2025年風電場運行試題與答案一、單項選擇題（每題2分，共30題，計60分）1.某2.5MW雙饋異步風電機組，其發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速為1800r/min，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，當機組運行于超同步狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的工作模式為（）A.整流模式B.逆變模式C.待機模式D.回饋模式答案：B2.風電場35kV集電線路采用電纜直埋敷設(shè)時，電纜埋深應不小于（）A.0.5mB.0.7mC.1.0mD.1.2m答案：C3.依據(jù)《風力發(fā)電機組運行維護規(guī)程》（GB/T25388-2023），齒輪箱油位應保持在視鏡（）范圍內(nèi)A.1/3~2/3B.1/2~3/4C.2/5~4/5D.滿刻度的80%答案：B4.某風電場配置靜止無功發(fā)生器（SVG），當并網(wǎng)點電壓低于0.9pu時，SVG應優(yōu)先提供（）A.容性無功B.感性無功C.有功功率D.零無功答案：A5.風電機組偏航系統(tǒng)的制動扭矩應滿足在（）風速下能有效鎖定機艙A.額定風速B.切出風速C.10年一遇最大風速D.50年一遇最大風速答案：D6.風電場電能質(zhì)量監(jiān)測裝置應至少每（）記錄一次電壓偏差數(shù)據(jù)A.1minB.5minC.10minD.15min答案：B7.某風電機組變流器IGBT模塊結(jié)溫保護閾值為125℃，當檢測到結(jié)溫達到（）時應觸發(fā)預警A.100℃B.110℃C.115℃D.120℃答案：C8.風電場接地網(wǎng)接地電阻測量應在（）進行A.雨季前B.雨季中C.雨季結(jié)束后D.任意季節(jié)答案：A9.依據(jù)《風電場功率預測技術(shù)規(guī)范》（NB/T31027-2022），超短期功率預測的時間分辨率為（）A.1minB.5minC.15minD.30min答案：B10.風電機組齒輪箱油顆粒度等級應不低于（）（ISO4406標準）A.18/16/13B.19/17/14C.20/18/15D.21/19/16答案：A11.風電場升壓站110kV母線發(fā)生單相接地故障時，接地選線裝置應在（）內(nèi)準確選出故障線路A.0.1sB.0.5sC.1sD.2s答案：C12.某風電機組葉片揮舞方向固有頻率為0.8Hz，當機組運行于額定轉(zhuǎn)速（12r/min）時，塔筒一階固有頻率應避開（）A.0.4HzB.0.8HzC.1.2HzD.1.6Hz答案：B（注：12r/min=0.2Hz，3P頻率=0.6Hz，需避開葉片固有頻率±20%范圍）13.風電場低電壓穿越測試時，并網(wǎng)點電壓跌落至0.2pu，持續(xù)時間應不小于（）A.100msB.200msC.300msD.500ms答案：C14.風電機組液壓系統(tǒng)正常工作壓力范圍為（）A.8-12MPaB.12-16MPaC.16-20MPaD.20-24MPa答案：B15.風電場有功功率控制（AGC）響應時間應不大于（）A.10sB.20sC.30sD.60s答案：C16.某風電機組主軸軸承采用脂潤滑，其補脂周期應根據(jù)（）確定A.運行時間B.累計發(fā)電量C.軸承溫度D.振動值答案：A（通常每500-1000小時補脂一次）17.風電場電能質(zhì)量中，電壓閃變限值（Pst）應不大于（）A.0.8B.1.0C.1.2D.1.5答案：B18.風電機組變槳系統(tǒng)備用電池容量應滿足（）次全行程變槳操作A.1B.2C.3D.5答案：C19.風電場35kV開關(guān)柜局部放電檢測時，超聲波檢測法的有效檢測距離為（）A.0.5mB.1mC.2mD.3m答案：B20.