离网型风力发电系统试验指导书.docx
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离网型风力发电系统试验指导书
离网型风力发电系统
实验指导书
目录
第一章概述4
第二章安全须知5
2.1警示说明5
2.2禁止操作项5
2.3系统运行须知6
第三章系统组成7
3.1系统组成7
3.2系统主要部件参数8
3.3系统原理图10
第四章操作过程12
4.1系统启动和停止12
4.2风力发电控制器13
4.3离网逆变器13
4.4触摸显示屏14
第五章设备维护和常见故障处理16
5.1设备维护16
5.2常见故障和处理方法16
第一章概述
随着地球上矿石燃料的枯竭,以及在其使用过程中造成的污染,人类越来越迫切的需要找到一种干净的可代替的而且在相当长的一段时间内取之不尽用之不竭的能源。
风能就是一种干净的,并且在可预见的人类历史中取之不尽用之不竭的能源。
从古至今人类一直都在利用风能,比如风车抽水,磨面。
当今社会,我们所涉及的关于利用风能的方式概念主要是风力发电。
风力发电是利用风力带动风力轮机叶片旋转,再通过变速装置将旋转的速度提升,来促使发电机发电,是将机械能转化为电能的过程。
和利用太阳能发电一样,风力发电按照能否与市电电网相连分为并网型风力发电和离网型风力发电。
并网风力发电适合大规模集中式的应用,离网型风力发电适合小规模的如海岛,偏远山区等地的供电。
离网风力发电有以下优点:
1、清洁,美观,对环境友好;
2、能源可再生,无枯竭危险;
3、建设周期相对较短;
4、装机规模灵活,可随需求增加减少。
第二章安全须知
本章着重告知该并网发电系统的安全操作规程,以及违反这些安全操作规程可能带来的人身财产的损害。
若无特别说明,以下内容中停机和断开电气连接,指切断风力发电机输入、蓄电池组输入和市电三者电压(无市电输入的除外)。
操作者的陪护人员,指具备一定急救、伤害处理常识,并具备一定的电气电子知识,能熟练操作的人员。
2.1警示说明
该标志表示机柜内有高压或危险的电压,不当操作或触摸可能带来人身伤害!
该标志表明该处要牢固接地(接地电阻不大于4Ω),以保证人身和设备的安全。
2.2禁止操作项
●柜体内任何端子,在无法保证安全或无法知道是否有危险电压的情况下,禁止触碰!
不当操作可能带来严重的人身和设备的损坏。
●不得频繁开启关闭设备,不当操作会带来严重的设备损坏。
●应始终注意市电是否已经与系统接通,以及可能由此带来的严重电击伤害事故。
●应始终注意旋转的风力发电机输出端的电流,以及可能由此带来的严重的设备损害。
●风力发电控制器和离网逆变器内没有可供维修的部件,且内部有危险的高压。
禁止打开!
