导图社区 电气知识与中压配电系统
这是一张关于电气知识与中压配电系统的思维导图，涵盖电气基础知识、中压配电系统核心、UPS、蓄电池、柴油发电机以及变压器等相关内容。
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一级闭合导线
建筑学建筑材料思维导图
第二章土的物理性质及工程分类
人工智能的运用与历史发展
电池拆解
电气知识与中压配电系统
电气概念
低压配电系统
定义：电压等级通常在1000伏以下的配电系统
特点：广泛应用于住宅、商业和工业领域
低压配电系统接地方式：IT TT TN三种形式 TN系统又分为TN-C TN-S TN-C-S 数据中心常用的接地系统是TN-S
高压/中压成套开关设备
定义：用于高压和中压电力系统中的开关装置
功能：控制、保护和隔离电力系统
电气基础知识
电气基础物理量
电流（I）
定义：电荷的流动速率
单位：安培(A） 1KA=1000A
电压（U）
定义：电势差或电位差
单位：伏特(V） 1KV=1000V
电阻（R）
定义：材料对电流流动的阻碍程度
单位：欧姆(Ω）1 Ω=1000K Ω
欧姆定律：U=IXR I=U/R R=U/I
功率
定义：单位时间内电能的转换或使用速率
单位：瓦特(W）1000W=1KW
有功功率（P） 单位：瓦（W）
无功功率（Q） 单位：乏（VAR）
视在功率（S） 单位：伏安（VA）
三者之间的关系S的平方=P的平方+Q的平方
常用符号、单位及计算
图形符号
表示电气元件和连接方式的标准化图形
文字符号
用于电气图和文档中的标准化文字标识
国际单位制及常用计算
遵循国际单位制进行电气量的计算和转换
直流电与交流电
特点与区别
直流电：电流方向和大小不变
交流电：电流方向和大小周期性变化
相电压、线电压等概念
相电压：三根相线中任意相线与零线之间的电压 相电压220V
线电压：三相电路中任意两相间的电压 线电压380V
三相五线制系统电缆颜色
A相为黄色 B相为绿色 C相为红色 中性线N为浅蓝色地线PE为黄绿相间
基础电路
串联电路
定义：电路中元件首尾相连，电流相同，电压分摊
并联电路
定义：电路中元件两端并联，电压相同，电流分摊
数据中心PUE的计算公式
PUE=数据中心总耗电量/数据中心IT设备耗电量
PUE越小 说明基础设施系统耗电量越小 基础设施系统节能效果更好
中压配电系统核心
系统供电架构：2N架构
两路市电来自不同变电站，互为主备
确保供电的可靠性，一路故障时另一路可继续供电
任一路中断，另一路可带全部负荷
提供连续供电能力，减少停电风险
发电机作为后备，可带所有负荷
在市电完全中断时，发电机能够提供应急电源
中压开关柜结构：四室七车一通道
四室
断路器室
安装断路器，用于电路的开断和连接
母线室
连接主电路，传输电能
电缆室
安装电缆终端，用于连接外部电路
仪表室
安装测量和控制仪表
七车
断路器手车
可移动的断路器组件，便于维护和更换
隔离手车
用于隔离电路，确保安全检修
电压互感器手车
提供电压测量和保护信号
计量手车
安装电能计量装置，用于计费
接地手车
用于接地操作，确保安全
避雷器手车
保护设备免受雷击损害
熔断器手车
用于短路保护，快速切断故障电流
一通道
泄压通道
在内部压力过高时，用于安全泄压
“五防”闭锁要求（防止误操作）
防止误分、合断路器
确保断路器操作的正确性，避免误操作
防止带负荷分、合隔离开关
防止在有电流通过时操作隔离开关，避免危险
防止带电挂（合）接地线（接地开关）
确保在断电状态下进行接地操作，防止触电
