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    軌道交通變電站運維安全及設備維護

    更新時(shí)間:2023-07-21  點(diǎn)擊次數: 366次

    摘要:加強軌道交通變電運維安全,做好設備維護管理工作,則需要建立智能巡視平臺,完善變電網(wǎng)絡(luò )結構,不斷提高供電系統的安全質(zhì)量,從而能確保變電設備的安全運行,同時(shí)也是保證列車(chē)安全、快速、有用運行和提升客運服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵系統。本文將簡(jiǎn)單分析變電運維安全及設備維護方案,探討軌道交通變電所設備安全管理工作。

    關(guān)鍵詞:軌道交通;變電運維安全;設備維護

    0引言

    由地鐵運營(yíng)中,由設備因素引起的安全問(wèn)題居首,地鐵運營(yíng)安全,需從“人機環(huán)管"系統性進(jìn)行安全設計。在智能化時(shí)代,軌道交通供電設備具有先進(jìn)性、智能化、環(huán)保性、集成性、可控性、有用性和安全性等優(yōu)勢,其組合元素是各種智能化設備,這些智能設備緊密組合,從而能夠輔助加強供電設備信息數字化管理和安全建設,構建本站網(wǎng)絡(luò )通信平臺,實(shí)現變電運維信息共享。簡(jiǎn)而言之,加強變電運維安全管理,做好設備維護工作,首先要多面優(yōu)化變電智能輔助控制系統功能,可以有用完成變網(wǎng)絡(luò )息自動(dòng)化采集工作,準確測量重要參數,確保供電系統變電設備的安全運行。與此同時(shí),要建立智能巡視平臺,做好各種設備保護工作和變電遠程監控工作,提升電網(wǎng)自動(dòng)控制水平。

    1優(yōu)化變電智能輔助控制系統功能

    從基本功能來(lái)看,供電相關(guān)內部變電輔助控制系統對監視與智能控制進(jìn)行了統一,充分借助先進(jìn)的技術(shù)對供電相關(guān)內部變電設備的運行實(shí)施有用管控。優(yōu)化變電智能輔助控制系統功能,多面監控變壓器和一次設備的運行情況,收集和監測環(huán)境信息,加強安防控制,優(yōu)化消防安全功能,通過(guò)SVG設備或者雙向變流器實(shí)現智能無(wú)功補償,對照明系統實(shí)施自動(dòng)控制,做好采暖通風(fēng)、音影頻與門(mén)禁系統的集中管控工作。在供電系統,變電所輔助監控方法通過(guò)服務(wù)器、客戶(hù)端以及終端智能輔助控制主機和各種傳感設備來(lái)實(shí)現。安置智能輔助控制系統實(shí)現了對變電所內的環(huán)境和設備運行狀況智能感知、智能分析、智能控制以及監控。

    2健全供電公司變電設備維修管理機制

    在供電公司設備運行過(guò)程中,應注意規范使用,避免違規操作造成設備損傷,著(zhù)重健全設備維修管理機制,定期對設備進(jìn)行檢修以便于及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、修理故障。在維護和保養設備的過(guò)程中,需要對電氣設備運行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)劃分,結合不同運行狀態(tài),采取相應的保養措施。

    其次,如果設備在運行過(guò)程中發(fā)生了故障,就要立刻實(shí)施多面檢查,分析故障誘因,準確判斷設備故障的等級,然后,根據故障類(lèi)型與誘因采取科學(xué)、有成效的維修措施,必要時(shí)刻,要對設備參數實(shí)施相應調整,在維修工作中,應注意確保設備零部件的精度,初步完成維修工作中,應通過(guò)試驗來(lái)檢查設備運行效率與性能是否正常。再次,應針對設備的維修管理工作,制定科學(xué)、合理、統一的標準,明確設備維修工作人員的職責,完善供電公司設備安全運行管理規章制度,細化制度條文,確保制度的可行性,例如制定一套具有實(shí)效性的設備檢查制度,對供電公司設備維修保養時(shí)間制度予以規范,以便于多面監督設備的制動(dòng)運行狀態(tài),及時(shí)防止故障與事故。

