风电安全知识竞赛题库1汇总.docx

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风电安全知识竞赛题库1汇总

2014年风电安全知识竞赛题库

（一）

通用部分试题

一、识图题：

如上图所示填写各部件名称：

1、导流罩2、轮毂3、机舱罩4、主轴5、齿轮箱冷却风扇6、齿轮箱

7、发电机冷却风扇8、联轴器9、机舱控制柜10、变桨驱动11、轴承座

12、偏航驱动13、弹性支撑14、发电机15、机舱底座16、通风装置

二、填空题：

1.风力发电机组按照输电方式分为：

离网型风力发电机组、并网型风力发电机组；按照功率控制方式分为：

定桨距风力发电机组、变桨距风力发电机组。

2.目前风力发电机组中，异步风力发电机组包括：

异步感应发电机、可变滑差感应发电机、双馈异步发电机；同步发电机组包括：

永磁同步发电机、励磁同步发电机。

3.风力发电机组中传动链的常见布置形式为：

主轴单轴承、主轴双轴承、三点支撑、主轴齿轮箱集成式、主轴发电机集成式（直驱型）。

4.双馈异步风力发电机组通过调节IGBT栅射极电压来实现励磁电流的调节。

5.单馈感应型电机为了降低并网时的电流冲击，采用了软启动器有效降低切入电网时的启动电流。

6.单馈异步感应发电机：

只有一种运行工况-------超同步状态下可以发电，否则属于异步电动机；

电机结构：

从转子结构分为鼠笼式和绕线式两种；

适用机型：

金风750

特点：

低风速段风能利用率较差，发电性能对转速依赖性大，且常需配合电容方可解决异步电机无功缺额！

功率因数较差！

7.区别于单馈异步感应发电机，双速电机的特点为：

增加了液耦进行滑差调节！

但调节特性依液耦油量而定！

故滑差调节范围虽有效改善，但仍不太好控制，过度依赖变桨调节！

往往导致高风速时电机超发！

8.可变滑差感应发电机：

只有一种运行工况-------超同步状态下可以发电，否则属于异步电动机；

电机结构：

只有绕线式一种；

适用机型：

苏司兰1.5MW异步感应电机

区别于双速电机，可变滑差感应发电机的特点为：

转子回路增加了IGBT和电阻进行滑差调节！

调节特性比液耦更加灵活精确，但无功控制仍需配合电容器完成，电容器的频繁投切导致谐波较高，尤其在小风天气尤为明显！

9．双馈异步发电机：

双馈电机的三种运行工况：

亚同步：

转子从电网取电，定子向电网发电。

同步：

转子从电网取电，定子向电网发电。

超同步：

转子通过定子耦合，向电网发出电能，定子受转子耦合向电网发出电能。

电机结构：

只有绕线式一种。

适用机型：

明阳1.5MW、锋电能源、GE、上海电气、联合动力、华锐等。

优点：

可在较大转速范围内向电网输出工频电能。

为了弥补转子速度和同步转速之间的滑差，双馈异步风力发电机采用对转子绕组进行交流励磁的方法，使交流励磁电流在转子绕组中感应出一个相对自身旋转的磁场。

这样气隙中的旋转磁场的转速就由两部分组成，一部分是转子的机械转速，一部分是电磁转速。

二者的矢量和构成产生定子中感应电动势的同步转速。

无功控制不再需要电容器配合完成，避免了电容器频繁投切的高次谐波影响！

缺点：

由于定、转子之间的耦合，当系统电压跌落时，气隙磁场的突变势必会引起转子过电压过电流，从而变频器直流母线电压急剧升高，难以保持正常运行（低电压穿越能力较差），故当转子过电压时，需配置CROWBAR电路来及时短接转子，消耗过多能量。

