2025年风电考试试题(含答案)

2025年风电考试试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.某风电场1.5MW双馈感应风电机组的切入风速通常设定为（）A.2-3m/sB.3-4m/sC.4-5m/sD.5-6m/s答案：B2.风电机组齿轮箱的主要作用是（）A.提升发电机转速B.降低主轴扭矩C.平衡叶轮负载D.存储机械能答案：A3.下列不属于叶片常见材料的是（）A.玻璃纤维增强复合材料B.碳纤维增强复合材料C.铝合金D.钢质材料答案：D4.风电机组变流器的核心功能是（）A.将直流电能转换为工频交流电能B.调节发电机转速C.实现功率因数控制D.以上均是答案：D5.偏航系统的主要控制依据是（）A.机舱顶部风速仪数据B.风向标实时角度C.主轴扭矩传感器信号D.发电机功率反馈答案：B6.风电场无功补偿装置SVG的主要作用是（）A.提高有功输出B.稳定电网电压C.降低线路损耗D.优化频率特性答案：B7.下列属于风电机组关键安全保护的是（）A.变流器过温保护B.齿轮箱油位低报警C.叶片角度限位保护D.以上均是答案：D8.风电机组防雷系统的接地电阻应不大于（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B9.智能风电场中SCADA系统的主要功能不包括（）A.实时数据采集B.远程监控C.故障自动修复D.性能分析答案：C10.双馈风电机组转子侧变流器的控制目标是（）A.调节定子输出有功和无功B.控制发电机转速C.稳定直流母线电压D.以上均是答案：D11.风电机组定期维护中，齿轮油更换周期通常为（）A.6-12个月B.12-24个月C.24-36个月D.36-48个月答案：C12.叶片结冰对风电机组的主要影响是（）A.增加气动阻力B.降低叶尖速比C.导致振动异常D.以上均是答案：D13.风电场有功功率控制（AGC）的主要依据是（）A.电网调度指令B.风资源预测C.机组健康状态D.以上综合答案：D14.主轴轴承通常采用的润滑方式是（）A.油浴润滑B.脂润滑C.循环油润滑D.喷雾润滑答案：C15.下列不属于风电机组状态监测参数的是（）A.齿轮箱油温B.变流器IGBT温度C.塔架加速度D.叶片颜色答案：D16.低电压穿越（LVRT）要求风电机组在电网电压跌落至额定电压的（）时仍能保持并网运行A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%答案：A17.风电机组液压系统的主要作用是（）A.提供刹车动力B.调节变桨角度C.驱动偏航系统D.以上均是答案：D18.下列属于风电机组电气主回路设备的是（）A.箱式变压器B.变流器C.发电机D.以上均是答案：D19.风电场电能质量的关键指标不包括（）A.电压偏差B.频率波动C.谐波含量D.机组噪音答案：D20.风电机组定期维护中，叶片检查的重点项目是（）A.表面磨损B.螺栓力矩C.防雷系统导通性D.以上均是答案：D二、判断题（每题1分，共10分）1.双馈感应发电机的定子直接连接电网，转子通过变流器连接电网（）答案：√2.叶片长度增加会导致风电机组的扫风面积线性增长（）答案：×（扫风面积与叶片长度平方成正比）3.齿轮箱油位过高不会影响润滑效果（）答案：×（可能导致散热不良和泡沫产生）4.变流器故障时，风电机组会立即触发机械刹车（）答案：√5.偏航系统的制动方式仅包括机械制动（）答案：×（还包括电机制动）6.风电场有功控制优先满足电网调度要求，其次考虑机组健康状态（）答案：√7.主轴裂纹可通过肉眼直接观察发现（）答案：×（需通过超声波或磁粉检测）8.叶片防雷系统的引下线应与机舱接地系统完全隔离（）答案：×（需可靠连接）9.SVG装置可以同时提供容性和感性无功（）答案：√10.风电机组振动值超标时，应立即停机检查（）答案：√三、简答题（每题5分，共50分）1.简述双馈感应发电机的工作原理。答案：双馈感应发电机定子绕组直接接入电网，转子绕组通过变流器与电网连接。当叶轮驱动发电机转子旋转时，转子转速变化导致转差率改变，变流器通过调节转子电流的频率、幅值和相位，使定子输出恒定频率的电能。发电机可在亚同步（转子转速低于同步转速）和超同步（转子转速高于同步转速）状态下运行，实现变速恒频发电。2.列举齿轮箱常见故障及主要原因。答案：常见故障包括齿面点蚀、齿轮断裂、轴承损坏、油泄漏。