风电场电气系统考试

第1章风电场和电气部分的基本概念什么是风电场？风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。什么是一次能源和二次能源？存在于自然界可以直接利用的能源被称为一次能源，无法由自然界直接获取的是二次能源。什么是电力系统？什么是电气一次部分？什么是电气二次部分？电力系统：用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。电气一次部分：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分电气二次部分，即用于对本厂站内一次部分进行测量、监视、控制和保护的部分。第2章风电场电气部分的构成和主接线方式风电场与常规发电厂的区别体现在哪几个方面？风力发电机组的单机容量小风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多风电机组输出的电压等级低风力发电机组的类型多样化风电场的功率输出特性复杂风电机组并网需要电力电子换流设备风电场电气一次系统主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？可以分为四个主要部分风电机组、集电m升压站及厂用电m风电机组用于生产电能；集电系统将风电机组生产的电1能按组收集起来升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高；厂用电维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。桥形接线有内桥和外桥之分，试分别画出其接线示意图，并说明他们的适用情况。bi如右图，内桥接线适用于变压器不经常切换，而线路较长，故障概率较高，所造成的线路需要经常操作的场合；外桥接线适用于变压器切换频繁，或线路较短，故障概率小的场合。与单母线不分段接线相比，单母线分段接线方式有哪些优点？重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供电（母线）。当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以断开，保证另一段母线的正常运行。第3章风电场主要一次设备试简述永磁同步直驱式风力发电机组的特点及工作原理。特点：风力机与发电机之间没有变速机构（即齿轮箱），而是由风力机直接驱动发电机的转子旋转，为了解决风速变化带来的输出电压频率变动的问题，需要在发电机定子绕组与电网之间配置换流器。转子的转速由风力机的转速决定。当风速发生变化时，风力机的转速也会发生变化，因而转子的旋转速度是时刻变化的。工作原理：转子绕组中的直流励磁电流，形成相对于转子静止的恒定磁场。当转子在原动机（例如风力机）的驱动下以转速n旋转时，那么定子绕组与转子磁场之间便有了转速为n的相对运动，从而在定子绕组中产生感应电势。试简述交流励磁双馈式感应风力发电机组的特点及工作原理。特点:发电机的定子绕组和转子绕组与电网都有电气连接，都可以与电网之间交换功率。定子绕组与电网直接连接，输出电压的频率可以通过转子绕组中的交流励磁电流的频率调节得以控制。工作原理：换流器先将电网50Hz的交流电整流，得到直流电，再将该直流电逆变为频率满足要求的交流电，用于转子绕组的励磁。什么是变压器的“铜损”和“铁损”？铜导线存在着电阻，电流流过时电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为铜损。铁心中的磁滞损耗和涡流损耗统称为铁心损耗，简称铁损。油浸式变压器有哪些主要部件？各部件的基本作用是什么？t•-除心2弋堀1一调■扶头“询甩柝沟希陀一商医曲密悄百一惟压怕非骨7—刊11：馆中点念一压方辭说国门少一无折舉电熾IXII-腔能翔

[2—士旺魁孑Sfi 14一油箱15—钠他崔油浸式变压器由其核心部件（即铁心和绕组）、分接头和分接开关以及油箱和辅助设备构成。铁心和绕组作用是实现电磁转换。分接头和分接开关用于调整电压变比。油箱作为铁心、绕组和介质液体的容器，其中的油主要用于散热和充当绝缘介质。常用的开关电器有哪些？他们各有什么功能？常用的开关电器有断路器、隔离开关、熔断器和接触器。断路器作用为切断电路。隔离开关作用是在电气设备和断路器之间形成明显的电压断开点常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。熔断器作用是当电路中流有故障电流的时候熔化断开电路从而实现故障时对电路的保护功能。接触器实现电路正常工作时电路的分合，它只能分合正常电流，无法断开故障电流。什么是集肤效应？对于导体中的交流电流，靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。随着电流频率的提高，集肤效应使导体的电阻增大，电感减小。什么是电晕?不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。&限流电抗器的主要作用是什么？用于限制系统的短路电流，并能使母线电压维持在一定水平。电流互感器的作用是什么？为什么电流互感器二次回路不允许开路？电流互感器串接于一次系统的电路中，将大电流变为小电流。二次开路会产生的不良后果：出现的高电压将危及人身及设备安全；铁心高度饱和将在铁心中产生较大的剩磁；长时间作用可能造成铁心过热。电压互感器的作用是什么？为什么电压互感器二次回路不允许短路？电压互感器并接于一次系统的电路中，将高电压变换为低电压。电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁。第4章风电场一次设备的选择试简述电气设备选择的技术条件。按照正常工作状态选择：是否可以承受流过的电流和加于其上的电压。按照短路状态校验：校验一下其热稳定和动稳定能力。电气选择的环境因素：根据具体工作场所的实际情况有针对性地选择电气设备的结构和型式（温度，日照，风速，冰雪，湿度，污秽，海拔，地震）。环境保护：考虑电气设备对周围环境的影响，主要考虑电磁干扰和噪声。某风电场安装1.5MW风电机组35台，每5台集成一路接入升压变电站，主变低压侧（10KV）采用单母线分段接线，主变高压侧（110KV）采用内桥接线，经两条架空线路与系统连接试画出电气一次系统主接线图；参照表4-1，请为升压站选择主变压器；请确定10KV侧及主变高压侧各电流互感器变比。第5章风电场电气二次系统电流继电器和电压继电器有何作用？他们如何接入电气一次系统中？电流继电器反映一次回路中的电流越限，常用于二次系统的保护回路，它的继电器线圈接入CT的二次侧交流电流回路，触点则引出至直流控制回路，用以启动时间继电器的动作或直接触发断路器分闸。电压继电器用于继电保护装置中的过电压保护或欠电压闭锁，其线圈接入PT二次侧的交流电压小母线上，触点用于启动控制回路跳闸或与其它保护继电器组成相关保护逻辑。某线路相间电流速断保护原理接线图如下，试画出其对应的展开接线图。展开接线图