有效保护转子侧IGBT及发电机绕组。

双馈异步风力发电机原理图

当双馈异步发电机并网发电时，双馈异步发电机的励磁转速等于它的同步转速。

用电网频率和定子极对数表达此相等关系如下：

60fs/Ps=nr+60fr/Pr

式中：

fs—双馈异步发电机定子电压频率；

Ps—双馈异步发电机定子的极对数；

Pr—双馈异步发电机转子的极对数；

nr—双馈异步发电机的转速；

fr—双馈异步发电机转子励磁电流频率。

由上式可知，当双馈异步发电机的nr发生变化时，要想保证双馈异步发电机fs恒定，必须调节双馈异步发电机fr。

10.永磁同步风力发电机：

优点：

无齿轮箱，转子采用永磁极，不存在双馈机型低电压穿越难题。

缺点：

由于采用外转子结构，发电机体积较大，不宜运输安装，有磁缸退磁的忧虑。

11.结合双馈异步风力发电机及永磁直驱型风力发电机组的优点，未来风力发电机组的发展方向为：

混合驱动型风力发电机组。

三、不定项选择题：

1、双馈变频器中采用的有源CROWBAR主要作用是（D）

A.保护直流母排电容不被击穿，向电网输出无功

B.电网电压跌落时，向电网输出无功

C.通过屏蔽变频器，短接转子回路，向电网输出无功

D.通过屏蔽变频器，短接转子回路来抑制定转子过电压对发电机及变频器的损害

2、以明阳1.5MW双馈风机为例，ABB变频器中有源CROWBAR切入条件为（A）

A.直流母线电压超过1210V

B.直流母线电压超过1220V

C.直流母线电压超过1110V

D.直流母线电压超过1120V

3、双馈风机变频器并网前必须完成的项目包括（ACD）

A.直流预充电B.转矩加载

C.网侧IGBT调制D.转子侧IGBT调制

4、双馈风机风力发电机组并网前变频器与主控PLC之间的指令/请求信号交换包括（AB）

A.充电请求与指令B.并网请求与指令

C.网侧IGBT调制请求与指令D.转子侧IGBT调制请求与指令

5、以下说法错误的是：

（ABD）

A.单馈异步风力发电机组具备无功调节能力

B.双馈异步风力发电机组通过定子并联电容器组来实现无功调节

C.可变滑差异步风力发电机组配备了软启动器来降低并网启动电流

D.永磁直驱风机传动链布置形式属于三点支撑

金风1.5MW直驱型

一、填空题：

1.5R1和4R1为__制动电阻，3H1为__高压整流块_，3T1为__高压充电变压器，3K11为充电控制变压器，电网侧1C.2电容组为滤波电容组，1L1为网侧滤波电抗器。

2在VERTECO变流系统中，1U1和2U1之间的通信方式是_光纤加CAN总线。

3.在VERTECO系统中主控柜和变流柜的通信方式是profibus-DP总线。

4.风机通讯光纤分为_单模_和__多模_两种。

5.风速在__大于12m/s__时，请勿在叶轮上工作；风速在__大于18m/s__时，请勿在机舱上工作；在__雷雨__天气下，请勿上风机工作。

攀爬塔架时必须配戴__安全带_、_安全帽__和_防坠落锁扣__。

6.提升机最大提升重量为__350kg__。

7.机组紧急停机时的变桨速度为_7度/秒__，机组正常停机时的变桨速度为__4度/秒__，机组一般故障时的变桨速度为__6度/秒__。

8.KL4001为__单通道模拟量输出端子_，KL1104为__4通道数字量输入端子_，KL5001为__SSI传感器接口端子_，KL2408为_8通道数字量输出端子__。

9.KL3403为_电力测量端子__，KL9210为___总线供电端子__。

10.拆除制动装置应__先___（先/后）切断液压、机械与电气连接；安装制动装置应_后_（先/后）连接液压、机械与电气连接。

11.对液压系统进行维护时首先断开机舱柜内液压泵及液压站电磁阀供电电源，将105Q2、108F5关断。

12.转子刹车闸间隙，闸片至制动环的最小间隙应在2mm～3mm之间,复位弹簧应安装牢固。

转子刹车在使用后，需定期检查闸片厚度，当闸片厚度剩2mm左右时，需要更换新的闸片。

13.1U1控制盒内E槽位跳线上有两个跳线，X1和X6。

X1主要起接地方式的作用，X6起终端电阻调节的作用，在进行DP通讯时，有时需要调节X6这个跳线。

14.液压系统安全泄压作用，保证系统压力始终不高于200bar。

15.偏航驱动机构包括一个偏航电机，一个减速比为1159.5:

1的4级行星减速齿轮箱、一个齿数为14的偏航小齿轮。

16.交换机的出厂地址是192.168.92.68

17.电机侧断路器1在P2.7.1设置密码31504使电机侧变流器进入测试模式“TestMode”。

18.强制手动变桨模式：

激活方法：

移出X11：

8、9短接排，插入X11：

5、6进行短接。

19.整定液压站的系统压力：

首先，将截流手阀7.1和12.6旋紧拧死，将截流手阀11.2和6.1旋松打开。

20.金风1.5M风机中使用的是哈威的液压系统。

液压泵电机额定功率为0.25kW，额定转速为1320转/分，三相交流400V50Hz供电。

二、选择题：

1.变桨系统中超级电容的额定输入电压为（C）

A.交流60VB.直流110VC.直流60V

2.变桨系统中AC2变频器的额定输出电压为（C）

A.交流31VB.直流29VC.交流29V

3.风速仪输出信号为（A）

A.4-20mAB.0-10VC.0-20mA

4.贝福PLC扩展模块KL3404为（A）功能模块。

A.电力测量模块B.4通道模拟量输入模块C.4通道模拟量输出模块D.1通道模拟量输入

5.VERTECO变流系统直流母线的充电电压为（C）V。

A.700B.800C.900D.1000

6.金风1.5MW风力机组转子磁极对数为（A）。

A.44B.33C.88D.66

7.VERTECO变流器采用主动整流方式，整流部分采用可控的（A）整流。

A.IGBTB.二级管C.晶体三极管

8．金风77/1500低速永磁同步风力发电机组的发电桨距角是（B），停机桨距角是（C）。

A.0oB.1.5oC.86oD.90o

9．变桨系统中用旋转编码器来进行桨距角的检测，旋转编码器是（A）旋转编码器。

A.增量式B.绝对式C.增量、旋转一体式

10.金风1.5MW直驱永磁风力发电机组采用（C）通讯协议传输（非变流器内部）。

A．DeviCeNetB.CanbusC.ProfibusDPD.光纤

11.金风科技1.5MW风力发电机组的变桨系统中采用（B）作为断电时的后备电源。

A.铅酸蓄电池B.超级电容C.飞轮储能D.UPS电源

12.金风科技77/1500机组的变流器采用的是（A）结构。

A.交-直-交B.交-交C.直流/直流D.直流/交流

13.液压站在机组不偏航时候的系统压力是（A），偏航时的偏航余压是（C）。

A.160barB.200barC.24barD.0bar

14.VERTECO变流器采用的冷却方式是（A）。

A.水冷B.自然风冷C.强迫风冷D.无需冷却

15.金风科技1.5MW风力发电机组的发电机结构是（B）。

A.3相外转子内定子B.6相外转子内定子

C.6相外定子内转子D.3相外定子内转子

16.金风科技1.5MW风力发电机组的变流器的1U1是（A），2U1和3U1是（B），4U1是（C）。

A.网侧单元B.发电机单元C.制动单元D.直流单元

17.机舱中偏航电机的额定功率为（A）。

A、5.5KWB.3.5KWC.1KWD.4.5KW

18.主控柜中电压互感器的变比为（B）。

A、500：

300B.700：

300C.690：

400D.400：

300

19.叶片–变桨轴承的螺栓力矩值为（A）N.m。

A、1640B.2850C.3000D.2900

20.发电机的转速高于设定值（B）。

A、24B.22C.21D.23

三、问答题：

1.简述变桨超级电容的优点。

（1）充电电流大，充电时间短；

（2）交流变直流的整流模块同时作为充电器，无须再单独配置充放电管理电路；

（3）超级电容的容量随使用年限的增加，减小的非常小。

（4）寿命长；

（5）无须维护；

（6）体积小，重量轻等优点;