防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）
防止在接地状态下闭合电路，避免短路
防止误入带电间隔
确保人员在检修时不会误入带电区域，保障安全
常见柜型及其作用
市电进线隔离柜
隔离电源，保证检修安全，无分断能力
市电进线柜
接收电网电能，内装断路器、CT、PT等，用于分断和保护
计量柜
安装电能计量装置（电度表、CT、PT）
PT柜（电压互感器柜）
监测母线电压，提供保护电压信号
馈线柜
分配电能至各用电支路
母联柜
连接两段母线，实现互为备用
发电进线柜
接入备用发电机电源
电流互感器和电压互感器
CT是电流互感器 作用是将一次侧的大电流按比例变换为二次侧的小电流 二次侧严禁开路
PT是电压互感器 作用是将一次侧的高电压俺比例变换为二次侧的低电压 二次侧严禁短路
操作规程
运行转检修流程
详细步骤和注意事项，确保操作安全和正确性
巡检要点
检查市电进线柜合闸指示灯在红色合闸状态
检查三相带电显示器在红色闪烁状态
检查综保无告警
检查馈线柜合闸指示灯在红色合闸状态
检查电压指示表显示9.3kv-10.7kv状态
检查后柜门舱室灯关闭
检查储能指示灯亮 断路器本体显示已储能
直流屏系统
定义：是一种全新的数字化控制保护管理测量的新型直流系统
作业：为高低压开关设备提供直流分合闸操作电压 以及为电力仪器仪表提供用电
合姆电压
为断路器的合闸线圈供电 110V的系统电压为120V 220V系统电压为240V
控姆电压
为继电保护装置 自动化监控系统 指示灯 通信模块供电 110V系统电压110V 220V系统电压220V
变压器
原理
具有两个或两个以上绕组的静止设备，为了传输电能，在同一频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的交流电压和电流
作用
能将高电压降为低电压 低电压升降为高电压 还能传输电能
分类
油浸式变压器
干式变压器
结构有 绕组 风机 铁心 温控仪 外壳
绕组低压在内侧 高压在外侧 方便绝缘调压
仪用变压器
试验变压器
特种变压器
绝缘耐热等级：A E B F H
F级 155度
80度停风机 90度起风机 130度报警 150度跳闸
H级180度
线圈温度 40-70度
铁芯温度70-100度
常见问题：温度异常问题 异响问题 异常振动问题
Dyn11
D为三角形接法 y为星型接发 n代表低压侧有中性点引出 数字表示一 二侧线电压相位关系
变压器巡检
检查外观是否完好 有无破损
检查有无异响 正常为嗡嗡声
高低压接头应无过热 电缆头无漏电爬电现象
三相绕组温度不超过80度 相间温度差小于10度
无异味 无异常振动 放电拉弧
带点显示器正常闪烁
外部环境有无漏水 杂物
变压器高低压侧计算
高压侧额定电公式：（容量）2500/（额定电压）10/1.732=144.3A
低压侧额定电流公式：（容量）2500/（额定电压）0.4/1.732=3608.4A
低压电器
低压断路器
定义：又称为自动开关 空气开关 能接通 承载和分段正常情况下的电流 也能在规定的非正常条件下接通
分类：框架断路器 塑料外壳式断路器 微型断路器
保护功能：过载保护（L） 延时短路保护（S） 瞬时短路保护（I） 接地故障保护（G）
继电器
定义：一般能反映一定输入变量的感应机构 有能对被控电路实现通 断 控制的执行机构
ATS
双电源自动转换开关 作用是将负载电路从一路电源自动转换至另一路电源的开关电器 以确保重要负荷连续可靠运行
低压配电柜
定义：一个或多个低压开关设备和与之相关的控制 测量 信号 保护 调节等设备