某風電機組發(fā)電機軸承采用油潤滑，其進油溫度應控制在（）A.30-40℃B.40-50℃C.50-60℃D.60-70℃答案：B21.風電場無功電壓控制（AVC）的目標是維持并網(wǎng)點電壓在（）范圍內(nèi)A.0.95-1.05puB.0.9-1.1puC.0.85-1.15puD.0.8-1.2pu答案：A22.風電機組齒輪箱油溫超過（）時應觸發(fā)停機保護A.80℃B.90℃C.100℃D.110℃答案：C23.風電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)應能定位雷擊點位置誤差不超過（）A.500mB.1kmC.2kmD.5km答案：B24.風電機組偏航齒圈與偏航小齒輪的齒側(cè)間隙應控制在（）A.0.1-0.3mmB.0.3-0.5mmC.0.5-0.7mmD.0.7-1.0mm答案：C25.風電場監(jiān)控系統(tǒng)SOE（事件順序記錄）分辨率應不大于（）A.1msB.5msC.10msD.20ms答案：B26.某風電機組葉片防雷系統(tǒng)接地電阻應不大于（）A.1ΩB.3ΩC.5ΩD.10Ω答案：C27.風電場消防系統(tǒng)中，主變水噴霧滅火裝置的響應時間應不大于（）A.10sB.20sC.30sD.60s答案：C28.風電機組變流器冷卻系統(tǒng)散熱效率下降時，最可能導致的故障是（）A.變流器過壓B.變流器過流C.變流器過溫D.變流器欠壓答案：C29.風電場集電線路零序保護的動作時限應（）主變零序保護動作時限A.大于B.小于C.等于D.無要求答案：B（配合級差0.3-0.5s）30.風電機組振動傳感器安裝時，加速度傳感器的固有頻率應（）被測振動頻率上限A.大于2倍B.大于5倍C.小于2倍D.小于5倍答案：B二、判斷題（每題1分，共20題，計20分）1.風電機組在切出風速（25m/s）時應自動停機，當風速降至20m/s以下時可自動重啟。（）答案：√（依據(jù)GB/T18451.1-2022，切出風速一般為25m/s，重啟風速為切出風速的80%）2.風電場35kV電纜頭制作時，半導體層剝切長度應比應力錐長度短5mm。（）答案：×（應長5-10mm，確保應力錐完全覆蓋半導體層）3.風電機組齒輪箱油含水量應不超過200ppm，超過時需進行濾油處理。（）答案：√（GB/T7631.9-2021規(guī)定風電齒輪油含水量≤200ppm）4.風電場SVG裝置可以同時提供感性和容性無功，而電容器組只能提供容性無功。（）答案：√5.風電機組偏航系統(tǒng)采用主動偏航控制時，風向標的測量誤差應不大于5°。（）答案：×（應不大于3°）6.風電場接地網(wǎng)中，垂直接地極的間距應不小于其長度的2倍。（）答案：√（DL/T621-1997規(guī)定垂直接地極間距≥2倍長度）7.風電機組變槳系統(tǒng)采用電動變槳時，備用電源應為超級電容而非蓄電池。（）答案：×（電動變槳備用電源可采用蓄電池或超級電容，具體由廠家設(shè)計）8.風電場功率預測系統(tǒng)的日預測誤差應不超過15%（均方根誤差）。（）答案：√（NB/T31027-2022規(guī)定日預測RMSE≤15%）9.風電機組葉片結(jié)冰時，應立即停機并進行加熱除冰，禁止在結(jié)冰狀態(tài)下啟動。（）答案：√（防止不平衡載荷損壞機組）10.風電場110kV主變冷卻器全停時，允許在額定負荷下運行30分鐘。（）答案：×（DL/T572-2010規(guī)定主變冷卻器全停時，額定負荷下運行時間≤20分鐘）11.風電機組發(fā)電機軸承溫度超過90℃時應觸發(fā)報警，超過100℃時應停機。（）答案：√（常見廠家設(shè)定值）12.風電場集電線路發(fā)生單相接地故障時，允許帶故障運行不超過2小時。（）答案：√（35kV不接地系統(tǒng)單相接地允許運行≤2小時）13.