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圣方济各堂区GC-FD0 小型风力发电实训装置

GC-FD0 小型风力发电实训装置一、系统概述该装置由风力发电机、风力发电控制器、电力蓄能单元、逆变模块、开关控制单元、负载单元、显示单元共七大单元系统组成,系统能进行风力发电相关全过程实验,是职高、大学、研究生以风力发电为主课题的研究和培训、教学的理想产品。教学特点Ø  系统实验平台集成了室内温/湿度仪,风速测量系统,让使用者操作起来更直观。Ø &nbs

GC-FD0 小型风力发电实训装置

一、系统概述

该装置风力发电机、风力发电控制器、电力蓄能单元、逆变模块、开关控制单元、负载单元、显示单元共七大单元系统组成,系统能进行风力发电相关全过程实验,是职高、大学、研究生以风力发电为主课题的研究和培训、教学的理想产品。

教学特点

Ø  系统实验平台集成了室内温/湿度仪,风速测量系统,让使用者操作起来更直观。

Ø  系统采用数字化DSP技术,对蓄电池充放电进行全智能化的管理。

Ø  系统面板上采用直观的数字仪表和液晶显示,让用户即时了解系统工作状态。

Ø  系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能。

Ø  风力发电教学实验系统,可以让实训学生自行拆装移动,使用简便、节能环保、无污染。

Ø  增加分布式发电原理与实验模块,让学生增加对新知识的理解

二、系统运行技术条件

1.风力系统

Ø   风轮直径:1.65(m)

Ø   启动风速:1.5(m/s)

Ø   额定风速:12(m/s)

Ø   安全风速:35(m/s)

Ø   工作形式:上风式永磁同步发电机

Ø   风叶旋转方向:顺时针

Ø   风叶数量:3(片)   

Ø   风叶材料:玻璃增强聚丙烯材料

Ø   电机材料:铝合金&不锈钢

模拟风洞:

Ø   风量:34073 m3/h1275Pa-2138Pa

Ø   电压:三相四线 380VAC

Ø   功率:2.2kW

Ø   调速单元:2.2KW 矢量变频器,输出频率:0-100Hz

2.充电系统

Ø   额定功率:400(W)

Ø   额定电压:12/24(V)

Ø   额定电流:33.3/16.7A

3.电力蓄能系统(机内)

Ø   储能形式:阀控式密封铅酸蓄电池

Ø   额定电压:12V

Ø   额定容量:55Ah

Ø   充电方法(恒压),循环︰最大充电电流为5.6A

4.离网逆变模块系统

Ø   直流输入电压:10.516.8 VDC

Ø   额定蔬出功率:300W

Ø  输出电压:110/220VAC

Ø   输出波形:纯正弦波

Ø   输出频率:50Hz

Ø  工作效率:85%

Ø   功率因数:>0.88

Ø   波形失真率≤5%

Ø  工作环境:温度-20℃~50

Ø  相对湿度:﹤90﹪(25℃)

Ø   保护功能:极性反接、短路、过热、过载保护

5.控制模块系统

Ø  工作电压:12VDC

Ø  充电功率:500W

Ø   光伏功率:100W

Ø   风机功率:400W

Ø   充电方式:PWM脉宽调制

Ø  充电最大电流 16.5A

Ø  过放保护电压 10.5V 

Ø  过放恢复电压 12.6V

Ø  输出保护电压 16.2V

Ø  卸载开始电压(出厂值)15V

Ø  卸载开始电流(出厂值) 12A

Ø   控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿等功能;

6.负载模块装置系统

Ø   风扇:×1个,额定电压:12/24V,工作电流:1.25A,功率:15W

Ø   交通灯:1(R,G,B),额定电压:12/24V,工作电流:0.8A,功率:9.6W

Ø   马达:×1个,额定电压:12/24V,工作电流:0.35A,功率:5W 转速:20rmp/min

Ø   交流LED灯×1个,交流节能灯×1

Ø   直流模拟负载:12V/24V/28WLED路灯板,带PWM调光功能,输出功率可设置

   8、测风系统

Ø  测量范围  风速:060m/s

Ø  精 度     ±0.1m/s

Ø  工作电源:AC 220V±20%  50HZ DC12V5V或其他供电。

Ø  记录间隔: 1分钟~240分钟连续可设置

Ø  内部存储: 4M bit

Ø  环境温度:  -40℃~50  

Ø  转速传感器:05000 风力发电机转速检测显示(室内)

