风电场电气系统应用需要掌握的知识点

1风电场电气系统应用需要掌握的知识点第一章1、风力发电机组:用于实现该能量转换过程的成套设备（利用风力机获取风能转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程）2、风电场：在一定的地域范围内，由同一单位经营管理的所有风力发电机组机配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。3、一次能源、二次能源：①一次能源：那些存在于自然界可以直接利用的能源；②二次能源：一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源。4、什么是电力系统？包括风电场在内的各类发电厂站、实现电压等级变换和能量输送的电网、消耗电能的各类设备（用户或负荷)共同构成的，用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。5、什么是电气部分？电力系统各个环节的带电部分。6、电气一次、二次部分的概念及其基本组成是什么？①概念：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分称为电气一次部分；对本厂站内一次部分进行测量、监视控制和保护的部分称为电气二次部分。②基本组成：一次部分最为重要的是发电机、变压器、电动机·······二次部分由互感器和一些仪表组成。第二章1、风电厂与常规电厂的区别是什么？①风力发电机组的单机容量小；②风电场的电能生产方式比较分散，发电机组数目多；2③风电机组输出的电压等级低（输出电压一般为690V或400V）；④风力发电机组的类型多样化；⑤风电场的功率输出特性复杂；⑥风电机组并网需要电力电子换流设备。2、风电场的电气部分的构成有哪些？其一次系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（1）风电场的电气部分是由一次部分(系统）和二次部分（系统）共同组成。（2）一次系统主要部分：风电机组、集电系统、升压变电站及厂用电系统。（3）作用：①风电机组除了风力机和发电机以外，还包括电力电子换流器（有时也称为变频器）和对应的机组升压变压器（有的文献称之为集电变压器）；②集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来；③升压变压站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高；④风电场的厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。3、地理接线图：用来描述某个具体电力系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及他们互相的连接；它是对该系统的宏观印象，只表示厂站级的基本组成和连接关系，无法表示电气设备的组成和关系。4、电气主接线图：在发电厂和变电所中各种电气设备必须被合理组织连接以实现电能的汇集和分配；根据这一要求由各种电气设备组成，并按照一定的方式由导体连接而成的电路。（发电机、变压器、线路都有可能作为电源）5、运行中的电气设备可分为哪几种状态，停电和送电过程中设备的工作状态变化顺序为什么？（1）运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。①运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置；②热备用状态是指设备只断开断路器而隔离开关仍在合闸位置；3③冷备用状态是指设备断路器、隔离开关都在分闸位置；④检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮拦等安全技术措施。（2）工作状态变化顺序：①送电过程：检修→冷备用→热备用→运行②停电过程：运行→热备用→冷备用→检修6、倒闸操作的基本原则有哪些？①绝对禁止带负荷拉（分断操作）、合隔离开关（刀闸），停、送电只能用断路器（开关）接通或断开负荷电流（路）；②停电拉闸操作须按照断路器→分断负荷侧隔离开关→分断电源侧隔离开关的顺序依次操作；送电合闸操作与上述相反的顺序进行；③利用等电位原理，可以用隔离开关分、合无电流（或电流极小）的并联支路；④隔离开关只能按规定接通或断开小电流电路，如避雷器电路，电压互感器电路，一定电压等级、一定长度的空载线路，一定电压等级、一定容量的空载变压器。但上述操作必须严格按现场操作规程的规定执行。现场除严格按操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。7、常见的电气主接线形式有哪些？①有汇流母线的接线形式包括：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、带旁路母线分段等；②无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接线、变压器-线路单元接线等。8、风电场电气主接线由哪几部分组成，其接线形式是什么？4双母线带旁路接线5第三章1、发电机的结构及工作原理是什么（同步、异步）？（1）结构：各类发电机的主体部分都有静止的定子和可以旋转的转子两大部分构成。（2）工作原理：电磁感应定理。（3）类型：①同步发电机的转子分为凸极式（适用于低速运转，即水力发电厂）和隐极式（适用于高速运转，即火力发电厂）；②异步发电机（也称为感应发电机）分为鼠笼式（应用于电流大的场合）和绕线式（应用于启动性能要求很高的场合）。2、发电机的有关公式：①同步发电机：f1=601pn(p表示磁极对数，n1表示转速，f1表示输出电压的频率）；②异步发电机：n-n1=pf260(n表示转子旋转磁场的转速，n1表示定子旋转磁场的转速，p表示磁极对数，f2表示输出电压的频率）2、双馈式异步风力发电机：①双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。6②双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了柔性连接，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。3、变压器的工作原理是什么？利用电磁感应现象实现一个电压等级的交流电能到另一个电压等级交流电能的交换。4、变压器的调压方式：①
