风力发电基础理论.pdf

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1、1.地面状况对风速的影响可以分为地面粗糙度影响，障碍物影响和地形影响。2.并网型风力发电机组可分为机舱、风轮、塔架和基础几个部分。3.变转速发电机需要通过交直交变流装置与电网频率保持同步。4.锥角的作用是在风轮运行状态下减少离心力引起的叶片弯曲和防止叶尖和塔架碰撞的机会。5.风轮实度是指叶片在风轮旋转平面上投影面积的总和与风轮扫掠面积的比值。6.叶片的固有频率直接影响机组的动态特性，激振频率应避开叶片的共振区，以降低叶片的7.动应力，提高使用寿命。8.风轮、塔架及风力发电机组可作为一个弹性体来看待。弹性系统可有驱动系统、机舱系统及变距系统和偏航系统组成。9.叶片防雷击导线截面积为 50mm 1

2、0.塔架结构有筒形和桁架两种形式。11 当风力发电机组运行时，机组除承受自身的重量 Q 外，还要承受由风轮产生的正压力 P、.风载荷 q 以及机组调向时所产生的扭矩 Mn 等载荷的作用。13.传动系统包括主轴、齿轮箱和联轴器。14.主轴的作用在于将转子叶片上的旋转扭矩传递给齿轮箱。15 主轴与齿轮箱的连接大多采用涨紧式联轴器。16.齿轮箱高速轴通过柔性连接与发电机轴连接。17.偏航轴承分为滑动轴型和滚动型。18.液压系统的主要功能是刹车和变桨距控制。19.制动系统主要分为空气制动和机械制动。20.发电机通过四个橡胶减震器与机舱底盘连接。21.控制系统包括控制和检测两部分。22 风力发机组最主要

3、参数是风轮直径和额定功率。23.轮系可以分为定轴轮系和周转轮系。24.扭揽保护装置一般由控制开关和触点机构组成。25.比例控制技术是根据输入电压值的大小，通过放大器，将该输入电压信号转换成相应的电流信号。26.变距系统的节距控制是通过比例阀来实现的。27.紧急顺桨速度 9/s 28.润滑剂可分为：润滑油、润滑脂、固体润滑剂。29.变频器最大容量为发电机额定容量的 1/41/3 30.风电设备的控制系统包括测量、中心控制器和执行机构。31.同步发电机有一个转子，它通过滑环用直流电励磁。32.1891 年丹麦建成第一座风力发电站 33.目前风电市场上和风电场中安装的风力防的发电机组，绝大多数是水平

4、轴，三叶片，上风向，管式塔形式 34有效风能：可利用风能是在“启动风速”到“停机风速”之间的风速段，这个范围的风能。该风速范围内的平均风功率密度称为“有效风功率密度”。35风能密度是决定风能潜力大小的重要因素，风能密度和空气密度有直接关系。风能密度大，风速又大，则风能潜力最好。36 评价风能资源开发利用潜力的主要指标是有效风能密度和年有效风时数。风能密度公式：W=NiVi3/2N 37 风能大小与流通过的面积，空气密度和气流速度的立方成正比，风俗增加一倍，风能增加 7 倍。38风电场机型选择主要围绕风电机组运行的安全性和经济性两方面考虑。39风轮尖速比是风轮的一个重要参数，它指的是风轮叶片叶尖

5、线速度与来流风速比值。叶尖速比一般在 4-7 之间。40.风力发电机组的输出功率与风速的大小，空气密度，风轮直径，风轮功率系数，传动效率和机械效率有关，公式：P=1/8D2v3Cptg 41.目前有两种调节功率的方法：定桨距调节和变桨距调节。42用于叶片制造的主要材料有玻璃纤维强塑料，碳纤维增强塑料，木材，刚和铝等。43水平轴风力发电机组的叶片结构主要为梁，壳结构。44叶跟的结构形式有钻孔组装式和螺纹件预埋式。45空气动力刹车可以是主动式或被动式。46风轮塔架及风力发电机组可作为一个弹性体看待。弹性系统可有驱动系统，机舱系统及变距系统和偏航系统组成。47雷击对叶片造成的损坏取决于叶片的形式，与

6、制造叶片的材料及叶片内部结构有关。推荐的叶片防雷击导线截面积为 50mm2。48塔架有筒架和桁架两种。结构材料可分为刚架结构和钢筋混凝土塔架。基础与塔架连接方式可分为地脚螺栓式和法兰式筒式两种类型基础。49风力防的发电机组运行时，机组承受自身重量外，还要承受由风轮产生的正压力，风载荷及机组调向时所产生的扭矩。50传动系统包括主轴，齿轮箱和联轴节。51齿轮箱后部的高速轴上安有刹车盘，其连接方式是采用胀紧式联轴器。52偏航轴承分为滑动型和滚动型。液压系统主要功能是刹车和变桨距控制。液压站由电动机，油泵，油箱，过滤器，管路及各种液压阀构成。53 制动系统主要分为空气动力制动和机械制动两部分。变桨变速

