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一、功率(lv)的(de)概念(nian)

功率（英(ying)語：power）是單位時間內做功的大小或能量轉(zhuan)換的大小。

1、視在(zai)功率：視在功(gong)率(lv)是指發(fa)電機(ji)發(fa)出的總功(gong)率(lv)，其(qi)中可(ke)以分(fen)為(wei)有功(gong)部(bu)分(fen)和無功(gong)部(bu)分(fen)。

2、有功功率：有功功率(lv)是保持(chi)用電(dian)(dian)設(she)備正常運行所需的(de)電(dian)(dian)功率(lv)，也就是將電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)轉換為其他形式能(neng)(neng)(neng)量(liang)（機(ji)械能(neng)(neng)(neng)、光能(neng)(neng)(neng)、熱能(neng)(neng)(neng)）的(de)電(dian)(dian)功率(lv)。

3、無功功率：是用于電(dian)(dian)(dian)路內電(dian)(dian)(dian)場(chang)與(yu)磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)換，并用來在電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設備中建立和維持磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)功(gong)(gong)率，它不(bu)對(dui)外作(zuo)功(gong)(gong)，而是轉(zhuan)變為其他形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)能量。凡是有(you)電(dian)(dian)(dian)磁線圈的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設備，建立磁場(chang)，就要(yao)消(xiao)耗無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率。無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率不(bu)做(zuo)功(gong)(gong)，但要(yao)保證有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率的(de)(de)(de)(de)傳導必須先滿足電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)(de)無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率。

二(er)、需要(yao)無功補償(chang)的(de)原因

在正常情況下(xia)，用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)(bei)不(bu)但要從電(dian)(dian)源取得有(you)功(gong)功(gong)率(lv)，同時還需要從電(dian)(dian)源取得無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)。如(ru)果(guo)電(dian)(dian)網中的(de)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)供(gong)不(bu)應求，用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)(bei)就沒有(you)足(zu)夠的(de)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)來建(jian)立正常的(de)電(dian)(dian)磁場，這些(xie)用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)(bei)就不(bu)能維持在額定情況下(xia)工作，用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)(bei)的(de)端電(dian)(dian)壓就要下(xia)降，從而影(ying)響用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)(bei)的(de)正常運行。

但是從發電(dian)機和高壓(ya)輸電(dian)線供給的(de)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)遠遠滿足不(bu)了負荷的(de)需(xu)要(yao)，所以在(zai)(zai)(zai)電(dian)網中要(yao)設(she)置(zhi)一些無(wu)(wu)功(gong)補償裝置(zhi)來補充(chong)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)，以保(bao)證(zheng)用(yong)戶對無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)的(de)需(xu)要(yao)，這(zhe)樣用(yong)電(dian)設(she)備(bei)才能在(zai)(zai)(zai)額定電(dian)壓(ya)下工作。無(wu)(wu)功(gong)補償是把具(ju)有(you)容性功(gong)率(lv)(lv)負荷的(de)裝置(zhi)與感(gan)性功(gong)率(lv)(lv)負荷并聯(lian)接(jie)在(zai)(zai)(zai)同(tong)一電(dian)路，能量(liang)在(zai)(zai)(zai)兩(liang)種(zhong)負荷之間相互交換，這(zhe)樣，感(gan)性負荷所需(xu)要(yao)的(de)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)可由容性負荷輸出(chu)的(de)無(wu)(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)補償。

三(san)、無功補償的(de)一般方法

無功補償(chang)(chang)通常采用(yong)的方(fang)(fang)法(fa)主要有3種(zhong)：低(di)壓個別(bie)補償(chang)(chang)、低(di)壓集中補償(chang)(chang)、高(gao)壓集中補償(chang)(chang)。下面簡(jian)單(dan)介紹3種(zhong)補償(chang)(chang)方(fang)(fang)式的適(shi)用(yong)范圍及使用(yong)該種(zhong)補償(chang)(chang)方(fang)(fang)式的優缺點。

1、低壓個(ge)別(bie)補(bu)償(chang)

