风力发电试题带答案.doc

风力发电专业
一、填空题。
1、偏航系统一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置、偏航液压回路等几个部分组成。
2、风力发电机组的偏航系统一般有外齿形式和内齿形式两种。偏航驱动装置可以采用电动机驱动或液压马达驱动。
3、制动器可以分为常闭式和常开式。常开式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于锁紧状态的制动器；常闭式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于松开状态的制动器。
4、偏航计数器是记录偏航系统旋转圈数的装置，当偏航系统旋转的圈数达到设计所规定的初级解缆和终极解缆圈数时，计数器则给控制系统发信号使机组自动解缆。
5、双馈式异步发电机向电网输出的功率由两部分组成，即直接从定子输出的功率和通过变频器从转子输出的功率。
6、风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮箱、行星齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱等。
7、齿轮箱油温最高不应超过80℃，不同轴承间的温差不得超过15℃。一般的齿轮箱都设置有冷却器和加热器，当油温低于10℃时，加热器会自动对油池进行加热；当油温高于65℃时，油路会自动进入冷却器管路，经冷却降温后再进入润滑油路。
8、双馈式异步发电机运行模式有：同步、亚同步、超同步。
9、风电机组输出达到额定功率之前，其功率与风速的立方成正比，即风速增加1倍，输出功率增加 8 倍
10、由于风速随时在变化，因此处在野外运行的风电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。目前风电机组的设计寿命是 20 年，要求能经受住 60 m/s的11级暴风袭击，机组的可利用率要达到 95 %以上。
11、大型风力发电机一般由 风轮 、 机舱 、 塔架 和 基础 四个部分组成。
12、风能利用系数是指风轮所能接受风的动能与通过风轮扫掠面积的全部风的电能的比值，用Cp表示。
13、新安装后的风电机组在正式投运前，必须进行事故停机试验、超速试验、飞车试验、震动试验。
14、并网风电机组主空开出线侧相序与电网一致，电压标称值相等，三相电压平衡。
15、风速超过12m/s不得打开机舱盖，风速超过14m/s应关闭机舱盖。
16、用来测量液压系统中液体压力的压力表所指示的压力为相对压力。
17、液压传动系统由液压泵、控制阀、执行元件和油箱等一些辅助元件组成。
18、液压油的用途有传递运动与动力、润滑、密封和冷却等。
19、工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用粘度较低的油。
20、齿轮泵：可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。
二、选择题。
1、风能的大小与风速的（ B ）成正比。
A.平方； B.立方； C.四次方； D.五次方。
2、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫（ B ）。
A.平均风速； B.额定风速； C.最大风速； D.启动风速。
3、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫（ C ）。
A.额定风速； B.切出风速； C.切入风速； D.平均风速。
4、在指定叶片径向位置叶片弦线与风轮旋转面间的夹角叫（ C ）。
A.攻角； B.冲角； C.桨聚角； D.扭角。
5、风力发电机轴承所用润滑脂要求有良好的（ D ）
A.低温性； B.流动性； C.高温性； D.高温性和抗磨性能。
6、风力发电机组结构所能承受的最大设计风速叫（ B ）
A.瞬时风速； B.安全风速； C.切入风速； D.最大风速。
7、当风力发电机组呈矩阵分布时，一般各风机间的间距不小于（ A ）倍风轮直径。
A.3-5； B.1； C.5； D.7。
8、在变桨距风力发电机组中，液压系统主要作用之一是（ C ）,实现其转速和功率控制。