7、型风电机组的制动系统包括叶片变桨制动和高速轴机械制动。54 控制系统的主要任务是能自动控制风电机组依照其特性运行，故障的自动检测并根据情况采取相应的措施。包括控制和监测两部分。55风电旧子机组的运行情况主要分为：待机状态，发电状态，大风停机方式，故障停机方式，人工停机方式和紧急停机方式。56 风力发电机组最主要参数是风轮直径和额定功率。风力发电机性能特征是由风力发电机的输出功率曲线来反映的。57风电机组估算年发电量公式：Q=V0V1PVTV Q：年发电量 PV：在风速 V 下，风力发电机组的输出功率 TV：场地风速 V 下的年累计小时数 VO：风力发电机组启动风速 V1：风力发电机组的停机风速

8、 58风力发电机组主要型式：定桨距失速型，变桨距型，变桨变速型，直驱型，半直驱型。59风力发电机组的机械机构主要包括叶片，轮毂，偏航系统，主轴，主轴承，齿轮箱，刹车系统，液压系统，机舱及塔架。60风力发电机组的总体及动力系统主要有以下几种形式：一字型，回流式，分流式。61一般常用的轮毂形式有：刚性轮毂，铰接式轮毂，跷跷板式。62盘式制动器的结构形式按制动钳的结构形式分：固定钳式，浮动钳式两种。63 风力发电机组齿轮箱的主要承载零件是齿轮，其齿轮的失效形式主要是齿轮折断和齿面点蚀，剥落。64确定行星齿轮系齿数的考虑条件：1）传动比条件；2）邻接条件；3）同心条件；4）装配条件。65齿轮箱的功率损

9、失包括：齿轮啮合，轴承摩擦，润滑油飞溅和搅拌损失，风阻损失，其他机件阻尼等。齿轮箱机械效率大于 97%。66齿轮箱中的轴按其主动和被动关系可分为：主动轴，从动轴和中间轴。齿轮箱润滑油选择重点是保证有足够的油膜厚度和边界膜强度。67齿轮箱空载试验时，加载试验分段进行，分别以额定载荷地 5%，50%，75%，100%加载，每一阶段以平衡油温为主，一般不少于 2 小时，最高油温不超 80 摄氏度，其不同轴间温差不的高于 15 摄氏度。68 齿轮箱第一次换油应在首次投入运行 500h 后进行，以后换油周期为每运行 5000-10000h。69齿轮箱常见故障有齿轮损伤，轴承损坏，断轴和渗漏油，油温高等。

10、70偏航系统作用：其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二是提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。风力发电机组一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。71主动偏航方式常见的有：齿轮驱动和滑动两种。被动偏航方式常见的有：尾舵，舵轮和下风向。对于并网型风力发电机组来说，通常采用的是主动偏航的齿轮驱动形式。72 偏航系统的阻尼力矩大小确定原则为：保证风力发电机组在偏航时动作平稳顺畅而不产生振动。解缆和扭缆保护是风力发电机组偏航系统必须具有的主要功能。73偏航系统的解缆一般分为初级解缆和终极解缆。74目前国内的

11、机组偏航系统采用润滑脂和润滑油相结合的润滑方式。75偏航系统一般由偏航轴承，偏航驱动装置，偏航制动器，偏航计数器，扭缆保护装置，偏航液压回路等几个部分组成。76 风力发电机组的偏航系统一般有外齿形式和内齿形式，偏航系统必须有偏航定位锁紧装置或防逆传动装置。77偏航系统驱动装置由驱动电动机或驱动马达，减速器，传动齿轮，轮齿间隙调整机构等组成。驱动装置的减速器一般可采用行星减速器或蜗轮蜗杆与行星减速器串联；传动齿轮一般采用渐开线圆柱齿轮。78 扭缆保护装置是偏航系统必须具有的装置，它是出于失效保护的目的而安装在偏航系统中。简答题 79偏航制动器需要进行的检查和注意的问题：注意问题：1）液压制动器的