低(di)壓(ya)個(ge)(ge)別(bie)(bie)(bie)補(bu)(bu)償就(jiu)是(shi)根(gen)據(ju)個(ge)(ge)別(bie)(bie)(bie)用(yong)(yong)(yong)電(dian)設(she)備對無(wu)功(gong)的需要量(liang)(liang)將單(dan)臺或(huo)多(duo)臺低(di)壓(ya)電(dian)容(rong)器組分(fen)散地與(yu)用(yong)(yong)(yong)電(dian)設(she)備并接，它與(yu)用(yong)(yong)(yong)電(dian)設(she)備共用(yong)(yong)(yong)一套(tao)斷(duan)路器，通(tong)過控制、保護(hu)裝置(zhi)(zhi)與(yu)電(dian)機(ji)同時投切。隨機(ji)補(bu)(bu)償適用(yong)(yong)(yong)于補(bu)(bu)償個(ge)(ge)別(bie)(bie)(bie)大(da)容(rong)量(liang)(liang)且連接運行（如大(da)中型異步電(dian)動機(ji)）的無(wu)功(gong)消耗，以補(bu)(bu)勵磁(ci)無(wu)功(gong)為主。低(di)壓(ya)個(ge)(ge)別(bie)(bie)(bie)補(bu)(bu)償的優(you)點是(shi)：用(yong)(yong)(yong)電(dian)設(she)備運行時，無(wu)功(gong)補(bu)(bu)償投入，用(yong)(yong)(yong)電(dian)設(she)備停動時，補(bu)(bu)償設(she)備也退出，因(yin)此(ci)不會造成(cheng)無(wu)功(gong)倒送，具有(you)投資少、占位(wei)小、安裝容(rong)易(yi)、配置(zhi)(zhi)方便靈(ling)活、維護(hu)簡單(dan)、事故(gu)率(lv)低(di)等(deng)優(you)點。

2、低壓(ya)集中補償

低壓(ya)集中補(bu)(bu)償是指將低壓(ya)電(dian)(dian)容器通過低壓(ya)開關接在配(pei)電(dian)(dian)變(bian)壓(ya)器低壓(ya)母線側，以(yi)無功(gong)補(bu)(bu)償投切(qie)裝置作為控制保護裝置，根(gen)據(ju)低壓(ya)母線上的(de)無功(gong)負荷而直(zhi)接控制電(dian)(dian)容器的(de)投切(qie)，電(dian)(dian)容器的(de)投切(qie)是整(zheng)組(zu)進行，做(zuo)不到平(ping)滑的(de)調節。低壓(ya)補(bu)(bu)償的(de)優點：接線簡單、運行維(wei)護工作量小，使(shi)無功(gong)就地平(ping)衡，從而提(ti)高(gao)配(pei)變(bian)利用率，降低網損，具有(you)較高(gao)的(de)經濟性，是目前無功(gong)補(bu)(bu)償中常用的(de)手段(duan)之一(yi)。

3、高壓集中補償

高壓(ya)(ya)(ya)集中(zhong)補(bu)償(chang)(chang)是指將并(bing)(bing)聯電容(rong)器組直(zhi)接裝(zhuang)在(zai)變電所的(de)6～10KV高壓(ya)(ya)(ya)母線(xian)上的(de)補(bu)償(chang)(chang)方式(shi)。適用于(yu)用戶遠離變電所在(zai)供電線(xian)路的(de)末(mo)端(duan)，用戶本身又(you)有(you)一(yi)定(ding)的(de)高壓(ya)(ya)(ya)負(fu)荷時，可(ke)以減少對電力系統無功的(de)消耗(hao)并(bing)(bing)可(ke)以起到一(yi)定(ding)的(de)補(bu)償(chang)(chang)作用；補(bu)償(chang)(chang)裝(zhuang)置(zhi)根(gen)據負(fu)荷的(de)大小自動投(tou)切，補(bu)償(chang)(chang)效益高。

四、無功補(bu)償裝置(zhi)的(de)分(fen)類(lei)

從補償(chang)(chang)(chang)的(de)范圍劃分(fen)(fen)可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為負荷補償(chang)(chang)(chang)與線路補償(chang)(chang)(chang)，從補償(chang)(chang)(chang)的(de)性(xing)(xing)質劃分(fen)(fen)可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為感性(xing)(xing)與容(rong)性(xing)(xing)補償(chang)(chang)(chang)。下面將(jiang)并聯容(rong)性(xing)(xing)補償(chang)(chang)(chang)的(de)方法大致列(lie)舉：

