一種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及模擬設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際水電站中，發(fā)電系統(tǒng)由水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備組成，其發(fā)電流程為水流沖擊水輪機(jī)葉片使其轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)通過(guò)與發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。隨著水電站技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)電系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)于電站運(yùn)行人員的崗前培訓(xùn)也變得越來(lái)越重要，同時(shí)越來(lái)越多的高等院校開(kāi)始涉及水電站技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]為了水電站運(yùn)行人員培訓(xùn)和高校的教學(xué)科研工作，有必要設(shè)計(jì)一套用于培訓(xùn)和教學(xué)科研的水電站發(fā)電系統(tǒng)，如果按實(shí)際水電站的發(fā)電系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)那將會(huì)是一個(gè)很大的工程，需要投入巨大的人力物力財(cái)力。因此有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法模擬水電站的發(fā)電系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型提供一種有效模擬水電站的發(fā)電系統(tǒng)、便于培訓(xùn)水電站運(yùn)行人員和高校的教學(xué)科研工作的水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)電子系統(tǒng)和參數(shù)模擬子系統(tǒng)，所述發(fā)電子系統(tǒng)包括直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，采用直流電機(jī)調(diào)速器用來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)調(diào)速器，采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述直流電動(dòng)機(jī)連接，所述直流電動(dòng)機(jī)與所述直流電機(jī)調(diào)速器連接，所述直流電機(jī)調(diào)速器與PLC控制器連接；所述參數(shù)模擬子系統(tǒng)將水電站運(yùn)行時(shí)的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分為兩類(lèi):開(kāi)關(guān)量和模擬量；采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC控制器的輸入點(diǎn)輸入到PLC控制器中進(jìn)行處理；采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行模擬。
[0007]本實(shí)用新型的工作原理:本實(shí)用新型中發(fā)電子系統(tǒng)由直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)組成，使用直流電機(jī)調(diào)速器來(lái)模擬水輪機(jī)調(diào)速器，實(shí)現(xiàn)用直流電機(jī)調(diào)速器輸出電壓的大小模擬水輪機(jī)調(diào)速器在控制水輪機(jī)導(dǎo)葉的開(kāi)啟程度。用直流電機(jī)調(diào)速器的電流控制回路實(shí)現(xiàn)不同功率的輸出來(lái)模擬電站發(fā)電時(shí)有功功率的調(diào)節(jié)。參數(shù)模擬子系統(tǒng)采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC的輸入點(diǎn)輸入到PLC中進(jìn)行處理。采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的模擬，模擬量既可以通過(guò)PLC的AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行采集處理，也可以使用智能控制儀器來(lái)采集。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)為:1、發(fā)電子系統(tǒng)由直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，安全可靠且容易控制；2、參數(shù)模擬子系統(tǒng)中的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和電位器都能人為控制，方便對(duì)各種運(yùn)行狀態(tài)和事故故障的模擬；3、發(fā)電模擬系統(tǒng)占地小、便于安裝，且不需要建水工設(shè)施。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是發(fā)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路圖。
[0010]圖2是發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電控制思路圖。
[0011]圖3是開(kāi)關(guān)量輸入設(shè)計(jì)圖。
[0012]圖4是溫度模擬量輸入設(shè)計(jì)圖。
[0013]圖5是其余模擬量輸入設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0015]參照?qǐng)D1?圖5，一種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)電子系統(tǒng)和參數(shù)模擬子系統(tǒng)，所述發(fā)電子系統(tǒng)包括直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，采用直流電機(jī)調(diào)速器用來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)調(diào)速器，采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述直流電動(dòng)機(jī)連接，所述直流電動(dòng)機(jī)與所述直流電機(jī)調(diào)速器連接，所述直流電機(jī)調(diào)速器與PLC控制器連接；所述參數(shù)模擬子系統(tǒng)將水電站運(yùn)行時(shí)的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分為兩類(lèi):開(kāi)關(guān)量和模擬量；采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC控制器的輸入點(diǎn)輸入到PLC控制器中進(jìn)行處理；采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行模擬。