風電機組塔筒內(nèi)電纜固定間距應不大于1.5m，轉(zhuǎn)彎處應增加固定點。（）答案：√（防止電纜擺動磨損）14.風電場監(jiān)控系統(tǒng)的遙控操作應執(zhí)行"遙控預演-返校確認-執(zhí)行操作"三步驟。（）答案：√15.風電機組齒輪箱油顆粒度等級ISO440620/18/15表示≥4μm顆粒數(shù)等級20，≥6μm等級18，≥14μm等級15。（）答案：√16.風電場低電壓穿越過程中，機組應保持并網(wǎng)運行并向電網(wǎng)提供無功支持。（）答案：√（GB/T19963-2021要求）17.風電機組液壓站安全閥整定壓力應高于系統(tǒng)最高工作壓力10%-15%。（）答案：√（防止頻繁動作）18.風電場電能質(zhì)量中，電壓諧波畸變率（THD）應不超過5%（110kV母線）。（）答案：×（GB/T14549-1993規(guī)定110kV母線THD≤2%）19.風電機組振動監(jiān)測中，水平振動值應小于垂直振動值，否則可能存在基礎(chǔ)沉降問題。（）答案：√（基礎(chǔ)沉降會導致水平振動異常）20.風電場消防控制室應24小時有人值班，值班人員每半年至少進行1次消防演練。（）答案：√（GB50140-2005要求）三、簡答題（每題5分，共10題，計50分）1.簡述雙饋感應風電機組（DFIG）的低電壓穿越（LVRT）實現(xiàn)原理。答案：雙饋機組LVRT實現(xiàn)主要通過以下方式：①轉(zhuǎn)子側(cè)變流器（RSC）在電壓跌落時快速閉鎖，避免轉(zhuǎn)子過電流；②通過撬棒（Crowbar）電路短接轉(zhuǎn)子繞組，消耗轉(zhuǎn)子能量；③網(wǎng)側(cè)變流器（GSC）保持直流母線電壓穩(wěn)定，并向電網(wǎng)注入無功電流（優(yōu)先感性無功）；④機組在電壓恢復后逐步退出Crowbar，恢復變流器控制，維持并網(wǎng)運行。2.列舉風電機組齒輪箱常見的5種故障現(xiàn)象及可能原因。答案：①油溫過高：油位過低、冷卻系統(tǒng)故障、齒輪嚙合不良；②振動異常：軸承磨損、齒輪點蝕、對中偏差；③油泄漏：密封件老化、結(jié)合面變形、油壓過高；④油顆粒度超標：磨損碎屑、外界雜質(zhì)侵入、濾油器失效；⑤異響：齒面膠合、軸承游隙過大、潤滑不足。3.風電場35kV集電線路發(fā)生相間短路故障時，保護裝置的動作邏輯是什么？答案：①電流速斷保護（Ⅰ段）：無時限動作，跳開本線路斷路器；②過電流保護（Ⅱ段）：帶0.3-0.5s延時，作為Ⅰ段的近后備；③主變低壓側(cè)后備保護：若集電線路斷路器拒動，主變低壓側(cè)過流保護帶1.0-1.5s延時跳開主變高壓側(cè)斷路器；④重合閘：若為瞬時性故障，斷路器跳閘后經(jīng)1-3s重合，成功則恢復供電，失敗則加速跳閘。4.簡述風電機組變槳系統(tǒng)的日常維護要點。答案：①檢查變槳電機、減速器運行聲音及溫度（≤80℃）；②測量變槳電池電壓（應≥24V），測試備用電源變槳功能；③檢查變槳軸承潤滑情況（脂潤滑每500小時補脂，油潤滑檢查油位及顆粒度）；④校驗變槳角度傳感器（誤差≤0.5°）；⑤檢查變槳柜內(nèi)接線端子是否松動，電容是否鼓包；⑥測試變槳限位開關(guān)（91°和-2°）動作可靠性。5.風電場有功功率控制（AGC）的主要控制模式有哪些？各適用于什么場景？答案：①恒功率控制（ConstantPower）：設(shè)定有功功率目標值，適用于電網(wǎng)調(diào)度要求固定出力時；②恒功率因數(shù)控制（ConstantPowerFactor）：維持并網(wǎng)點功率因數(shù)恒定（如0.95滯后），適用于電網(wǎng)對無功有要求時；③最大有功跟蹤（MPPT）：按當前風速最大化發(fā)電，適用于電網(wǎng)無約束的正常運行時段；④爬坡率控制（RampRateControl）：限制有功變化速率（如≤10%額定功率/分鐘），適用于電網(wǎng)頻率波動較大時。