光伏发电技术实训.docx
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光伏发电技术实训
第一部分系统安全操作说明
为了顺利完成光伏发电技术的实训项目,确保实训时设备的安全、可靠及长期的运行,
实训人员要严格遵守如下安全规程:
一、实训前的准备
1、实训前仔细阅读使用说明书熟悉系统的相关部分。
2、实训前仔细阅读系统操作说明及实训的注意事项。
3、实训前确保各系统控制柜电源处于断开状态。
4、实训前根据实训指导书中相关内容熟悉此次实训的操作步骤。
二、实训中注意事项
1、严格按照正确的操作步骤给系统上电和断电,以免误操作给系统带来损坏。
2、在实训过程中,实训照明灯、模拟光源、电池板及周围的金属固件在光源的(长时间)
照射下温度会上升,操作者不要用手指直接去触摸它们,以免烫伤。
3、在实训过程中,有“危险”标志的地方为强电注意安全。
三、实训的进行步骤
实训时要做到以下几点:
(1)预习报告详细完整,熟悉设备。
实训开始前,指导老师要对学生的预习报告做检查,要求学生了解本次实训的目的、内容和安全实训操作步骤,只有满足此要求后,方能允许开始实训。
指导老师要对实训装置作详细介绍,学生必须熟悉该次实训所用的各种设备,明确这些设备的功能与使用方法。
(2)建立小组,合理分工。
每次实训都以小组为单位进行,每组由5~6人组成。
(3)试运行。
在正式实训开始之前,先熟悉装置的操作,然后按一定安全操作规范接通电源,观察设备是否正常。
如果设备出现异常,应立即切断电源,并排除故障;如果一切正常,即可正式开始实训。
(4)认真负责,实训有始有终。
实训完毕后,应请指导老师检查实训资料。
经指导老师认可后,按照安全操作步骤关闭所有电源,并把实训中所用的物品整理好,放回原位。
四、实训总结
这是实训的最后、最重要阶段,应分析实训现象并撰写实训报告。
每位实训参与者要独立完成一份实训报告,实训报告的编写应持严肃认真、实事求是的态度。
实训报告是根据实训中观察发现的问题,经过自己分析研究或组员之间分析讨论后写出的实训总结和心得体会,应简明扼要、字迹清楚、结论明确。
实训报告应包括以下内容:
(1)实训名称、专业、班级、学号、姓名、指导教师、实训日期、实习单位等。
(2)实训目的、实训内容、实训步骤。
(3)实训设备的型号、规格、铭牌数据及设备编号。
(4)实训资料的整理。
(5)用理论知识对实训结果进行分析总结,得出正确的结论。
(6)对实训中出现的现象、遇到的问题进行分析讨论,写出心得体会,并提出自己的建议和
改进措施。
(7)实训报告应写在一定规格的报告纸上,保持整洁。
(8)每次实训每人独立完成一份报告,按时送交指导老师批阅。
第二部分实训项目
V-SUN-S2000型模拟电源实训系统
V-SUN-S2000型模拟电源实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成,如图1-1所示。
V-SUN-S2000型模拟电源实训系统用三合一立体模块式结构,各装置和系统具有独立的功能。
图1-1V-SUN-S2000型模拟电源实训系统
1.1光伏供电装置和光伏供电系统
1.1.1光伏供电装置
1.光伏供电装置的组成
光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成,如图1-2所示。
图1-2光伏供电装置
4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵,光敏电阻传感器、温湿度和光照度传感器安装在光伏电池方阵中央。
2盏500W的投射灯安装在摆杆支架上,摆杆底端与减速箱输出端连接,减速箱输入端连接单相交流电动机。
电动机旋转时,通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。
摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和限位开关,用于摆杆位置的限位和保护。
水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、水平运动和俯仰运动直流电动机、限位开关组成。
水平运动和俯仰运动直流电动机旋转时,水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动,限位开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。
2.部分设备(器件)参数
(1)光伏电池组件主要参数
额定功率:
20W
额定电压:
17.6V
额定电流:
1.14A
开路电压:
21.7V
短路电流:
1.26A
尺寸:
450mm×430mm×25mm×25mm