控制小母线熔断器电动合闸回路绿灯指示回路电动跳闸回路红灯指示回路合闸回路KA,控制小母线熔断器电动合闸回路绿灯指示回路电动跳闸回路红灯指示回路合闸回路KA,第6章配电装置1.什么是配电装置的最小安全净距？最小安全净距指在这一距离下，无论是在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时,都不至使空气间隙被击穿。2.A、B、C、D、E类安全净距的具体含义是什么？以A1为基础，他们分别是如何计算的？A1——带电部分至接地部分之间的最小电气净距。A2——不同相的带电导体之间的最小电气净距。B1——带电部分至栅状遮栏间的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体间的距离。B2——带电部分至网状遮栏间的电气净距。C——无遮栏裸导体至地面的垂直净距。D——不同时停电检修的平行无遮栏裸导体之间水平净距。E——屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道的距离。B1=A1+75O(mm)B2二Al+30+70(mm)C=Al+2300+200(mm)D=Al+1800+200(mm)35kV及以下取E=4000mm；60kV及以上，E=A1+3500(mm)第7章风电场的防雷和接地雷电有哪几种常见类型？直击雷：雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电。感应雷：包括静电感应雷和电磁感应雷。球形雷：是一种球形的发红光或极亮白光的火球。雷电的一般防护有哪几种？避雷针：由接闪器、支持构架、引下线和接地体四部分构成。避雷线：由悬挂在被保护物上空的镀锌钢绞线（接闪器）、接地引下线和接地体组成。主要用于输电线路、发电厂和变电站的防雷保护。避雷器：用来限制沿线路侵入的雷电过电压（或因操作引起的内过电压）的一种保护设备。避雷带和避雷网：在建筑物最可能遭到雷击的地方采用镀锌扁钢或镀锌圆钢，并通过接地引下线与埋入地中的接地体相连构成避雷带，再由避雷带构成的避雷网。接地装置：对地保持一个低的电位差，埋入地中并直接与大地接触的金属导体。什么是接地？其目的和作用是什么？接地：在电力系统中，接地通常指的是接大地，即将电力系统或设备的某一金属部分经金属接地线连接到接地电极上。目的：防止人身触电伤亡，保证电力系统正常运行，保护输电线路和变配电设备以及用电设备绝缘免遭损坏；预防火灾、防止雷击损坏设备和防止静电放电的危害等。作用：利用接地极把故障电流或雷电流快速自如的泄放进大地土壤中，以达到保护人身安全和电气设备安全的目的。什么是接触电压？什么是跨步电压？为保证人身安全，对二者各有何要求？接触电压：即当电气设备绝缘损坏外壳带电时，有可能施加于人体的电压。为保证人身安全（W50V）。跨步电压：未触及该设备，但由于人在跨步过程中，两只脚所处的位置不同所产生的电压。同样不允许超过安全电压（W50V）。风电场集电线路的防雷性能由哪两个技术指标来衡量？他们的含义是什么？集电线路防雷性能优劣主要用两个技术指标：耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。耐雷水平是指线路遭受雷击时,线路绝缘所能耐受的不至于引起绝缘闪络的最大雷电流幅值，单位为kA。耐雷水平愈高，线路的防雷性能愈好。雷击跳闸率是指雷暴日数Td=40的条件下，每100km的集电线路每年因雷击而引起的跳闸次数，它是衡量线路防雷性能的综合指标。第8章风电场中的电力电子设备什么是整流？什么是逆变？什么是变频？整流：交流变直流（AC-DC）逆变：直流变交流（DC-AC）变频：交流变交流（AC-AC）交交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路。什么是PWM?其基本原理是什么？脉带宽调（PWM）技术是通过对一系列脉冲的宽度进行调制来有效的获得所需要的波形。理论基础是面积等效原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。1.电力系统中性点接地方式：（1）直接接地；（2）经消弧线圈接地；（3）不接地。2•中性点宜接接地的优点：发生单相接地时中性点的点位接近于0,未接地相对地电压接近于相电压，这样设备和线路对地的绝缘可以按照相电压决定。缺点：发生单相接地时就必须得断开电路，造成停电，影响用电可靠性。3•中性点不接地系统发的优点：相电压发生变化，接地相电压降低或至0,不接地相电压升高或至线电压，但线电压的大小和相位不变（依然对称），不影响对用户的连续供电，所以不需要立即切除故障，系统仍可运行1-2个小时。4•短路的定义：三相系统中一切相与相或者相与地之间发生的非正常通路。5•短路的后果：（1）短路时往往会有电弧产生，它不仅烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围的设备以及人员；（2）发热使设备毁坏，电动力使设备变形火损坏；（3）对用户影响大；（4）破坏电力系统的稳定性。6•熔断器的选择条件：（1）交流额定电流的1.5-2倍；（2）直流额定电流的1.1-1.2倍。7•电压互感器的作用：（1）将高压变为低压的电气设备，作为测量仪表和继电器的交流电源；（2）能使测量仪表和继电器等二次侧的设备和运行维护人员与一次高压装置在电气方面隔离；（3）能使测量仪表和继电器实现标准化和小型化。8•对电气主接线的要求：（1）必须保证发供电的安全可靠性；（2）应具有一定的灵活性；（3）操作应尽可能简单、方便；（4）经济上合理。厂用电率：厂用电的耗电量占发电厂总发电量的百分数。11•变压器并列条件：（1）相序一致；（2）在同一电源系统；（