(57)【要約】【課題】入力される電圧信号を任意の値に補正可能とすることで、基準側電力系統の電圧と比較対象側電力系統の電圧が不一致である場合にも対応できる同期検定装置を得る。【解決手段】電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した基準側電力系統と比較対象側電力系統の電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に出力し、それぞれの差が同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路１３に出力し、同期投入指令出力回路１３から遮断器４に対して同期投入指令を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの異なる電力系統を連系する遮断器に対し、電力系統間の電圧差、位相差、周波数差を検出し、同期投入指令を出力する同期検定装置において、比較対象側電力系統の電圧信号の電圧補正値及び位相補正値をあらかじめ記憶しておく補正値記憶部、前記比較対象側電力系統の電圧信号の電圧を前記補正値記憶部の補正値によって補正する電圧補正器、前記比較対象側電力系統の電圧信号の位相を前記補正値記憶部の補正値によって補正する位相補正器、基準側電力系統の電圧信号と前記電圧補正器で補正された前記比較対象側電力系統の電圧信号の電圧差を検出する電圧差検出器、前記基準側電力系統の電圧信号と前記電圧補正器で補正された比較対象側電力系統の電圧信号の位相差を検出する位相差検出器、前記基準側電力系統の電圧信号と比較対象側電力系統の電圧信号の周波数差を検出する周波数差検出器、前記電圧差検出器、前記位相差検出器及び前記周波数差検出器で夫々検出された電圧差、位相差、周波数差をあらかじめ定めた許容範囲と比較し、許容範囲内であれば許可信号を出力する比較回路、前記比較回路からの許可信号により同期投入指令を出力する同期投入指令出力回路を備えたことを特徴とする同期検定装置。
【請求項２】
前記比較対象側電力系統に接続された主回路変圧器の電圧切換タップのタップ値に対する比較対象側電力系統の電圧信号の補正値をあらかじめ記憶しておく変圧器タップ補正値記憶部を備え、前記変圧器タップ補正値記憶部からの補正値を前記補正値記憶部に入力することを特徴とする請求項１に記載の同期検定装置。
【請求項３】
前記補正値記憶部は、装置前面のテンキー、外部入力部、遠隔地から操作される通信機能部の少なくとも何れかによって補正値が入力されることを特徴とする請求項１に記載の同期検定装置。
【請求項４】
前記変圧器タップ補正値記憶部は、装置前面のテンキー、外部入力部、遠隔地から操作される通信機能部の少なくとも何れかによって補正値が入力されることを特徴とする請求項２に記載の同期検定装置。
【請求項５】
前記遮断器の投入時における漸進時間を設定する漸進時間設定回路を備え、前記同期投入指令出力回路は前記漸進時間設定回路で設定した前記漸進時間を見込んで同期点の手前から前記同期投入指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の同期検定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二つの異なる電力系統を連系する遮断器に対し、系統間の電圧差、位相差、周波数差を検出し、遮断器に同期投入指令を出力する同期検定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の同期投入のために用いられる同期検定装置には、例えば特許文献１に示されるように、電圧入力を線間電圧または相電圧に切替えるタップと、電圧入力部と、入力される電圧の間の位相角を指定する位相角指定部と、二つの電力系統が支障なく並入できる電圧差、位相差の許容範囲を記憶する許容範囲記憶部と、二つの電力系統の入力電圧の電圧差および位相差を演算し、その結果と許容範囲記憶部に記憶された電圧差、位相差の許容範囲と比較し、許容範囲内のときに同期信号を出力する同期演算処理部を備えている。
【０００３】
このような従来の同期検定装置においては、二つの電力系統のそれぞれの線間電圧または相電圧のいずれかの電圧条件に対応して選択できるタップを備え、二つの電力系統の電圧の電圧差および二つの電力系統の電圧間の正常時の位相角に対する位相差を演算し、演算した電圧差および位相差が許容範囲内にあるときに、同期演算処理部から同期信号を出力する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１９５４８号公報（第５頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の同期検定装置は以上のように構成されているので、二つの電力系統のそれぞれの定格電圧と計器用変圧器の定格一次電圧が不一致である場合或いは、両系統の計器用変圧器の定格二次電圧が不一致の場合は、相電圧または線間電圧のタップ切替では対応できず、の計器用変圧器の電圧状況に対応したタップを構成しなければならない。そのため、電源系統の電圧状況に合った同期検定装置の製作或いは、外部に電圧調整回路を設ける等が必要である。
また、変圧器のＹ結線とΔ結線による電圧ベクトルのずれを補正するため、変圧器のΔ結線側は三相ＶＴ（三相計器用変圧器）が必要であるという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、入力される電圧信号を任意の値に補正可能とすることで、基準側電力系統の電圧と比較対象側電力系統の電圧が不一致である場合にも対応できる同期検定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る同期検定装置は、比較対象側電力系統の電圧信号の電圧補正値及び位相補正値をあらかじめ記憶しておく補正値記憶部と、比較対象側電力系統の電圧信号の電圧を補正記憶部の補正値によって補正する電圧補正器と、比較対象側電力系統の電圧信号の位相を補正記憶部の補正値によって補正する位相補正器と、基準側電力系統の電圧信号と電圧補正器で補正された比較対象側電力系統の電圧信号の電圧差を検出する電圧差検出器と、基準側電力系統の電圧信号と電圧補正器で補正された比較対象側電力系統の電圧信号の位相差を検出する位相差検出器と、基準側電力系統の電圧信号と比較対象側電力系統の電圧信号の周波数差を検出する周波数差検出器と、電圧差検出器、位相差検出器及び周波