    另外,在設備維護管理工作中,應更加注重時(shí)間和效率。當設備運行中出現異常信息時(shí),監控值班人員在通知變電運維人員的同時(shí)通知運維檢修部負責人,由單點(diǎn)作業(yè)變成多點(diǎn)作業(yè),而監控、調度就是這個(gè)點(diǎn),將運維、檢修、保護有成效地結合起來(lái),由他根據信息情況安排相關(guān)檢修、保護相關(guān)人員前往現場(chǎng),與變電運維人員一起進(jìn)行檢查、分析、判斷和處理,這樣做,不僅可以簡(jiǎn)化工作流程,大大縮短了設備檢查、處理時(shí)間,提高了工作效率,進(jìn)一步保證設備運行安全。

    3打造設備運維班組

    運維班組對供電公司設備運維質(zhì)量和風(fēng)力發(fā)電效益的影響至關(guān)重要,做好設備運行管理工作,需要發(fā)揮班組的作用。當設備未出現故障時(shí),作為工作人員,要認真監測系統的狀態(tài)。當系統出現了問(wèn)題,工作人員要在一時(shí)間制定科學(xué)的應急處理方案,及時(shí)排除風(fēng)險。在當代供電公司內部,相關(guān)技術(shù)班組的重要地位是不可忽視的,因此為保證穩定供電,需要注重打造良好的運維班組,提高班組成員的整體素養,多面做好班組安全教育工作和職業(yè)技能培訓工作。

    4搭建變電智能巡視平臺

    從基本構架來(lái)看,變電智能巡視平臺主要分為主站平臺和站內信息整體化平臺。當前,各變電所在設置主站平臺和站內信息整體化平臺的同時(shí)還設置了視頻監控單元、智能巡視單元、影頻分析單元、環(huán)境監測單元、智能門(mén)禁單元、智能控制單元、門(mén)禁管理單元、安全警衛單元、紅外測溫單元、火災警示單元和SCADA單元。其中,影頻監控單元由影頻監控設備組成,能夠確保變電設備運維影頻監控效果。智能巡視單元構成了智能巡檢系統,為變電設備體系設置了完善的巡檢路線(xiàn)和科學(xué)的巡檢預案,能夠做好整個(gè)變電所各監控點(diǎn)(設備、場(chǎng)地、不同攝影機以及同一攝影機的不同位置)的自動(dòng)巡檢工作,獲取準確的巡檢圖像。巡檢內容以變壓器、刀閘、開(kāi)關(guān)、臨時(shí)接地設備儀表參數和外觀(guān)。影頻分析單元有助于實(shí)現全站影頻智能化,能做好變配電場(chǎng)所區域入侵偵測工作、越界偵測工作、停車(chē)偵測工作、物品存留偵測工作、徘徊偵測工作等。環(huán)境監測單元配置了各種傳感器,能夠對溫度、濕度、風(fēng)速和水浸進(jìn)行監測與處理。智能控制單元主要是運用遠程燈光的控制主機對變電所所內部燈光予以控制,在夜巡視工作中,會(huì )自動(dòng)啟用遠程燈光控制系統,巡檢機器人進(jìn)入某區域后,該區域的燈光會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟。門(mén)禁管理系統兼具自動(dòng)化識別功能與現代安全管理功能,設置了出入權限,同時(shí)與影頻監控系統相結合,具備實(shí)時(shí)監控能力,可以對數據進(jìn)行存儲。安全警衛單元是由紅外對射、紅外雙鑒、電子圍欄、振動(dòng)探測器共同組成的安全警衛系統,該系統和監控警示主機相連接,一旦發(fā)現異常就會(huì )自動(dòng)警示,以免造成更大損失。紅外測溫單元是運用紅外熱像儀對變電設備的溫度予以測試,如果發(fā)現溫度異常,就會(huì )將預警值傳送給警示信號系統,然后,再上傳至后臺綜合監控系統,便于及時(shí)做好維護管理工作?;馂木締卧饕糜诒O測火災,警示主機會(huì )將警示信息及時(shí)傳送給動(dòng)環(huán)監控主機,然后發(fā)揮預制規則聯(lián)動(dòng)功能,將警示信息傳送給安全管理機制,準確定位火災位置,多面了解火勢,及時(shí)做好消防安全滅火工作。同時(shí),聯(lián)動(dòng)電源控制開(kāi)關(guān),自動(dòng)切斷變電設備電源。SCADA單元主要是對刀閘設備運行狀況展開(kāi)智能圖像分析,如果發(fā)現刀閘存在異位現象,就會(huì )自動(dòng)警示,聯(lián)動(dòng)影頻監控系統進(jìn)行錄像和抓拍,實(shí)現事前預警、事中監控與事后追蹤[2]。

