2025年风电专业考试题库(附答案)

2025年风电专业考试题库(附答案)一、单项选择题1.风力发电机的理论最大风能利用系数（贝茨极限）为：A.47.3%B.59.3%C.65.2%D.72.1%答案：B2.威布尔分布中，形状参数k值越小，代表风资源的：A.稳定性越好B.湍流强度越低C.风速离散性越大D.平均风速越高答案：C3.双馈异步发电机的转子绕组通常通过（）与电网连接：A.全功率变流器B.励磁变流器C.主变压器D.电容器组答案：B4.齿轮箱高速轴的额定转速一般为：A.100-300r/minB.500-800r/minC.1500-1800r/minD.2000-2500r/min答案：C5.叶片气动外形设计中，叶尖速比λ的计算公式为：A.叶尖线速度/风速B.轮毂高度风速/叶根线速度C.叶轮转速/额定转速D.扫风面积/叶片长度答案：A6.风机偏航系统的主要作用是：A.调节叶片桨距角B.保持叶轮正对风向C.提升发电机效率D.降低塔架振动答案：B7.变流器IGBT模块的正常工作温度范围通常为：A.-20℃~50℃B.0℃~80℃C.30℃~100℃D.50℃~120℃答案：C8.塔筒接地电阻的合格标准为：A.≤2ΩB.≤4ΩC.≤6ΩD.≤10Ω答案：B9.齿轮箱油的更换周期一般为：A.6-12个月B.12-24个月C.24-36个月D.36-48个月答案：C10.风机功率曲线测试时，通常需连续采集（）有效数据：A.30天B.60天C.90天D.120天答案：C二、多项选择题1.以下属于风电机组主要组成部分的有：A.叶轮B.齿轮箱C.塔架D.光伏板答案：ABC2.叶片结冰可能导致的影响包括：A.气动性能下降B.重量分布不均C.发电机效率提升D.塔架振动增大答案：ABD3.双馈发电机的优势包括：A.变流器容量小B.能实现变速恒频发电C.对电网电压波动不敏感D.维护成本低答案：AB4.风机日常巡检中需重点检查的项目有：A.塔筒螺栓力矩B.齿轮箱油位及油质C.变流器散热风扇运行D.叶片表面是否有裂纹答案：ABCD5.导致风机限功率运行的常见原因有：A.电网调度指令B.变流器过温保护C.风速超过切出风速D.发电机轴承温度正常答案：ABC三、判断题1.风电机组的切出风速是指风机开始发电的最低风速。（）答案：×（切出风速是风机停止发电的最高风速，切人风速是开始发电的最低风速）2.威布尔分布的尺度参数c值越大，代表风资源的平均风速越高。（）答案：√3.齿轮箱油的主要作用是润滑，无需具备散热功能。（）答案：×（齿轮箱油同时具备润滑、散热、防锈等功能）4.风机偏航时，制动系统需完全松开以降低摩擦损耗。（）答案：×（偏航时制动系统保持一定预压力，避免叶轮大幅摆动）5.变流器直流母线电压过高时，可通过投入制动电阻释放能量。（）答案：√四、简答题1.简述双馈风电机组的工作原理。答案：双馈风电机组采用双馈异步发电机，其定子绕组直接连接电网，转子绕组通过励磁变流器与电网连接。当叶轮捕获风能带动发电机转子旋转时，转子转速变化会导致转子感应电动势频率变化，通过励磁变流器调节转子电流的频率、幅值和相位，使定子输出电压的频率、幅值和相位与电网保持一致，实现变速恒频发电。2.列举齿轮箱常见故障及排查方法。答案：常见故障包括异响、油温过高、油泄漏、振动偏大。排查方法：（1）异响：检查齿轮啮合间隙、轴承磨损情况，通过油样分析金属颗粒含量；（2）油温过高：检查冷却系统是否堵塞、油位是否过低、齿轮或轴承是否过载；（3）油泄漏：检查密封件是否老化、结合面螺栓是否松动；（4）振动偏大：检测高速轴、低速轴的对中情况，排查联轴器故障或轴承损坏。3.说明叶片桨距角调节的作用及控制逻辑。答案：作用：通过改变叶片桨距角，调节叶轮捕获的风能，实现额定风速以下的最大风能追踪（MPPT）和额定风速以上的功率限制，同时降低机组载荷。