風電場電氣系統(tǒng)考試

第1章風電場和電氣部分的基本概念什么是風電場？風電場是在一定的地域范圍內(nèi)由同一單位經(jīng)營管理的所有風力發(fā)電機組及配套的輸變電設(shè)備、建筑設(shè)施、運行維護人員等共同組成的集合體。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稱為一次能源，無法由自然界直接獲取的是二次能源。什么是電力系統(tǒng)？什么是電氣一次部分？什么是電氣二次部分？電力系統(tǒng)：用于生產(chǎn)、傳輸、變換、分配和消耗電能的系統(tǒng)。電氣一次部分：用于能量生產(chǎn)、變換、分配、傳輸和消耗的部分電氣二次部分，即用于對本廠站內(nèi)一次部分進行測量、監(jiān)視、控制和保護的部分。第2章風電場電氣部分的構(gòu)成和主接線方式風電場與常規(guī)發(fā)電廠的區(qū)別體現(xiàn)在哪幾個方面？風力發(fā)電機組的單機容量小風電場的電能生產(chǎn)比較分散，發(fā)電機組數(shù)目多風電機組輸出的電壓等級低風力發(fā)電機組的類型多樣化風電場的功率輸出特性復雜風電機組并網(wǎng)需要電力電子換流設(shè)備風電場電氣一次系統(tǒng)主要由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？可以分為四個主要部分風電機組、集電m升壓站及廠用電m風電機組用于生產(chǎn)電能；集電系統(tǒng)將風電機組生產(chǎn)的電1能按組收集起來升壓變電站的主變壓器將集電系統(tǒng)匯集的電能再次升高；廠用電維持風電場正常運行及安排檢修維護等生產(chǎn)用電和風電場運行維護人員在風電場內(nèi)的生活用電等。橋形接線有內(nèi)橋和外橋之分，試分別畫出其接線示意圖，并說明他們的適用情況。bi如右圖，內(nèi)橋接線適用于變壓器不經(jīng)常切換，而線路較長，故障概率較高，所造成的線路需要經(jīng)常操作的場合；外橋接線適用于變壓器切換頻繁，或線路較短，故障概率小的場合。與單母線不分段接線相比，單母線分段接線方式有哪些優(yōu)點？重要用戶可以從兩段母線上引出兩個回路，由不同的電源供電（母線）。當一段母線發(fā)生故障的或需要檢修的時候，分段斷路器可以斷開，保證另一段母線的正常運行。第3章風電場主要一次設(shè)備試簡述永磁同步直驅(qū)式風力發(fā)電機組的特點及工作原理。特點：風力機與發(fā)電機之間沒有變速機構(gòu)（即齒輪箱），而是由風力機直接驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，為了解決風速變化帶來的輸出電壓頻率變動的問題，需要在發(fā)電機定子繞組與電網(wǎng)之間配置換流器。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由風力機的轉(zhuǎn)速決定。當風速發(fā)生變化時，風力機的轉(zhuǎn)速也會發(fā)生變化，因而轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是時刻變化的。工作原理：轉(zhuǎn)子繞組中的直流勵磁電流，形成相對于轉(zhuǎn)子靜止的恒定磁場。當轉(zhuǎn)子在原動機（例如風力機）的驅(qū)動下以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時，那么定子繞組與轉(zhuǎn)子磁場之間便有了轉(zhuǎn)速為n的相對運動，從而在定子繞組中產(chǎn)生感應電勢。試簡述交流勵磁雙饋式感應風力發(fā)電機組的特點及工作原理。特點:發(fā)電機的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)都有電氣連接，都可以與電網(wǎng)之間交換功率。定子繞組與電網(wǎng)直接連接，輸出電壓的頻率可以通過轉(zhuǎn)子繞組中的交流勵磁電流的頻率調(diào)節(jié)得以控制。工作原理：換流器先將電網(wǎng)50Hz的交流電整流，得到直流電，再將該直流電逆變?yōu)轭l率滿足要求的交流電，用于轉(zhuǎn)子繞組的勵磁。什么是變壓器的“銅損”和“鐵損”？銅導線存在著電阻，電流流過時電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為銅損。鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心損耗，簡稱鐵損。油浸式變壓器有哪些主要部件？各部件的基本作用是什么？t?-除心2弋堀1一調(diào)■扶頭“詢甩柝溝希陀一商醫(yī)曲密悄百一惟壓怕非骨7—刊11：館中點念一壓方辭說國門少一無折舉電熾IXII-腔能翔