6.風電機組振動值超標時，應如何進行故障排查？答案：①確認振動傳感器是否正常（用萬用表測量輸出信號，正常范圍4-20mA）；②檢查機組運行狀態(tài)（是否在啟動/停機過程中，風速是否突變）；③分析振動頻譜：若1P頻率（轉(zhuǎn)子頻率）幅值大，可能是葉片不平衡或輪轂螺栓松動；若3P頻率（葉片通過頻率）異常，可能是葉片角度偏差或變槳不同步；若齒輪箱嚙合頻率異常，可能是齒輪磨損；若軸承特征頻率突出，可能是軸承故障；④檢查塔筒基礎(chǔ)（測量基礎(chǔ)沉降，偏差應≤5mm）；⑤對比歷史數(shù)據(jù)（確認是突發(fā)性還是漸進性故障）。7.簡述風電場SVG裝置的調(diào)試步驟。答案：①絕緣測試：測量SVG功率模塊、連接電纜的絕緣電阻（≥100MΩ）；②通電前檢查：確認各斷路器、隔離開關(guān)位置正確，接地良好；③空載調(diào)試：投入控制電源，檢查監(jiān)控系統(tǒng)通訊（MODBUS/TCP協(xié)議），測試人機界面功能；④負載調(diào)試：逐步增加無功輸出（先容性后感性），檢查電流波形（THD≤5%），驗證無功調(diào)節(jié)精度（≤±2%額定容量）；⑤保護測試：模擬過壓、過流、過溫等故障，驗證保護動作時間（≤100ms）；⑥聯(lián)調(diào)測試：與風電場AVC系統(tǒng)聯(lián)動，測試無功指令響應時間（≤30s）。8.風電機組葉片表面出現(xiàn)涂層脫落時，應如何處理？答案：①評估損傷范圍：若脫落面積＜0.1m2且深度未達基材，可進行局部修補；若面積≥0.1m2或露出玻璃纖維，需返廠維修；②表面處理：用砂紙打磨脫落邊緣（形成30°倒角），清理灰塵（用酒精擦拭）；③涂覆底漆：選用與原涂層匹配的環(huán)氧底漆，厚度控制在50-80μm；④涂覆面漆：使用聚氨酯面漆，分2-3次涂刷，總厚度100-150μm；⑤固化檢查：在25℃環(huán)境下固化24小時，測試涂層硬度（≥HB）及附著力（劃格法≤1級）；⑥記錄備案：保存修補位置、材料型號、固化時間等信息，納入葉片狀態(tài)跟蹤。9.風電場接地網(wǎng)腐蝕檢測的常用方法有哪些？各有什么特點？答案：①開挖檢測：直接觀察接地體腐蝕情況，準確度高但破壞性大，適用于重點懷疑區(qū)域；②電化學檢測：測量接地體的自然電位（≤-0.85VCSE為無腐蝕），可在線監(jiān)測但受土壤濕度影響；③土壤電阻率測試：使用四極法測量土壤電阻率（＞500Ω·m為低腐蝕環(huán)境），間接反映腐蝕風險；④接地電阻變化分析：若接地電阻較初始值上升30%以上，可能存在腐蝕；⑤探地雷達檢測：通過電磁波反射定位接地體位置及腐蝕點，非開挖但成本較高。10.簡述風電機組大部件更換（如發(fā)電機）的安全注意事項。答案：①作業(yè)前：辦理一級動火票、高空作業(yè)票，風速≤8m/s（50m高度），檢查吊具（吊帶破斷力≥5倍載荷）、起重機支腿水平度（≤1°）；②設(shè)備固定：斷開所有電氣連接（做好相序標記），用液壓鎖鎖定變槳系統(tǒng)（角度90°），機艙偏航鎖定；③吊裝過程：設(shè)置警戒區(qū)（半徑≥30m），專人指揮（使用對講機，頻道專用），起吊后停留5分鐘檢查平衡，就位時用導向繩控制擺動（禁止人員站在吊物下方）；④電氣恢復：檢查絕緣電阻（發(fā)電機定子≥100MΩ，轉(zhuǎn)子≥10MΩ），測試相序（與原相序一致），進行盤車試驗（轉(zhuǎn)動靈活無卡阻）；⑤試運驗收：空載運行30分鐘（檢查振動≤4.5mm/s），帶載運行2小時（溫度≤80℃），記錄各項參數(shù)。四、計算題（每題10分，共5題，計50分）1.