风电运行试题及答案

风电运行试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.风电机组齿轮箱润滑油的主要作用不包括以下哪项？A.润滑齿轮与轴承B.冷却散热C.密封防尘D.传递扭矩2.风电机组偏航系统的主要功能是：A.调整叶片角度以控制转速B.使风轮始终对准来风方向C.稳定机舱振动D.提升发电机输出电压3.变流器在双馈异步风电机组中的核心作用是：A.将发电机发出的交流电转换为稳定频率的交流电并入电网B.调节叶片桨距角以控制功率C.监测机舱温度并触发保护D.存储多余电能供机组自用4.风电机组液压系统的主要压力源通常是：A.齿轮泵B.叶片泵C.柱塞泵D.离心泵5.以下哪种情况会导致风电机组触发“超速保护”停机？A.风速低于切入风速B.变桨系统故障导致叶片无法顺桨C.电网电压瞬时跌落D.齿轮箱油位低于最低刻度6.风电机组的“切入风速”是指：A.机组开始发电的最低风速B.机组达到额定功率的风速C.机组允许运行的最高风速D.叶片开始变桨的临界风速7.下列不属于风电机组电气一次设备的是：A.发电机B.箱式变压器C.变流器D.主控制器8.风电机组定期维护中，对变桨轴承的检查重点是：A.润滑脂填充量与老化程度B.螺栓扭矩是否符合设计值C.轴承温度传感器信号是否正常D.以上均是9.当风电场并网点电压波动超过（）时，风电机组需具备低电压穿越能力以保持并网运行。A.±5%B.±10%C.±20%D.±30%10.风电机组振动传感器通常安装在：A.叶片根部B.齿轮箱高速轴端C.塔底基础D.机舱顶部二、判断题（每题1分，共10分）1.风电机组的“切出风速”是指机组因风速过高而停机的保护阈值。（）2.变桨系统采用冗余设计是为了提高可靠性，单套系统故障时仍可控制叶片顺桨。（）3.齿轮箱油位检查应在机组停机后立即进行，避免油液未回流导致误判。（）4.风电机组的功率曲线是指输出功率与风速的关系曲线，实际运行中受空气密度、机组状态等因素影响可能偏离设计值。（）5.箱式变压器的高压侧通常连接至风电场集电线路，低压侧连接至风电机组变流器。（）6.风电机组的防雷保护主要针对叶片，机舱和塔架因接地良好无需额外保护。（）7.当机组报“发电机温度过高”故障时，应优先检查冷却系统（如空冷风机、水冷管路）是否正常。（）8.风电机组的“无功补偿装置”主要用于提高电网的有功输送能力。（）9.定期维护中，检查变流器IGBT模块的散热片清洁度是为了确保其散热效率，防止过热损坏。（）10.风电机组的“软启动”功能是通过变流器控制发电机逐步加速，避免对电网和机械系统产生冲击。（）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述风电机组低电压穿越（LVRT）的定义及其对电网的意义。2.列举齿轮箱运行中出现异常振动的可能原因（至少4项）。3.风电机组定期维护中，需重点检查的电气连接部位有哪些？说明检查标准。4.变桨系统故障导致“桨叶卡涩”时，应如何进行现场排查？5.简述风电机组“功率限幅”功能的触发场景及控制逻辑。四、计算题（每题10分，共20分）1.某2.5MW风电机组，年平均风速为8.5m/s，容量系数为0.35，计算其年发电量（单位：万kWh）。（注：容量系数=实际年发电量/(额定功率×8760h)）2.某风电场35kV集电线路发生单相接地故障，故障点距离主变3km，线路单位长度零序阻抗为0.3Ω/km，求故障点零序电流（系统零序电压为100V）。五、案例分析题（20分）某风电场11机组在大风天（风速18m/s）突然停机，监控系统显示“变流器过流故障”。现场检查发现：-变流器柜内无明显烧蚀痕迹；-发电机定子绕组绝缘电阻正常（500MΩ）；-电网电压波动在±5%范围内；-齿轮箱振动值正常（0.8mm/s）。请分析可能的故障原因，并列出排查步骤及处理措施。答案一、选择题1.D（传递扭矩是齿轮的功能，润滑油无此作用）2.B（偏航系统通过驱动电机调整机舱方向，使风轮对准来风）3.A（双馈变流器实现转子侧和电网侧的能量转换，稳定频率）4.A（齿轮泵结构简单、成本低，是液压系统常用压力源）5.B（变桨故障导致叶片无法顺桨，转速失控触发超速保护）6.A（切入风速是机组开始发电的最低风速，通常3-4m/s）7.D（主控制器属于二次设备，负责逻辑控制）8.D（变桨轴承需检查润滑、螺栓紧固及传感器状态）9.C（低电压穿越要求在电压跌落至20%额定值时保持并网）10.B（振动传感器多安装在齿轮箱高速轴端监测机械状态）二、判断题1.