1、同步(bu)調(diao)相機

調相機(ji)(ji)的(de)基(ji)本原(yuan)理與同步發(fa)電機(ji)(ji)沒有(you)區別，它只輸(shu)出(chu)無功電流。因(yin)為(wei)不(bu)發(fa)電，因(yin)此不(bu)需要原(yuan)動機(ji)(ji)拖動，沒有(you)啟動電機(ji)(ji)的(de)調相機(ji)(ji)沒有(you)軸伸，實(shi)質就是相當于一臺在電網中空轉(zhuan)的(de)同步發(fa)電機(ji)(ji)。

調(diao)相機是電(dian)(dian)網中***早使用(yong)的(de)(de)無(wu)功補償裝置，當增加激磁(ci)(ci)電(dian)(dian)流(liu)(liu)時，其輸出的(de)(de)容(rong)性無(wu)功電(dian)(dian)流(liu)(liu)增大。當減少(shao)激磁(ci)(ci)電(dian)(dian)流(liu)(liu)時，其輸出的(de)(de)容(rong)性無(wu)功電(dian)(dian)流(liu)(liu)減少(shao)。當激磁(ci)(ci)電(dian)(dian)場減少(shao)到一(yi)定程度(du)時，輸出無(wu)功電(dian)(dian)流(liu)(liu)為零，只有很小(xiao)的(de)(de)有功電(dian)(dian)流(liu)(liu)用(yong)于彌補調(diao)相機的(de)(de)損耗(hao)，當激磁(ci)(ci)電(dian)(dian)流(liu)(liu)進一(yi)步減少(shao)時，輸出感性無(wu)功電(dian)(dian)流(liu)(liu)。

調(diao)(diao)相機容量大、對(dui)諧波不(bu)敏感(gan)，并且具有當電網電壓(ya)下降時(shi)輸出無功電流自動(dong)增加的(de)特點，因此調(diao)(diao)相機對(dui)于電網的(de)無功安(an)全具有不(bu)可替代(dai)的(de)作用。

由(you)于調(diao)相機的(de)價格高、效(xiao)率低，運行成本高，因此已經逐漸被并聯電容器所替代。但是近年來(lai)出于對(dui)電網無(wu)功(gong)安全的(de)重視，一些人主張重新啟(qi)用(yong)調(diao)相機。

2、并聯電(dian)容器

并聯電容器是目前***主要的(de)無(wu)功補償(chang)方(fang)法(fa)。其(qi)主要特點是價格(ge)低，效率高，運(yun)行成本低，在(zai)保護(hu)完善的(de)情況下可靠性也(ye)很(hen)高。

在高壓(ya)及中壓(ya)系統(tong)中主要使(shi)用(yong)固定連(lian)接的并聯(lian)電(dian)容器組，而(er)在低壓(ya)配(pei)電(dian)系統(tong)中則主要使(shi)用(yong)自動控制電(dian)容器投(tou)切(qie)的自動無功補償裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。自動無功補償裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的結構則多種多樣形形色色，適用(yong)于(yu)(yu)各種不同的負荷呢況。對于(yu)(yu)低壓(ya)自動無功補償裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)將另文詳細介(jie)紹。

并(bing)聯電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器的(de)(de)***主要缺(que)點(dian)是(shi)其對諧波的(de)(de)敏(min)感性。當電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)中(zhong)含有諧波時，電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流會(hui)急劇增(zeng)大，還會(hui)與電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)中(zhong)的(de)(de)感性元件(jian)諧振(zhen)使諧波放大，另外，并(bing)聯電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器屬于(yu)恒阻抗元件(jian)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)下降時其輸出的(de)(de)無功(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)出下降，因(yin)此不(bu)利于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)無功(gong)安全(quan)。

3、SVC

SVC的全稱是(shi)靜止式(shi)無功補償裝(zhuang)置，靜止兩個字是(shi)同步(bu)調相機(ji)的旋轉相對應(ying)的。

國際大(da)電網(wang)會議將SVC定義為7個子類(lei)：

a、機械投切電容器(qi)（MSC）

b、機械投(tou)切電抗器（MSR）

c、自飽和電抗器（SR）

d、晶閘管控(kong)制電抗器（TCR）

e、晶閘管(guan)投切(qie)電容器（TCR）

f、晶閘管投（TSC）

g、自(zi)換(huan)向或電(dian)網換(huan)向轉(zhuan)換(huan)器（SCC/LCC）

根據以上這(zhe)些(xie)子類，我們可(ke)以看(kan)出：除調相機之外，用(yong)電感或電容進(jin)行(xing)無功補償的(de)(de)裝(zhuang)置幾乎(hu)均(jun)被定義為SVC。因此，目前一些(xie)資料(liao)或者(zhe)廣告中大量出現"SVC"字樣，其原因不(bu)外乎(hu)兩(liang)條：其一是(shi)作者(zhe)自已并不(bu)明白SVC的(de)(de)定義，其二就是(shi)以普通(tong)人不(bu)懂的(de)(de)字母組合故弄玄虛。