    5完善變電智能監控系統

    完善供電系統變電智能監控系統,首先要根據變電所的具體情況做好監控點(diǎn)的分布工作。在整個(gè)輸變電網(wǎng)中,變電所處于樞紐地位,不僅要安裝大量的一次設備,而且要做好二次設備、通信設備、計算機設備的安裝工作,這些設備均影響著(zhù)變電設備體系的運行安全,與此同時(shí),所處環(huán)境對變電設備的影響也不容忽視。因而,在分布監控點(diǎn)的過(guò)程中,需要根據變電所的不同電壓等級,科學(xué)配置監控點(diǎn),安置數量充足的攝影機。舉例而言,在某地110kV的主變電所中,設置了40個(gè)攝影機,監控點(diǎn)分別位于變電所大門(mén)、圍墻、全景、主變設備地、110kV場(chǎng)地、110kVGIS場(chǎng)地、35kV場(chǎng)地、高壓室、室內重要區域等地方。在變電所大門(mén),監控設備主要是對進(jìn)出變電站的車(chē)輛和人員進(jìn)行監控,該區域的監控點(diǎn)和智能門(mén)禁相匹配,會(huì )進(jìn)行持卡或者刷臉和ID驗證。在變電所的圍墻區域,監控設備主要用于監視變電所的周邊環(huán)境,防止入侵,監控設備通常與安防設備、警示系統緊密相連。在變電所全景區域,監控設備用于多面監控變電站現場(chǎng)狀況,包括變電所建筑物、進(jìn)出車(chē)輛和人員、變電所內部設備運行狀況、環(huán)境狀況等。在變電所主變場(chǎng)地,監控設備主要用于監視變電站主變外觀(guān)、瓷瓶、套管、檔位、油位、風(fēng)扇狀態(tài)和是否存在漏油問(wèn)題。在110kV場(chǎng)地,監控設備主要用于監控該場(chǎng)地的隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、并聯(lián)電抗、分/合狀態(tài)、接地刀閘外觀(guān)狀態(tài)、PT、CT、瓷瓶外觀(guān)狀態(tài)和避雷器。在35kV場(chǎng)地,監控設備主要用于監控隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、并聯(lián)電抗、分/合狀態(tài)、接地刀閘外觀(guān)狀態(tài)、PT、CT、瓷瓶外觀(guān)狀態(tài)和避雷器。在高壓室,監控設備用于監控高壓室的環(huán)境狀況和設備運行狀況以及外觀(guān)狀況。在室內重要區域,監控設備會(huì )對主控室、通信室、主控樓繼保室、蓄電池室、就地繼保室等室內設備和進(jìn)出人員實(shí)施監控。

    其次,要科學(xué)選用攝影機的型號。在選型過(guò)程中,應根據變電站各監控分布點(diǎn)的范圍和實(shí)際工作需要,選用監控范圍相符、影頻采集質(zhì)量清晰的攝影機。一般情況下,在變電站圍墻區域,需要選用變焦鏡頭為一體的攝影機,當越界警示聯(lián)動(dòng)平臺有影頻彈出窗口后,變電站圍墻區域范圍廣,工作人員可以通過(guò)變焦操作查看清晰的監控影頻。在變電站大門(mén)外,通常會(huì )選用固定的紅外槍機,這樣能夠發(fā)揮夜視功能,實(shí)現全天24小時(shí)清晰監控。對于全景監控工作,需要在主控樓頂安裝高速球機,這樣能夠大范圍區域實(shí)施監控,通常,要選用高清球機和智能化移動(dòng)球。在變電站場(chǎng)地和高壓室區域,需要安裝高速球機,不僅能夠監控大范圍區域,而且可以對油溫和油位實(shí)施監控。在蓄電池室和通信室,需要安裝固定槍機。在主控室和繼保室,需要安裝中速球機。一般來(lái)講,在選用模擬攝像機的過(guò)程中,需要確保其清晰度高達540線(xiàn)以上,網(wǎng)絡(luò )的標清像素需要符合752*582的標準,高清像素需要達到720p以上。從攝影機的型號來(lái)看,圍墻的攝像機型號為DS-2CZ282P;大門(mén)有兩種攝影機型號,分別是DS-2CC172P-IR1,DS-2CD892P-IR1;全景區域的監控攝影機包括網(wǎng)絡(luò )高速智能球(型號DS-2DF1-518)、網(wǎng)絡(luò )高清智能球(型號DS-2DF1-672)和網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)移動(dòng)智能球(型號iDS-2DF1-515-B);場(chǎng)地和高壓室監控攝像機包括網(wǎng)絡(luò )高速智能球(型號DS-2DF1-518)和網(wǎng)絡(luò )高清智能球(型號DS-2DF1-672);在蓄電池室和通信室,網(wǎng)絡(luò )攝影機型號是DS-2CD892PF;在主控室和繼保室,網(wǎng)絡(luò )中速球機的型號DS-2DM1-516。