√（切出风速一般为25m/s，超此值机组停机保护）2.√（变桨系统通常采用双冗余设计，单套故障时备用系统动作）3.×（油位检查应在机组停机30分钟后进行，待油液回流）4.√（功率曲线受空气密度、机组磨损等因素影响会偏移）5.√（箱变低压侧接机组，高压侧接集电线路升压）6.×（机舱和塔架也需防雷，如等电位连接、接地电阻检测）7.√（发电机温度高多因冷却不足，需检查风机、管路、滤网）8.×（无功补偿用于提高功率因数，而非有功输送能力）9.√（IGBT散热不良会导致过热损坏，需定期清洁散热片）10.√（软启动通过变流器控制电流，避免机械和电网冲击）三、简答题1.低电压穿越（LVRT）指风电机组在并网点电压跌落时，不脱网并向电网提供无功支持，直至电压恢复的能力。对电网的意义：①避免大规模脱网导致电网功率缺额；②提供无功支撑帮助电压恢复；③保障电网稳定运行，尤其在故障期间维持风电场供电能力。2.齿轮箱异常振动的可能原因：①齿轮齿面磨损或点蚀，导致啮合不良；②轴承内圈、外圈或滚动体损伤（如裂纹、剥落）；③齿轮箱与机舱底座连接螺栓松动，固定不牢；④高速轴对中偏差（与发电机轴不同心）；⑤润滑油不足或油质劣化（如进水、杂质）导致润滑失效；⑥齿轮箱内部齿轮断齿或轴断裂。3.需重点检查的电气连接部位及标准：①发电机引出线与变流器输入端子：检查螺栓扭矩（按厂家要求，如M12螺栓扭矩80-100N·m），接触面无氧化、烧蚀；②变流器与箱变低压侧电缆头：绝缘层无破损，电缆弯曲半径≥15倍电缆外径，接线端子温度≤70℃（红外测温）；③塔底动力电缆接头：防水密封良好，绝缘电阻≥100MΩ（500V兆欧表测量）；④各传感器接线端子（如振动、温度传感器）：插针无松动，屏蔽层接地可靠，信号干扰≤50mV。4.变桨系统“桨叶卡涩”排查步骤：①检查液压系统压力（正常10-12MPa），确认液压泵、溢流阀工作正常；②手动操作变桨（低速模式），观察是否有卡阻，若局部卡涩可能为变桨轴承卡滞；③检查变桨电机扭矩（通过监控系统读取电流值），若扭矩异常增大可能为齿轮箱故障（如齿轮磨损、润滑脂干涸）；④测量变桨编码器信号（检查是否跳变或丢失），排除传感器故障；⑤拆解变桨轴承防护罩，检查滚道、滚子是否有磨损或异物卡阻；⑥检查变桨控制柜内接触器、继电器触点是否烧蚀，导致驱动信号中断。5.功率限幅触发场景：①电网调度要求（如电网负荷低，需限制风电出力）；②风电场内部设备过载（如集电线路、主变容量不足）；③机组自身故障（如变流器温度高、齿轮箱振动超限，需降功率运行）。控制逻辑：通过变流器调整发电机扭矩，或通过变桨系统减小叶片气动捕获功率，使输出功率低于设定值（如限幅至额定功率的80%），同时保持机组稳定运行。四、计算题1.年发电量=额定功率×8760h×容量系数=2.5MW×8760h×0.35=2.5×8760×0.35=7665万kWh。2.零序阻抗Z=0.3Ω/km×3km=0.9Ω；零序电流I=零序电压/Z=100V/0.9Ω≈111.11A。五、案例分析题可能原因：①变流器内部IGBT模块驱动信号异常（如驱动板故障导致误导通）；②发电机转子绕组匝间短路（定子绝缘正常但转子故障）；③变流器直流母线电容失效（纹波电压过大引发过流）；④电网谐波含量过高（大风天机组出力大，谐波放大导致电流畸变）；⑤变流器电流传感器故障（误报过流信号）。排查步骤及处理措施：1.检查变流器驱动板：使用示波器测量IGBT门极驱动信号，确认是否存在尖峰或丢失（正常驱动电压±15V，脉冲宽度与调制信号一致）；若驱动板损坏，更换同型号板卡。2.测试发电机转子绝缘：使用转子专用绝缘测试仪（如直流耐压试验），测量转子绕组对地绝缘（正常≥50MΩ）；若匝间短路，需返厂修复或更换转子。3.检测直流母线电容：用LC表测量电容容值（正常偏差≤±10%），检查电容外观是否鼓包、漏液；若容值下降或损坏，更换电容组。4.