激磁调压；②有载调压。5、什么是变压器的铁损？铁心中的磁滞损耗和涡流损耗统称为铁心损耗。6、简述变压器的结构。主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。7、变压器油的作用：绝缘和冷却作用。8、什么是电弧？一种放电现象，是一种等离子状态，即带正电荷和负电荷粒子数量相等的离子集团状态。9、交流电弧过零熄灭条件：介质强度ud和恢复电压utr,即ud(t)utr(t)。10、熄灭交流电弧的方法：①
高触头的分闸速度；②采用多断口；③吹弧（横向、纵向）④短弧原理灭弧；⑤利用固体介质的狭缝狭沟灭弧；⑥采用耐高温金属材料制作触头；⑦采用优质灭弧介质。11、简述断路器的结构和工作原理：（以SF6断路器为例）（1）结构：有三个级组成每个级都是由弹簧操作机构驱动的，三个级由灭弧室、支柱、传动箱组成。（2）工作原理：灭弧室属于热膨胀型，利用电弧的能量并具有辅助的自动氩气功能。712、各种开关设备的作用（功能）是什么？（1）断路器：最为重要的开关电器，由于装设了专门的灭弧装置断路器可以分合电路时所产生的电弧，因此它用来实现电路的最终分合。（2）隔离开关：隔离电源；倒闸操作;接通和断开小电流。（3）熔断器：在电路中发生故障或过负荷的情况下自动断开。从而使得故障设备从整个电路中切除出去，以保证故障设备和系统的安全。（4）接触器：实现电路正常工作时电路的分合，它能分合正常电流，无法断开故障电流。（接触器和熔断器在一起工作，可以取代较为昂贵的断路器）13、断路器与隔离开关有何不同？隔离开关无灭弧装置但有明显的断开点,断路器可以切断负载或故障电流.14、各种载流导体（硬、软导体）的作用是什么？其特征又是什么？（1）作用：连接电力系统中的各个电气设备。（2）特征：①硬导体根据其截面形状可分为管形、槽形和矩形；②软导体常见的是钢芯铝绞线，形似麻花。15、集肤效应：集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。（直流电没有集肤效应）16、电晕：因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。比如在110kV以上的变电所和线路上，时常能听到“陛哩”的放电声和淡蓝色的光环。17、电抗器和电容器的作用是什么？（1）电抗器的作用：①稳流和限流（串联）；②无功补偿（并联）。（2）电容器的作用：无功补偿。18电流互感器：将一次系统的大电流按照比例变成标准的小电流（5A，10A），8（1）电压互感器：将一次系统的高电压按照比例变成标准的低电压（100V，3100V）。19、为什么电流互感器二次回路不允许接入熔断器，电压互感器二次回路中需接入自动空气开关。答：因为电流互感器二次回路不允许开路，电压互感器二次回路不允许短路。第四章1、长期发热和短期发热的概念，有何不同？①长期发热：由于导体正常运行时，电流运行于额定电流发热量不是很大可以持续运行而不超过导体的最高允许温度；②短期发热：短路发生后导体中流过的电流急剧增加，热量积累也非常迅速（按照电流的平方产生），但是短路不允许持续时间很长时间，继电保护尽可能快地将其切除。（2）区别：长期发热是设备正常运行时产生的热量，而短期发热是设备发生短路时产生的热量。2、电气设备选择的依据是什么？(1)按工作环境及正常工作条件选择电气设备:①根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。②按工作电压选择电气设备的额定电压。③按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。④电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即IN≥Imax或IN≥Ij(2)按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定:为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。(3)开关电器断流能力校验：断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。93、电气选择的环境因素：①温度②日照③风速④冰雪⑤湿度⑥污秽⑦海拔⑧地震第五章1、什么是电气二次部分？由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路（对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备，称为二次设备）。2、继电器：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。(工作原理)3、接触器：接触器指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制（某些型别可达800安培）电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载，并作为远距离控制装置。接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。直流