组成 ：柜体 母线 功能单元
作用 电力分配 保护和控制 信号传输
分类：防护式配电框 抽屉式配电框 固定面板式配电框 照明动力配电控制箱
巡检
电气元件多称 标志 编号等是否清楚准确
所有操作把手 按钮等位置与实际情况是否相符 互动是否牢靠
表示分 合等信号灯和其他信号指示是否正确
动环与现场电气设备的运行状态是否对应
运行中配电装置有无异响 异味
运行中的温度 湿度是否符合电气设备要求 室内电缆沟有无积水杂物
周边有无与设备运行无关的物品
电缆保护孔洞是否用防火材料封堵 防鼠挡板应完好在位 通往设备区的门应随手关好
电容补偿柜
定义：用来补偿用户用电设备的无功功率
组成 ： 框壳 母线 隔离开关 熔断器 接触器 热继电器 电容器 避雷器 一二次导线 端子排
作用：平衡感性负载 提高功率因素 提升设备利用率
补偿方式： 全补偿 欠补偿 过补偿
优点： 安装方便 增减方便 可以提高末端功率因素 功损耗小 维护方便 个别损坏不影响整体运行
缺点：通风不良运行温度超过70度易发生爆炸 电压性不好 对短路稳定性差 切除后有残余电荷 精度低 影响效果 只能进行有级调节 不能进行平滑调节
UPS
不间断电源 提高供电质量
作用：利用电池化学能作为后备能量 市电断电或故障时 不间断为设备供电 并稳定电压
拓扑结构分为后备式UPS 在线式UPS
外形结构分为在线互动式 双变换在线式
外形结构：塔式UPS 模块式UPS 机架式UPS
模式：主路逆变模式 电池逆变模式 静态旁路模式 维修旁路模式 节能模式
主路逆变转维修：1.关闭逆变器、输入密码 2.将维修旁路摇至工作位，合维修旁路开关 3.分闸电池开关 4.分闸输出开关 5.分闸主输入开关 6.分闸静态旁路开关 7.将主路和静态旁路摇至实验位
维修转主路： 1.将主输入、静态旁路摇至工作位 2.合闸静态旁路开关 3.合闸主输入开关 4.合闸主输出开关 5.合闸电池开关 6.分闸维修旁路开关，将维修旁路摇至检修位 7.开启逆变器，输入密码
巡检：1、观察UPS 主机指示灯，确认无故障告警。 2、检查主机无破损、变形，表面无明显积尘、油污。 3、听设备运行声音，无异常噪音(如尖锐异响、振动声)，风扇运转平稳。 4、检查UPS运行在主路逆变模式。 5、当增加新用电设备时，要特别关注UPS的负载率。 6、蓄电池后备时间大于15分钟。 7、输出电压偏移+7%~-10%。 8、输出频率偏移+0.5Hz.
供电方案：单机供电 并机供电 双汇流排供电
蓄电池
将化学能直接转化成电能的装置
作用：良好的直流电源 具有电压稳定 无脉动成分使用方便
应用场景：UPS 柴发 中压配电系统
阀控式铅酸蓄电池
组成：正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽和其它一些零件如端子、汇流排及排气栓(安全阀)
主反应:铅酸蓄电池在放电时，正负极的活性物质均变成硫酸铅(PbSO4)，充电后又恢复到原来的状态，正极转变成二氧化铅(PbO2)，负极转变成海绵状铅(Pb) 副反应;在蓄电池充电末期和过充电时，除蓄电池活性物质反应外，还在正负极进行两个反应。这时硫酸铅PbSO4已接近于全部转化为充电态的二氧化铅PbO,和铅Pb，反应的电势增大，而H和O析出的副反应将占主导，伴随着氢气和氧气析出。
