ZJGKSD02 混流式水轮发电机组仿真模拟实验台
混流式水轮机组动态仿真模拟实验台应用于《水电站、水电站建筑物、水利水电工程建筑物、水轮发电机组、水轮机组安装、水轮机组运行与检修》等课程实训教学;适用于“全国大学生水利创新设计大赛”“全国大学生农业水利工程及相关专业创新大赛” “全国高等职业院校学生水轮机组运行技术技能竞赛”设计;服务于教学改革,支撑专业综合改革的教学管理方式,以实践问题为导向的反转课堂,适时调整优化专业结构增强培养与社会发展适应性人才提供支撑。
实验台仿真模拟典型的水电站混流式水轮发电机组运行工况,装置自带循环供水系统设施模拟供水发电;通过供水运行与数据采集系统完成对压力、流量、转速、电流、电压等参数的采集、传输、存储和处理;实验台通过信号反馈来表示当前选择的工作导向,便于学生学习和教师讲解,可开设多个实验实训教学项目。
一、实验台规格型号
1、规格尺寸:5m×1.5m﹦7.5㎡;
2、电源功率:220V.50HZ,1000W;
3、主要材料:PMMA、PVC、ABS板(棒)材、H/L型仿金属等主要构件、主体支架、微型电机、受力构件、传动装置、50#、30#钢材金属构件,供水系统1套;水泵功率0.5kW;PVC水管,电控阀,继电器,电气元件构架采用H、L型PVC仿金属构架;传动为金属构件;
二、实验台技术参数说明
1、水电站实验室文化建设(5块展板)
(1)板面规格:1200×800mm;
(2)内容说明:主要用于实验室文化建设,悬挂实训室四周墙壁营造良好的文化氛围,增强学生对水电站机组的宏观认认知。
根据实训室周边墙面,设计悬挂包括国内混流式水轮发电机组,轴流式水轮发电机组,贯流式水轮发电机组,冲击式水轮发电机组等典型机组文化主题挂板;模拟挂板的制作为壁挂式,板面透明亚克力、内容写真喷绘覆雪弗板、固定-广告螺丝;
2、钢焊基座展示台1台
(1)基座尺寸:4000×1200×600mm;
(2)设计说明:根据混流式水轮发电机组支承受力分析计算;选取50#、45#角钢焊接支架,外框实木板铺设成型结构,外观铝塑板装饰;
3、重力坝段模块1座
(1)坝体段尺寸:2500×2000×1000mm;
(2)参数说明:采用采用非溢流重力坝段还原比例;主体做出进水口(进水闸)电动阀Φ80mm、压力钢管Φ100mm、廊道系统;
4、水电站坝后式厂房模块1座
(1)厂房段尺寸:1500×1300×1000mm;
(2)参数说明:采用坝后式厂房还原比例设计;主要内容厂房布置在非溢流坝段后,发电用水由穿过坝体的高压管道引入厂房。
下部结构主要包括基础板、尾水管、蜗壳、机墩和上下游墙等;上部结构由承重构架与不承重的砖墙组成;
5、混流式水轮发电主机模块1套
(1)机组尺寸:水轮机蜗壳Φ500mm;发电机Φ450mm;
(2)参数说明:水轮机组包括水轮机与SF300—56/13600型水轮发电机1:30比例;混流式水轮机由蜗壳、导叶、转轮、主轴、轴承、盖板、座环、尾水管等零部件组成;水轮发电机由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等构件组成;主轴连接发电机转子和水轮机转轮体;将水轮机的输出转矩传递给发电机转子。
6、自循环供水系统模块1组
(1)钢架尺寸:800×800×2100mm;
(2)参数说明:包括水箱部分由支撑底架、上下水箱、水泵、给水管、回水管,电动阀组成;有机玻璃材质3m3上蓄水箱,安装水位仪;供水泵型号IS50-32-200,流量12.5m3/h,功率 500W,转速2900r/min;给排水管Φ50-80mmPVC管连接上下水箱及水泵,安装蝴蝶阀进行供排水切换;当水箱充水时,开机通过计算机界面操作打开上水箱进水阀;反映水轮发电机组过水生产运行过程,展现水轮机实际运行工况,并能达到水轮机机械部件可视化效果;
7、机组虚拟3D视频动画及测点数据采集模块1套
(1)配置水电站机组虚拟3D视频动画光盘1套;包括水电站全景漫游,机组设备三维虚拟拆解部件构造及运行原理解说3D视频动画(大坝,水轮机,发电机);系统采用虚拟现实技术多维度、全流程、全范围演示机组生产流程的各个环节和主要生产设备,并提示相关信息。
(2)数据采集通过计算机与机组运行测点连接转换,由传感器、控制器等其它单元测量仪器安装组成;机组通过进水阀、导叶开度调整,机组运行数值随之实时变化,界面数据测点模块有流量,流速,压力,阀门与导叶开度,机组转子转速,三相36VAC发电机励磁电压,励磁电流;
(3)测点仪表:90W水泵1台; V2A102-03电控调节阀2台;流量传感器1台;流速传感器1台,转速计1台;压力传感器3台;转速测量器1台,三相36VAC发电机1台,液位计2台,智能电表2台,24VDC继电器15个.
8、实验台运行控制系统模块1套
(1)配置多媒体讲台:1150×700×1000mm;材质1.5mm和1.2mm冷轧钢板;中控及键盘鼠标开启滑盖设计;能同时容纳台式电脑、实物展台、中央控制器、功放等教学设备;
(2)PLC控制柜:三菱PLC可编程控制器,FX2N-16EYT, FX2N-16EYT,FX2N-16MT-001、FX3U-128MT/ES-A;
(3)配置计算机1台,win7,64位系统软件控制;易控-PowerView组态监控平台软件;TFT LCD 350 cd/m²高亮度显示屏;I/O通信接口、PC/104 扩展接口;Intel 945GSE + ICH7M芯片组;模拟操作系统控制回路在仿真软件系统条件下进行;逻辑控制器输出的开关控制信号经转换成电气开关量直接控制,驱动24路继电器开关输出模拟;逻辑电路实现对设备操作、目标等集中控制或分布控制.