主要原因：润滑不足或油质劣化导致磨损加剧；负载冲击或过载引起齿面疲劳；安装偏差导致轴承偏载；密封件老化或压力异常造成油泄漏。3.叶片防雷系统通常由哪些部分组成？各部分的作用是什么？答案：由接闪器、引下线和接地装置组成。接闪器（通常为叶尖金属接闪器）用于捕获雷电；引下线（叶片内部铜缆或金属网）将雷电流传导至机舱；接地装置（包括机舱接地、塔架接地和基础接地）将雷电流释放到大地，保护机组电气设备。4.解释低电压穿越（LVRT）的定义及其对电网的意义。答案：低电压穿越指当电网电压短时跌落时，风电机组不脱网，继续向电网提供无功支持，直到电压恢复。其意义在于维持风电场与电网的连接，避免大规模脱网导致的电网功率缺额，提高电网暂态稳定性。5.风电机组运维中常用的状态监测技术有哪些？答案：振动监测（通过加速度传感器采集齿轮箱、轴承振动信号）、油液分析（检测齿轮油金属颗粒、水分、粘度）、红外测温（检测电气接点、轴承温度）、超声波检测（检测齿轮、轴承内部缺陷）、变桨系统行程监测（监测变桨电机电流和角度偏差）。6.偏航系统的主要组成部件及功能是什么？答案：组成包括偏航电机、偏航减速器、偏航齿轮（齿圈）、偏航制动器、风向标和偏航计数器。功能：通过风向标实时监测风向，驱动偏航电机使机舱对准来风方向，最大化捕获风能；偏航制动器在对准后锁定机舱位置，防止随风摆动。7.变流器的主要部件及其作用是什么？答案：主要部件包括机侧变流器（整流器）、网侧变流器（逆变器）、直流母线电容、IGBT模块、滤波器。机侧变流器将发电机发出的变频交流电整流为直流电；网侧变流器将直流电逆变为工频交流电并入电网；直流母线电容稳定直流电压；IGBT模块实现电能转换的开关控制；滤波器抑制谐波。8.风电场常用的无功补偿方式有哪些？各有何特点？答案：（1）电容器组：成本低，补偿容量固定，响应速度较慢；（2）静止无功发生器（SVG）：可动态调节无功输出，响应速度快（毫秒级），能同时提供容性和感性无功；（3）同步调相机：旋转设备，惯性大，维护复杂，目前较少使用。9.主轴常见故障及处理措施有哪些？答案：常见故障：轴承磨损（振动异常、温度升高）、主轴裂纹（异响、扭矩波动）、连接螺栓松动（轴向位移）。处理措施：轴承磨损需更换轴承并调整间隙；裂纹需通过超声波检测确认，轻微裂纹可补焊（需评估强度），严重裂纹需更换主轴；螺栓松动需按标准力矩重新紧固并防松处理。10.智能运维系统在风电场中的核心功能有哪些？答案：核心功能包括：（1）多源数据融合：集成SCADA、状态监测、气象预测等数据；（2）故障诊断：通过机器学习模型识别早期故障特征；（3）预测性维护：基于设备健康状态预测故障时间，优化维护计划；（4）智能决策：结合风资源预测和电网需求，优化机组运行策略；（5）远程控制：实现故障停机、功率调节等远程操作。四、案例分析题（每题10分，共20分）案例1：某风电场2机组在额定风速下运行时，主控系统报“齿轮箱高速轴振动值超标（12.5mm/s，阈值10mm/s）”，同时齿轮箱油温升至85℃（正常70-80℃）。请分析可能原因、需检查的项目及处理措施。答案：可能原因：（1）高速轴轴承磨损或点蚀；（2）齿轮啮合不良（齿面磨损、断齿）；（3）润滑不足或油质劣化（油位低、油中金属颗粒过多）；（4）联轴器对中偏差（高速轴与发电机轴不同心）。需检查项目：（1）振动频谱分析（确认故障频率是否对应轴承或齿轮特征频率）；（2）齿轮油取样检测（颗粒度、水分、粘度）；（3）内窥镜检查齿轮啮合面（是否有断齿、点蚀）；（4）测量联轴器对中偏差（使用激光对中仪）；（5）检查润滑系统（油泵压力、过滤器堵塞情况）。处理措施：（1）若轴承损坏，更换高速轴轴承并调整游隙；（2）若齿轮啮合不良，修复或更换齿轮；（3）若油质劣化，更换齿轮油并清洗油箱；（4）若对中偏差，重新对中联轴器（偏差≤0.05mm）；（5）故障处理后进行空转测试，确认振动值降至8mm/s以下。案例2：某风电场接入220kV电网，某日电网发生三相短路故障，电压跌落至额定值的15%，持续800ms。故障期间，多台机组因“变流器过流保护动作”脱网。请分析可能原因，并提出改进措施。答案：可能原因：（1）机组低电压穿越（LVRT）能力不足，未满足国家标准（GB/T19963-2021要求电压跌至15%时保持并网1.5s）；（2）变流器控制策略未优化（如未及时投入crowbar保护或无功支撑不足）；（3）机组参数设置不合理（过流保护阈值过低、动作时间过短）；（4）电网故障期间机组