ZJGKSD02混流式水輪發(fā)電機組仿真模擬實驗臺

混流式水輪機組動態(tài)仿真模擬實驗臺應用于《水電站、水電站建筑物、水利水電工程建筑物、水輪發(fā)電機組、水輪機組安裝、水輪機組運行與檢修》等課程實訓教學；適用于“全國大學生水利創(chuàng)新設計大賽”“全國大學生農(nóng)業(yè)水利工程及相關專業(yè)創(chuàng)新大賽”“全國高等職業(yè)院校學生水輪機組運行技術技能競賽”設計；服務于教學改革，支撐專業(yè)綜合改革的教學管理方式，以實踐問題為導向的反轉(zhuǎn)課堂,適時調(diào)整優(yōu)化專業(yè)結構增強培養(yǎng)與社會發(fā)展適應性人才提供支撐。

實驗臺仿真模擬典型的水電站混流式水輪發(fā)電機組運行工況，裝置自帶循環(huán)供水系統(tǒng)設施模擬供水發(fā)電；通過供水運行與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成對壓力、流量、轉(zhuǎn)速、電流、電壓等參數(shù)的采集、傳輸、存儲和處理；實驗臺通過信號反饋來表示當前選擇的工作導向，便于學生學習和教師講解，可開設多個實驗實訓教學項目。

一、實驗臺規(guī)格型號

1、規(guī)格尺寸：5m×1.5m﹦7.5㎡；

2、電源功率：220V.50HZ,1000W；

3、主要材料：PMMA、PVC、ABS板（棒）材、H/L型仿金屬等主要構件、主體支架、微型電機、受力構件、傳動裝置、50#、30#鋼材金屬構件，供水系統(tǒng)1套；水泵功率0.5kW；PVC水管,電控閥，繼電器，電氣元件構架采用H、L型PVC仿金屬構架；傳動為金屬構件；

二、實驗臺技術參數(shù)說明

1、水電站實驗室文化建設(5塊展板)

（1）板面規(guī)格：1200×800mm；

（2）內(nèi)容說明：主要用于實驗室文化建設，懸掛實訓室四周墻壁營造良好的文化氛圍，增強學生對水電站機組的宏觀認認知。根據(jù)實訓室周邊墻面，設計懸掛包括國內(nèi)混流式水輪發(fā)電機組，軸流式水輪發(fā)電機組，貫流式水輪發(fā)電機組，沖擊式水輪發(fā)電機組等典型機組文化主題掛板；模擬掛板的制作為壁掛式，板面透明亞克力、內(nèi)容寫真噴繪覆雪弗板、固定-廣告螺絲；

2、鋼焊基座展示臺1臺

（1）基座尺寸：4000×1200×600mm；

（2）設計說明：根據(jù)混流式水輪發(fā)電機組支承受力分析計算；選取50#、45#角鋼焊接支架，外框?qū)嵞景邃佋O成型結構，外觀鋁塑板裝飾；

3、重力壩段模塊1座

（1）壩體段尺寸：2500×2000×1000mm；

（2）參數(shù)說明：采用采用非溢流重力壩段還原比例；主體做出進水口(進水閘)電動閥Φ80mm、壓力鋼管Φ100mm、廊道系統(tǒng)；

4、水電站壩后式廠房模塊1座

（1）廠房段尺寸：mm；

（2）參數(shù)說明：采用壩后式廠房還原比例設計；主要內(nèi)容廠房布置在非溢流壩段后，發(fā)電用水由穿過壩體的高壓管道引入廠房。下部結構主要包括基礎板、尾水管、蝸殼、機墩和上下游墻等；上部結構由承重構架與不承重的磚墻組成；

5、混流式水輪發(fā)電主機模塊1套

（1）機組尺寸：水輪機蝸殼Φ500mm；發(fā)電機Φ450mm；

（2）參數(shù)說明：水輪機組包括水輪機與SF300—56/13600型水輪發(fā)電機1:30比例；混流式水輪機由蝸殼、導葉、轉(zhuǎn)輪、主軸、軸承、蓋板、座環(huán)、尾水管等零部件組成；水輪發(fā)電機由定子、轉(zhuǎn)子、機架、推力軸承、導軸承、冷卻器、制動器等構件組成；主軸連接發(fā)電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪體；將水輪機的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。

6、自循環(huán)供水系統(tǒng)模塊1組

（1）鋼架尺寸：800×800×2100mm；

（2）參數(shù)說明：包括水箱部分由支撐底架、上下水箱、水泵、給水管、回水管，電動閥組成；有機玻璃材質(zhì)3m3上蓄水箱，安裝水位儀；供水泵型號IS50-32-200，流量12.5m3/h，功率500W，轉(zhuǎn)速2900r/min；給排水管Φ50-80mmPVC管連接上下水箱及水泵，安裝蝴蝶閥進行供排水切換；當水箱充水時，開機通過計算機界面操作打開上水箱進水閥；反映水輪發(fā)電機組過水生產(chǎn)運行過程，展現(xiàn)水輪機實際運行工況，并能達到水輪機機械部件可視化效果；

7、機組虛擬3D視頻動畫及測點數(shù)據(jù)采集模塊1套

(1)配置水電站機組虛擬3D視頻動畫光盤1套；包括水電站全景漫游，機組設備三維虛擬拆解部件構造及運行原理解說3D視頻動畫(大壩，水輪機，發(fā)電機)；系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實技術多維度、全流程、全范圍演示機組生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)和主要生產(chǎn)設備，并提示相關信息。

(2)數(shù)據(jù)采集通過計算機與機組運行測點連接轉(zhuǎn)換，由傳感器、控制器等其它單元測量儀器安裝組成；機組通過進水閥、導葉開度調(diào)整，機組運行數(shù)值隨之實時變化，界面數(shù)據(jù)測點模塊有流量，流速，壓力，閥門與導葉開度，機組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，三相36VAC發(fā)電機勵磁電壓，勵磁電流；

(3)測點儀表：90W水泵1臺；V2A102-03電控調(diào)節(jié)閥2臺；流量傳感器1臺；流速傳感器1臺，轉(zhuǎn)速計1臺；壓力傳感器3臺；轉(zhuǎn)速測量器1臺，三相36VAC發(fā)電機1臺，液位計2臺，智能電表2臺，24VDC繼電器15個.

8、實驗臺運行控制系統(tǒng)模塊1套

(1)配置多媒體講臺：1150×700×1000mm；材質(zhì)1.5mm和1.2mm冷軋鋼板；中控及鍵盤鼠標開啟滑蓋設計；能同時容納臺式電腦、實物展臺、中央控制器、功放等教學設備；

(2)PLC控制柜：三菱PLC可編程控制器，F(xiàn)X2N-16EYT，F(xiàn)X2N-16EYT，F(xiàn)X2N-16MT-001、FX3U-128MT/ES-A；

(3)配置計算機1臺，win7，64位系統(tǒng)軟件控制；易控-PowerView組態(tài)監(jiān)控平臺軟件；TFTLCD 350 cd/m2高亮度顯示屏；I/O通信接口、PC/104 擴展接口；Intel 945GSE +ICH7M芯片組；模擬操作系統(tǒng)控制回路在仿真軟件系統(tǒng)條件下進行；邏輯控制器輸出的開關控制信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電氣開關量直接控制，驅(qū)動24路繼電器開關輸出模擬；邏輯電路實現(xiàn)對設備操作、目標等集中控制或分布控制.