发电厂电能计量装置综合误差研究及应用.pdf

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1、1/6 发电厂电能计量装置综合误差分析及应用王庆昌曾祥东陈邦文新疆拜城发电厂 842316 摘要：阐述电能计量装置的重要作用和特点。分析影响发电厂电能计量综合误差的成因。从电能计量装置管理、电流互感器二次负载测量等方面确定对电能计量装置综合误差的重要影响。强调并指出电能计量在发电厂节能降耗中的应用。关键词：电能计量综合误差节能降耗前言：发电厂电能计量是一项重要计量活动,电能计量有别于其它计量,它既是一般意义的计量工作,更是与电力生产基础管理不可分割的重要组成部分。电能计量的技术水平和管理水平不仅影响发电厂电能量指标的准确性,而且事关发电企业节能降耗基础管理工作的开展。发电量、煤耗、水耗、汽耗、

2、厂用电、供电量、自用电量等各项技术经济指标的计算都需要通过辅机消耗电量进行。电能计量装置就是用于测量和记录发、供电量，厂用电量的电能计量器具及其辅助设备的总称。包含各种类型计量用电能表,计量用电压(TV、电流互感器(TA及其二次回路等。1、电能计量装置综合误差分析电能计量装置的综合误差是电能表误差、测量用互感器合成误差和电压互感器二次回路压降引起的误差的代数和。其计算公式为:=b+h+yj(1 式中 电能计量装置综合误差,%。b电能表误差,%。h互感器的合成误差,%。yj 计量用二次回路的合成误差,%。1.1 计量用电能表误差分析电能表是电力企业中使用普遍的电测仪表，电能表不同于其他电测仪表，

3、是计量法规定的强制检定贸易结算的计量器具。在发电厂，电能表有三个类别，发电机关口电能表、供电关口电能表、厂用系统自用电电能表。对关口电能计量装置的要求精度比较高，尽量采用0.5 级电能表，厂用系统自用电电能表要求精度不高，一般使用的是感应式电度，电能表等级1.0 级。目前，电子式电能表通过近些年的推广应用，其性能的优越性与感应式电能表相比电能表计量精确，减少了电费流失，提高了工作效率。从技术上适应电表量大，宽电源电压范围，具备互感器合成误差补偿，变压器铜损、铁损计算。这样可以减小互感器二次负载，减少TV二次压降引起的计量误差。为了减少计量误差造成企业经济损失，关口表的特殊要求，最高准确度可提高

4、到0.1 级，而感应式电能表如不能做到定期校验自然形成的计量误差会超标，致使发、供2/6 电量、厂用电量的统计分析不准确。新疆拜城发电厂近年来对关口电能表已逐步更换为多功能电子式电能表，提高了供电量的准确性，收到了客观的经济效益。但在厂用电计量方面，一直用的是感应式机械电能表，厂用电耗电计量电度表共计66块计量感应式电度表。在每月统计综合用电、厂用电、自耗电量方面，每月自耗电量时高时低，在2018 年 10 月至 12 月，自耗电量与10 月份以前比较多耗30 多万度电。后来对厂用电计量进行了认真分析和查找原因，发现#1 厂高变电能表实际误差-1.25%，#9 电抗器电能表实际误差-1.13%

5、。#0 厂高变#5 机侧电能表现场校验时发现此表有卡针的现象，对5 台发电机电能表进行了现场校验,校验结果发电机电能表误差均为正误差,而厂用电能表是负误差,是导致自损耗电率升高的原因之一。1.2 计量用互感器误差分析在组成电能计量综合误差的各项误差中，电压互感器二次压降回路压降所引起的计量误差往往是最大的，由于压降过大，造成少计电量及发供电量不均衡等事例均有出现。发电厂和变电站中的电压互感器一般与安装在控制室内的计量仪表距离较远，电压互感器二次回路导线很长，且中间还有刀开关、熔断器、接线端子和继电保护装置等，它们有电阻，电抗等参数，造成电压互感器二次回路有较大的压降，使计量仪表端电压和电压互感

6、器出口端电压在数值和相位上不一致，这就在电压互感器二次回路引起计量误差，影响电能正确计量。文献指出，某发电厂110 kVI 段电压互感器二次回路压降为0.62%。110kVI 段电压互感器二次回路压降超标，直接影响到3 号发电机关口电能表计量装置的准确计量。3 号机每年平均上网电量为2 亿千瓦时，丢失电量W=W*0.62%=1240000kWh，即年损失电量达124 万度。从上述例子中，可以看出PT二次压降直接影响电能量计量的准确度，由于PT二次压降的单向性，致使电力企业漏计电能，导致巨额经济损失。同时对电力系统安全运行也是一种潜在的威胁。1.3 计量用互感器降低二次压降的措施由于电压互感器二