    再次,應做好監控點(diǎn)的部署工作。在具體部署過(guò)程中,需要依次做好監控支架和補光燈的安裝工作。在安裝支架時(shí),工作人員應堅持四項基本原則:一,在變電站內有大量的高壓電器,在安裝過(guò)程中,需要兼顧所有高壓設備之間的安全距離。二,在安裝攝像機支架的過(guò)程中,需要滿(mǎn)足荷重與防腐防銹的要求。第三,安裝需要牢固,不能傾斜。第四,對于部分特殊位置,做好攝影機安裝工作。在安裝補光燈的過(guò)程中,需要根據監控點(diǎn)的具體情況進(jìn)行設置,如果光線(xiàn)暗或者夜晚照明度低,就可以自動(dòng)啟用補光燈。

    另外,應有成效分析智能影頻。做好智能影頻分析工作,需要結合智能影頻分析技術(shù),即IVS技術(shù),該技術(shù)會(huì )啟用檢測算法對影頻進(jìn)行分析和檢測,及時(shí)發(fā)出預警。舉例而言,如果影頻監控發(fā)現變電站門(mén)外有非法停車(chē)或者可疑人員,智能影頻分析技術(shù)會(huì )立刻將影頻信息發(fā)送到iDS-6002HF(/B),發(fā)出警示信號。

    6加強變電設備安全系統建設

    加強變電設備安全防范管理對于供電公司變電運維工作來(lái)講,加強變電設備安全防范管理,需要設計好以下三大系統:

    一,設計安全防范子系統。在變電設備安全防范系統中,智能機器人屬于重要設備系統,該系統會(huì )采用遙控或者自動(dòng)化方式來(lái)巡檢室外高壓設備,及時(shí)發(fā)現設備故障問(wèn)題和磨損缺失,及時(shí)修理故障,控制存在安全隱患的設備,避免已有故障繼續擴大。在整個(gè)智能機器人巡檢系統配置中,智能機器人被安裝了高精度測試儀和各種先進(jìn)的傳感器,啟用智能機器人巡檢系統,可以準確識別變電設備儀表參數,做好設備紅外測溫工作,及時(shí)將巡檢數據信息傳輸給后臺軟件,然后,系統軟件會(huì )多面分析所收到的數據,結合分析結果迅速判斷是否存在異常,并及時(shí)警示。其次,智能機器人巡檢系統自帶準確的導航定位系統,能夠對變配電場(chǎng)所內的路徑進(jìn)行合理規劃,在巡視過(guò)程中收集準確的圖像和數據信息,并提交給后臺軟件,為運維管理人員提供準確的參考。再次,智能機器人巡檢系統的核心是機器人,其組合配置了集成了各種先進(jìn)的傳感器(包括紅外線(xiàn)熱成像器、超聲傳感儀和定點(diǎn)可見(jiàn)光攝影儀),同時(shí),設置了定位系統、激光雷達設備、人工智能系統、雨刷和夜間照明設備,能夠適應各種天氣,實(shí)施準確定位,自主完成巡視作業(yè),實(shí)現多方位巡檢。即使出現了導航失效問(wèn)題,運維工作人員也可以采用遙控技術(shù)實(shí)施準確的操控。另外,安全防范子系統包括紅外對射、紅外雙鑒、電子圍欄與聲光提醒,能夠連接警示電纜和RPU,發(fā)出警示信號后,RPU可以及時(shí)收到警示信息,迅速啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設備,維護變電設備安全。