A.控制机械刹车； B.控制发电机转速； C.控制变桨机构； D.控制风轮转速。
9、风力发电机组系统接地网的接地电阻应不小于（ B ）Ω。
A.2； B.4； C.6； D.8。
10、风力发电机组在调试并网时首先应检查回路（ D ）
A.电压； B.电流； C.相位； D.相序。
11、风电场运行管理工作的主要任务就是提高（ A ）和供电可靠性。
A.设备可利用率； B.设备管理； C.人员素质； D.设备检修质量。
12、风力发电机组的偏航系统的主要作用是其控制系统相互配合，使用风电的风轮在正常情况下始终处于（ C ）。
A.旋转状态； B.停止状态； C. 迎风状态； D. 运行状态。
13、风力发电机组的年度例行维护工作应坚持（ B ）的原则。
A.节约为主； B.预防为主、计划检修；C. 故障后检修 D. 巡视。
14、风速传感器的测量范围应在（ C ）。
A. 0~40m/s； B.0~50m/s； C. 0~60m/s； D.0~80m/s。
15、接受风力发电机或其他环境信息，调节风力发电机使其保持在工作要求范围内的系统叫做（ C ）。
A. 定浆系统； B. 保护系统； C. 控制系统； D. 液压系统。
16、风力发电机组发电机轴承用润滑脂应具有较好的（ D ）。
A. 流动性； B. 低温性能； C. 黏度； D. 高温性能。
17、在风力发电机组登高工作前（ C ），并把维护开关置于维护状态，将远程控制屏蔽。
A. 应巡视风电机组；B. 应断开电源； C. 必须手动停机；D. 可不停机。
18、在风力发电机组所使用的润滑油中，合成油的主要优点是在极低温度下有较好的（ B ）。
A.性能 ； B. 流动性； C. 抗磨性； D.抗腐蚀性。
19、在风力发电机电源线上，并联电容器的目的是为了（ C ）。
A .减少无功功率； B. 减少有功功率； C. 提高其功率因数；D. 提高有功功率。
20、风力发电机工作过程中，能量的转化顺序是（ A ）。
A. 风能—动能—机械能—电能； B. 动能—风能—机械能—电能；
C. 动能—机械能—电能—风能； D. 机械能—风能—动能—电能。
21、发电设备年度可利用小时数等于（ D ）。
A. 8760h B.机组满负荷运行时间-故障时间
C. 年发电量/年末设备总容量 D.一年内，不同设备容量时期的发电量/该时期的设备容量的总和。
22、WD49/750型风电机组，额定风速为：（ C ）
A.10m/s B.12m/s C.16m/s D.12.3m/s
23、(SEC-1250)型风电机组，额定风速为：（ D ）
A.10m/s B.12m/s C.16m/s D.12.3m/s
24、通常用可利用率指标衡量风机的可靠性，可利用率=×100%,式中：Tt为规定时期的总小时数；Tcm为（ C ）。
A.不能满负荷发电的小时数 B.不发电的小时数
C.因维修或故障情况导致风机不能运行的小时数 D.箱变故障小时数
三、名词解释。
1可利用率（风力发电机组）：在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值，用百分比表示。
2、桨距角：在指定的叶片径向位置叶片弦线与风轮旋转面间的夹角。
3、顺桨：风轮叶片的几何攻角趋近零升力的状态。
4、风能利用系数：飞轮所能接受的风的动能与通过风轮扫掠面积的全部风的电能的比值，用Cp表示。
5、切入风速：风力机对额定负载开始有功率输出的最小风速。
6、切出风速：由于调节器的作用使风力机对额定负载停止功率输出时的风速。
7、风速频率：一年时间的间距内，相同风速小时数的总和对总间距总时数的百分比。
8、液压冲击：在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,会产生急剧的压力升高,这种现象。
9、工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。
10、额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。
11、最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据试验准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。