7、次压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统稳定运行产生不良影响，为此人们在改善二次压降方面做了大量工作，归结起来可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施。下面结合实例就前二种降低二次压降措施进行分析。1.3.1降低回路阻抗电压互感器二次回路阻抗包括：导线阻抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部分导线阻抗：由于电压互感器二次回路的长度达100M至 500M之间，而且导线截面积过小，因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在电能计量装置技术管理规程D L/T 448-2000 中，对计量用电压互感器二次回路的侧试作出了相关的规定：互感器二次回路的连接

8、导线应采用铜质单芯绝缘线。对电压二次回路，连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定，至少应不小于2.5mm2。在实际应用中，电压互感器二次回路线路的截面积一般选在6mm2。但无论若何选取导线截面积，导线阻抗是存在的，只是量值的大小而已。接插元件内阻：考虑到电压文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档

9、编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8

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15、B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T83/6 互感器二次回路中存在刀闸、保险、转接端子和电压插件等接插元件，在不考虑接触电阻的前提下，各元件的自阻和可以认为是一个定值，该值很小，并且不易减小。接触电阻：许多文献指出，在电压互感器二次回路阻抗中，接触电阻占很大的比重，其阻值是不稳定的，受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响，阻值不可避免地发生变化，且这种变化是随机的，又是不可预测的。接触电阻的阻值在不利情况下，将比二次导线本身的电阻还大，有时甚至大到几倍。测试中，二次线压降通常都比计算值大许多，其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大

16、的变化。从上述分析中，可以清楚看到，电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中，可以通过增加导线截面积降低导线阻抗。接插元件内阻基本不变。接触电阻占主导地位，且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：电压互感器二次回路更换更大截面积导线。定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。但无论采取何种处理手段，都只能将二次回路阻抗减小到一个数值，不能减小到零。1.3.2减小回路电流一般情况下，电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的，计量绕组负载为电能表等，负载电流小于200mA，因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流大于 200mA时，可采取以下措施减小电流：采用专

17、用计量回路；单独引出电能表。专用电缆对于计量绕组表计较多的情况，即使该绕组负载电流较大，但通过专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路的电压互感器二次回路压降也较小。选用多绕组的电压互感器：对于新建或改造电压互感器的情况，有的电压互感器有两个二次主绕组和1 个辅助绕组，可取主绕组中的1 个作为电能计量专用二次绕组，这样该回路因只接有电能表而使电流较小，从而压降也较小。1.3.3 装设电子电能表电子电能表功能全，往往1只表可代替有功、无功，最大需量及复费率等表，因而可减小电能表计数量，同时电子电能表输入阻抗高，单只表负载电流只有30mA左右，因而使得电压互感器二次回路电流大大降

18、低，压降也就较小。在上述减小电压互感器二次回路电流的方法中，采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显，而且易于实现。但使用上述方法减小电压互感器二次回路电流方案，只能有效降低回路中电流到一定值，因为该值是由仪表数量和仪表阻抗性质决定的，一旦接线形式和连接仪表数量确定了，二次回路电流的大小就基本确定了，即由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流，无论采用何种方法，电压互感器二次电流不可能等于零。1.4 应用效果拜城发电厂针对110KV、母线PT存在的问题，于2008 年更换了电容式电压互感器，并且将计量绕组与保护绕组各自独立，负载电流小于200mA。减小电压互感器二次回路电流，从而降低

19、110kV电压互感器二次压降。更换电子式多功能电能表重新装设一条电能计量专用的电压互感器二次回路，即将电能表的二次回路与其他表计、继电保护装置等回路分开，直接由电压互感器二次端子单引电缆专线至电能表。文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ

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26、5I9 ZJ1A4U10B9T84/6 通过降低电压互感器二次回路电流，因而使得电压互感器二次回路电流减小，压降也就降低了，从而达到了提高计量精度、减少计量损失的目的。通过效果验证110kV、段母线电压互感器二次回路压降由0.7285%减小到电压互感器二次出口电压的0.147%，共减小误差0.5815，满足了国家电力部颁布的规程规定对类计量对象的电压互感器二次压降与一次额定电压0.25%）。2.电能计量对火电厂节能降耗的作用电能计量不但是发电厂基本技术支撑和基础数据来源，同时也是对设备是否经济运行进行判别的基础数据来源，通过准确的计量核算，可以分析综合厂用电、厂用电、自损电量的损耗是否超过允许

27、值，对高损耗厂用设备进行处理或更换，降低企业的单位能耗。2.1 科学先进的电能计量工具为节能改造提供了准确的数据。电压、频率、有功、无功等主要数据的直接来源就是电能计量器具。计量器具的准确度、技术先进程度将直接影响数据的产生和分析应用。发电企业要加大投入，更新能源计量器具和进行技术创新，及时获得准确、系统的计量数据。2.2 电能计量数据分析为节能改造提供了科学依据。要不断加强数据分析，向计量管理要效益。通过对运行中的机械设备实施节能监测，依据准确的计量数据进行研究分析和评价，发现存在的问题，实现有的放矢地对主要辅机设备进行节能技术改造、运行方式调整等，有效提高电能利用率，减少厂用电能损耗和设备