目前國(guo)內市場上被宣傳(chuan) SVC的產品(pin)主工是晶閘管(guan)控(kong)制電抗器（TCR）和晶閘管(guan)投切電容(rong)器（TSC）。對(dui)于(yu)TSC我們另文敘(xu)述，這里(li)只簡要(yao)介紹一(yi)下晶閘管(guan)控(kong)制電抗器（TCR）。

TCR的(de)(de)基本結構包括一組固(gu)定并聯連接(jie)(jie)在(zai)線路(lu)中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)和一組并聯連接(jie)(jie)在(zai)線路(lu)中(zhong)用晶(jing)(jing)(jing)閘(zha)管控制的(de)(de)電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)，通(tong)常將電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)容(rong)量(liang)(liang)設計(ji)成與電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)一樣。由于電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)是用晶(jing)(jing)(jing)閘(zha)管控制的(de)(de)，其感性無功電(dian)(dian)流(liu)可以變化，當(dang)晶(jing)(jing)(jing)閘(zha)管關斷時(shi)，電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)沒有電(dian)(dian)流(liu)，而(er)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)固(gu)定連接(jie)(jie)，因(yin)(yin)此整套裝(zhuang)置的(de)(de)補(bu)償量(liang)(liang)***大，當(dang)調節晶(jing)(jing)(jing)閘(zha)管的(de)(de)導通(tong)角時(shi)，電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)感性電(dian)(dian)流(liu)就(jiu)會抵(di)消一部(bu)分電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)流(liu)，因(yin)(yin)此補(bu)償量(liang)(liang)減少，導通(tong)角越(yue)大，電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)越(yue)大，補(bu)償量(liang)(liang)就(jiu)越(yue)小，當(dang)晶(jing)(jing)(jing)閘(zha)管全(quan)(quan)通(tong)時(shi)，電(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)流(liu)就(jiu)會將電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)流(liu)全(quan)(quan)部(bu)抵(di)消，此時(shi)補(bu)償量(liang)(liang)為0。必須將固(gu)定電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)組設計(ji)成濾波器(qi)(qi)(qi)(qi)形(xing)式或者(zhe)配備另外的(de)(de)濾波器(qi)(qi)(qi)(qi)。

綜上(shang)所(suo)述(shu)，可以(yi)看出TCR的(de)結構(gou)復雜(za)，損耗大，但(dan)其具有補償量連續可調的(de)特(te)點(dian)，在(zai)高壓系(xi)統中還有應用。

4、STATCOM

STATCOM是一種使用IGBT、GTO或者SIT等(deng)全控(kong)型高速(su)電力(li)電子器件(jian)作為開關(guan)控(kong)制(zhi)電流的裝置中，其(qi)基(ji)本工(gong)作原理是：

通(tong)過對(dui)系(xi)統電(dian)(dian)參數的(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)，預測(ce)(ce)(ce)出一個與(yu)(yu)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓(ya)(ya)同相位的(de)(de)幅度適(shi)當的(de)(de)正弦電(dian)(dian)流波形。當系(xi)統瞬(shun)時(shi)電(dian)(dian)流大于預測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)流的(de)(de)時(shi)候，STATCOM將大于預測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)流的(de)(de)部(bu)分吸收進來，儲存(cun)在(zai)內部(bu)的(de)(de)儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)中(zhong)。當系(xi)統瞬(shun)時(shi)電(dian)(dian)流小(xiao)于預測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)流的(de)(de)時(shi)候，STATCOM將儲存(cun)在(zai)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)能(neng)(neng)量釋放出來，填(tian)補小(xiao)于預測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)流的(de)(de)部(bu)分，從而(er)使得補償(chang)后(hou)的(de)(de)電(dian)(dian)流變成與(yu)(yu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)同相位的(de)(de)正弦波。