12、换向阀：是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。
13、压力继电器：是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。
14、液压基本回路：由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。
15、流量：单位时间内流过某通流截面液体体积
16、软并网技术：是定桨距风机控制系统重要环节，采用双向晶闸管反并联方式，通过控制晶闸管导通角，使加在异步发电机定子绕组电压逐步增加到全压状态，避免对风机和电网造成过大的冲击。
17、单机500小时试运行：整机调试合格后风电厂试运行阶段进行的运行，期限为机组通过500小时连续、稳定运行。
18、定桨距：是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。
19、变桨距：是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。
20、失速控制：是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。
四、问答题。
1、试述液压传动的工作原理？
答：液压传动的工作原理就是利用液体的压力传递运动和动力，先利用动力元件（液压泵）将原动机的机械能转换为液体的压力能，再利用执行元件液压刚将液体的压力能转换为机械能，驱动工作部件运动。液压系统工作时，还可利用各种控制元件如溢流阀和换向阀等对油液进行压力，流量和方向的控制与调节，以满足工作部件对压力，速度和方向上的要求。
2、液压泵的分类和主要参数有哪些？
答：液压泵，按其结构形式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵和螺杆泵；按泵的流量能否调节，分为定量泵和变量泵；按泵的输油方向能否改变，又分为单向泵和双向泵。液压泵的主要参数有压力和流量。
3、液压基本回路有哪几大类，它们各自的作用是什么？
答：液压基本回路通常分为方向控制回路，压力控制回路和速度控制回路三大类。1。方向控制回路其作用是利用换向阀控制执行元件的启动，停止，换向及锁紧等。2。压力控制回路的作用是通过压力控制阀来完成系统的压力控制，实现调压，增压，减压，卸荷和顺序动作等，以满足执行元件在力或转矩及各种动作变化时对系统压力的要求。3。速度在控制回路的作用是控制液压系统中执行元件的运动速度或速度切换。
4、什么是变浆距控制，它有哪些特点？
答：变桨距控制主要是指通过改变翼型迎角，使翼型升力发生变化来进行输出功率的调节，变桨距控制风轮的特点如下，优点：(1).启动性好；(2).刹车机构简单，叶片瞬浆及风轮转速可以逐渐下降；(3).额定点前的功率输出饱满；(4).额定点后的输出功率平滑；(5).风轮叶根随的静动载荷小；(6).叶宽小，叶片轻，机头质量比失速机组小。缺点：由于有叶片变距机构，轮毂较复杂，可靠性设计要求高，维护费用高。
5、齿轮箱常见故障有哪几种？
答：(1).齿轮损伤；(2).轮齿折断，断齿又分过载折断，疲劳折断以及随机断裂等；(3).齿面疲劳；(4).胶合；(5).轴承损伤；(6).断轴；(7).油温高等。
6、如何检查齿轮箱异常高温？
答：首行要检查润滑油供应是否充分，特别是在各主要润滑点处，必须要有足够的油液润滑和冷却；再次要检查各传动零部件有无卡滞现象，还要检查机组的振动情况，前后连接接头是否松动等。
7、风力发电机组的整体检查包括哪些内容？
答:(1).检查法兰间隙;(2).检查风电机组防水，防尘，防沙暴，防腐蚀情况;(3).一年一次风电机组防雷系统检查;(4).一年一次风电机组接地电阻检查;(5).检查并测试系统的命令和功能是否正常;(6).检查电动吊车;(7).根据需要进行超速试验，飞车试验，正常停机试验，安全停机，事故停机试验;(8).检查风电机组内外环境卫生状况。
8、风速仪损坏的故障原因和处理过程？
答：故障原因：（1）风速仪轴承损坏，导致测量值偏低；
（2）风速仪内检测线路故障。
故障处理：（1）更换轴承或风速仪；