(2)投射灯主要参数
电压:
AC220V
额定功率:
500W
(3)光线传感器主要参数:
四象限光敏电阻传感器
(4)水平、俯仰运动减速箱主要参数:
减速比:
1:
80
(5)摆杆减速箱主要参数:
减速比:
1:
3000
3.光伏供电装置的设备和器件清单
表1-1是光伏供电装置的设备和器件清单。
表1-1光伏供电装置的设备和器件清单
序号
设备(器件)名称
数量
序号
设备(器件)名称
数量
1
光伏电池组件
4
13
光伏电池组件北、南方向限位限位开关
2
2
投射灯
2
14
摆杆减速箱
1
3
光线传感器
1
15
摆杆减速箱底座
1
4
光线传感器控制盒
1
16
摆杆
1
5
水平和俯仰方向运动机构
1
17
摆杆支架
1
6
水平和俯仰方向运动机构支架
1
18
单相交流电动机
1
7
水平运动减速箱
1
19
电容器
1
8
俯仰运动减速箱
1
20
午日位置接近开关
1
9
水平运动直流电动机
1
21
摆杆东西运动限位微动开关
2
10
俯仰运动直流电动机
1
22
底座支架
1
11
光伏电池组件水平运动限位限位开关
2
23
连杆
1
12
光照度传感器
1
24
温湿度传感器
1
1.1.2光伏供电系统
光伏供电系统主要由辅助电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏跟踪控制单元、MCGS显示单元、接口单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、断路器、5V开关电源、网孔架、排线线槽等组成。
如图1-3所示。
图1-3光伏供电系统
1.1.2.1辅助电源控制单元
1.辅助电源控制单元面板
辅助电源控制单元面板如图1-4所示。
辅助电源控制单元主要由断路器、+24V开关电源、AC220V电源插座、指示灯、接线端DT1和DT2等组成。
接线端子DT1.1、DT1.2和DT1.3、DT1.4分别接入AC220V的L和N。
接线端子DT2.1、DT2.2和DT2.3、DT2.4分别输出+24V和0V。
辅助电源控制单元的电气原理图如图1-5所示。
图1-4辅助电源控制单元面板
图1-5辅助电源控制单元的电气原理图
2.辅助电源控制单元接线
辅助电源控制单元接线请见表1-2。
表1-2光伏电源控制单元接线
序号
起始端位置
结束端位置
线标
线型
1
DT1.1(φ3叉型端子)
①DT3.3(φ3叉型端子)
②PLC(L1)(管型端子)
L1.2
0.5mm2红色
2
DT1.2(φ3叉型端子)
①5V开关电源L(管型端子)
②6(继电器9)(φ3叉型端子)
L1.2
0.5mm2红色
3
DT1.3(φ3叉型端子)
①DT3.4(φ3叉型端子)
②PLC(N)(管型端子)
N1.2
0.5mm2黑色
4
DT1.4(φ3叉型端子)
①开关电源N(管型端子)
②接线排N1.2(管型端子)
N1.2
0.5mm2黑色
5
DT2.1(φ3叉型端子)
①接线排L+24V(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
6
DT2.2(φ3叉型端子)
①接线排L+24V(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
7
DT2.3(φ3叉型端子)
①DT10.6(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
8
DT2.4(φ3叉型端子)
①接线排M24V(管型端子)
M24V
0.5mm2黑色
1.1.2.2光伏输出显示单元
1.光伏输出显示单元面板
光伏输出显示单元面板如图1-6所示,光伏输出显示单元主要由直流电流表、直流电压表、接线端DT3和DT4等组成。
接线端子DT3.3、DT3.4和DT4.3、DT4.4分别接入AC220V的L和N。
接线端子DT3.5、DT3.6和DT4.5、DT4.6分别是RS485通信端口。
接线端子DT3.1、DT3.2和DT4.1、DT4.2分别用于测量和显示光伏电池方阵输出的直流电流和直流电压。
图1-6光伏输出显示单元面板
2.光伏输出显示单元接线
光伏输出显示单元电气原理图请见图1-14,光伏输出显示单元接线请见表1-3。
表1-3光伏输出显示单元接线
序号
起始端位置
结束端位置
线标
线型
1
DT3.1(φ3叉型端子)
①左边两芯转接头(管型端子)
PV+
1.0mm2红色
2
DT3.2(φ3叉型端子)
①DT4.1(φ3叉型端子)
PV1+
1.0mm2红色
3
DT3.3(φ3叉型端子)
①DT4.3(φ3叉型端子)
L1.2
0.5mm2红色
4
DT3.4(φ3叉型端子)
①DT4.4(φ3叉型端子)
N1.2