Ø  过风速报警中断输出功能,可以设备闭环形式连接,增加实验安全性。

9.显示装置系统

Ø   直流电流表:× 1个,20A,显示模式︰0.5LED

Ø   直流电压表:× 1个,50V,显示模式︰0.5LED

Ø   交流电压表:× 1个,500V,显示模式︰0.5LED

Ø   交流电流表:× 1个,5A  显示模式︰0.5LED

Ø   交流电压表:× 1个,50V,显示模式︰0.5LED

Ø   交流电流表:× 1个,50A,显示模式︰0.5LED

Ø   时间、温/湿度表:× 1个,-2099.9  显示时间,室内温、湿度

Ø   风机转速表:× 1个,5A  显示模式︰0.5LED

10.电气开关操作台

   交流漏电开关、紧急停止开关、仪表开关、风机输入开关、直流输入开关

  仪表显示、控制按钮(开关)、智能型风光互补控制器、风速仪、鼓风机调速。

  11.基于物联网实验室安全用电智能控制系统

1、特点

    智能控制系统检测到有漏电或触电情景出现时,智能控制系统0.1秒断开连接,保证人身和财产安全;智能控制系统本身有故障指示灯,用户可根据智能控制系统故障指示灯显示判断出当前故障状态,便于处理;智能控制系统有挂锁功能,需要检修时,在挂锁位置上锁,防止他人上电,检修更安全。可以采集现场输出型装置数据,通过多种物联网通信方式上传至云端,实现本地设备的远程监控。

2功能

    基于物联网实验室安全用电智能控制系统进行用电数据采集、统计、存储、分析、查询等。运用前端数据可视化技术将实时的用电数据展示在平台上,并以图表的形式提供可视化的用电信息查询功能;运用数据库技术实时监测用电设备和线路运行状况,对异常状况及时告警,从而预防电气火灾;运用用电系统故障定位技术及时发现并精准定位用电故障点,自动生成故障报告,协助用户第一时间修复用电系统故障;运用电能质量监测技术实时分析和评估电能质量问题,并提供定制化的治理方案,协助用户获得优质电能;运用大数据技术和行业数学模型统计、分析并挖掘基础的用电数据,基于数据发掘节能潜力,从而提供能效优化方案。满足用电管理系统可视、安全、可靠、优质和经济的智慧用电模块需求。

3基于物联网实验室安全用电智能控制系统由执行装置与网机组成,技术参数分别为:

1)执行装置技术参数

1)极数:3P+N

2)脱扣特性:C5-10In D10-14In

3)额定电流:In 6A10A16A20A25A32A40A50A63A

4)额定电压:Ue AC 230V/400V

5)额定频率f50Hz

6)额定短路分断能力:Icu10kA

7)壳架等级额定电流:Inm63A

8)缺相保护:设备防烧毁保护模式

9)漏电保护:元器件损坏保护模式

10)过载保护:电流过大防烧毁模式

11)短路保护:碰线防烧毁模式

12)挂锁保护:便于维修安全

13)过温保护:可监测线路温度

14)过欠压保护:防止造成人身事故和机械设备损坏

15)漏电或触电时0.1秒断开

16)故障指示灯,便于查看工作状态

17)挂锁功能,检修更方便

2)网机技术参数

1)内置STM32F103C8T6主控芯片

2)外置8M无源晶振

3)采用SP3485作为485通信芯片

4485防浪涌保护

5)标准RS485接口,可直接串口设备

6)智能型数据终端,便捷实现数据传输功能

7)提供强大的中心管理软件,方便设备管理

8)提供便捷的软件升级和固件更新服务

9)提供数据库数据备份,方便查看历史数据

10)尺寸:89mm*67.5mm*20.5mm

11)重量:70g

12)电源:AC220V

13)功耗:1.5W

14)工作温度:-25 - +70

15)工作湿度:95%

16WiFi版最大下行传输速率:64kbps

17WiFi版最大上行传输速率:32kbps

12、监控软件

Ø  PC监控模块:监控主机、监控软件。

Ø  显示内容:蓄电池电压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率,能量模拟图,当前风速(米/秒),当前风向(度),当前风力资源平估。

三、教学项目及实验内容

实验1.风力发电基础理论原理性实验

实验2.风力发电系统设计实验

实验3.风力发电基础理论与应用技术仿真实验

实验4.风力发电相关测量技术实验

实验5.风力发电控制技术实验

实验6.风力发电电力电子实验

实验7.过放保护、过放恢复、过充保护、过充恢复

       均充保护、均充恢复、浮充保护、浮充恢复

实验8.过风速报警、欠风速报警、液晶显示风速

实验9.风力发电系统的直接负载实验

实验10.风力发电系统的风速变化影响实验

实验11.限速机械保护系统原理实验

实验12.限速电控保护系统原理实验

实验13.风机过功率保护实验

实验14.风机超速保护实验

实验15.不同转速下风力发电曲线实验

实验16.风况检测实验

实验17.独立风机系统实验

  实验18. 综合实验。

四、主要设备清单

序号

    

 

1

风力发电系统操作台

1

2

400W风力发电机

1

3

塔架、拉索

1

4

转速仪表(含支架)

1

5

风力发电控制器

1

6

蓄电池组55Ah

1

7

实验附件

1

8

软件

1

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