[2—士旺魁孑Sfi 14一油箱15—鈉他崔油浸式變壓器由其核心部件（即鐵心和繞組）、分接頭和分接開關(guān)以及油箱和輔助設(shè)備構(gòu)成。鐵心和繞組作用是實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換。分接頭和分接開關(guān)用于調(diào)整電壓變比。油箱作為鐵心、繞組和介質(zhì)液體的容器，其中的油主要用于散熱和充當絕緣介質(zhì)。常用的開關(guān)電器有哪些？他們各有什么功能？常用的開關(guān)電器有斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器和接觸器。斷路器作用為切斷電路。隔離開關(guān)作用是在電氣設(shè)備和斷路器之間形成明顯的電壓斷開點常用來進行電力系統(tǒng)運行方式改變時的倒閘操作。熔斷器作用是當電路中流有故障電流的時候熔化斷開電路從而實現(xiàn)故障時對電路的保護功能。接觸器實現(xiàn)電路正常工作時電路的分合，它只能分合正常電流，無法斷開故障電流。什么是集膚效應？對于導體中的交流電流，靠近導體表面處的電流密度大于導體內(nèi)部電流密度的現(xiàn)象。隨著電流頻率的提高，集膚效應使導體的電阻增大，電感減小。什么是電暈?不平滑的導體產(chǎn)生不均勻的電場，在不均勻的電場周圍曲率半徑小的電極附近當電壓升高到一定值時，由于空氣游離就會發(fā)生放電，形成電暈。&限流電抗器的主要作用是什么？用于限制系統(tǒng)的短路電流，并能使母線電壓維持在一定水平。電流互感器的作用是什么？為什么電流互感器二次回路不允許開路？電流互感器串接于一次系統(tǒng)的電路中，將大電流變?yōu)樾‰娏?。二次開路會產(chǎn)生的不良后果：出現(xiàn)的高電壓將危及人身及設(shè)備安全；鐵心高度飽和將在鐵心中產(chǎn)生較大的剩磁；長時間作用可能造成鐵心過熱。電壓互感器的作用是什么？為什么電壓互感器二次回路不允許短路？電壓互感器并接于一次系統(tǒng)的電路中，將高電壓變換為低電壓。電壓互感器二次側(cè)線圈匝數(shù)比一次側(cè)線圈匝數(shù)要少，但線徑較大，根據(jù)變壓器原理，一旦二次側(cè)短路，勢必在二次側(cè)引起很大的短路電流，會造成互感器燒毀。第4章風電場一次設(shè)備的選擇試簡述電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件。按照正常工作狀態(tài)選擇：是否可以承受流過的電流和加于其上的電壓。按照短路狀態(tài)校驗：校驗一下其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定能力。電氣選擇的環(huán)境因素：根據(jù)具體工作場所的實際情況有針對性地選擇電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)和型式（溫度，日照，風速，冰雪，濕度，污穢，海拔，地震）。環(huán)境保護：考慮電氣設(shè)備對周圍環(huán)境的影響，主要考慮電磁干擾和噪聲。某風電場安裝1.5MW風電機組35臺，每5臺集成一路接入升壓變電站，主變低壓側(cè)（10KV）采用單母線分段接線，主變高壓側(cè)（110KV）采用內(nèi)橋接線，經(jīng)兩條架空線路與系統(tǒng)連接試畫出電氣一次系統(tǒng)主接線圖；參照表4-1，請為升壓站選擇主變壓器；請確定10KV側(cè)及主變高壓側(cè)各電流互感器變比。第5章風電場電氣二次系統(tǒng)電流繼電器和電壓繼電器有何作用？他們?nèi)绾谓尤腚姎庖淮蜗到y(tǒng)中？電流繼電器反映一次回路中的電流越限，常用于二次系統(tǒng)的保護回路，它的繼電器線圈接入CT的二次側(cè)交流電流回路，觸點則引出至直流控制回路，用以啟動時間繼電器的動作或直接觸發(fā)斷路器分閘。電壓繼電器用于繼電保護裝置中的過電壓保護或欠電壓閉鎖，其線圈接入PT二次側(cè)的交流電壓小母線上，觸點用于啟動控制回路跳閘或與其它保護繼電器組成相關(guān)保護邏輯。某線路相間電流速斷保護原理接線圖如下，試畫出其對應的展開接線圖。展開接線圖

控制小母線熔斷器電動合閘回路綠燈指示回路電動跳閘回路紅燈指示回路合閘回路KA,控制小母線熔斷器電動合閘回路綠燈指示回路電動跳閘回路紅燈指示回路合閘回路KA,第6章配電裝置1.什么是配電裝置的最小安全凈距？最小安全凈距指在這一距離下，無論是在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外部過電壓時,都不至使空氣間隙被擊穿。2.A、B、C、D、E類安全凈距的具體含義是什么？以A1為基礎(chǔ)，他們分別是如何計算的？A1——帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距。A2——不同相的帶電導體之間的最小電氣凈距。B1——帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動設(shè)備在移動中至帶電裸導體間的距離。B2——帶電部分至網(wǎng)狀遮欄間的電氣凈距。C——無遮欄裸導體至地面的垂直凈距。D——不同時停電檢修的平行無遮欄裸導體之間水平凈距。E——屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線套管中心線至屋外通道的距離。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章風電場的防雷和接地雷電有哪幾種常見類型？