《风力发电机组知识考题》

一、填空题（25题，每题2分）1.风力发电机组的核心能量转换部件是________，其通过捕获风能驱动旋转。答案：叶轮（或转子）2.双馈异步发电机的定子绕组直接连接电网，转子绕组通过________和电刷与励磁装置连接。答案：滑环3.直驱式风力发电机采用多极________发电机，无需齿轮箱即可实现低速发电。答案：永磁同步4.变桨系统的主要功能是调节叶片________，以控制机组输出功率和实现安全停机。答案：攻角（或角度）5.偏航系统通过________和偏航电机驱动机舱旋转，使叶轮始终对准风向。答案：回转支承（或偏航齿轮）6.齿轮箱的主要失效形式包括齿轮磨损、轴承损坏和________。答案：润滑失效7.叶片的主要材料为玻璃纤维增强塑料（GFRP）或________（CFRP），具有高强度和轻质特性。答案：碳纤维增强塑料8.风力发电机的液压系统主要用于驱动变桨机构和控制________。答案：机械刹车（或制动系统）9.发电机绝缘电阻测试使用________V兆欧表，要求绕组对地绝缘电阻不低于2MΩ。答案：250010.齿轮箱润滑油的更换周期需根据________结果确定，通常参考油液中的金属颗粒和酸值。答案：油质检测（或油液分析）11.叶片表面结冰会导致气动效率下降，常用的主动除冰方法是________加热系统。答案：电（或叶片内部）12.风力发电机的防雷系统由接闪器、引下线和________三部分组成。答案：接地装置13.变流器的主要功能是将发电机输出的________交流电转换为工频交流电并入电网。答案：变频（或可变频率）14.轴承温度传感器通常安装在________，用于监测轴承运行时的温度异常。答案：轴承座（或轴承外圈）15.塔架法兰螺栓的紧固必须使用________扳手，确保达到设计力矩值。答案：力矩16.双馈式发电机的转速范围通常为额定转速的________%，通过变流器实现恒频发电。答案：70-12017.叶片裂纹的无损检测方法包括超声波探伤、红外热成像和________检测。答案：目视渗透（或荧光渗透）18.偏航系统的刹车装置分为液压刹车和________刹车，用于固定机舱位置。答案：气动（或机械）19.发电机碳刷的接触面积应不低于刷体面积的________%，否则需调整或更换。答案：8020.齿轮箱的润滑方式主要有强制喷油润滑和________润滑，后者适用于低速轻载场景。答案：飞溅21.风力发电机的功率控制方式包括定桨距失速控制、变桨距控制和________控制。答案：主动失速22.液压系统的油液清洁度需达到NAS1638________级，以避免阀组堵塞。答案：8（或对应等级）23.叶片的气动外形设计依据________原理，通过翼型优化提高风能捕获效率。答案：空气动力学24.发电机转子动平衡精度通常要求达到G________级（如G6.3），以减少振动。答案：6.325.风力发电机组的基础形式主要有重力式基础、________基础和漂浮式基础（适用于海上）。答案：桩式（或嵌入式）二、单选题（10题，每题2分）1.下列哪种部件不属于风力发电机的传动系统？（）A.主轴B.齿轮箱C.发电机转子D.变流器答案：D（变流器属于电气系统，非传动系统）2.直驱式风力发电机的主要优势是：（）A.结构简单，维护成本低B.发电效率更高C.适应高风速环境D.以上都是答案：A（直驱式取消齿轮箱，减少机械部件，维护成本低）3.齿轮箱润滑油的粘度选择主要依据：（）A.环境温度B.齿轮转速和载荷C.润滑方式D.以上都是答案：B（粘度需匹配齿轮运行的转速和载荷条件）4.叶片顺桨至90°的主要目的是：（）A.提高发电效率B.实现紧急停机C.调整风向对准D.降低叶片应力答案：B（顺桨是安全停机的关键动作）5.下列哪项不是变流器的保护功能？（）A.过电压保护B.过热保护C.