20xx-20xx年风力发电基础理论题库

20xx-20xx年风力发电基础理论题库内容摘要：

动润滑。 在满功率运行时，发电机轴承的工作温度较高可20 达 80℃ 以上，因此，发电机轴承用脂应具有较好的高温性能。 （ 3） 偏航回转轴承和齿圈偏航回转轴承虽然承受负荷很大，但速度非常缓慢，在润滑方面无特殊要求，只要定期加注定量油脂即可。 偏航齿圈有内齿、外齿两种形式，一般为开式结构。 在润滑上有使用润滑脂 定期涂抹，也有用喷射型润滑复合剂喷涂。 要求油品有较好的附着能力。 （ 4） 偏航驱动机构常见的偏航驱动机构是由电动机或液压马达带动大速比的行星减速器驱动机舱旋转。 减速器的功率不大，结构紧凑．内部充满润滑油。 由于减速器是间断运行且运行时间较短，累积运行时间有限，对润滑油无特殊要求，但在低温地区使用时应考虑油品的低温性能。 （ 5） 桨距调节机构不论是液压驱动还是电动驱动，都要通过机械机构执行变距动作，所以，变桨距机组的变距执行机构是重点润滑部位。 （ 6） 偏航齿圈用复合剂偏航齿圈齿面的润滑主要有润滑脂涂抹和复合喷剂喷涂两种形式。 润滑油脂和复合喷剂要求具有较高的粘度、良好的防水性和附着性。 适用于开式轮。 第七章 风力发电机组发电机 填空题 21 双绕组双速异步发电机由两套互相独立的接成不同极数的 （ 三相定子绕组 ）共用同一定子铁心和鼠笼转子，通过改变绕组的 （ 极对数 ） 可以运行于两种转速。 双馈发电机是 （ 带滑环的绕线式 ） 三相异步发电机，转子绕组接到一个频率、幅值、相位均可调节的三相逆变电源 ， 从而调整发电机的运行。 双绕组双速异步发电机具有（ 结构简单 ）、（ 性能可靠 ）、（ 效率高 ）、（ 过载能力强 ）、（ 成本 低 ）、（ 并网方便 ），缺点是需（ 从电网上吸取无功或并联补偿电容供给励磁 ）。 永磁同步发电机主要应用于（ 直驱 ）或 (半直驱变速恒频 )风力发电机组。 电机日常维护工作主要包括（ 轴承维护和润滑 ）、（ 滑环和电刷维护 ）、（ 清洁电机和过滤器 ）等。 如果用兆欧表检测绝缘，如绕组匝间或相间短路、或对地短接（接地）应考 虑：电机是否出现过（ 短时电压过高 ）的异常情况，导致（ 绝缘破损 ），有的甚至有焦糊味产生。 常见轴承故障包括（ 轴承温升过高 ）、（ 轴承异音 ）、（ 轴承烧死 ）等。 电气绝缘一般要求（ 3kV），需要注意的 是在维修和更换的过程中注意保护绝缘层，绝缘层一般在电机轴承（ 内圈或外圈或滚子 ）上。 电机润滑方式包括（ 手动注油 ）和（ 自动注油 ）两种方式。 滑环室安装在电机外部的（ 非传动端 ），防护等级 IP23。 1滑环由（ 三个绝缘滑环 ）和（ 一个没有绝缘的轴接地滑环 ）组成。 简答题 常用并网型风力发电机组的三种发电机形式。 目前，常用并网型风力发电机组有以下三种发电机形式 : （ 1） 定桨距失速型发电机组，主要的功率输出单元为双速双绕组异步发电机； （ 2） 变桨变速恒频双馈发电机组，主要的功率输出单元为双馈异步发电 机； （ 3） 变桨变速恒频直驱发电机组，主要的功率输出单元为永磁或电励磁同步发 电机。 双速异步发电机的 运行原理。 双绕组双速异步发电机由两套互相独立的接成不同极数的三相定子绕组共用同一定子铁心和鼠笼转子，通过改变绕组的极对数可以运行于两种转速。 一套绕组22 用于高速，运行于大功率区；另一套绕组用于低速，运行于小功率区，这样而可获得较为满意的平稳的功率特性曲线，能满足高、低速功率相差大的电机三高性能参数（高效率、高功率因数、高转差率）要求，从而提高了机电转换效率。 双速异步发电机的 特点。 双绕组双速异步发电机具 有结构简单、性能可靠、效率高、过载能力强、成本低、并网方便，缺点是需从电网上吸取无功或并联补偿电容供给励磁。 双馈异步发电机的运行原理。 双馈发电机是带滑环的绕线式三相异步发电机，转子绕组接到一个频率、幅值、相位均可调节的三相逆变电源 ,从而调整发电机的运行。 双馈风力发电机在控制器的配合下，能适应风速的变化 ,在变速运转时能发出恒频恒压的电能，同时采取降低或削弱高频谐波的措施。 风电机组变速恒频运行能充分利用风能 ,变频器的容量要求又不大（约为双馈异步发电机额定容量的 1/3）。 