不当操作可能带来严重的人身和设备损坏。
●禁止强力操作,禁止湿手、或身体状态不适合操作时操作,当系统处在工作状态时,禁止移动。
●禁止撕毁、涂改设备的警示标志和参数标识。
●设备需要断开某处连接时,要设置明显的警示语,以防在维护检修过程中误接入,造成严重的人身和设备损害。
●禁止在不清楚设备运行状态情况下,开启或关闭。
●禁止在故障未确切的排除之前开启。
●禁止非专业人员操作该设备,操作者要具备一定的电气电子知识,并在熟读本手册和有陪护人员在场的情况下进行操作。
2.3系统运行须知
1、机柜
设备摆放在平整通风干燥处,周围需留出至少10cm的散热空间。
不可在设备周围堆放易燃易爆及可燃物。
设备出现故障后,务必按照手册中操作规程操作,除非已经确切知道故障原因并已经排除,否则不可贸然开机。
如有需要请到当地供电部门了解相关政策。
2、蓄电池
蓄电池已按照系统要求电气原理参数摆放并连接,不得随意改动连接线和挪动。
系统长期不开机时,需对蓄电池进行充电维护(即开机对蓄电池充电,直到充满为止)。
3、风力发电机
风力发电机,已按照系统要求电气原理参数连接,不得随意改动和挪动。
竖起的机杆要牢固接地,周围要设置明显的禁行标志,防止人员接触。
第三章系统组成
本章介绍系统的组成、结构以及重要部件的参数。
对于本系统的所有改动、维护及检修造成的参数变化均要达到或超过本章内容所涉及的标准。
系统由风力发电机、交直流配电控制柜两个主要部分组成。
3.1系统组成
风力发电机包括:
风力发电机主机,风力发电机支架。
控制柜包括:
交直流控制部分、仪表监测、指示灯、嵌入式组态系统、风力发电控制器、离网逆变器、蓄电池组成。
3.1.1系统结构说明
正面内结构部
图3-1,系统机柜全图
序号
名称
作用
①
直流输入指示
蓄电池输入正常时,指示灯亮起。
②
交流输出指示
逆变输出正常时,指示灯亮起。
③
故障指示
系统不开机,不工作时,指示灯亮起。
④
触摸显示屏
嵌入式组态触摸屏,用于监测相关数据。
⑤
急停开关
控制整机交流输出。
⑥
直流电压表
显示蓄电池组电压。
⑦
交流输出显示表
显示逆变输出电压、频率、负载电流。
⑧
交直流控制
控制风机,蓄电池输入,逆变输出。
⑨
风力发电能控制器
管理保护蓄电池充电。
⑩
离网逆变器
把蓄电池直流输入变为交流输出。
⑪
卸荷器
蓄电池充满时,转移能量,稳定风机转速,起保护作用。
⑫
蓄电池组
储存能量。
3.2系统主要部件参数
3.2.1风力发电机
峰值功率
2000W
额定电压
48V
输出电流
40A
风轮直径
1.96m
启动风速
3m/s
额定风速
12m/s
风叶旋转方向
顺时针
3.2.2嵌入式组态系统
LCD显示屏采用DC24V供电,RS485和232通讯。
显示风机输入电压、电流,逆变输出电压、电流,环境温度、湿度、光照强度等信息。
3.2.3风力发电控制器
蓄电池额定电压
48V
风力额定输入功率
2kW
浮充电压点
58V
最大开路电压
100V
显示方式
LCD
静态电流
≤20mA
工作温/湿度范围
-20~+55℃/35~85%RH(但无结露)
通信功能
RS485
整机质量
8kg
3.2.4离网逆变器
额定输出容量
2kW
额定蓄电池电压
DC48V
蓄电池过压保护点
DC68V
蓄电池过压恢复点
DC66V
蓄电池过放保护电压点
DC43V
蓄电池过放恢复电压点
DC48V
空载电流
≤0.4A
整机质量
20kg
输出波形/频率
纯正弦波50Hz±0.5Hz
散热方式
风扇散热
额定输出电压
AC220V
波形畸变率
≤4%
动态响应
5%
功率因数
≥0.8
过载反应时间
120%1分钟,150%10秒。
3.3系统原理图
图3-2、系统详细接线图
第四章操作过程
本章介绍整机开机、停机和各个重要部件的基本操作步骤,操作人员对于本系统的操作应严格遵照本章所给出的操作规程及注意事项进行。
4.1系统启动和停止
图4-1交直流控制部分
1、系统开机
开机前,确认离网逆变器面板上的开关处在闭合状态(0状态)
系统柜接通市电,打开急停开关,接触器吸合。
打开机柜前面板的控制开关请依次打开:
蓄电池组、风机输入开关,最后打开逆变输出开关,两次开机间隔不小于十分钟。
2、系统停机
打开前面板控制开关,依次关闭:
逆变输出、风机输入、蓄电池组输入开关。
最后断开急停开关并拔下电源插头线。
停机步骤是开机步骤的相反过程。
4.2风力发电控制器
图4-2风力发电控制器面板
风力发电控制器已按系统需要接完毕,无需改动。
如确有需要,断开时,先断开风机输入端子,后断开蓄电池输入端子。
连接时,先连接蓄电池端子,极性不能接反!