12、额定工作压力；2）每个月检查摩擦片的磨损情况和裂纹 检查：1）检查制动器壳体和制动摩擦片的磨损情况。如有必要进行更换；2）根据机组相关技术文件进行调整；3）检查是否有漏油现象；4）清洁制动器摩擦片；5）当摩擦片的最小厚度不足 2mm，必须进行更换；6）检查制动器联接螺栓的紧固力矩是否正确。80偏航齿轮面磨损的原因：1）齿轮副的长期啮合运转；2）相互啮合的齿轮副齿侧间隙中渗入杂质；3）润滑油或润滑脂严重缺失使齿轮副处于干摩擦状态。81偏航系统液压管路渗漏原因：1）管路接头松动或损坏；2）密封件损坏。82偏航压力不稳的原因：1）液压管路出现渗漏；2）液压系统的保压蓄能装置出现故障；3）液压系统元器

13、件损坏。83偏航系统异常噪声原因：1）润滑油或润滑脂严重缺失；2）偏航阻尼矩过大；3）齿轮副齿损坏；4）偏航驱动装置中油位过低。84偏航定位不准：1）风向标信号不准确；2）偏航系统阻尼力矩过大或过小；3）偏航制动力矩达不到机组设计值；4）偏航系统的齿圈与偏航驱动装置的齿轮之间的齿间隙过大。85偏航计数器故障原因：1）联接螺栓松动；2）异物侵入；3）联接电缆损坏；4）磨损 86液压系统主要作用：刹车，变桨控制和偏航控制。87飞车试验的目的和程序：目的：为了设定或检验液压系统中的突开阔。程序：1）将所有过转速保护的设置值均改为正常设定值地倍，以免这些保护值首先动作；2）将发电机并网转速调至 500

14、0转/分；3）调整好突开阀后，启动风力发电机组。当风力发电机组达到 125%额定转速时，突开阀将打开并将气动刹车油缸中的压力油释放，从而导致空气动力刹车动作，使风轮转速迅速降低。4）读出最大风轮转速值和风速值。5）试验结果正常时，将转速设置改为正常设定值。88液压油污染的危害：1）污染物使节流孔口和压力控制阀的阻尼孔时堵时通，引起系统压力和速度不稳定，动作不灵敏；2）污染物会导致液压元件磨损加剧，内泻量增大，使用寿命缩短；3）污染物会加速密封件的损坏，缸或活塞杆表面的拉伤，引起液压缸内外泄漏增大；4）污染物会将阀芯卡住，使阀动作失灵，引起故障；5）污染物会将过滤器堵塞，使泵吸油困难，引起空穴现

15、象，导致噪声增大；6）污染物会使油液氧化速度加快，寿命缩短，润滑性能下降。89控制液压油污染的措施：加强现场管理，控制液压油的工作温度，合理选择过滤器精度。90液压系统检查项目：1）各液压阀，液压缸及接头出是否泄漏；2）液压泵运转时是否有异常噪音；3）液压缸全行程移动是否正常平稳；4）液压系统各侧压点压力是否在规定范围内，是否稳定；5）液压系统中油温是否在准许范围内；6）换向阀工作是否可靠；7）油箱内油量是否正常；8）定期从油箱内取样化验，检查油液的污染情况。91液压阀故障原因：元件选择不当，元件设计不佳，零件加工精度差和装配质量差，弹簧刚度不能满足要求，密封件质量差，另外还有油液过脏和油温过

16、高。9 2 润滑剂可分为：润滑油，润滑脂，固体润滑剂。液体润滑剂包括矿物润滑油，合成润滑油，乳化油。半固体润滑剂包括矿物润滑脂，合成润滑脂，动植物脂。固体润滑剂包括石墨，二氧化钼，二氧化钨。93油闪点，倾点定义，如何规定，易燃，可燃规定：闪点：在规定的条件下，加热油品所逸出的蒸汽与空气所形成的混合气遇火发生瞬间闪火时的最低温度。易燃液体：闪点（闭口）在 45 摄氏度以下。可燃液体：闪点（闭口）在 45 摄氏度以上。倾点：试样在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度。油品在低温下使用一般高于倾点 5-10度。94滴点：润滑脂在规定的加热条件下，从不流动到一定流动性的最低温度。脂的最高使用温度要比滴点低 20-30度。95风力机组使用的油品应具备下列特征：1）减少部件摩损，可靠延长齿轮及轴承使用寿命；2）降低摩擦，保证传动系统的机械效率；3）降低振动和噪音；4）减少冲击载荷对机组影响；5）作为冷却散热媒体；6）提高部件抗腐蚀能力；7）带走污染物及磨损产生的铁屑；8）油品使用寿命长，价格合理。96.合成油的优点：具有较好的流动性，在温度升高时，可以较好的抑制黏度降低，高温时化学稳定性较好，可减少油泥凝结物和残碳产生。