国电电力2014风电比武试卷附答案

国电电力发展股份有限公司2014年度风电运检技能竞赛试卷（满分：100分，答题时间：120分钟）一、填空题（共50个空，每空0.5分，共25分）.在电气设备上工作，应有（停电）、（验电）、（装设接地线）、悬挂标示牌和装设遮栏（围栏）等保证安全的技术措施。.（事故紧急处理）、（程序操作）、（拉合断路器（开关）的单一操作），以及拉开全站仅有的一组接地刀闸或拆除仅有的一组接地线时，可不填用操作票。.湍流强度会减少风力发电机组的风能利用率，同时也会增加机组的疲劳载荷和机件磨损概率。一般情况下，可以通过增加风力发电机组的（轮毂高度）来减少由地面粗糙度引起的湍流强度的影响。.（气压梯度力）和（科里奥利力）是大气大规模运动的原因.黏性是流体的重要物理属性，是流体抵抗（剪切变形）的能力。黏性切应力的大小与流体内的（速度梯度）成正比。:称名场风.风向NNE表示（北东北风），SCADA系统指（数据采集与监视控制系统，或风电场中央监控系统）。:称名场风.一般三叶片的风电机组的叶尖速比在（6-8）之间。.齿轮的齿廓形状主要是由（模数）、（齿数）、压力角三个因素决定。国家标准规定标准压力角为（20°）。.润滑油的事故预测检验方法常用润滑油的（光谱分析法）。.直导体中感应电动势的大小与（磁感应强度）、（导体运动速度）以及导体有效长度成正比。.风速超过（25m/s）及以上时，禁止人员户外作业；攀爬风力机组时，风速不应高压该机型允许登塔风速，但风速超过（18m/s）及以上时，禁止任何人员攀爬机组。.根据润滑膜在摩擦表面的分布状态分类为：（全膜润滑）和（非全膜润滑）。.异步发电机的（定子铁芯）是电机的磁路部分，（定子三相绕组）是电机的电路部分。.制动系统主要分为（空气动力制动）和（机械制动）两部分。.在带电的电磁式电流互感器二次回路上工作时，应防止二次侧（开路）。.带电作业应在良好天气下进行。风力大于（5级），或湿度大于80%时，不宜进行带电作业。.手动启动和停机的四种操作方式：主控室操作、（就地操作）、（远程操作）、（机舱上操作）。.在35kv集电线路杆塔上工作与带电导线最小安全距离是（1.0）mo人员工作与带电导线小于（0.6）m时35kv集电线路应停电。.风力发电场检修应在（定期维护）的基础上，逐步扩大（状态检修）的比例，最终形成一套融定期维护、状态检修、故障检修为一体的优化检修模式。.当机组非正常运行、（风电机组大修后）或（新设备投入运行时）需要增加对该部分设备的巡视检查内容和次数。.风电运行人员应经过安全培训并考试合格，熟练掌握触电现场急救及（高空救援）方法，掌握（安全工器具）、（消防器材）的使用方法。.每半年至少对机组变桨系统、液压系统、（刹车机构）、（安全链）等重要安全保护装置进行检测试验一次。.状态检修是指根据（状态监测）和（故障诊断技术）提供的设备状态信息，评估设备的状态，在故障发生前选择合适的时间进行检修的预知检修方式。.浴盆曲线表明，一般情况下设备的故障有两个高发期，分别是（投运初期）和（设计运行寿命终结期）。.雷电流引起过电压取决引下系统和接地网的（电阻）和（面积）。二、单项选择题（每题0.5分，共5分）.世界第一台风力发电机是（A）投运的。A、1888年B、1891年C、1957年D、1987年.在低迎角情况下，叶片翼型前缘上表面粗糙度增加，对翼型升力系数的影响规律是（A）。A、降低B、不变C、增大D、变化不大.变桨变速风力发电机的发电效率超出定桨距风电机组（B）以上。A、3%B、5%C、8%D、10%.以下哪种保护属于主变压器的后备保护（D）。A、差动保护；B、瓦斯保护；C、绕组温度过高；D、复合电压过流保护；.下列不属于变速恒频风电机组优点的是（B）。A.机械转换效率高B.电机结构较为简单C.不会发生过电现象D.对电网影响较小.至少（A）长时间对变桨系统充电电池组进行充放电试验一次。A、3个月B、6个月C、12个月D、24个月.工作终结和恢复送电制度规定，工作终结后，工作负责人应及时报告（A）。A、工作许可人B、值班调度员C、工作票签发人D、值班调度员.叶片制动的原理是改变（C）,减少叶片升力，已达到降低叶片转速直至停机的目的。A、叶片仰角B、叶片入流角C、叶片攻角D、叶片倾角.220kV风电场升压站主接地网接地电阻值应小于等于（A）欧姆。A0.5B1C4D10.绝缘手套的工频耐压一般要求耐受（C）工频电压1分钟。A、4kVB、6kVC、8kVD、10kV三、多项选择题（每题1分，共5分）.绝大多数叶片都采用复合材料制造，复合材料的优点有（ABCD）oA、可设计型强B、易成型性好C、耐腐蚀性强D、维护少、易修补.