2025年全國風(fēng)電技能競賽203年理論試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.下列風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成部分中，不屬于傳動(dòng)系統(tǒng)核心部件的是（）。A.主軸B.齒輪箱C.發(fā)電機(jī)D.偏航軸承答案：D2.雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)通過（）與電網(wǎng)連接，以實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行。A.變壓器B.變流器C.電容器D.電抗器答案：B3.風(fēng)力機(jī)葉片常用的復(fù)合材料中，占比最高的增強(qiáng)纖維是（）。A.玻璃纖維B.碳纖維C.芳綸纖維D.玄武巖纖維答案：A4.齒輪箱強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)中，過濾器的主要作用是（）。A.降低油溫B.減少噪音C.去除雜質(zhì)D.平衡壓力答案：C5.風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的主要功能是（）。A.調(diào)節(jié)葉片角度B.跟蹤風(fēng)向變化C.控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速D.提升抗臺(tái)風(fēng)能力答案：B6.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)不大于（）。A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B7.低電壓穿越（LVRT）功能要求機(jī)組在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)（）。A.立即脫網(wǎng)B.持續(xù)向電網(wǎng)提供無功支持C.降低有功輸出50%D.切換至孤島運(yùn)行模式答案：B8.影響風(fēng)電機(jī)組功率曲線的關(guān)鍵參數(shù)不包括（）。A.空氣密度B.葉片表面粗糙度C.齒輪箱油位D.風(fēng)速測量精度答案：C9.主軸軸承采用雙列圓錐滾子軸承時(shí)，其主要優(yōu)勢是（）。A.承受徑向載荷B.同時(shí)承受徑向和軸向載荷C.降低摩擦系數(shù)D.延長潤滑周期答案：B10.液壓系統(tǒng)中，蓄能器的主要作用是（）。A.儲(chǔ)存壓力能B.過濾液壓油C.冷卻液壓油D.監(jiān)測系統(tǒng)壓力答案：A11.風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（CMS）通常通過（）傳感器采集數(shù)據(jù)。A.溫度B.加速度C.壓力D.位移答案：B12.變流器的網(wǎng)側(cè)濾波器主要用于（）。A.提高直流母線電壓B.抑制諧波電流C.保護(hù)IGBT模塊D.調(diào)節(jié)無功功率答案：B13.葉片結(jié)冰對機(jī)組運(yùn)行的主要影響是（）。A.增加氣動(dòng)效率B.降低啟動(dòng)風(fēng)速C.導(dǎo)致不平衡載荷D.提升發(fā)電功率答案：C14.風(fēng)電場有功功率控制（AGC）的指令通常由（）下發(fā)。A.風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)B.電網(wǎng)調(diào)度中心C.機(jī)組PLC控制器D.變流器控制系統(tǒng)答案：B15.齒輪箱油液分析中，鐵譜檢測主要用于（）。A.檢測水分含量B.分析磨損顆粒C.評估氧化程度D.測量粘度變化答案：B16.直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組與雙饋式機(jī)組的主要區(qū)別在于（）。A.發(fā)電機(jī)類型B.是否配備齒輪箱C.葉片數(shù)量D.塔架高度答案：B17.風(fēng)電機(jī)組在額定風(fēng)速以上運(yùn)行時(shí)，主要通過（）控制輸出功率。A.變槳調(diào)節(jié)B.偏航調(diào)節(jié)C.增速箱變比D.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流答案：A18.接地電阻測量時(shí)，輔助接地極應(yīng)與被測接地體保持（）以上距離。A.5mB.10mC.20mD.30m答案：C19.風(fēng)電機(jī)組主控系統(tǒng)的PLC程序中，“安全鏈”設(shè)計(jì)的核心目的是（）。A.優(yōu)化發(fā)電效率B.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控C.快速觸發(fā)保護(hù)停機(jī)D.