根據(ju)STATCOM的(de)(de)工作(zuo)原(yuan)理(li)，理(li)論上STATCOM可以實現真正的(de)(de)動態補償，不僅可以應用(yong)在感(gan)性(xing)負(fu)荷場(chang)合(he)(he)，還(huan)可以應用(yong)在容性(xing)負(fu)荷的(de)(de)場(chang)合(he)(he)。并(bing)且可以進行諧(xie)波濾除，起(qi)到濾波器的(de)(de)作(zuo)用(yong)。但切是實際的(de)(de)STATCOM由于(yu)技(ji)術(shu)的(de)(de)原(yuan)因(yin)不可能達到理(li)論要(yao)求，而(er)且由于(yu)開關操作(zuo)頻率不夠高(gao)等(deng)原(yuan)因(yin)，還(huan)會向電網輸出諧(xie)波。

       STATCOM的結構十分(fen)復(fu)雜(za)，價(jia)(jia)格昂貴，可(ke)靠性差，損耗大，目(mu)前仍處于研究試用階段，沒有實際應用價(jia)(jia)值。電抗器（TSR）償，從(cong)補償的方式劃分(fen)可(ke)以(yi)分(fen)為串聯補償與(yu)并聯補償。

五、采用無功補償的優點

1、根據用電(dian)設備的(de)功率因數(shu)，可測算輸(shu)電(dian)線(xian)路的(de)電(dian)能損失。通過(guo)現場(chang)技術改造，可使低(di)于標(biao)準(zhun)要求的(de)功率因數(shu)達(da)標(biao)，實現節電(dian)目(mu)的(de)。

2、采用無功(gong)補償技術，提(ti)高低壓電網和用電設備(bei)的功(gong)率因數，是節(jie)電工作(zuo)的一項重(zhong)要措施(shi)。

3、無功補償，它就是借(jie)助(zhu)于無功補償設備提(ti)花必(bi)要的(de)(de)無功功率，以提(ti)高系統的(de)(de)功率因(yin)數，降低能耗(hao)，改善電(dian)網電(dian)壓質量，穩定設備運行。

4、減少電(dian)(dian)力(li)(li)損失，一般工廠動(dong)力(li)(li)配(pei)線依據不同(tong)的線路及(ji)負載情況，其(qi)電(dian)(dian)力(li)(li)損耗約20%-30%左右，使用電(dian)(dian)容提高功(gong)率因數后，總電(dian)(dian)波降低，可降低供電(dian)(dian)流與用電(dian)(dian)端的電(dian)(dian)力(li)(li)損失。

5、改善(shan)供電(dian)(dian)品質，提(ti)高功率(lv)因數(shu)，減(jian)少負載總電(dian)(dian)流及電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)，于變壓(ya)器二次側(ce)加裝電(dian)(dian)容(rong)可(ke)改善(shan)功率(lv)因數(shu)提(ti)高二次側(ce)電(dian)(dian)壓(ya)。

6、延長設(she)備(bei)壽命，改善功率因數后線路總電(dian)流(liu)減(jian)少，使接近中已經飽和的變壓器、開關(guan)等機器設(she)備(bei)和線路容(rong)量負荷降(jiang)低(di)，因此(ci)可(ke)以降(jiang)低(di)溫(wen)升(sheng)增(zeng)加壽命（溫(wen)度(du)每降(jiang)低(di)10攝(she)氏(shi)度(du)，壽命可(ke)延長1倍）。

7、***終滿足(zu)電力(li)系統對無功(gong)補償的(de)監測要(yao)求，消(xiao)除因為功(gong)率因數過(guo)低而產(chan)生的(de)罰款。

8、無功(gong)補(bu)償可以改善電能質量、降低(di)電能損耗、挖掘發供電設備潛力(li)、無功(gong)補(bu)償減少用戶電費支(zhi)出，是一(yi)項(xiang)投資(zi)少、收效快的節(jie)能措(cuo)施(shi)。

9、無功(gong)補償(chang)技術對和電單位的(de)(de)低壓配(pei)電網(wang)的(de)(de)影(ying)響以及提高功(gong)率因數(shu)所(suo)帶(dai)來的(de)(de)經(jing)濟效益和社會效益，確定無功(gong)功(gong)率的(de)(de)補償(chang)容量，確保補償(chang)技術經(jing)濟、合理、安全(quan)可(ke)靠(kao)，達到(dao)節(jie)約電能的(de)(de)目的(de)(de)。