数差検出器で夫々検出された電圧差、位相差、周波数差をあらかじめ定めた許容範囲と比較し、許容範囲内であれば許可信号を出力する比較回路と、比較回路からの許可信号により同期投入指令を出力する同期投入指令出力回路を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の同期検定装置によれば、入力される電圧信号を任意の値に補正可能とすることで、基準側電力系統の電圧と比較対象側電力系統の電圧が不一致である場合にも対応できる同期検定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１における同期検定装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２における同期検定装置を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３における同期検定装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４における同期検定装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態５における同期検定装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態６における同期検定装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態７における同期検定装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態８における同期検定装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図１において、電力系統１００は基準側となる系統側の電力系統を示し、電力系統２００は比較対象側となる発電機側の電力系統を示している。電力系統（基準側電力系統ともいう）１００と電力系統（比較対象側電力系統ともいう）２００は、主回路変圧器３（電圧切換用のタップチェンジャーを備えている）および遮断器４を介して接続されるように構成され、遮断器４が投入されることによって両電力系統が連系される。
同期検定装置５には、基準側電力系統１００に接続された基準側計器用変圧器１の出力と比較対象側電力系統２００に接続された比較対象側計器用変圧器２の出力が入力される。
【００１１】
本実施の形態１における同期検定装置５は、基準側計器用変圧器１および比較対象側計器用変圧器２からの電圧信号が入力されるＡ／Ｄ変換器６、入力される二つの電圧信号の電圧差を検出する電圧差検出器７、入力される二つの電圧信号の位相差を検出する位相差検出器８、入力される二つの電圧信号の周波数差を検出する周波数差検出器９、比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値を任意の電圧値に補正する電圧補正器１０、比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の位相を任意の値に補正する位相補正器１１、電圧補正器１０および位相補正器１１の補正値を設定する外部入力部２０、外部入力部２０又は装置前面の操作部（制御部）に設けられた前面テンキー２１で設定した補正値を記憶する補正値記憶部１４、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した差を予め設定した許容範囲と比較し、許容範囲内であれば同期投入許可信号（ロック解除信号）を出力する比較回路１２、および比較回路１２からの同期投入許可信号により同期投入指令を出力する同期投入指令出力回路１３を備えている。なお、外部入力部２０と前面テンキー２１は、少なくとも何れかが設けられている。
【００１２】
次に本実施の形態１の同期検定装置の動作について説明する。
基準側計器用変圧器１ので得られた電圧信号と比較対象側計器用変圧器２ので得られた電圧信号は同期検定装置５のＡ／Ｄ変換器６に入力される。そして、同期検定装置５では、Ａ／Ｄ変換後の基準側計器用変圧器１の電圧信号の電圧値を電圧差検出器７、位相を位相差検出器８、周波数を周波数差検出器９にそれぞれ入力する。Ａ／Ｄ変換後の比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値を電圧補正器１０、位相を位相補正器１１、周波数を周波数差検出器９にそれぞれ入力する。
【００１３】
ここで、電圧補正器１０、位相補正器１１は同期検定装置前面に設置してある前面テンキー２１もしくは外部入力部２０（例えば、設定用PCパソコン）からの入力によって比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値と位相が基準側計器用変圧器１の電圧値と位相に一致するよう予め補正値を補正値記憶部１４に記憶させ、この補正値を基に電圧補正器１０、位相補正器１１において式（１）及び式（２）により得られる比較対象側の補正電圧値及び比較対象側の補正位相値に補正を行う。
(比較対象側補正電圧値) ＝ (比較対象側の電圧値)×(補正値)・・・（１）
なお、この補正値は、(基準側の定格二次電圧値÷比較対象側の定格二次電圧値)である。
(比較対象側補正位相値) ＝ (比較対象側の位相値)＋(補正値)・・・(２)
なお、この補正値は、(基準側の二次位相値−比較対象側の二次位相値)である。
【００１４】
次に補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値を電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、許可信号である電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路１３に出力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号等の許可信号が入力され同期投入できる状態ならば、遮断器４に対して同期投入指令を出力する。