下列哪些绝缘安全工器具的试验周期为半年（BC）。A、绝缘杆B、绝缘靴C、绝缘手套D、绝缘隔板.若工作负责人必须长时间离开工作的现场时，应（C、D、E）。A、指定能胜任的人员代理并报告工作票签发人B、征得工作许可人同意C、由原工作票签发人变更工作负责人D、履行变更手续E、告知全体工作人员和工作许可人.风电场35kV系统中性点接地一般为（BD）。A、不需接地；B、小电阻接地；C、大电阻接地；D、消弧消谐装置加选线接地；E、直接接地.对同杆塔架设的多层电力线路进行验电时，所遵循的原则是（ABC）A、先验低压、后验高压B、先验下层、后验上层C、先验近侧、后验远侧D、先验左侧、后验右侧四、判断题（每题0.5分，共10分）.每年应对塔架内安全钢丝绳、爬梯、工作平台、门防风挂钩检查一次。（X）.电缆耐压试验分相进行时，电缆另两相应短路接地。（V）.雷电天气时，不宜进行电气操作，不应就地电气操作。（J）.停电时，高压开关柜的手车开关应拉至“试验”或“检修”位置。（J）.在室外高压设备上工作，应在工作地点四周装设遮栏，遮栏上悬挂适当数量朝向里面的“在此工作！”标示牌。（X）.一个工作负责人不应同时执行两张及以上工作票。（V）.带电设备外壳上的工作，填用电气第二种工作票。（J）.增速齿轮箱油每年至少出具一次油液监测报告。（J）.风电机组主要保护装置拒动或失效时，应立即进行正常停机，正常停机无效时，采取就地紧急停机（X）.变桨距风电机组长期退出运行时，应使所有叶片处于顺桨状态并锁死叶轮。（X）.个人保安线应使用有透明护套的多股软铜线，截面积不应小于25mm2o（X）.气流在经过迎风坡时受到地形挤压，产生加速效应，使山顶风速达到最大。（V）.根据Betz理论，在理想条件下，流过风轮的气流速度是风轮前来流速度和风轮后尾流速度的平均值。（J）.风力发电机组人工停机后，不能自启动，需要人工恢复启动。（V）.额定功率是指正常工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率。（V）.风轮锥角是指叶片中心线相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜角度。（V）.载流导体在磁场中受力的方向可由右手定则来确定。（X）.渐开线的形状决定于基圆的大小，基圆相同，渐开线的形状完全相同。（V）.发电机滑环、碳刷的维护周期一般为6个月。（V）.超声波探伤检测适用于探测工件的表面缺陷或近表面缺陷。（X）五、问答题（共30分）.风电机组的技术监督项目主要有哪些？（4分）风电机组的技术监督项目主要有：油品技术监督、金属监督、振动监督、环保监督、发电机和电缆绝缘监督、安全及功能性试验技术监督。.简述双馈异步发电机的三种运行状态？（6分）（1）亚同步运行状态。在此种状态下转子转速n<nl,0<s<l,由滑差频率为f2的电流产生的旋转磁场转速n2与转子的转速方向相同，因此n+n2=nl。转子励磁功率〉0，转子吸收电源功率，定子发电。（2）超同步运行状态。在此种状态下转子转速n〉nl,s<0,改变通入转子绕组的频率为f2的电流相序，则其所产生的旋转磁场n2的转向与转子的转向相反，因此有n-n2=nlo转子励磁功率〈0,转子处于发电状态向电源送电，定子发电。（3）同步运行状态。此种状态下限nl,转差s=0,此时通入转子绕组的电流的频率为0，也即是直流电流，因此与同步发电机一样。.风电机组大型部件检修开工前，应做好哪些准备工作？（6分）1）确定施工和验收负责人。2）编制检修方案，制定技术措施、组织措施和安全措施。3）编制项目预算。4）确定需测绘和校核的专用工具和备品备件加工图。5）落实物资准备和大型部件检修施工前的场地布置。6）确定大型吊车及备品备件的到货、进场等时间安排。7）准备技术记录表格。8）组织维护检修人员学习检修方案并进行安全技术交底工作，形成记录并确认无误。.一般有哪些因素可造成机组实际功率曲线与制造商承诺功率曲线不符？（7分）1）叶片安装角度不正确2）偏航控制的机组对风策略偏差大，亦可能是机组风向仪磨损或松动3）叶片表面严重污染4）叶片表面结冰或覆霜5）特殊地形的影响，湍流强度高6）机组使用的叶片气动参数不符合机组设计要求7）高海拔地区，空气密度低8）机组控制策略调整错误9）风速仪误差过高，或风速信号变换器增益修订误差大.风电场无功配置的具体要求有哪些：（7分）1）风电场的无功容量应按照（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置和运行，并应具有一定的检修备用。