存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)答案：C20.葉片防雷系統(tǒng)的接閃器通常安裝在（）。A.葉根B.葉中C.葉尖D.葉背答案：C二、判斷題（每題1分，共10分）1.所有風(fēng)電機(jī)組均需通過齒輪箱將低速風(fēng)輪轉(zhuǎn)速提升至發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。（）答案：×（直驅(qū)式機(jī)組無齒輪箱）2.葉片表面污染會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)效率下降，進(jìn)而降低發(fā)電量。（）答案：√3.變流器故障時(shí)，機(jī)組會(huì)立即脫網(wǎng)并觸發(fā)安全鏈保護(hù)。（）答案：√4.接地電阻越小越好，因此風(fēng)電場接地系統(tǒng)應(yīng)盡可能降低至0.5Ω以下。（）答案：×（通常要求≤4Ω，過度降低成本效益低）5.當(dāng)風(fēng)速超過切出風(fēng)速時(shí)，機(jī)組會(huì)自動(dòng)停機(jī)并鎖定機(jī)械剎車。（）答案：√6.偏航系統(tǒng)僅在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)工作，正常發(fā)電時(shí)保持靜止。（）答案：×（需持續(xù)跟蹤風(fēng)向變化）7.主軸對中誤差過大會(huì)導(dǎo)致軸承偏載，縮短使用壽命。（）答案：√8.液壓站油溫過高時(shí)，機(jī)組會(huì)觸發(fā)溫度保護(hù)并停機(jī)。（）答案：√9.塔筒防腐只需進(jìn)行表面噴漆處理，無需考慮鍍層或陰極保護(hù)。（）答案：×（需多層防護(hù)，重要部位需熱鍍鋅或陰極保護(hù)）10.風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置可提高功率因數(shù)，減少線路損耗。（）答案：√三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG）的工作原理。答案：雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的定子繞組直接接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組通過變流器與電網(wǎng)連接。當(dāng)風(fēng)輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢頻率變化。通過變流器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的頻率、幅值和相位，使定子輸出電壓的頻率與電網(wǎng)頻率（50Hz）保持一致，實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電。低風(fēng)速時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，變流器向轉(zhuǎn)子注入電能；高風(fēng)速時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子向變流器反饋電能，最終實(shí)現(xiàn)寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高效發(fā)電。2.葉片氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)有哪些？各參數(shù)的作用是什么？答案：關(guān)鍵參數(shù)包括弦長、扭角、翼型和尖速比。弦長（葉片截面寬度）決定升力面積，根部弦長較大以承受彎矩，尖部弦長較小以減少阻力；扭角（葉片各截面相對于葉根的旋轉(zhuǎn)角度）用于平衡各截面的攻角，使葉片整體氣動(dòng)載荷分布均勻；翼型（葉片截面形狀）決定升阻比，影響能量捕獲效率；尖速比（葉尖線速度與風(fēng)速的比值）是優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心參數(shù)，對應(yīng)最佳氣動(dòng)效率點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合風(fēng)資源特性確定。3.齒輪箱常見故障類型及主要原因有哪些？答案：常見故障包括齒面損傷（點(diǎn)蝕、磨損、膠合）、軸承損壞（疲勞剝落、斷裂）、油溫異常（過高或過低）、漏油等。齒面損傷主要因潤滑不足、油質(zhì)污染或過載；軸承損壞多由安裝對中誤差、沖擊載荷或潤滑失效引起；油溫過高可能是冷卻系統(tǒng)故障、齒輪嚙合損耗過大或油位過低；漏油通常因密封件老化、箱體變形或安裝工藝不良。4.變流器IGBT模塊的主要保護(hù)措施有哪些？