なお、上記実施の形態１では電圧補正器１０、位相補正器１１、前面テンキー２１及び外部入力部２０を備えたことで、電圧、位相補正が制限されないため、系統の定格電圧と計器用変圧器の定格一次電圧が不一致である場合或いは、両系統の計器用変圧器の定格二次電圧が不一致の場合にも適用することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図２に示すように本実施の形態２における同期検定装置５は、外部入力部２０又は前面テンキー２１で設定した主回路変圧器３のタップ値に対する比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の補正値を記憶し、主回路変圧器３から入力されるタップ値に応じた補正値を補正値記憶部１４に出力する変圧器タップ補正値記憶部１５が設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１６】
本実施の形態２では、主回路変圧器３のタップ値毎に電圧信号の補正値を設定することで、主回路変圧器３のタップ値により常時発生する電圧差の補正を可能とする。
即ち、変圧器タップ補正値記憶部１５は主回路変圧器３のタップ値を読み込みタップ値に応じた補正値を出力する。変圧器タップ補正値記憶部１５から入力された補正値を補正値記憶部１４を介して電圧補正器１０、位相補正器１１に入力し、補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値は電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号等の許可信号を同期投入指令出力回路に出力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、遮断器４に対して同期投入指令を出力する。その他の各部の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１７】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３を示す同期検定装置の内部ブロック図である。図３に示すように本実施の形態３における同期検定装置５は、同期投入の対象に選択された遮断器の漸進時間を設定する漸進時間設定回路１６が設けられている。図１に示した実施の形態１における同期検定装置５に漸進時間設定回路１６を設けた構成になっており、自動同期装置としての機能も有している。その他の構成は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
ここで、遮断器の漸進時間とは遮断器が投入指令を受けてから遮断器投入するまでの時間である。漸進時間の設定を可能とすることで、漸進時間分前もって投入指令を出力することが出来るため、漸進時間分の電圧、位相のずれを無くすことが出来る。
【００１８】
即ち、実施の形態３では、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路１３に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、漸進時間設定回路１６で設定した漸進時間を見込んで、同期点の手前から遮断器４に対して同期投入指令を出力する。その他の各部の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００１９】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図４に示すように本実施の形態４における同期検定装置５は、図２に示した実施の形態２における同期検定装置５に、実施の形態３と同様に漸進時間設定回路１６を設けた構成になっており、自動同期装置としての機能も有している。その他の構成は、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
【００２０】
本実施の形態４では、主回路変圧器３のタップ値毎に電圧信号の補正値を設定することで、主回路変圧器３のタップ値により常時発生する電圧差の補正を可能とする。
即ち、変圧器タップ補正値記憶部１５から入力された補正値を補正値記憶部１４を介して電圧補正器１０、位相補正器１１に入力し、補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値は電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、漸進時間設定回路１６で設定した時間を見込んで、同期点の手前から遮断器４に対して同期投入指令を出力する。その他の各部の動作については、実施の形態１、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
【００２１】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５を示す自動同期検定装置の内部ブロック図である。
図５に示すように本実施の形態５における同期検定装置５は、図１に示した実施の形態１における同期検定装置５外部入力部２０の代わりに、通信機能部２２を設け、この通信機能部２２と遠隔地３０とが通信ケーブルで接続され、遠隔地３０から電圧補正器１０及び位相補正器１１の補正値を設定するように構成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。なお、前面テンキー２１と通信機能部２２は、少なくとも何れかが設けられている。
【００２２】
本実施の形態５では、電圧補正器１０、位相補正器１１は遠隔地３０からの入力によって通信機能部２２を介して比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値と位相が基準側計器用変圧器１の電圧値と位相に一致するよう予め補正値を補正値記憶部１４に記憶させ、この補正値を基に電圧補正器１０、位相補正器１１において、前述の式（１）及び式（２）により得られる比較対象側の補正電圧値及び比較対象側の補正位相値に補正を行う。