0.5mm2黑色
5
DT3.5(φ3叉型端子)
①DT4.5(φ3叉型端子)
A+
0.5mm2蓝色
6
DT3.6(φ3叉型端子)
①DT4.6(φ3叉型端子)
B-
0.5mm2绿色
7
DT4.1(φ3叉型端子)
①右边两芯转接头(管型端子)
PV1+
1.0mm2红色
8
DT4.2(φ3叉型端子)
①左边两芯转接头(管型端子)
②右边两芯转接头(管型端子)
PV-
1.0mm2黑色
9
DT4.3(φ3叉型端子)
①接线排L1.2(管型端子)
L1.2
0.5mm2红色
10
DT4.4(φ3叉型端子)
①接线排N1.2(管型端子)
N1.2
0.5mm2黑色
11
DT4.5(φ3叉型端子)
①接线排A+(管型端子)
A+
屏蔽电缆
12
DT4.6(φ3叉型端子)
①接线排B-(管型端子)
B-
屏蔽电缆
1.1.2.3光伏跟踪控制单元
1.光伏跟踪控制单元组成
光伏跟踪控制单元主要由选择开关、急停按钮、带灯按钮、接线端DT9、DT10和DT11等组成,光伏跟踪控制单元面板如图1-7所示。
选择开关自动挡、启动按钮、向东按钮、向西按钮、向北按钮、向南按钮、灯1按钮、灯2按钮、东西按钮、西东按钮、停止按钮均使用常开触点,分别接在接线端子的DT9.2、DT9.3、DT9.5、DT9.6、DT9.7、DT9.8、DT10.1、DT10.2、DT10.3、DT10.4、DT10.5等端口。
急停按钮使用常闭触点,接在接线端子的DT9.4端口。
接线端子DT9.1和DT10.6分别接入+24V和0V。
接线端DT11有10个端口,分别接入相应按钮的指示灯。
图1-7光伏跟踪控制单元面板
2.光伏跟踪控制单元电气原理图
光伏跟踪控制单元的电气原理图如图1-8所示。
详细原理图和接线图如附录C所示。
图1-8光伏跟踪控制单元电气原理图
3.光伏跟踪控制单元器件清单
光伏供电控制单元器件清单请见表1-4。
表1-4光伏供电控制单元器件清单
序号
器件名称
功能
数量
备注
1
选择开关
程序的手动或自动选择
1
自动档为常开触点
2
急停按钮
用于急停处理
1
常闭触点
3
启动按钮
程序启动
1
带灯(绿色)按钮、常开触点
4
向东按钮
光伏电池方阵向东偏转
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
5
向西按钮
光伏电池方阵向西偏转
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
6
向北按钮
光伏电池方阵向北偏转
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
7
向南按钮
光伏电池方阵向南偏转
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
8
灯1按钮
投射灯1亮
1
带灯(绿色)按钮、常开触点
9
灯2按钮
投射灯2亮
1
带灯(绿色)按钮、常开触点
10
东西按钮
投射灯由东向西移动
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
11
西东按钮
投射灯由西向东移动
1
带灯(黄色)按钮、常开触点
12
停止按钮
程序停止
1
带灯(红色)按钮、常开触点
13
8位接线端子
线的连接
1
DT-8P
14
6位接线端子
线的连接
1
DT-6P
15
10位接线端子
线的连接
1
DT-10P
4.光伏跟踪控制单元接线
光伏跟踪控制单元接线请见表1-5。
表1-5光伏跟踪控制单元接线
序号
起始端位置
结束端位置
线标
线型
1
DT9.1(φ3叉型端子)
①接线排L+24V(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
2
DT9.2(φ3叉型端子)
①PLC(I0.4)(管型端子)
I0.4
0.5mm2蓝色
3
DT9.3(φ3叉型端子)
①PLC(I0.5)(管型端子)
I0.5
0.5mm2蓝色
4
DT9.4(φ3叉型端子)
①PLC(I0.6)(管型端子)
I0.6
0.5mm2蓝色
5
DT9.5(φ3叉型端子)
①PLC(I0.7)(管型端子)
I0.7
0.5mm2蓝色
6
DT9.6(φ3叉型端子)
①PLC(I1.0)(管型端子)
I1.0
0.5mm2蓝色
7
DT9.7(φ3叉型端子)
①PLC(I1.1)(管型端子)
I1.1
0.5mm2蓝色
8
DT9.8(φ3叉型端子)
①PLC(I1.2)(管型端子)
I1.2
0.5mm2蓝色
9
DT10.1(φ3叉型端子)
①PLC(I1.3)(管型端子)
I1.3
0.5mm2蓝色
10
DT10.2(φ3叉型端子)
①PLC(I1.4)(管型端子)
I1.4
