jī)等其他重工業(yè)負(fù)載在工作中會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生如下影響：
◆ 引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動(dòng)
◆ 功率因數(shù)低
◆ 傳動(dòng)裝置會(huì)產(chǎn)生有害高次諧波，主要是5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生嚴(yán)得畸變
安裝華西SVG系統(tǒng)可以完美地解決上述問題，保持母線電壓平穩(wěn)，無諧波干擾，功率因數(shù)接近1.
5、區(qū)域電網(wǎng)
高能耗的工業(yè)負(fù)荷在我國(guó)總用電負(fù)荷中占了較大成分，如鋼鐵冶金、石油化工等，這些大工業(yè)用戶往往有自己的電網(wǎng)系統(tǒng)。供電部門對(duì)這些大用戶有功率因數(shù)與電能質(zhì)量等技術(shù)指標(biāo)約束，利用華西SVG系統(tǒng)對(duì)這些大用戶自己內(nèi)部的電網(wǎng)進(jìn)行綜合無功補(bǔ)償，達(dá)到電力系統(tǒng)對(duì)其功率因數(shù)與電能質(zhì)量的要求，同時(shí)自身也取得了節(jié)能降耗的巨大效益。常見的工業(yè)用戶包括大型電焊機(jī)、大型木材加工廠、重型粉碎機(jī)、礦井提升機(jī)、港口大型起重機(jī)等。
6、光伏供電
光伏電源項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)中運(yùn)行的負(fù)荷多為感性負(fù)荷，大量存在的感性負(fù)荷，不僅造成系統(tǒng)功率因數(shù)過低，降低了生產(chǎn)效率，增加企業(yè)電能費(fèi)用支出，還會(huì)引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)影響帶載設(shè)備的安全運(yùn)行，給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(試行)》規(guī)定，大型和中型光伏電站的功率因數(shù)應(yīng)該能夠在0.98（超前）~0.98（滯后）范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。因而，光伏發(fā)電系統(tǒng)需要通過無功補(bǔ)償?shù)姆绞絹硖岣吖β室驍?shù)，保證電能質(zhì)量。
7、風(fēng)電場(chǎng)
風(fēng)資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組本身的運(yùn)行特性使風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是波動(dòng)的，導(dǎo)致并網(wǎng)功率因數(shù)不合格、電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變等問題，對(duì)于大容量風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)時(shí)還存在穩(wěn)定性問題，都需要?jiǎng)討B(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)。另一方面，系統(tǒng)電壓的波動(dòng)也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行造成影響。
SVG不僅可以滿足風(fēng)電接入系統(tǒng)的功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變等要求，還可以減小系統(tǒng)擾動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響。和電容器和電抗器的配合使用，使基于SVG的綜合補(bǔ)償系統(tǒng)成本低、性能好。而且SVG的可移動(dòng)性、可擴(kuò)展性，也使得整個(gè)無功補(bǔ)償系統(tǒng)可以隨著風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)同步擴(kuò)展。
8、電力機(jī)車供電
電力機(jī)車運(yùn)輸方式在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重“污染”，因電力機(jī)車為單相供電，這種單相負(fù)荷就造成了供電網(wǎng)的嚴(yán)重三相不平衡及較低的功率因數(shù)，并產(chǎn)生負(fù)序電流。
世界各國(guó)解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝SVG系統(tǒng)，通過SVG的分相快速補(bǔ)償功能來平衡三相電網(wǎng)，并提高功率因數(shù)。[1]?
四、主要功能編輯
1) 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電網(wǎng)無功功率，提高功率因數(shù)
當(dāng)電網(wǎng)處于感性時(shí)，SVG發(fā)出容性電流，抵消與之相反的無功電流
當(dāng)電網(wǎng)處于容性時(shí)，SVG發(fā)出感性電流，抵消與之相反的無功電流
2) 動(dòng)態(tài)抑制特定次（3，5，7，11次）電流諧波；
3) 可以瞬間提供一定有功功率，補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落和閃變；
4) 并網(wǎng)后可以自動(dòng)運(yùn)行，不需要人員操作；
5) 中文圖形液晶顯示，人機(jī)界面清晰友好；
6) 具有完善的自診斷和監(jiān)視功能，對(duì)故障可具體定位，方便調(diào)試；
7) 具有完善的軟硬件看門狗，保證裝置可靠運(yùn)行；
8) 具有完善的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視功能；
9) 準(zhǔn)確測(cè)量并顯示系統(tǒng)當(dāng)前的各個(gè)狀態(tài)量
10)抑制電網(wǎng)三相不平衡
五、產(chǎn)品特點(diǎn)編輯
● 快速響應(yīng)能力
Newangle靜止無功發(fā)生器 采用了先進(jìn)的算法，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電網(wǎng)無功功率的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間為1ms。
● 高度的可靠性
Newangle靜止無功發(fā)生器SVG 具有輸出過電流、直流側(cè)過電壓、直流側(cè)欠電壓、交流側(cè)過電流、交流側(cè)過電壓、IGBT死區(qū)保護(hù)以及IGBT綜合保護(hù)等多種保護(hù)功能，確保在系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行異常時(shí)，可靠地使設(shè)備退出運(yùn)行或保護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備。
● 大容量的補(bǔ)償能力
Newangle本產(chǎn)品做到不受限制地進(jìn)行并柜擴(kuò)容，使得對(duì)大容量諧波的補(bǔ)償成為可能，并且大大降低了成本。
● 簡(jiǎn)單的操作方法和結(jié)構(gòu)
Newangle靜止無功發(fā)生器SVG操作簡(jiǎn)單，只需與負(fù)荷并聯(lián)入系統(tǒng)，無需進(jìn)行其他的操作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，變流器為模塊化結(jié)構(gòu)，易于安裝和維護(hù)，接入系統(tǒng)后，無需人工干預(yù)即可正常運(yùn)行。
● 高性價(jià)比
全面國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，控制器、變流器以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面具有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
產(chǎn)品別名：無功補(bǔ)償裝置，無功補(bǔ)償，SVG，SVC，低壓無功補(bǔ)償，靜止無功發(fā)生器
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?SVG技術(shù)規(guī)格 |