2）对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量除能够补偿并网点以下风电场汇集系统以及主变压器的感性无功损耗外，还要能够补偿风电场满发时送出线路一半的感性无功损耗;其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路一半的充电无功功率。3）对于通过220KV（或330KV）风电汇集系统升压至500KV（或750KV）电压等级接入公共电网的风电场群，其风电配置的容性无功容量出能够补偿并网点以下风电场汇集系统级主变压器的感性无功损耗外，还要能够补偿风电场满发时送出线路的全部感性无功损耗；其风电场配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的全部充电无功功率。4）风电场无功容量配置的要求与电网结构、送出线路长度及风电场总装机容量有密切关系，风电场需配置的无功容量范围推荐结合每个风电场实际接入情况通过风电场接入电网专题研究来决定。六、计算题(10分)工、某风场有1500KW风机33台，全年(365天)风场发电设备利用小时为1800小时，风机计划停运小时为200小时，非计划停运小时为180小时。(计算结果保留两位小数)求：(工)全年风电场机组可利用率。(2分)(2)全年风电场机组容量系数。(3分)答：(1)全年风电场机组可利用率二可用小时/统计期间小时X100%=(365X24-200-180)/(365X24)=(8760-200-180)/8760X100%=95.66%(2)全年风电场实际发电量二1500X33X1800=4.95X1800=8910万kwh全年风电场机组容量系数=8910/(365X24X4,95)=8910/(8760X4,95)=0.212、(1)一对标准安装的外啮合直齿圆柱齿轮，已知齿数z:54、z2=18,模数求齿轮传动比和标准中心距。(3分)(2)某风机齿轮箱的传动比是100,电网频率50Hz,发电机额定转速时风机叶轮转速是15rpm,求发电机的极对数？(2分)TOC\o"1-5"\h\z答：(工)齿轮传动比i2：ZyZ2=54/18=3或i12=z2/zi=18/54=1/3(1分)标准中心距a=1/2m(Z[+Z2)=：L/2X4X(18+54)=36mm(2分)(2)发电机的极对数p=60f/n=(50X60)+(15X100)=2(2分)七、识图题（15分）1、下图为带低电压穿越的双馈风电机组电气系统图。根据图示请说明下图中数字编号对应的设备名称。（6分）答案：1、叶片；2、齿轮箱；3、发电机；4、制动器（高速轴刹车）；5、主断路器；6、轮毂；1、转子侧滤波器（du/dt滤波器）8、转子侧变流器；9、网侧变流器；10、升压变压器（箱变）；H、网侧滤波器（LCL滤波器）12、充电主接触器；13、充电熔断器；14、主熔断器；15、发电机转速传感器2、下图为变桨距风电机组原理图。请按照不同风速段说明变桨距风电机组并网前后变桨距控制情况。（9分）图5-7ft变桨距风电机组原理/一冲桨距组；3发电机输入为速度：控制器冷汽脩说度；Vi电网线路皂苏：!也网缎辂电F—察同率一倏：尸一功率建制器绘定」力率；巴d一挣制器蛤定功率答：变桨距风轮的叶片在静止时桨距角为90°，气流对桨叶不产生转矩，整个桨叶实际是一块阻尼板。当测量风速在10min内平均达到启动风速时，桨叶向0°方向转动，直到气流对桨叶产生一定的攻角（45°左右），风轮开始启动。并网前：变桨距系统的桨距角给定值由发电机转速信号控制，转速控制器按一定的速度上升斜率给定速度值，调整桨距角，调整发电机转速在同步转速附近以寻找最佳时机并网。并网后：1）如果风速低于额定风速，系统选择最佳的叶片受风角度，这样，机组的电能输出在任何一个风速下都将达到最大，这是通过变桨系统实现的。2）当风速超过额定风速时，系统调节叶片的受风角度，使机组产生额定发电功率，防止过载。叶片沿其长度方向的轴线转动调整叶片的受风角度。机组的变桨系统是靠液压或电机推动，使3个叶片保持相同的受风角度。控制系统选择相关变量的最合适的操作参数，使机组风轮的旋转速度和叶片角度随时根据风速的变化进行调整。根据风速的不同，可以将控制分为4个阶段和两种控制方式，即并网前的速度控制和并网后的功率控制。1）低风速（低于风机切入风速），控制系统将发电机与电网断开。当风速低于但是接近于机组切入风速的时候（例如4m/s），控制系统将叶片角度调整到45°左右，此时的叶片角度将给与叶轮很高的力矩。当风速提高时，风轮的转速以及发电机的转速也相应提高，叶片的角度相应地被控制器调小，直到发电机的连网达到最佳条件。2