（2）检查风速仪检测回路，维修或更换。
9、哪些事故出现，风力发电机组应进行停机处理？
答：（1）.叶片处于不正常位置与正常运行状态不符时；（2）.风电机组主要保护装置拒动或失灵时，（3）.风电机组因雷机损坏时；（4）.风电机组发生叶片断裂等严重机械故障时；（5）.出现制动系统故障时。
10、为什么风电场要进行运行分析？
答：风电场进行运行分析主要是对风电设备的运行状况，安全运行，经济运行以及运行管理进行综合性或专题性分析，通过分析可以摸索出运行规律，找出设备的薄弱环节，有针对性地制定防止事故的措施。从而提高风电设备运行的技术管理水平和风电场的经济效益。
11、齿轮油温高的故障原因和处理过程？
答：故障原因：（1）齿轮箱过载和故障导致温度升高；
（2）冷却介质温度过高（运行环境温度超过40℃）；
（3）温度传感器故障。
故障处理：（1）通风散热，停机冷却至正常温度，若温升过快应考虑检查齿轮箱工作是否正常；
（2）通风散热，停机冷却至正常温度；
（3）检查温度传感器及线路有无故障，维修和更换。
12、发电机温度绕组高故障原因和处理过程？
答：故障原因：（1）电机过载；
（2）冷却介质温度过高（运行环境温度超过40℃）；
3）线圈匝间短路等都可能导致发电机过热；
（4）温度传感器故障。
故障处理：（1）通风散热，停机冷却至正常温度；
（2）检查绕组三相电阻是否平衡；
（3）检查温度传感器及线路有无故障，维修或更换。
13、风力发电机组的巡视检查工作重点应是哪些机组？
答：在风力发电机组巡检工作中，要根据设备近期的实际情况有针对性地重点检查：(1).故障处理后重新投运的机组；(2).启停频繁的机组；(3).负荷重，温度偏高的机组；(4).带病运行的机组；(5).新投入运行的机组。
14、风力发电机组因液压故障停机后应如何检查处理？
答，应检查：(1).油泵工作是否正常；(2).液压回路是否渗漏；(3).若油压异常，应检查液压泵电动机，液压管路，液压刚及有关阀体和压力开关等，必要是应进一步检查液压泵本体工作是否正常；(4).待故障排除后再恢复机组运行。
15、当风力发电机组在运行中发生主开关跳闸现象应如何检查处理？
答：(1).目测检查主回路元件外观及电缆接头处有无异常；（2）.在拉开台变侧开关后应当测量发电机主回路绝缘以及可控硅是否正常，若无异常可重新试送电；（3）.借助就地临近机提供的有关故障信息进一步检查主开关动作的原因，若有必要应考虑检查就地监控机跳闸信号回路及主开关自动跳闸机构是否正常；（4）.经检查处理并确认无误后，才允许重新启动风电机组。
16、当风力发电机组发生事故后，应如何处理？
答：发生事故时，值班负责人应当组织人员采取有效措施，防止事故扩大并及时上报有关部门及人员，同时应保护事故现场，为事故调查提供便利，事故发生后，运行人员还
17、请阐述风的测量及自动测风系统的主要组成部分？
答：风的测量包括风向和风速测量。风向测量是指测量风的走向，风速测量是测量单位时间内空气在水平方向所移动的距离。自动测风系统主要由六部分组成。即传感器，主机，数据存储装置，电源，安全与保护装置。传感器分风速传感器，风向传感器，温度传感器，气压传感器，输出信息为频率或模拟信号。主机利用微处理器对传感器发送的信号进行采集，计算和存储，由数据记录装置，数据读取装置，微处理器，就地显示装置组成。
18、风机齿轮油位低故障原因及处理过程？
答：故障原因：（1）齿轮箱润滑油位低；（2）齿轮油位传感器故障。
故障处理：（1）检查润滑油路有无渗漏，油位是否正常并决定是否补油；
（2）检查油位传感器，维修或更换。
19、风力发电机组因异常情况需要立即停机应如何进行操作？
答，操作顺序是：（1）.利用主控计算机遥控停机；（2）.遥控停机无效时，则就地按正常停机按钮停机；（3）.当正常按钮仍无效时，拉开几力发电机组主开关或连接此台机组的线路断路器，之后疏散现场人员做好秘要的安全措施，避免事故范围扩大。
20、试述风力发电机组手动启动和停机的操作方式有哪些？
答：（1）.主控室操作。在主控室操作计算机启动键和停机键。(2).就地操作，断开遥控操作开关，在风电机组的控制盘上，操作启动或停机按钮，操作后再合上遥控开关。(3).远程操作，在远程终端上操作启动键和停机键。(4).机舱上操作。在机舱的控制盘上操作启动键或停机键，但机舱上操作权限于调试时使用。