（7）充电时发热量低。

2.请简要画出1.5兆瓦机组DP通信的拓扑结构。

答：

主控---〉水冷（8）---〉变流（12）

制器----〉LVD.站（11）----〉机舱站（20）----〉变桨1（41）----〉变桨2（42）----〉变桨3（43）

3.请任意写出变流系统中的8种故障名称。

答：

（1）过流OverCurrent

（2）过压Overvoltage

（3）接地故障Earthfault

（4）系统故障Systemfault

（5）直流母线电压低Undervoltage

（6）FanCooling风冷故障

（7）brakeresistorovertemperature制动器电阻过热

（8）Slotfault插槽故障

4.列举变桨控制柜所检信号（至少8种）。

答：

1、变桨控制柜温度

2、变桨电容的温度

3、变桨电源的温度

4、变桨电机的温度

5、变桨角度

6、变桨变频频器OK信号

7、变桨电容高电压信号

8、变桨电容低电压信号

9、直流充电电流信号

5.请列举就地监控系统的界面组成（至少8个）。

答：

1、风机主要信息页面；

2、叶轮/变桨系统数据页面；

3、叶轮/变桨系统信号页面；

4、变流器/水冷系统页面；

5、电机/电网系统页面；

6、偏航/液压系统页面；

7、环境/机器设备/控制柜页面；

8、调试及参数设置页面；

9、最近32条故障记录页面；

10、均值及故障现场文件查询页面；

6.请列举串入安全链的节点（至少7个）。

答：

紧急停机按钮（塔底主控制柜）、发电机过速模块1和2、扭缆开关、来自变桨系统安全链的信号、紧急停机按钮（机舱控制柜）、振动开关、PLC过速信号、到变桨系统的安全链信号、总线OK信号。

7.请列举机组检测的温度（至少10个）。

答：

1、主控制柜温度

发电机绕组的温度

变流柜的内部模块温度

3个变桨电机的温度

3个变桨逆变器的温度

环境温度

机舱温度

3个变桨控制柜温度

93个变桨控制柜中的超级电容温度

10、3个变桨控制柜中的直流电源温度

冷却系统温度

8.请写出机组所检测到的发电机转速，并写出几种转速的形成过程。

答：

1、安装在风力机组轮毂中的2个转速传感器（接近开关），控制器通过专用的发电机过速模块（Overspeed模块）把传感器发出的脉冲信号分别转换成2个转速值。

2、安装在发电机接线柜内的2个发电机频率模块（Gpluse模块），控制器通过专用发电机转速模块（Gspeed模块）把2个频率模块的脉冲信号相加转化成1个转速值。

3、变流系统内部有一套计算发电机转速的系统，可以根据发电机发电时电流旋转磁场的频率计算出发电机的转速，并送给主控制器。

9.简述变桨系统的主要组成部分。

（控制柜内部、控制柜外部）

变桨系统主要部件:

控制柜内部电源及控制检测部分:

1、开关电源（NG5）

2、变桨变频器（AC2）

3、超级电容

4、A10自制模块

5、BC3150及beckoff模块

6、温度检测（PT100）

控制柜外部驱动及检测部分:

1、变桨电机

2、旋转编码器

3、温度检测（PT100）

4、0°接近开关及90°限位开关

10.请根据以下描述给出正确的处理方案。

（10分）

变桨调试时曾遇到这样的问题：

强制手动变桨时，变桨的速度和方向都是正常的，但是将手动方式拨到自动方式时，变桨方向是相反的而且速度正常。

导致原因：

可能是变桨电机相序反，此时手动变桨向前向后的接线也反，导致手动是正常，但是自动状态下方向相反；

处理方法：

将这两处的线路调换，旋转编码器接到AC2的两根线也调换，即可。

11.请描述主控柜到水冷柜10芯线的功能。

（6分）

冷却系统运行状态；冷却系统预警信号；冷却系统故障信号；反馈信号公共端；冷却系统启动控制；冷却系统停止控制；冷却系统加热控制；控制信号公共端；

12.请描述如果变桨系统出现故障（例如1个变桨柜无法正常上电），应该如何做才能使机舱可以偏航？

（有3种安全可行的方案，请任举1种。

）（6分）

机舱短接115K7（或直接短接120D.I6的5和6端口），再在程序中屏蔽3个来自变桨的急停信号，复位后，使用手柄可以偏航。

13.金风1.5MW机组偏航凸轮计数器调整步骤？

（1）调节凸轮初始0°位置：

最好通过调节凸轮的尼龙齿盘，在面板上观查位置为0°为优，也可以调节电阻值，拆去位置传感器的外部接线，调节尼龙齿轮盘，使1和2间阻值等于2和3间的阻值。

（注意调整好初始0°后，在调节凸轮之前不要碰转凸轮齿轮盘，仍需要面板偏航位置进行比较校准）。

（2）将锁定螺钉旋松，锁定螺钉。

（3）调节凸轮初始0°位置后使尼龙齿轮面正对人正视图，逆时针旋转36圈，然后调节1#螺钉，使对应的右偏凸轮顶点旋到触点开关听到触点动作声音时停止。

（4）使尼龙齿轮面正对人正视图，顺时针旋转72圈，然后调节2#螺钉，使对应的左偏凸轮顶点旋到触点开关然后听到触点动作声音时停止。

（5）将锁定螺钉旋紧。

（6）使尼龙齿轮面正对人正视图，逆时针旋转36圈到中间位置，调节完毕。

14.如何判断金风1.5MW机组IGBT的好坏？

答：

将万用表设为二极管档，测试二极管导通压降。

15.如何测试变桨系统齿形带频率，请写出测试步骤？

答：

测试位置张紧轮与齿形轮中间位置，左右两侧均需要测量，准备好测试仪和橡皮锤（或者现场使用活动扳手、开口扳手代替），测头应在齿形轮与张紧轮间齿形带长度的中间位置，距离齿形光滑面外侧3～20mm，轻击测头所在位置齿形带的齿形面，当仪器发出提示音后停止敲击并读出频率数值，仪表上所示测试结果为188Hz,选择不同位置测量三次，做好记录。

16.请写出偏航位置故障检查步骤

检查步骤：

（1）检查由模块到凸轮计数器的接线，若接线正常，检查凸轮计数器是否能正常工作并检查电阻阻值是否正常，若不正常则证明凸轮计数器的滑线电阻损坏，若以上检查都正常，则可以拆下凸轮计数器，旋转凸轮改变电阻看系统显示的偏航位置变化能否正常，不正常则更换相应模块。