[0016]所述參數(shù)模擬子系統(tǒng)中，將水電站運(yùn)行時(shí)的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分為兩類(lèi):開(kāi)關(guān)量和模擬量；所述開(kāi)關(guān)量包括調(diào)速器手動(dòng)/自動(dòng)信號(hào)、調(diào)速器故障信號(hào)、調(diào)速器事故信號(hào)、軸承冷卻水示流信號(hào)、制動(dòng)投入/復(fù)歸信號(hào)、進(jìn)水閘全關(guān)/全開(kāi)信號(hào)、旁通閥全關(guān)/全開(kāi)信號(hào)、滅磁開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、剪斷銷(xiāo)剪斷信號(hào)、機(jī)組溫度偏高信號(hào)、機(jī)組溫度過(guò)高信號(hào)和電氣保護(hù)停機(jī)信號(hào)；
[0017]所述模擬量包括發(fā)電機(jī)徑向軸承瓦溫、水輪機(jī)徑向軸承瓦溫、發(fā)電機(jī)推力軸承瓦溫、空冷器冷風(fēng)溫度、發(fā)電機(jī)定子三相線圈溫度、發(fā)電機(jī)定子三相鐵芯溫度、前池水位、制動(dòng)氣壓、調(diào)速器油壓和蝸殼壓力；
[0018]所述發(fā)電子系統(tǒng)中，所述直流電機(jī)調(diào)速器接收PLC控制器輸入的0-10V的控制命令時(shí)輸出0-220V的直流電壓給直流電動(dòng)機(jī)電樞，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)接收到的直流電壓輸入值實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；通過(guò)測(cè)頻裝置，發(fā)電機(jī)給PLC控制器反饋發(fā)電頻率，實(shí)現(xiàn)發(fā)電頻率的穩(wěn)定控制；發(fā)電子系統(tǒng)帶上負(fù)載后，當(dāng)負(fù)載發(fā)生改變時(shí)，將引起發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的改變，直流電機(jī)調(diào)速器通過(guò)自身的電流控制回路改變輸出電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)整。
[0019]本實(shí)用新型中采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC的輸入點(diǎn)輸入到PLC中進(jìn)行處理。圖3所示，本實(shí)用新型以三菱PLC為例，將以上所列舉的開(kāi)關(guān)量依次接入到輸入點(diǎn)X0-X17，其中所示意的開(kāi)關(guān)即為撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。
[0020]本實(shí)用新型中采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行模擬，模擬量既可以通過(guò)PLC的AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行采集處理，也可以使用智能控制儀器來(lái)采集。為了更好詮釋模擬量的采集方法，本實(shí)用新型中按圖4所示將溫度模擬量由電位器來(lái)模擬并由智能設(shè)備溫度巡檢儀來(lái)采集，按圖5所示將前池水位、制動(dòng)氣壓、調(diào)速器油壓、蝸殼壓力4個(gè)模擬量由電位器來(lái)模擬并由PLC的AD模塊來(lái)采集。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括發(fā)電子系統(tǒng)和參數(shù)模擬子系統(tǒng)，所述發(fā)電子系統(tǒng)包括直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，采用直流電機(jī)調(diào)速器用來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)調(diào)速器，采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述直流電動(dòng)機(jī)連接，所述直流電動(dòng)機(jī)與所述直流電機(jī)調(diào)速器連接，所述直流電機(jī)調(diào)速器與PLC控制器連接；所述參數(shù)模擬子系統(tǒng)將水電站運(yùn)行時(shí)的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分為兩類(lèi):開(kāi)關(guān)量和模擬量；采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC控制器的輸入點(diǎn)輸入到PLC控制器中進(jìn)行處理；采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行模擬。
【專(zhuān)利摘要】一種水電站發(fā)電模擬系統(tǒng)，包括發(fā)電子系統(tǒng)和參數(shù)模擬子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)包括直流電機(jī)調(diào)速器、直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，采用直流電機(jī)調(diào)速器用來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)調(diào)速器，采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)模擬水電站的水輪機(jī)，直流電機(jī)調(diào)速器與PLC控制器連接；參數(shù)模擬子系統(tǒng)中，將水電站運(yùn)行時(shí)的各個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分為兩類(lèi)：開(kāi)關(guān)量和模擬量；采用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)模擬開(kāi)關(guān)量，并將開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接通過(guò)PLC控制器的輸入點(diǎn)輸入到PLC控制器中進(jìn)行處理；采用電位器的不同阻值變化實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行模擬。本實(shí)用新型有效模擬水電站的發(fā)電系統(tǒng)、便于培訓(xùn)水電站運(yùn)行人員和高校的教學(xué)科研工作。
【IPC分類(lèi)】G09B23-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204576920
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520106619
【發(fā)明人】趙燕偉, 應(yīng)偉軍, 陳相云, 任設(shè)東, 佘宏杰, 樓炯炯, 謝勇磊
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日