工作电压:电池的工作电压是指电池有电流通过(闭路)时的端电压。对于单体电池来说，电池的工作电压是2V，我们平常所说的12V电池是指电池由6个单体电池串联组成，新出厂的12V电池的测量电压一般都在13V 额定容量:额定容量是指制造电池时，规定电池在一定放电条件下应该放出最低限度的电量 实际容量:完全充电后的蓄电池，按一定放电条件，放电到所规定的终止电压时所能释放的电量 SOH:电池健康状态，电池实际容量与额定容量的百分比。 SOC:电池充电状态，电池当前剩余容量与实际容量的百分比。
浮充充电和均充充电
浮充充电:UPS正常工作时，整流器一方面为逆变器提供直流电能，一方面为蓄电池进行浮充充电。在浮充状态下，充电电流主要用于补偿电池因自放电而损失的电量;环境温度在25°C时，铅酸蓄电池的浮充电压一般设置为2.25V(对于12V的电池即为13.5V)允许变化范围在2.23~2.27V. 均衡充电:当电池深度放电或长期浮充充电时，其单体电池的电压和容量有可能出现不平衡的现象，为了消除这种现象，必须适当提高蓄电池的充电电压，这种充电方法叫均衡充电。均衡充电时，通常 采用恒压限流充电法。当环境温度为25°C时，铅酸蓄电池的均充电电压应设置在2.35V (对于12V的电 池即为14.1V)，允许变化范围在2.33~2.37V，充电电流应小于0.25C A。
1.检查蓄电池室环境温度在20-30°C范围内，最好是250C; 2.闻空气中是否有异味，如焦糊味，微酸气味;(如有微酸味，则有可能是浮充电压设置过高，导致蓄电池排出酸雾，此时要及时调整充电电压和进行通风处理。); 3.检查蓄电池的外观有无鼓包、变形，温度正常; 4.检查接线柱是否有腐蚀现象，有无污迹、裂纹、变形、发热变色等; 5.检查蓄电池的端子和安全阀有无渗液。(如果蓄电池渗液严重，未及时发现，渗液有可能造成电池的正负极短路而发生严重的失火事故。)
日常维护
清理电池 扫灰 定期测量内阻是否合格 接线柱连接螺栓紧固程度 核对性放电 每半年进行一次 放出百分之30
锂电池
碳材料为负极 含锂化合物为正极 没有金属锂 只有锂离子
柴油发电机
结构
发动机 发电机 控制系统
五大系统：进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 启动系统 柴发并机三要素：电压幅值相同 偏差不超过百分之一到百分之五 频率相同 偏差不超百分之0.2 相位角相同 正负百分之十之内
(1)检查柴发本机控制器状态是否在自动状态，无告警; (2)检查柴发本体是否破损、渗油、遮盖; (3)冷却液液位不低于最低刻度2/3,温度z20'C，管路及箱体无破损、渗漏，散热器翅片是否脏堵; (4)正常机油液位在add-max之间为正常; (5)检查进、回油管道阀门是否处于打开状态(与管路平行为打开位，与管路垂直为关闭)、且无漏油; (6)检查进、排风口是否畅通无异物阻塞; (7)检查启动蓄电池电压27V左右，无鼓包、开裂、漏液、极柱氧化等现象 （8）检查油水分离器底部有无水或油渣 有无漏油
功率指标
中将柴油发电机组的功率定额分为持续功率 (COP)、基本功率 (PRP)、限时运行功率(LTP)和应急备用功率(ESP)四种
作用：柴油发电机组用于没有连接到电网的地方，或者在电网故障时用作备用电源，以及用于更复杂的应用，例如峰值跳闸，电网支持和电网输出。
优点：每单位出力的体积小(功率密度大)、系统简单，一般多为整体配套。因此，柴油机电站建设速度快。 柴油机发电的热效率较高，而且部分负荷或轻负荷时，每单位出力的燃料消耗量的变化不大。 柴油发电机组的起动、带负荷和停机时间都较短，它可以随时起动，更适于作应急电源。
缺点：仅能使用液体燃料，燃料价格较贵，故电能成本较高。柴油机磨损较大，寿命较短，检修比较频繁。运行中机组的振动和噪声大，工人操作条件较差。