答案：（1）過壓保護(hù)：通過直流母線電容吸收浪涌電壓，設(shè)置壓敏電阻或放電管限制峰值；（2）過流保護(hù)：檢測模塊電流，超過閾值時(shí)快速關(guān)斷門極信號；（3）溫度保護(hù)：內(nèi)置溫度傳感器，超溫時(shí)觸發(fā)降功率或停機(jī)；（4）驅(qū)動(dòng)保護(hù)：監(jiān)控驅(qū)動(dòng)電路電壓和信號完整性，防止誤導(dǎo)通；（5）短路保護(hù)：采用退飽和檢測（DESAT）技術(shù)，識別橋臂短路并快速響應(yīng)；（6）冗余設(shè)計(jì)：關(guān)鍵模塊采用并聯(lián)或備份，提升系統(tǒng)可靠性。5.風(fēng)電場有功功率控制（AGC）的實(shí)現(xiàn)方式有哪些？答案：（1）基于調(diào)度指令的閉環(huán)控制：接收電網(wǎng)調(diào)度的有功目標(biāo)值，通過風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）分配至各機(jī)組；（2）功率曲線限制：根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)速和機(jī)組功率曲線，自動(dòng)限制最大有功輸出，避免超發(fā)；（3）機(jī)組間協(xié)調(diào)控制：考慮機(jī)組健康狀態(tài)、發(fā)電能力差異，優(yōu)先調(diào)度性能良好的機(jī)組；（4）參與電網(wǎng)調(diào)頻：通過預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用容量，響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，調(diào)整有功輸出；（5）故障快速響應(yīng)：當(dāng)部分機(jī)組停機(jī)時(shí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整剩余機(jī)組出力，維持總功率接近目標(biāo)值。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某風(fēng)電場2.5MW雙饋機(jī)組在額定風(fēng)速（12m/s）下運(yùn)行，實(shí)測有功功率僅為2.2MW（正常應(yīng)達(dá)2.45MW以上）。請分析可能的故障原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）葉片表面污染或結(jié)冰，導(dǎo)致氣動(dòng)效率下降；（2）變流器效率降低（如IGBT模塊老化、散熱不良）；（3）發(fā)電機(jī)繞組存在局部短路或絕緣損耗增加；（4）齒輪箱機(jī)械損耗增大（如軸承磨損、潤滑不足）；（5）風(fēng)速或功率傳感器校準(zhǔn)誤差，導(dǎo)致實(shí)際風(fēng)速低于顯示值。排查步驟：（1）檢查葉片表面狀態(tài)，使用無人機(jī)或望遠(yuǎn)鏡觀察是否有積灰、油污或結(jié)冰，必要時(shí)安排清洗；（2）測試變流器輸入輸出功率，計(jì)算效率（正常應(yīng)≥97%），檢查IGBT模塊溫度及散熱風(fēng)扇運(yùn)行情況；（3）測量發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子繞組直流電阻，對比出廠值，檢測是否存在匝間短路；（4）分析齒輪箱油樣，檢測金屬顆粒含量，檢查軸承振動(dòng)值（正常應(yīng)＜4.5mm/s）；（5）校準(zhǔn)風(fēng)速儀和功率傳感器，使用標(biāo)準(zhǔn)儀器比對測量數(shù)據(jù)，確認(rèn)信號傳輸是否正常。2.某風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)無法自動(dòng)對風(fēng)，主控顯示“偏航故障”。請列出可能的故障點(diǎn)及排查方法。答案：可能故障點(diǎn)：（1）風(fēng)速風(fēng)向儀故障（信號丟失或誤差過大）；（2）偏航驅(qū)動(dòng)器（電機(jī)/減速箱）損壞或電源缺失；（3）偏航剎車未完全釋放（液壓壓力不足或電磁閥故障）；（4）PLC控制程序錯(cuò)誤（如邏輯鎖死、計(jì)數(shù)器溢出）；（5）偏航齒圈與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合不良（齒面磨損或潤滑不足）；（6）編碼器故障（無法反饋偏航角度）。排查方法：（1）檢查風(fēng)速風(fēng)向儀輸出信號（4-20mA或RS485），使用萬用表測量電壓/電流是否正常，替換傳感器測試；（2）測量偏航電機(jī)三相電壓（應(yīng)380V±10%），檢查接觸器觸點(diǎn)是否燒蝕，手動(dòng)盤車驅(qū)動(dòng)齒輪，確認(rèn)是否卡滯；（3）檢測偏航剎車液壓壓力（正常應(yīng)≥1