因此现代兆瓦级以上、带增速箱的并网 型风力发电机组主要采用双馈异步发电机。 双馈异步发电机的三种运行状态。 （ 1）亚同步运行状态。 在此种状态下转子转速 n n1 同步转速 ,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=n1。 （ 2） 超同步运行状态。 在此种状态下转子转速 nn1同步转速 ,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转速 n2 的转向与转子的转向 相反 ,因此有 nn2 =n1。 为了实现 n2 转向反向 ,在亚同步运行转速超同步运行时 ,转子三相绕组能自动改变其相序；反之 ,也是一 样。 （ 3） 同步运行状态。 此种状态下 n=n1 ,滑差频率 f 2 =0 ,这表明此时通入转子绕组的电流的频率为 0 ,也即是直流电流 ,因此与普通同步发电机一样。 双馈变速恒频系统的特点。 （ 1） 能实现与电网的简单连接 ,并可实现功率因数的调节。 （ 2） 系统内的变频器容量取决于发电机变速运行时的最大滑差功率 sP1,一般电机的最大滑差率为 177。 (2535)% ,因此变频器的最大容量仅为发电机额定容量的1/41/3。 （ 3） 可以降低风力发电机运行时的噪声水平。 （ 4） 由于风力机是变速运行 ,其运行速度能在一个较宽的范 围内被调整到风力机23 的最优化数值 ,从而获得较高的风能利用率。 电励磁同步发电机的特点。 电励磁同步发电机主要应用于变速恒频风力发电机组。 电励磁同步发电机的特点是转子由直流励磁绕组构成，一般采用凸极或隐极结构，发电机的定子与异步电机的定子三相绕组相似。 该类电机的主要优点是通过调节励磁电流，来调节磁场，从而实现变速运行时电机电压恒定，并可满足电网低电压穿越的要求，但应用该类型的电机要全功率整流，功率大，成本高。 简述发电机的 电气性能。 电机类型、工作制、额定功率、额定电压、极数、相数、额定转速、发电机转速范围、额定效率、功率因数、定子接线方式。 双馈电机还包括：转子电压、转子堵转电压、转子接线方式等。 永磁电机还包括：励磁方式。 系统要对发电机运行情况进行监测和保护需要具备哪些功能及其特点。 （ 1） 温度监测 电机设置温度传感器 PT100 测量定子三相绕组温度，轴承温度传感器 PT100 检测电机前后轴承温度；绕组保护 PTC（有的双馈电机设置）、加热器电源（ 220V、 750W）、所有电刷磨耗传感器以及通风轴流风电机组电源等信号线均连接于辅助接线盒中，接线参考电机辅助接线盒接线图（鼠笼型发电机仅有 PT100和加热器）。 （ 2） 速度监测 双馈电机还设置速度传感器，空心轴速度传感器固定于电机转子非传动端力矩支架上，用于检测电机转速信号应，传输给变频器。 速度传感器小轴跳动不超过，所有的输入输出线均与变频器连接。 转速编码器类型及分辨率、转速编码器工作电压、转速编码器输出信号等参数说明和使用说明，一般作为电机用户手册附件。 （ 3） 防雷 一般双馈电机设置定子和转子防雷击熔断保护，分别设置在定子和转子接线盒侧面的接线盒内。 （ 4） 接地 24 笼型电机接地点位于机座地脚侧和转子接线盒内，双馈电机接地点分别设置在定、转子 接线盒内和辅助接线盒内。 接地线时应使用防松垫圈和平垫圈保证连接面应紧密连接，并使用合适的防锈剂（例抗酸石蜡油膏防腐）。 注意接地导线的截面积应符合装机标准要求。 第八章 风力发电机组控制系统 填空题 风电设备的控制系统包括（ 测量 ）、（ 中心控制器 ）和（ 执行机构 ）三部分。 PLC（可编程逻辑控制器， Programmable Logic Controller）：由（ CPU） 、 25 （ I/O） 、（ 模入 /模出 ）、（ 计数器 ）、（ 通讯 ）、 (电源 )等模块配置。 风力发电机组总 是工作在如下状态之一：（运行状态）；（暂停状态）；（ 停机状态 ）；（ 紧急停机状态 ）。 提高工作状态层次（ 只能一层一层地上升 ），而要降低工作状态层次可以是（ 一层或多层 ）。 这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是（ 确保机组的安全运行 ）。 