    二,設計火災警示系統。在變電所內部,一旦發(fā)生火災,必然會(huì )造成巨大損失,很容易引起人員傷亡事故,因此,需要設計完善的火災警示系統,加強變電設備消防安全管理。目前,變電所內部的火災報警系統具有自主性,可以在每個(gè)防火區設置相應的火災探測器、滅火設備、煙霧監測器等,這樣可以及時(shí)發(fā)現火災風(fēng)險,迅速進(jìn)行滅火。在火災警示系統組合中能夠經(jīng)過(guò)火災警示主機系統和開(kāi)關(guān)量警示電纜做好通訊工作,對火災警示信息予以及時(shí)相應。

    第三,智能門(mén)禁系統。供電企業(yè)變配電場(chǎng)所的智能門(mén)禁系統組合包括門(mén)禁操控器、門(mén)磁、電控鎖、讀卡器、電鎖電源,該系統通常安置在變配電場(chǎng)所出入口和各機房的通道口,這樣可以對進(jìn)出變電所內部以及各機房進(jìn)行控制。一般情況下,變電所各機房配置的門(mén)禁系統可以對人員進(jìn)出進(jìn)行自動(dòng)化感應,進(jìn)行啟動(dòng)或停止操作。通常,只會(huì )在機房?jì)炔勘匾墓ぷ鞯倪^(guò)程中打開(kāi)或者關(guān)閉,不得隨意開(kāi)關(guān),同時(shí),禁止非工作人員進(jìn)入。門(mén)禁操控器是變電站智能門(mén)禁系統的核心,負責整個(gè)門(mén)禁系統的輸入與輸出信息存儲、整合與處理工作,經(jīng)過(guò)RS-485接口和RPU綜合監控系統相連接。在變配電場(chǎng)所內部,門(mén)禁操控器需要使用能夠支持廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的門(mén)禁安保操控器,同時(shí),要采取加密技術(shù),這樣才能確保數據的安全性。

    7、概述

    7.1 AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺,滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境影頻場(chǎng)景等需求,實(shí)現數據一個(gè)機制,集中存儲、統一管理,方便使用,支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警示,并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作[5]。

    7.2 應用場(chǎng)所

    適用于網(wǎng)絡(luò )、金融、交通、能源、醫用衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

    7.3系統結構

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    系統可分為四層:即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

    感知層:包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外,其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)絡(luò )RS485端口。

    傳輸層:包含現場(chǎng)智能網(wǎng)絡(luò )和交換機等設備。智能網(wǎng)絡(luò )主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據,并可進(jìn)行規約轉換,數據存儲,并通過(guò)交換機把數據上傳至的服務(wù)器端口,網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地,待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據,保證服務(wù)器端數據不丟失。

    應用層:包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器,若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址,以接收各智能網(wǎng)絡(luò )主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。

    展示層:用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。[6]

    7.4系統功能

    7.4.1用能月報

    用能月報支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號等查詢(xún)所管理站所的用電量,查詢(xún)跨度可設置為月。

    7.4.2站點(diǎn)監測

    站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

    7.4.3變壓器狀態(tài)

    變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數據,支持按負荷率、功率等升、降序排名。

    7.4.4運維

    運維展示當前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。


    7.4.5配電圖

    配電圖展示被選中的變電所的配網(wǎng)絡(luò )息,配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息,支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢(xún)。

    7.4.6影頻監控

    影頻監控展示了當前實(shí)時(shí)畫(huà)面(影頻直播),選中某一個(gè)變配電站,即可查看該變配站內影頻信息。

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    7.4.7電力運行報表

    電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。

    7.4.8警示信息

    對平臺所有警示信息進(jìn)行分析。

    7.4.9任務(wù)管理

    任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù),查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況,可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

    7.4.10用戶(hù)報告

    用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運行數據,對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、警示事件等進(jìn)行統計分析,并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺失及處理情況。

    7.4.11APP監測

    電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報告"七大模塊,支持一次圖、需量、用電量、影頻、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警示查詢(xún),設備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報告、文檔管理等。


    7.5 系統硬件配置

    8、結束語(yǔ)

    綜上所述,加強供電系統運維安全管理,做好供電設備維護工作,需要搭建自動(dòng)化巡檢平臺,建立智能化監控系統,發(fā)揮智能診斷技術(shù)的作用,可以提高城軌交通的運營(yíng)效率和安全管控水平,同時(shí)可以確保設備和人員安全及降低運維成本。

    參考文獻

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    [6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊,2019.11版.

    作者簡(jiǎn)介

    李雪薇,女,現任職于安科瑞電氣股份有限公司

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