次に補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値を電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、遮断器４に対して同期投入指令を出力する。本実施の形態５においては、通信機能部２２を設け、電圧補正器１０及び位相補正器１１の補正値を設定するようにしたので、遠隔操作が可能となる。その他の各部の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２３】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図６に示すように本実施の形態６における同期検定装置５は、通信機能部２２又は前面テンキー２１で設定した主回路変圧器３のタップ値に対する基準側計器用変圧器１の電圧信号の補正値を記憶し、主回路変圧器３から入力されるタップ値に応じた補正値を補正値記憶部１４に出力する変圧器タップ補正値記憶部１５が設けられている。その他の構成は、実施の形態５と同様であるので、説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態６では、主回路変圧器３のタップ値毎に電圧信号の補正値を設定することで、主回路変圧器３のタップ値により常時発生する電圧差の補正を可能とする。
即ち、変圧器タップ補正値記憶部１５から入力された補正値を補正値記憶部１４を介して電圧補正器１０、位相補正器１１に入力し、補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値は電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、遮断器４に対して同期投入許可信号を出力する。本実施の形態６においては、通信機能部２２を設け、電圧補正器１０及び位相補正器１１の補正値を設定するようにしたので、遠隔操作が可能となる。その他の各部の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２５】
実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図７に示すように本実施の形態７における同期検定装置５は、同期投入の対象に選択された遮断器の漸進時間を設定する漸進時間設定回路１６が設けられている。図５に示した実施の形態５における同期検定装置５に漸進時間設定回路１６を設けた構成になっており、自動同期装置としての機能も有している。その他の構成は、実施の形態５と同様であるので、説明を省略する。
ここで、遮断器の漸進時間とは遮断器が投入指令を受けてから遮断器投入するまでの時間である。漸進時間の設定を可能とすることで、漸進時間分前もって投入指令を出力することが出来るため、漸進時間分の電圧、位相のずれを無くすことが出来る。
【００２６】
即ち、実施の形態７では、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路１３に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、漸進時間設定回路１６で設定した時間を見込んで、同期点の手前から遮断器４に対して同期投入指令を出力する。本実施の形態７においては、通信機能部２２を設け、電圧補正器１０及び位相補正器１１の補正値を設定するようにしたので、遠隔操作が可能となる。その他の各部の動作については、実施の形態５と同様であるので、説明を省略する。
【００２７】
実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８を示す同期検定装置の内部ブロック図である。
図８に示すように本実施の形態８における同期検定装置５は、図６に示した実施の形態６における同期検定装置５に、実施の形態７と同様に漸進時間設定回路１６を設けた構成になっており、自動同期装置としての機能も有している。その他の構成は、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態８では、主回路変圧器３のタップ値毎に電圧信号の補正値を設定することで、主回路変圧器３のタップ値により常時発生する電圧差の補正を可能とする。
即ち、変圧器タップ補正値記憶部１５から入力された補正値を補正値記憶部１４を介して電圧補正器１０、位相補正器１１に入力し、補正した比較対象側計器用変圧器２の電圧信号の電圧値は電圧差検出器７、位相を位相差検出器８に入力する。その後、電圧差検出器７、位相差検出器８、周波数差検出器９でそれぞれ検出した電圧差、位相差、周波数差を比較回路１２に入力し、それぞれが同期投入可能な範囲であれば、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号、周波数差ロック解除信号を同期投入指令出力回路に入力する。同期投入指令出力回路１３は、電圧差ロック解除信号、位相差ロック解除信号および周波数差ロック解除信号が入力され同期投入できる状態ならば、漸進時間設定回路１６で設定した時間を見込んで、同期点の手前から遮断器４に対して同期投入指令を出力する。本実施の形態８においては、通信機能部２２を設け、電圧補正器１０及び位相補正器１１の補正値を設定するようにしたので、遠隔操作が可能となる。その他の各部の動作については、実施の形態５、実施の形態６と同様であるので、説明を省略する。
【００２９】
この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  基準側計器用変圧器、２  比較対象側計器用変圧器、３  主回路変圧器、４  遮断器、５  同期検定装置、７  電圧差検出器、８  位相差検出器、９  周波数差検出器、１０  電圧補正器、１１  位相補正器、１２  比較回路、１３  同期投入指令出力回路、１４  補正値記憶部、１５  変圧器タップ補正値記憶部、１６  漸進時間設定回路、２０  外部入力部、２１  前面テンキー、２２  通信機能部、３０  遠隔地、１００  基準側電力系統、２００  比較対象側電力系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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