控制逻辑：当风速低于额定风速时，桨距角保持0°（最优气动位置），通过调节发电机转矩实现转速跟踪；当风速高于额定风速时，增大桨距角以减少气动转矩，维持输出功率稳定；极端风速下，桨距角快速顺桨至90°，实现紧急停机。4.分析风机发电机温度过高的可能原因及处理措施。答案：可能原因：（1）冷却系统故障（如散热风扇损坏、风道堵塞）；（2）轴承润滑不足或油脂变质；（3）发电机过载运行（如电网限功率解除后突加负载）；（4）定子或转子绕组绝缘老化导致内阻增大；（5）温度传感器故障误报。处理措施：（1）清理散热风道，更换损坏的风扇；（2）补充或更换润滑油脂，检查轴承磨损情况；（3）监测功率曲线，避免长时间超额定运行；（4）使用兆欧表检测绕组绝缘电阻，必要时返厂维修；（5）校验或更换温度传感器。5.简述风机防雷系统的组成及关键维护要点。答案：组成：包括接闪器（叶片接闪器、轮毂接闪器）、引下线（叶片至轮毂、轮毂至塔架的导电通道）、接地装置（塔底接地网、接地体）。维护要点：（1）定期检查叶片接闪器是否有烧蚀或脱落，测试接闪器与引下线的导通性（电阻≤0.1Ω）；（2）检查引下线连接螺栓是否松动，铜缆是否有断裂或氧化；（3）测量接地电阻（≤4Ω），若超标需补打接地极或更换降阻剂；（4）雷雨季节前完成所有防雷部件的全面检测，确保通路完整。五、案例分析题案例：某风电场15风机近期出现“变流器直流母线过压”故障，平均每天跳闸2-3次，SCADA系统显示故障时电网电压正常（35kV母线电压36.2kV，偏差+3.4%），直流母线电压最高达1250V（额定1100V）。请分析可能原因及处理步骤。答案：可能原因：（1）变流器制动单元故障：制动电阻未正常投入，无法吸收直流母线多余能量；（2）网侧变流器调制异常：网侧变流器未能及时将直流母线能量回馈电网；（3）直流母线电容老化：电容容量下降，无法稳定母线电压；（4）发电机转子侧变流器输出能量波动大：如变流器控制参数偏移，导致转子侧能量突变；（5）风速突变引起叶轮机械能输入波动：短时间内风能捕获过多，超过变流器能量处理能力。处理步骤：（1）检查制动单元：测量制动电阻阻值（应符合设计值），测试制动IGBT模块是否击穿，检查制动接触器动作是否正常；（2）监测网侧变流器运行数据：通过示波器观察网侧电流波形，检查PWM调制信号是否正常，确认LCL滤波器是否有元件损坏；（3）测试直流母线电容：使用电容表测量电容容量（应≥额定值的90%），检查电容外观是否鼓包或漏液；（4）优化变流器控制参数：对比历史数据，检查转子侧变流器的电流环、电压环参数是否偏移，必要时重新校准；（5）分析风速与故障的关联：调取故障时刻的10分钟平均风速、湍流强度数据，若存在短时间内风速骤增（如≥2m/s/s），可通过优化变桨控制逻辑（如提前小角度顺桨）降低能量输入波动；（6）更换损坏部件：若确认制动电阻烧毁、电容老化或IGBT模块损坏，需及时更换并测试功能恢复情况。案例：某2.5MW风机在低风速（5-7m/s）下发电功率明显低于同型号机组，功率曲线偏差达15%。现场检查发现叶片表面有明显积灰和油污，塔筒振动正常，齿轮箱油温和发电机温度无异常。请分析可能原因及改进措施。答案：可能原因：（1）叶片表面污染导致气动性能下降：积灰、油污增加了叶片表面粗糙度，增大了附面层分离风险，降低了升阻比；（2）叶片初始安装角偏差：安装时桨距角校准误差，导致低风速下未处于最优气动位置；（3）变流器效率降低：低风速下变流器损耗占比增加，若变流器内部元件老化，会进一步降低发电效率；（4）SCADA系统功率传感器误差：功率变送器或电能表校准偏差，导致显示功率偏低。改进措施：（1）清洗叶片表面：使用专用清洗剂和高压水枪（压力≤5MPa）清除积灰和油污，重点清洗叶尖至1/3叶根区域（气动敏感区）；（2）校准桨距角：使用激光对中仪或桨距角测量仪，检查0°位置时的实际角度（误差应≤0.5°），调整伺服电机参数；（3）测试变流器效率：在相同工况下对