0.5mm2蓝色
11
DT10.3(φ3叉型端子)
①PLC(I1.5)(管型端子)
I1.5
0.5mm2蓝色
12
DT10.4(φ3叉型端子)
①PLC(I1.6)(管型端子)
I1.6
0.5mm2蓝色
13
DT10.5(φ3叉型端子)
①PLC(I1.7)(管型端子)
I1.7
0.5mm2蓝色
14
DT10.6(φ3叉型端子)
①DT2.3(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
15
DT11.1(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.0)(管型端子)
Q1.0
0.5mm2蓝色
16
DT11.2(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.1)(管型端子)
Q1.1
0.5mm2蓝色
17
DT11.3(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.2)(管型端子)
Q1.2
0.5mm2蓝色
18
DT11.4(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.3)(管型端子)
Q1.3
0.5mm2蓝色
19
DT11.5(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.4)(管型端子)
Q1.4
0.5mm2蓝色
20
DT11.6(φ3叉型端子)
①14(继电器9)
Q0.4
0.5mm2蓝色
21
DT11.7(φ3叉型端子)
①14(继电器10)
Q0.5
0.5mm2蓝色
22
DT11.8(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.5)(管型端子)
Q1.5
0.5mm2蓝色
23
DT11.9(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.6)(管型端子)
Q1.6
0.5mm2蓝色
24
DT11.10(φ3叉型端子)
①PLC(Q1.7)(管型端子)
Q1.7
0.5mm2蓝色
1.1.2.4光伏供电主电路
1.光伏供电主电路电气原理
光伏供电由光伏供电装置和光伏供电系统完成,光伏供电主电路电气原理如图1-9所示。
继电器KA11和继电器KA12将单相AC220V通过三芯转接头CON2提供给摆杆偏转电动机,电动机旋转时,安装在摆杆上的投射灯由东向西方向或由西向东方向移动。
摆杆偏转电动机是单相交流电动机,正、反转由继电器KA11和继电器KA12分别完成。
继电器KA13和继电器KA14是限位继电器,是通过四芯转接头CON3提供给限位开关的。
当摆杆偏转电动机由东向西方向或由西向东方向移动的时,触碰到固定在摆杆两边的限位开关,继电器KA13或继电器KA14阻止摆杆偏转电动机继续在向东或向西摆动。
图1-9光伏供电主电路电气原理图
继电器KA9和继电器KA10将单相AC220V通过四芯转接头CON4分别提供给投射灯1和投射灯2。
光伏电池方阵分别向东偏转或向西偏转是由水平运动直流电动机控制,正、反转由继电器KA1和继电器KA2通过四芯转接头CON5向直流电动机提供不同极性的直流24V电源,实现直流电动机的正、反转。
光伏电池方阵分别向北偏转或向南偏转是由另俯仰运动直流电动机控制,正、反转由继电器KA3和继电器KA4完成。
继电器KA5、KA6、KA7、KA8都是限位继电器。
当光伏电池方阵水平运动直流电动机向东偏转或向西偏转时,触碰到固定在云台下方的两个限位开关,继电器KA5或继电器KA6阻止水平运动直流电动机继续向东偏转或向西偏转。
当光伏电池方阵俯仰运动直流电动机向南偏转或向北偏转时,触碰到固定在云台内部连接杆上的两个限位开关,继电器KA7或继电器KA8阻止俯仰运动直流电动机继续向南偏转或向北偏转。
2.光伏供电主电路接线
光伏供电主电路接线请见表1-6。
表1-6光伏供电主电路接线
序号
起始端位置
结束端位置
线标
线型
1
13(继电器1)(φ3叉型端子)
①13(继电器2)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
2
1(继电器1)(φ3叉型端子)
①2(继电器5)(φ3叉型端子)
KA00
0.5mm2黑色
3
2(继电器1)(φ3叉型端子)
①1(继电器5)(φ3叉型端子)
KA01
0.5mm2红色
4
5(继电器1)(φ3叉型端子)
①1(继电器6)(φ3叉型端子)
KA02
0.5mm2红色
5
6(继电器1)(φ3叉型端子)
①2(继电器6)(φ3叉型端子)
KA03
0.5mm2黑色
6