六、计算题。
1、已知某风力发电机组的风轮直径为40m,其风能利用系数K是0.45，求风速为10m/s时，该风力发电机组的风轮输出功率是多少？（空气密度取=1.2kg/m3）
解：根据W=1/2ρAν3=0.5×1.2×()2×3.14×103=753600(W)
P=753600×0.45=339.12(kW)
答：该风力发电机组的风轮输出功率是339.12kW。
2、某风电场测得年平均风速大于4m/s的风速频率为20%，而不小于25m/s的风速频率为5%，求年平均风速在4-25m/s区间内的有效风时数是多少？
解：4-25m/s区间内的有效风时数=（1-20%-5%）×8760=6570（h）
答：该风场4-25m/s区间内的有效风时数6570h。
3、已知某星形连接三相电机线电压为690V，功率因数为0.85，输出功率为15kW，试求线路上的电流？
解：根据P=3UIcosφ
I=P/Ucosφ=15000/(3×398×0.85)=14.8A
答：线路上的电流为14.8A。
4、某一风力发电机组，已知发电机额定转速为1520r/min,齿轮箱的传动比为67.4，试求风轮转速为多少？
解：i=n1/n2 n2=1500/67.4=22.55
答：该风机的风轮转速为22.55。
5、某风力发电机组额定功率为1250 kW，其年有效风时数为6820h,风力发电机实际的工作系数为0.92，该机平均输出功率是额定功率的30%,求该机型的年发电量？
解：年发电量=年有效风时数×实际工作系数×额定功率×30%=6820×092×1250×30%=235.3（万千瓦时）
答：该机型的年发电量为235.3万千瓦时。
七、论述题。
1、风机发电机的工作原理？
答：叶轮将风能转化为机械转矩，通过主轴传递到齿轮箱，经齿轮箱增速到异步发电机额定转速后，通过软并网技术或改变励磁电流并入电网。当风速超过额定风速后，利用桨叶失速控制原理，在桨叶背风面产生涡流，阻止叶轮加速运转；或者通过改变桨叶角度及转子励磁电流，保证输出功率在允许范围，一旦风速超过切入风速，风机将报过功率切除电网。
2、试述风力发电机组巡视检查的主要内容，重点和目的？
答：风力发电机组巡视检查工作主要内容包括，机组在运行中有无异常声响。叶轮及运行的状态，偏航系统是否正常，塔架外表有无油迹污染等。巡视过程中要根据设备近期的实际情况有针对性地重点检查：（1）.故障处理后重新投运的机组；（2）.起停频繁的机组；（3）.负荷重，温度偏高的机组，（4）.带病运行的机组，（5）.新投入运行的机组，若发现故障隐患，则应及时报告和处理，查明原因，从而达到避免事故发生，减少经济损失的目的，同时要做好相应的巡视检查记录进行备案。
3、风力发电机组的日常运行工作内容主要包括哪些？
答：（1）.通过中控室的监控计算机，监视机组的各项参数变弯及运行状态，并按规定认真填写风电场运行日志，当发现异常变化趋势时，应对该机组的运行状态实施连续监视，并根据实际情况采取相应的处理措施。（2）.遇到常规故障，应及时通知维护人员，应根据当时的气象条件做相应的检查处理，并在风电场运行日志上做好相应的故障处理记录及质量验收记录。（3）.对于非常规故障，应及时通知相关部门，并积极配合处理解决。
4、试述风力发电对环境的影响？
答：（1）.优点：风力发电利用的是可再生性的风能资源，属于绿色洁净能源，它的使用对大气环境不造成任何污染，从另一角度来看充分利用风力发电，也可降低矿物燃料的使用，从而减少污染物的排放量，相应地保留了矿物质第一次性能源。风力发电对场内的土地利用不受限制，未占的大面积土地仍可按计划继续留做他用。（2）.缺点：视觉侵扰，噪声，电磁干扰及对微气候和生态影响都是风力发电的不足之处，便这些负面影响可以通过精心设计而减少。
5、风力发电机组机械制动系统的检查包括哪些项目?
答(1).接线端子有无松动；
(2).制动盘和制动块间隙，间隙不得超过厂家规定数值；
(3).制动块磨损程度；
(4).制动盘有无磨损和裂缝，是否松动，如埯更换按厂家规定标准执行；
(5).液压系统各测压点压力是否正常；
(6).液压连接软管和液压刚的泄露与磨损情况；
(7).根据力矩表100%紧固机械制动器相应螺栓；
(8).检查液压油位是否正常；
(9).按规定更新过滤器；
(10).测量制动时间，并按规定进行调整。