后连接风机输入端子。
以上操作,务必拧紧接线端子。
风力发电控制器内无可维修部件,内部有危险高压,打开机盖可能会造成严重的人身和设备损害。
控制器出现故障时,请立即停机,并断开风机输入和蓄电池组输入。
1—↑(+)向上翻查数据,增加参数修改量。
2—↓(-)向下翻查数据。
3—ENTER,修改参数后确定。
(风力发电控制器无需要修改的参数)
4—ESC,返回主界面。
5—启动/停止。
液晶屏依次显示:
风机充电电压,蓄电池组电压,风机充电电流,风机充电功率。
风力控制器显示屏显示大量数据,具体显示以现场实物为准。
4.3离网逆变器
图4-3离网逆变器面板
开启蓄电池组输入开关之前确认逆变器面板开关是否在断开状态(0处),如不在断开状态,把开关打到断开状态。
逆变器已按照系统需要连接完毕,无需改动,如确有需要改动。
请注意线端极性不能接反,务必拧紧接线端子。
4.4触摸显示屏
图4-3、触摸屏前面板
触摸屏采用DC24V/200mA供电,采用RS485方式通讯,规定通讯串口插针7脚为A,8脚为B。
触摸屏主界面显示风机充电电流、充电电压、充电功率;蓄电池组电压;逆变电流、逆变电压,逆变功率等信息。
切换每一项,会显示相应的输入量和时间的曲线。
图4-4、触摸屏主界面
图4-5、触摸屏显示曲线界面
根据按钮提示,触碰相应按钮切换每一项需要读取的数据。
触摸显示屏会显示大量的数据和图形界面,具体数据,要以现场实物为准。
第五章设备维护和常见故障处理
本章介绍设备的常规维护和常见的故障处理。
但不应当把本章涉及的内容作为系统维修的准则。
该设备或系统,无可维修的部件,不当操作会造成严重的人身和设备损害。
5.1设备维护
1、机柜
●正常运行中一段时间后,要对防尘罩的灰尘进行清理。
●机柜周围的杂物、易燃易爆物要及时清理。
●检查机柜的警示标语和参数标识有无污损。
●检查柜体内接线端子是否松动、氧化。
●检查机柜脚轮是否稳固,并紧固刹车。
●机柜钥匙需专人保管,长期无人值守时,应断开电气连接,并定期对蓄电池充满电。
2风力发电机
●定期检查风力发电机支架周围警示标语有无损毁。
●定期检查接地线缆是否氧化松脱,及时处理更换。
●定期检查固定螺丝有无锈蚀,基桩有无沉降损毁,并及时更换修理。
5.2常见故障和处理方法
故障现象
处理方法
无充电电压、电流
查看蓄电池电压,是否在满电状态。
蓄电池组和风机输入开关是否都在打开状态。
无风天气,风机无输出,或功率不足。
前面板仪表显示是否正常,如不正常,请与工作人员联系。
如以上故障都排除,仍无充电电流电压,请断开电气连接,与工作人员联系。
逆变无输出
蓄电池组电压是否过低,蓄电池输入开关是否打开。
检查端子处连接是否松脱。
检查逆变器开关,交直流控制部分的逆变输出开关,急停开关是否都打开。
以上故障排除,逆变器仍无输出,请断开电气连接,并联系哦你工作人员。
触摸屏不亮
市电是否接通。
用万用表检查屏幕接线端子处,有无供电DC24V。
供电正常,屏幕不亮,请断开电气连接,并联系工作人员。
异常发热
如有异常发热(以手不能长时间接触为准),请立即断开电气连接,并联系工作人员。
风机输出
检查风机输出线缆是否松脱,氧化。
室外风机是否转动。
蓄电池是否充满,风机输出电量释放到卸荷电阻上。
如以上故障排除,风力仍无输出,请断开电气连接,并联系工作人员。
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