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電氣接線 |
三相三線，三四相線，單相 |
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支持電壓等級(jí) |
380V/690V/1000V/6KV/10KV/35KV |
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輸入電壓范圍 （V） |
-30%~+30% |
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輸入頻率范圍 (Hz) |
50/60HZ +/-5% |
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尺寸（mm,寬×高×深） |
(800*800*2200)*2；壁掛式或更小尺寸可定制 |
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多機(jī)并聯(lián) |
不限（一臺(tái)主控） |
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進(jìn)線方式 |
上進(jìn)線/后進(jìn)線 |
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噪聲(dB) |
<58 |
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冷卻方式 |
智能風(fēng)冷 |
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運(yùn)行溫度 |
-5℃~+45℃ |
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儲(chǔ)存溫度 |
-40℃-+70℃ |
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戶內(nèi)空氣相對(duì)濕度 |
≤95%（無凝露） |
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海拔高度 |
1500m,1500~4000m之間，根據(jù)國(guó)際GB/T3859.2每增加100m，功率降低1% |
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防護(hù)等級(jí) |
基本配置Idiv20,其余IP等級(jí)可定制 |
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MTBF（平均無故障時(shí)間） |
≥10萬小時(shí) |
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CT接線方式 |
負(fù)載側(cè) |
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電流互感連接 |
特制電流互感器TA |
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特定諧波次數(shù)補(bǔ)償 |
2～50次任意選擇，在液晶監(jiān)控及后臺(tái)軟件監(jiān)控均可實(shí)現(xiàn) |
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開關(guān)頻率 |
平均>=10KHz |
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控制方法 |
快速傅立葉變換FFT和瞬時(shí)無功 |
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拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) |
三電平逆變 |
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整機(jī)效率 |
≥97% |
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響應(yīng)時(shí)間 |
≤5ms |
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補(bǔ)償三相不平衡負(fù)載 |
有 |
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過載保護(hù) |
有，自動(dòng)限流在100%額定輸出 |
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人機(jī)界面 |
7英寸LCD觸摸屏 |
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通訊協(xié)議 |
RS485；Modbus/電總協(xié)議；干接點(diǎn) |
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故障記錄 |
? |
七、產(chǎn)品分類編輯
SVG產(chǎn)品主要分為中高壓和低壓SVG。中高壓是指應(yīng)用在6kV、10kV及35kV場(chǎng)合的SVG，目前國(guó)內(nèi)主要的廠家為先行電氣、遼寧鞍山榮信及上海思源電氣和山東新風(fēng)光電子；低壓是指應(yīng)用在1kV以內(nèi)，具體為380/400V及690V的SVG，目前國(guó)內(nèi)主要的廠家為深圳市盛弘電氣、ABB等。國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)STATCOM的主要廠家就是深圳市英納仕電氣有限公司，產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并獲得國(guó)內(nèi)最權(quán)威的相關(guān)認(rèn)證---上海電器設(shè)備檢測(cè)所和國(guó)家電力電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督中心西安電力電子技術(shù)研究所電力電力實(shí)驗(yàn)室的權(quán)威認(rèn)證。
深圳市英納仕電氣有限公司生產(chǎn)的iNAS-S的STATCOM,采用國(guó)際上最先進(jìn)的單相控制技術(shù)和雙閉環(huán)控制技術(shù)，對(duì)于焊接、中頻爐（700~1400HZ)、直流調(diào)速電機(jī)、UPS等功率因數(shù)變化復(fù)雜且功率因數(shù)偏低的狀況都能進(jìn)行連續(xù)有效補(bǔ)償，使功率因數(shù)可以穩(wěn)定在0.98~1之間（這是無功補(bǔ)償裝置最優(yōu)越的使用效果），對(duì)通常使用的工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償更加有效。單機(jī)補(bǔ)償容量可以達(dá)到1000Kvar,并可同時(shí)并聯(lián)10臺(tái)以上的靜止同步無功補(bǔ)償裝置。
其中盛弘電氣的的三電平技術(shù)又較為領(lǐng)先，主要有如下特點(diǎn)：
Sinexcel 系列SVG采用創(chuàng)新的三電平逆變電路，并且利用突破性的控制算法進(jìn)行控制，可以在保障穩(wěn)定性的前提下，達(dá)到最優(yōu)的補(bǔ)償效果。相較于其他廠家SVG有如下優(yōu)勢(shì)：
1、-40~20%電壓支持范圍，45-63頻率支持范圍，可以適用各種嚴(yán)酷的工況；
2、采用創(chuàng)新三電平逆變電路，開關(guān)頻率更高，整機(jī)性能提升；
3、采用智能的控制算法，可以實(shí)現(xiàn)快速的分析及響應(yīng)；
4、高功率密度比，可以有效降低產(chǎn)品體積；
5、模塊化設(shè)計(jì)，方便并聯(lián)擴(kuò)容以及產(chǎn)品維護(hù)；
6、獨(dú)特風(fēng)道設(shè)計(jì)，模塊間互不干擾，方便與其他產(chǎn)品合并組柜；
7、采用軍工級(jí)電流傳感器JCE1005-FS/PV來進(jìn)行電流檢測(cè)，反饋電流，用IGBT作保護(hù)，同時(shí)通過PLC進(jìn)行采集
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