某風電場有20臺3.0MW風電機組，年平均風速8.5m/s，風功率密度等級為3級（500W/m2），輪轂高度100m，空氣密度1.225kg/m3，機組年利用小時數(shù)3200h，計算：①單臺機組掃風面積；②風電場年理論發(fā)電量；③機組實際發(fā)電效率（η=實際發(fā)電量/理論發(fā)電量）。解：①風功率密度P=0.5ρv3，已知P=500W/m2，v=8.5m/s，ρ=1.225kg/m3則掃風面積S=P/(0.5ρv3)=500/(0.5×1.225×8.53)=500/(0.5×1.225×614.125)=500/375.7≈1.331m2？（明顯錯誤，正確公式應為P=0.5ρv3×Cp×S，題目中可能混淆了風功率密度定義。正確風功率密度是單位面積的風能，即P_w=0.5ρv3，與機組無關(guān)。掃風面積S=π(D/2)2，其中D為葉片直徑。通常3MW機組葉片直徑約150m，S=π×(75)2≈17671m2?？赡茴}目數(shù)據(jù)有誤，按常規(guī)計算）正確步驟：①假設(shè)機組額定風速12m/s，額定功率3MW=3×10^6W，額定點風能功率P_w=0.5×1.225×123×S=0.5×1.225×1728×S=1058.4S機組額定效率Cp=P/(P_w)=3×10^6/(1058.4S)，通常Cp取0.48，則S=3×10^6/(1058.4×0.48)≈5945m2（對應葉片直徑約87m，符合3MW機組參數(shù)）②風電場年理論發(fā)電量=20臺×3MW×8760h=20×3×8760=525600MWh③實際發(fā)電量=20×3×3200=192000MWh效率η=192000/525600≈36.5%（注：實際中理論發(fā)電量應按Weibull分布計算，此處簡化）2.某風電機組齒輪箱油體積為200L，油顆粒度檢測結(jié)果為：≥4μm顆粒數(shù)2.5×10^5個/mL，≥6μm顆粒數(shù)8×10^4個/mL，≥14μm顆粒數(shù)1.2×10^4個/mL。根據(jù)ISO4406標準，判斷該油液的清潔度等級，并說明是否需要過濾。解：ISO4406等級通過顆粒數(shù)對數(shù)值確定：≥4μm：2.5×10^5個/mL=250000個/mL，取log2(250000/13)=log2(19230.77)≈14.25，對應等級14（13×2^14=212992，13×2^15=425984，250000介于14和15之間，通常向上取整為15）≥6μm：8×10^4=80000個/mL，log2(80000/13)=log2(6153.85)≈12.6，對應等級13（13×2^13=106496，13×2^12=53248，80000介于12和13之間，取13）≥14μm：1.2×10^4=12000個/mL，log2(12000/13)=log2(923.08)≈9.85，對應等級10（13×2^10=13312，13×2^9=6656，12000介于9和10之間，取10）因此清潔度等級為ISO440615/13/10（注：實際標準中等級為三個數(shù)，分別對應≥4μm、≥6μm、≥14μm，通常取最接近的整數(shù)等級）。風電齒輪油要求等級≤18/16/13（題目10題選項），此油等級15/13/10優(yōu)于標準，無需過濾。3.某風電場并網(wǎng)點電壓偏差要求為±5%，當前并網(wǎng)點電壓為108kV（系統(tǒng)標稱電壓110kV），SVG額定容量為±20Mvar，需將電壓調(diào)整至107.8-112.2kV范圍內(nèi)。已知系統(tǒng)短路容量為2000MVA，計算需要投入的無功容量（ΔQ=S_sc×(V_target2-V_current2)/V_n2，其中S_sc為短路容量，V_n為標稱電壓）。解：當前電壓V_current=108kV，目標電壓下限V_target=107.8kV（允許最低），上限112.2kV（允許最高）。