直擊雷：雷云直接對建筑物或地面上的其他物體放電。感應雷：包括靜電感應雷和電磁感應雷。球形雷：是一種球形的發(fā)紅光或極亮白光的火球。雷電的一般防護有哪幾種？避雷針：由接閃器、支持構(gòu)架、引下線和接地體四部分構(gòu)成。避雷線：由懸掛在被保護物上空的鍍鋅鋼絞線（接閃器）、接地引下線和接地體組成。主要用于輸電線路、發(fā)電廠和變電站的防雷保護。避雷器：用來限制沿線路侵入的雷電過電壓（或因操作引起的內(nèi)過電壓）的一種保護設(shè)備。避雷帶和避雷網(wǎng)：在建筑物最可能遭到雷擊的地方采用鍍鋅扁鋼或鍍鋅圓鋼，并通過接地引下線與埋入地中的接地體相連構(gòu)成避雷帶，再由避雷帶構(gòu)成的避雷網(wǎng)。接地裝置：對地保持一個低的電位差，埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體。什么是接地？其目的和作用是什么？接地：在電力系統(tǒng)中，接地通常指的是接大地，即將電力系統(tǒng)或設(shè)備的某一金屬部分經(jīng)金屬接地線連接到接地電極上。目的：防止人身觸電傷亡，保證電力系統(tǒng)正常運行，保護輸電線路和變配電設(shè)備以及用電設(shè)備絕緣免遭損壞；預防火災、防止雷擊損壞設(shè)備和防止靜電放電的危害等。作用：利用接地極把故障電流或雷電流快速自如的泄放進大地土壤中，以達到保護人身安全和電氣設(shè)備安全的目的。什么是接觸電壓？什么是跨步電壓？為保證人身安全，對二者各有何要求？接觸電壓：即當電氣設(shè)備絕緣損壞外殼帶電時，有可能施加于人體的電壓。為保證人身安全（W50V）?？绮诫妷海何从|及該設(shè)備，但由于人在跨步過程中，兩只腳所處的位置不同所產(chǎn)生的電壓。同樣不允許超過安全電壓（W50V）。風電場集電線路的防雷性能由哪兩個技術(shù)指標來衡量？他們的含義是什么？集電線路防雷性能優(yōu)劣主要用兩個技術(shù)指標：耐雷水平和雷擊跳閘率來衡量。耐雷水平是指線路遭受雷擊時,線路絕緣所能耐受的不至于引起絕緣閃絡的最大雷電流幅值，單位為kA。耐雷水平愈高，線路的防雷性能愈好。雷擊跳閘率是指雷暴日數(shù)Td=40的條件下，每100km的集電線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，它是衡量線路防雷性能的綜合指標。第8章風電場中的電力電子設(shè)備什么是整流？什么是逆變？什么是變頻？整流：交流變直流（AC-DC）逆變：直流變交流（DC-AC）變頻：交流變交流（AC-AC）交交變頻電路是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路。什么是PWM?其基本原理是什么？脈帶寬調(diào)（PWM）技術(shù)是通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制來有效的獲得所需要的波形。理論基礎(chǔ)是面積等效原理，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同。1.電力系統(tǒng)中性點接地方式：（1）直接接地；（2）經(jīng)消弧線圈接地；（3）不接地。2?中性點宜接接地的優(yōu)點：發(fā)生單相接地時中性點的點位接近于0,未接地相對地電壓接近于相電壓，這樣設(shè)備和線路對地的絕緣可以按照相電壓決定。缺點：發(fā)生單相接地時就必須得斷開電路，造成停電，影響用電可靠性。3?中性點不接地系統(tǒng)發(fā)的優(yōu)點：相電壓發(fā)生變化，接地相電壓降低或至0,不接地相電壓升高或至線電壓，但線電壓的大小和相位不變（依然對稱），不影響對用戶的連續(xù)供電，所以不需要立即切除故障，系統(tǒng)仍可運行1-2個小時。4?短路的定義：三相系統(tǒng)中一切相與相或者相與地之間發(fā)生的非正常通路。5?短路的后果：（1）短路時往往會有電弧產(chǎn)生，它不僅燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍的設(shè)備以及人員；（2）發(fā)熱使設(shè)備毀壞，電動力使設(shè)備變形火損壞；（3）對用戶影響大；（4）破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6?熔斷器的選擇條件：（1）交流額定電流的1.5-2倍；（2）直流額定電流的1.1-1.2倍。7?電壓互感器的作用：（1）將高壓變?yōu)榈蛪旱碾姎庠O(shè)備，作為測量儀表和繼電器的交流電源；（2）能使測量儀表和繼電器等二次側(cè)的設(shè)備和運行維護人員與一次高壓裝置在電氣方面隔離；（3）能使測量儀表和繼電器實現(xiàn)標準化和小型化。8?對電氣主接線的要求：（1）必須保證發(fā)供電的安全可靠性；（2）應具有一定的靈活性；（3）操作應盡可能簡單、方便；（4）經(jīng)濟上合理。廠用電率：廠用電的耗電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分數(shù)。11?變壓器并列條件：（1）相序一致；（2）在同一電源系統(tǒng)；（