偏航限位保护D.短路保护答案：C（偏航限位保护属于偏航系统功能）6.轴承润滑脂的更换周期主要取决于：（）A.运行时间B.润滑脂类型和工作温度C.轴承型号D.齿轮箱油位答案：B（高温和合成脂会影响更换周期）7.风力发电机的接地电阻要求不大于：（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B（符合GB/T19072防雷接地标准）8.双馈式发电机的转差率通常范围是：（）A.-10%~+10%B.-30%~+30%C.-50%~+50%D.0%~100%答案：A（双馈电机转差率一般在±10%以内）9.叶片表面涂层的主要作用是：（）A.美观B.防腐蚀和抗紫外线C.增加叶片重量D.提高导电性能答案：B（涂层保护叶片免受环境侵蚀）10.下列哪种故障会导致发电机碳刷异常磨损？（）A.滑环表面不平整B.碳刷材质过硬C.电刷压力不足D.以上都是答案：D（多种因素可能导致碳刷磨损）三、多选题（5题，每题3分）1.风力发电机组的主要组成部分包括：（）A.叶轮系统B.传动系统C.电气系统D.偏航系统E.液压系统答案：ABCDE（均为核心组成部分）2.变桨系统的主要部件包括：（）A.变桨电机（或液压缸）B.减速器C.角度传感器D.备用电池E.刹车装置答案：ABCD（刹车装置属于偏航系统或独立制动系统）3.齿轮箱常见的故障类型包括：（）A.齿轮点蚀与断齿B.轴承磨损与润滑失效C.油温过高D.油液污染E.螺栓松动答案：ABCDE（均为齿轮箱典型故障）4.风力发电机的功率控制方法包括：（）A.变桨距控制B.定桨距失速控制C.主动失速控制D.转速控制E.电压控制答案：ABC（功率控制主要通过叶片角度调节）5.叶片结冰的危害包括：（）A.降低气动效率B.增加叶片重量C.引发振动故障D.冰块脱落造成安全隐患E.提高发电功率答案：ABCD（结冰不会提高功率，反而导致效率下降）四、简答题（5题，每题8分）1.简述双馈式风力发电机的工作原理。答案：双馈式发电机定子绕组直接接入电网，转子绕组通过滑环和电刷与变流器连接。当叶轮驱动转子旋转时，转子转速在额定转速的70%-120%范围内变化：-亚同步速时，变流器向转子注入正相序电流，辅助发电；-超同步速时，转子向变流器输出电能，通过变流器调整频率后并入电网；通过控制转子励磁电流的频率、幅值和相位，实现定子输出恒频（50Hz）交流电，同时调节有功和无功功率。2.齿轮箱润滑油劣化的主要表现有哪些？如何检测？答案：劣化表现：①粘度变化（升高或降低）；②酸值超标（＞0.5mgKOH/g）；③水分含量＞0.1%；④金属颗粒浓度＞50ppm（铁、铜为主）；⑤油液乳化或出现絮状物。检测方法：①定期取样进行理化分析（粘度、酸值、水分）；②使用光谱仪或铁谱仪检测金属颗粒成分及浓度；③观察油液外观（颜色、透明度、杂质）；④进行油液的抗泡沫性和润滑性能测试。3.简述叶片裂纹的产生原因及预防措施。答案：产生原因：①长期交变载荷导致疲劳裂纹（主要原因）；②叶片制造缺陷（如纤维分布不均）；③结冰、雷击或异物撞击造成的结构性损伤；④环境因素（紫外线、盐雾）导致材料老化。预防措施：①优化叶片设计，提高抗疲劳强度；②加强制造过程质量控制，避免缺陷；③定期检测（红外、超声波），及时修复微小裂纹；④安装防雷系统和除冰装置，减少外部损伤。4.变桨系统无法正常调节叶片角度时，可能的故障点有哪些？答案：①电气故障：变桨电机电源故障、编码器信号异常、电缆接头松动；②机械故障：减速器齿轮磨损、轴承卡滞、叶片轴螺栓松动；③液压故障（液压变桨）：油泵失效、管路泄漏、压力传感器故障；④控制故障：变桨控制器故障、安全链断开、软件参数设置错误；⑤备用电源故障：蓄电池电量不足，无法驱动紧急顺桨。5.简述风力发电机塔架振动过大的可能原因及排查步骤。答案：可能原因：①塔架基础沉降或不均匀受力；②法