紧急停机包含了 3种情况，即：（ 停止 → 紧停 ）；（ 暂停 → 紧停 ）；（ 运行 →紧停 ）。 停机操作包含了两种情况，即：（ 暂停 → 停机 ）；（ 运行 → 停机 ）。 电控系统从功能划分主要包括（ 正常运行控制 ）、 (阵风控制 )、 (最佳运行控制（最佳叶尖速比控制） )、 (功率控制 )、（ 安全保护控制 ）、（ 变桨距控制 ）等部分。 （ 引入变频调速控制技术 ）是变速恒频机型与恒速恒频机型的最大区别之一。 风机设备的测量部分主要为各类传感器。 传感器负责监测对象状态数据，如 （ 风速 ）、（ 风向 ）、（ 温度 ）、（ 转速 ）、（ 角度 ）、（ 振动 ）及（ 部分开关位置信号 ）等。 风向标和风速计的加热系统包括（ 两个串联的外部加热元件 ）。 一个元件连接到（ 风向标 ）的底座，另一个元件连接到（ 风速计 ）的底座，加热系统还有一位于桅杆内并与之直接接触的（ 外部 PT）。 1接近式开关转速传感器分为（ 电感式 ）与（ 电容式 ）。 1位移传感器（桨叶角度）是（ 一种磁致收缩位置 ）传感器，变桨角度的位置通过长度的线性测量得到。 测量长度通过（ 在保护管内部波导管内传输的电流脉冲 ）完成。 1偏航传感器上有（ 四个凸轮 ），它们可与四个微型开关连接 /断开。 它们一起共同测量（ 绞缆 ）的次数。 偏航传感器还内置了一个（ 用来测量机舱位置 ）的装置。 1 CAN 总线是一种（ 多主 ）总线，通信介质可以是（双绞线）、（ 同轴电缆 ）或（ 光导纤维 ）。 通信速率可达（ 1MBPS）。 1 CAN协议的一个最大特点是（ 废除了传统的站地址编码 ），而代之以对（ 通26 信数据 块 ）进行编码。 简答题 在考虑风力发电机组控制系统的控制目标时，应结合它们的运行方式重点实 现哪些控制目标。 （ 1） 控制系统保持风力发电机组安全可靠运行，同时高质量地将不断变化的风能转化为频率、电压恒定的交流电送入电网。 （ 2） 控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理，完成机组的最佳运行状态管理和控制。 （ 3） 利用计算机智能控制实现机组的功率优化控制，定桨距恒速机组主要进行软切入、软切出及功率因数补偿控制，对变桨距风力发电机组主要进行最佳叶尖速比和额定风速以上的恒功 率控制。 （ 4） 大于开机风速并且转速达到并网转速的条件下，风力发电机组能软切入自动并网，保证电流冲击小于额定电流。 对于恒速恒频的风机，当风速在 47 m/s之间，切入小发电机组并网运行，当风速在 730 m/s之间，切人大发电机组并网运行。 说出 测量部分各类传感器的名称及其测量对象。 （ 1） 风传感器：风速、风向； （ 2） 温度传感器：空气、润滑油、发电机线圈等； （ 3） 位置传感器：润滑油、刹车片厚度、偏航等； （ 4） 转速传感器：叶轮、发电机等； （ 5） 压力传感器：液压油压力、润滑油压力等； （ 6） 特殊传 感器：叶片角度、电量变送器等。 中心控制器部分主要有哪几种类型。 （ 1） PLC（可编程逻辑控制器， Programmable Logic Controller）：由 CPU、 I/O、模入 /模出、计数器、通讯、电源等模块配置，扩展灵活； （ 2） 工业控制计算机 （ 3） 专用控制器 27 简述 风力发电机组的各工作状态。 （ 1） 运行状态： ① 机械刹车松开； ② 允许机组并网发电； ③ 机组自动调向； ④ 液压系统保持工作压力； ⑤ 叶尖阻尼板回收或变桨距系统选择最佳工作状态； （ 2） 暂停状态： ① 机械刹车松开； ② 液压泵保 持工作压力； ③ 自动调向保持工作状态； ④ 叶尖阻尼板回收或变距系统调整桨叶节距角向 900方向； ⑤ 风力发电机组空转。 这个工作状态在调试风力发电机组时非常有用，因为调试风力机的目是要求 机组的各种功能正常，而不一定要求发电运行。 （ 3）停机状态： ① 机械刹车松开； ② 液压系统打开电磁阀使叶尖阻尼板弹出，或变距系统失去压力而实现机械 旁路； ③ 液压系统保持工作压力； ④ 调向系统停止工作。 （ 4）紧急停机状态： ① 机械刹车与气动刹车同时动作； ② 紧急电路 (安全链 ) 开启； ③ 计算机所有输出信号无效； ④ 计算机仍 在运行和。