因當前電壓低于標稱值（110kV），需投入容性無功提升電壓。ΔQ=S_sc×(V_target2-V_current2)/V_n2取目標電壓為110kV（標稱值），則：ΔQ=2000×(1102-1082)/1102=2000×(12100-11664)/12100=2000×436/12100≈71.9Mvar但SVG額定容量僅±20Mvar，無法單獨調(diào)整至標稱值，需結(jié)合電容器組。若僅用SVG，最大可提升電壓：V_new=√(V_current2+ΔQ×V_n2/S_sc)=√(1082+20×1102/2000)=√(11664+20×12100/2000)=√(11664+121)=√11785≈108.56kV，仍低于110kV，需調(diào)度協(xié)調(diào)。4.某風電機組變流器冷卻系統(tǒng)采用水冷，冷卻水流量為15L/min，進水溫度40℃，出水溫度45℃，水的比熱容4.186kJ/(kg·℃)，密度1kg/L，計算變流器的熱損耗功率。解：質(zhì)量流量m=15L/min×1kg/L=15kg/min=0.25kg/s溫差ΔT=45-40=5℃熱功率P=m×c×ΔT=0.25kg/s×4.186kJ/(kg·℃)×5℃=5.2325kW因此變流器熱損耗約為5.23kW。5.某風電場2024年12月有功功率曲線如下：0-8時平均功率80MW，8-16時平均功率150MW，16-24時平均功率100MW，風電場裝機容量200MW。計算：①日發(fā)電量；②日平均利用小時數(shù)；③日負荷率（日平均功率/裝機容量）。解：①日發(fā)電量=80×8+150×8+100×8=640+1200+800=2640MWh②日平均利用小時數(shù)=2640/200=13.2h③日平均功率=2640/24=110MW，負荷率=110/200=55%五、案例分析題（每題20分，共2題，計40分）案例1：某風電場3號風機（2.5MW）在運行中突然報"變流器直流母線過壓"故障停機，監(jiān)控系統(tǒng)顯示故障前直流母線電壓從800V快速上升至1100V（額定值820V，保護閾值1050V）。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變流器（GSC）輸出電流波形畸變，SVG裝置處于退出狀態(tài)。請分析故障原因及處理措施。答案：故障原因分析：（1）網(wǎng)側(cè)變流器故障：GSC可能因IGBT模塊損壞導致無法正常調(diào)節(jié)直流母線電壓，當轉(zhuǎn)子側(cè)變流器（RSC）向直流母線饋入能量時，GSC無法及時將能量回饋電網(wǎng)，導致電壓升高。（2）SVG退出影響：SVG退出后，風電場無功補償不足，電網(wǎng)電壓可能波動（如升高），導致GSC交流側(cè)電壓升高，直流母線電壓=√2×V_ac×k（k為整流系數(shù)），V_ac升高直接引起直流母線電壓上升。（3）電網(wǎng)擾動：故障前可能存在電網(wǎng)電壓驟升（如附近大負荷切除），GSC來不及響應，導致直流母線過壓。（4）直流母線電容故障：電容容量下降（如鼓包、漏液），無法吸收瞬時能量，導致電壓尖峰。處理措施：（1）檢查GSC模塊：用萬用表測量IGBT導通壓降（正常約2-3V），用示波器觀察驅(qū)動信號（應與控制指令同步），更換損壞的IGBT模塊。（2）測試SVG狀態(tài)：檢查SVG控制電源、通訊模塊，確認退出原因（如過溫保護），恢復SVG運行（若因故障需維修）。（3）檢測電網(wǎng)電壓：調(diào)取并網(wǎng)點電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，確認是否存在電壓驟升（記錄電壓波形），與電網(wǎng)調(diào)度溝通擾動原因。（4）檢查直流母線電容：用LCR表測量電容容量（額