同时还要检查系统设置的解缆参数是否正确。

（2）检查KL3404的E4通道，测量7号端子电压，如果电压正常，但PLC所读出的位置大于920°，则需更换该模块。

（3）如果电压不正常，检测Gspeed模块和偏航位置传感器的电阻，如果电阻正常，但是Gspeed模块的电压不正常，需更换Gspeed模块。

（4）如果偏航位置传感器的电阻不正常，需更偏航换位置传感器。

17.过流（OverCurrent）故障

检查步骤：

（1）检查发电机电缆连接是否正确。

（2）检查控制盒到功率模块的7根光纤，功率模块内部的ASIC板和Drive板的光纤连接情况。

（3）检查设置的参数。

（4）检查功率模块内部ASIC板和Drive板是否有明显的烧痕，如果有则需更换。

（5）测量2U1和3U1输入电缆是否有短路现象。

18.请写出HYDAC水冷温度比较故障检查步骤

检查步骤：

（1）检查水冷系统进阀压力和出阀压力是否正常，如果进阀压力低于1.8bar左右时给系统补水；如果进出阀压力高于1.8bar清洗变流器锥型滤网。

（2）检查三通阀，拆开检查内部阀芯如果生锈了更换新的三通阀。

19.请写出如何测试偏航液压刹车钳余压。

答：

（1）将偏航刹车片和偏航余压表堵头上的盖帽取掉。

（2）将偏航余压表旋紧到偏航刹车片的堵头上。

（3）旋紧后通知另一个工作人员进行偏航操作，此时可以从余压表上读出偏航余压数据。

20.请写出NG5不充电的几种情况

（1）三相电源缺相：

有时候只亮橙黄色的信号灯，有时候会发出不正常充电的异响声音，需要检查供电通路。

（2）热敏电阻损坏或者被人拔掉。

（3）信号线松动、损坏、没插上等。

（4）直流充电电源NG5损坏。

双馈部分

一、选择题：

1.北京京能新能源有限公司所属风电场中，使用双馈异步风力发电机组的风电场有（BCDEFGHI）

A.乌兰伊利更风电场B.辉腾锡勒风电场C.察右中风电场

D.商都风电场E.吉相华亚风电场F.赛汗风电场G.哲里根图风电场

H.昌图风电场I.霍林河风电场J.太阳山风电场K.巴林右风电场

2.北京京能新能源有限公司目前拥有的风力发电机型从发电机的种类上可以分为：

鼠笼异步发电机、双馈异步发电机和永磁直驱发电机。

下面哪个风电场运行的机型包含以上所说的所有种类的机型（F）

A.乌兰伊利更风电场B.辉腾锡勒风电场C.察右中风电场

D.商都风电场E.吉相华亚风电场F.赛汗风电场G.哲里根图风电场

H.昌图风电场I.霍林河风电场J.太阳山风电场K.巴林右风电场

3.截至目前，北京京能新能源有限公司所有的风电场中运行的机组台数最多的风电场是哪个风电场（A）

A.乌兰伊利更风电场B.辉腾锡勒风电场C.察右中风电场

D.商都风电场E.吉相华亚风电场F.赛汗风电场G.哲里根图风电场

H.昌图风电场I.霍林河风电场J.太阳山风电场K.巴林右风电场

4.商都风电场一期风机中，风机开始执行自动解缆程序的触发条件为：

（D）

A.扭缆圈数>2圈或2.5圈时

B.扭缆圈数>2圈或2.5圈，且解缆程序不大于10时

C.扭缆圈数>2圈或2.5圈，且发电机功率10分钟值<400kw时

D.扭缆圈数>2圈或2.5圈，且发电机功率10分钟值<400kw，且解缆程序不大于10时

5.针对我公司赛汗风电场运行的北重风机中，属于液压控制的系统有？

（ABCD）

A.主轴刹车系统B.偏航刹车系统

C.变桨驱动D.偏航驱动

6.北重BZD80-2000风机中，其液压系统中共有11个蓄能器，其中安全变桨模块上有3对共计6个24.5升蓄能器，机舱有3个50升蓄能器，高速刹车控制阀块上有1个0.7升蓄能器，另有1个0.075升蓄能器，这些蓄能器保证了在正常及紧急情况下提供稳定的压力。

（B）

A、8个，1对，3个，2个,2个，1个

B、11个，3对，6个，3个,1个，1个

C、10个，3对，6个，2个,1个，1个

D、7个，1对，2个，3个，1个，1个

7.风机的变桨系统分为液压变桨和电控变桨。

那么在电控变桨的风机中，风机安全链断开时，以下哪个现象是不应该出现的。

（C）

A.3个桨叶均在91°位置

B.风机制动等级为200或210

C.主轴刹车处于释放状态

D.塔基182K2继电器失电

8.北京京能新能源有限公司目前使用ABB变频器的风电场有商都风电场和哲里根图风电场以及赛汗风电场，那么ABB变频器中采用的有源CROWBAR主要作用是（D）

A.保护直流母排电容不被击穿，向电网输出无功

B.电网电压跌落时，向电网输出无功

C.通过屏蔽变频器，短接转子回路，向电网输出无功

D.通过屏蔽变频器，短接转子回路来抑制定转子过电压对发电机及变频器的损害

9.风力发电机组中，测量温度用PT100在室温下阻值正常为（B）

A.90—100欧姆B.100—120欧姆

C.120—140欧姆D.正的无穷大

10.ABB变频器中，有源CROWBAR切入条件为（A）

A.直流母线电压超过1210V

B.直流母线电压超过1220V

C.直流母线电压超过1110V

D.直流母线电压超过1120V

11.恩德以及上海电气风机下列哪个部件是振动测试模块（C）。

A.WP2035B.WP3045C.WP4084