14(继电器1)(φ3叉型端子)
①(PLC)Q0.0(管型端子)
Q0.0
0.5mm2蓝色
7
10(继电器1)(φ3叉型端子)
①接线排SP0.0(管型端子)
SP0.0
0.5mm2蓝色
8
9(继电器1)(φ3叉型端子)
①接线排SP0.1(管型端子)
SP0.1
0.5mm2蓝色
9
13(继电器2)(φ3叉型端子)
①13(继电器3)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
10
5(继电器2)(φ3叉型端子)
①L+2(PLC)(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
11
6(继电器2)(φ3叉型端子)
①6(继电器4)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
12
9(继电器2)(φ3叉型端子)
①9(继电器5)φ3叉型端子)
KA11
0.5mm2红色
13
10(继电器2)(φ3叉型端子)
①10(继电器5)(φ3叉型端子)
KA12
0.5mm2红色
14
14(继电器2)(φ3叉型端子)
①(PLC)Q0.1(管型端子)
Q0.1
0.5mm2蓝色
15
13(继电器3)(φ3叉型端子)
①13(继电器4)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
16
1(继电器3)(φ3叉型端子)
①2(继电器7)(φ3叉型端子)
KA04
0.5mm2黑色
17
2(继电器3)(φ3叉型端子)
①1(继电器7)(φ3叉型端子)
KA05
0.5mm2红色
18
5(继电器3)(φ3叉型端子)
①1(继电器8)(φ3叉型端子)
KA06
0.5mm2红色
19
6(继电器3)(φ3叉型端子)
①2(继电器8)(φ3叉型端子)
KA07
0.5mm2黑色
20
14(继电器3)(φ3叉型端子)
①(PLC)Q0.2(管型端子)
Q0.2
0.5mm2蓝色
21
10(继电器3)(φ3叉型端子)
①接线排SP0.2(管型端子)
SP0.2
0.5mm2蓝色
22
9(继电器3)(φ3叉型端子)
①接线排SP0.3(管型端子)
SP0.3
0.5mm2蓝色
23
13(继电器4)(φ3叉型端子)
①13(继电器5)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
24
5(继电器4)(φ3叉型端子)
①接线排L+24V(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
25
5(继电器4)(φ3叉型端子)
①昆仑触摸屏L+24V(管型端子)
L+24V
0.5mm2红色
26
6(继电器4)(φ3叉型端子)
①接线排M24V(管型端子)
M24V
0.5mm2黑色
27
9(继电器4)(φ3叉型端子)
①9(继电器7)(φ3叉型端子)
KA13
0.5mm2红色
28
10(继电器4)(φ3叉型端子)
①10(继电器7)(φ3叉型端子)
KA14
0.5mm2红色
29
14(继电器4)(φ3叉型端子)
①(PLC)Q0.3(管型端子)
Q0.3
0.5mm2蓝色
30
13(继电器5)(φ3叉型端子)
①13(继电器6)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
31
14(继电器5)(φ3叉型端子)
①(PLC)I0.0(管型端子)
I0.0
0.5mm2蓝色
32
14(继电器5)(φ3叉型端子)
①接线排I0.0(管型端子)
I0.0
0.5mm2蓝色
33
9(继电器5)(φ3叉型端子)
①9(继电器6)(φ3叉型端子)
KA11
0.5mm2红色
34
10(继电器5)(φ3叉型端子)
①10(继电器6)(φ3叉型端子)
KA12
0.5mm2红色
35
13(继电器6)(φ3叉型端子)
①13(继电器7)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
36
14(继电器6)(φ3叉型端子)
①(PLC)I0.1(管型端子)
I0.1
0.5mm2蓝色
37
14(继电器6)(φ3叉型端子)
①接线排I0.1(管型端子)
I0.1
0.5mm2蓝色
38
13(继电器7)(φ3叉型端子)
①13(继电器8)(φ3叉型端子)
M24V
0.5mm2黑色
39
14(继电器7)(φ3叉型端子)
①(PLC)I0.2(管型端子)
I0.2
0.5mm2蓝色
40
14(继电器7)(φ3叉型端子)
①接线排
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