28、自耗，提高发电运行水平。2.3 电能计量在节能降耗中的实践2.3.1建立计量器具标准化信息管理系统，确保计量数据准确性。为提高计量管理水平，增强计量技术基础，促进计量管理在节能降耗方面发挥更多积极作用，新疆拜城发电厂自 2006 年请新疆电力科学研究院电测技术专家现场指导建标，统一计量管理后，有效完善了强制检定仪表制度，全面落实了仪表周期检定，保证了仪表检定合格率，提高了计量管理水平。2.3.2以如何降低运行中的110kV 主变损耗为例。从技术上来看，电力变压器作为电力系统的重要电气元件，其将电能向不同电压等级的设备传输，但在能量转换的过程中必然产生损耗，其损耗分为铜耗和铁耗。铜耗是由于线圈直

29、流电阻和漏磁场在导线、结构件以及油箱壁作用引起的，铁耗主要是变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗、结构件的涡流损耗以及介质损耗。损耗的大小直接反映了变压器运行的经济性。因此，通过电能计量数据分析，可以准确判断变压器是否处于经济运行状态，从而及时采取各种节能降损措施使变压器能够在最佳运行区间运行，降低电力变压器的损耗，向负载提供最大的输出功率，促进降低线损，提高企业效益。2.3.3 以发电厂厂用电指标、降低厂用电率分析厂用电率在火力发电厂一般为7%8%，有的甚至达到10%。通过改变辅机运行方式，提高辅机效率，降低烟风道及管道阻力等措施，可以降低电厂的厂用电率，提高发电厂的经济效益。2.3.1降低风机、

30、水泵类负载用电量的措施文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U1

31、0B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文

32、档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM

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34、8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP

35、1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3

36、F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T85/6 降低给水泵耗电量采取的措施为改善管路形状等减少水流阻力，在保证负荷需要的前提下，尽量使运行的给水泵满载，以减少给水泵运行的台数。通过滑压运

37、行方式降低给水泵耗电率。通过技术改造消除给水泵自立式保护阀漏流现象，可降低给水泵单耗0.4 0.6kWh/t，节能效果明显。拜城发电厂对 3-1 给水泵再循环电动门关前和关后再循环电动状态负荷MW 给水泵电流 A 给水泵流量 m3/h 给水泵转速 r/min 勺管开度%主汽压力MPa 关前104.7 275.56 302.7 3450 44.79 9.14 关后瞬间104.7 275.56 345 3450 44.79 9.14 关后长时间稳定106.4 262.1 297.7 3429 43.34 9.3 拜城发电厂对 3-1 给水泵再循环电动门关前和关后测的给水泵各变化情况进行了比较，表

38、中可以 看到，当 再循 环电动 门关 后瞬 间其 它参数 不变，给 水泵 流量从302.7m3/h直接上升到345m3/h。由此可见自立式保护阀再循环在此状况下漏流42.3t。当 机 组 负 荷 上 升 时 给 水 泵 电 流 反 而 减 小，即 负 荷 由104.7MW 上 升 到106.4MW，给水泵电流由275.56A 减小到 262.1A。降低制粉系统耗电量的措施为：1）改善煤质，合理配煤；2）从运行调整方面，如果能保证不断煤、堵煤，燃烧稳定，在低负荷下，可通过减少磨煤机运行台数来降低制粉电耗进行制粉系统的调整实验找出合理的磨煤机出力、通风量、通风温度、磨煤机出口温度和煤粉细度等，使制

39、粉系统在最佳状态下运行，降低制粉系统单耗。3.总结通过对发电厂电能计量装置综合误差分析及应用的简单探讨，总结分析以上原因，要加强对电能计量装置的管理，在今后的工作中要做好以下几项工作。3.1互感器属于强制检定的电能计量器具，它是电能计量装置的重要组成部分，它出现问题造成的差错电量数量较大，将造成巨大的经济损失，同时还危及系统的安全运行和人身安全，所以对互感器要进行检查，检查互感器的极性是否正确、互感器的变比是否正确、互感器的比角误差是否合格。3.2 对关口电能计量装置要加强维护检修工作，尤其要注意减少小保险和空气开关的接触电阻。对不合格的电能计量装置，提出整改措施，制定解决方案，消除缺陷。3.

40、3 当前，节能已经成为全社会关注的问题。如何改善发、供电质量，提高电能效率，减少经济损失是发电企业共同追求的目标。【参考文献】：1 陈新亮.电压互感器二次回路压降改造的分析.华东电力，1998 文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4

41、U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T

42、8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:

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47、 ZJ1A4U10B9T86/6 2 陈蕾.电压互感器二次电能表回路压降分析与测试.江苏电机工程，2002 3 刘冀春，陈伯朗，刘敏浅谈电能质量与节能J 四川电力技术，2008 4 陆祖良电能表计量现状和问题讨论J 中国计量，2009，1）文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8

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50、3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9 ZJ1A4U10B9T8文档编码:CM8N1G8V8M7 HP1Q10D3F5I9