水電工程師試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種水電站類(lèi)型適用于河道坡度較陡、流量較小的山區(qū)河流？A.壩式水電站B.引水式水電站C.混合式水電站D.潮汐水電站2.水工建筑物中，用于宣泄水庫(kù)多余洪水、保證大壩安全的建筑物是：A.進(jìn)水口B.溢洪道C.壓力管道D.尾水隧洞3.水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速反映了其性能特征，比轉(zhuǎn)速越高的水輪機(jī)，通常：A.適用于高水頭、小流量B.適用于低水頭、大流量C.效率更低D.結(jié)構(gòu)更復(fù)雜4.電力系統(tǒng)中，下列哪種接線方式可靠性最高？A.單母線接線B.雙母線接線C.橋形接線D.單元接線5.混凝土重力壩的抗滑穩(wěn)定主要依靠：A.壩體與地基之間的摩擦力B.壩體上下游的水壓力差C.壩體自身的重量D.壩基的固結(jié)灌漿6.水電站進(jìn)水口的攔污柵主要作用是：A.防止泥沙進(jìn)入壓力管道B.防止漂浮物進(jìn)入水輪機(jī)C.調(diào)節(jié)進(jìn)水流量D.提高進(jìn)水壓力7.下列哪種水錘現(xiàn)象對(duì)管道危害最大？A.直接水錘B.間接水錘C.正水錘D.負(fù)水錘8.電力變壓器的冷卻方式中，“油浸自冷”適用于：A.大容量變壓器B.小容量變壓器C.高壓變壓器D.超高壓變壓器9.水利工程中，水庫(kù)的正常蓄水位是指：A.水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下允許達(dá)到的最低水位B.水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下允許達(dá)到的最高水位C.設(shè)計(jì)洪水時(shí)的水位D.校核洪水時(shí)的水位10.水電站的廠用電率是指：A.水電站自身用電量占總發(fā)電量的比例B.水電站輸出電量占總發(fā)電量的比例C.水電站設(shè)備損耗電量占總發(fā)電量的比例D.水電站輔助設(shè)備用電量占總發(fā)電量的比例二、填空題（每空1分，共20分）1.水輪機(jī)按工作原理可分為_(kāi)_________和__________兩大類(lèi)，其中混流式水輪機(jī)屬于__________。2.水庫(kù)的特征水位包括死水位、正常蓄水位、__________、__________和校核洪水位。3.水電站壓力管道的布置形式主要有__________、__________和__________。4.電力系統(tǒng)的短路類(lèi)型主要有三相短路、兩相短路、__________和__________，其中__________的短路電流最大。5.混凝土壩的溫度控制措施包括__________、__________和__________。6.水電站的出力計(jì)算公式為N=__________，其中η為_(kāi)_________。7.水利樞紐工程的組成建筑物通常包括__________、__________、__________、水電站建筑物和過(guò)壩建筑物。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述水錘現(xiàn)象的定義、產(chǎn)生原因及危害。2.混凝土重力壩的基本工作原理是什么？其設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)驗(yàn)算哪些內(nèi)容？3.水電站電氣主接線的基本要求有哪些？列舉三種常見(jiàn)的主接線形式。4.簡(jiǎn)述水庫(kù)調(diào)度的基本原則，并說(shuō)明其對(duì)水電站運(yùn)行的意義。5.水利工程中，如何進(jìn)行滲流控制？常用的滲流控制措施有哪些？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某水電站設(shè)計(jì)水頭H=60m，設(shè)計(jì)流量Q=50m3/s，水輪機(jī)效率η1=0.92，發(fā)電機(jī)效率η2=0.95，計(jì)算該水電站的發(fā)電出力（取g=9.81m/s2）。2.某35kV電力線路發(fā)生三相短路，系統(tǒng)電抗Xs=0.1（以100MVA為基準(zhǔn)容量），線路電抗Xl=0.08，變壓器電抗Xt=0.15（變壓器容量為10MVA，電壓比35/10.5kV）。計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值（基準(zhǔn)電壓取平均額定電壓，35kV側(cè)為37kV，10.5kV側(cè)為10.5kV）。五、案例分析題（20分）某山區(qū)水電站引水隧洞投運(yùn)后，發(fā)現(xiàn)洞身局部出現(xiàn)滲漏，滲漏點(diǎn)集中在斷層破碎帶附近，且滲漏量隨庫(kù)水位升高而增大。請(qǐng)分析可能的滲漏原因，并提出針對(duì)性的處理措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.B4.B5.C6.B7.A8.B9.B10.A二、填空題1.反擊式；沖擊式；反擊式2.防洪限制水位；設(shè)計(jì)洪水位3.單元制；聯(lián)合制；分組聯(lián)合制4.單相接地短路；兩相接地短路；三相短路5.降低混凝土入倉(cāng)溫度；分層分塊澆筑；表面保溫6.9.81ηQH；綜合效率（水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)效率乘積）7.擋水建筑物；泄水建筑物；取水建筑物三、簡(jiǎn)答題1.水錘現(xiàn)象：由于水輪機(jī)導(dǎo)葉（或閥門(mén)）突然關(guān)閉或開(kāi)啟，導(dǎo)致壓力管道內(nèi)水流流速劇烈變化，引起管道內(nèi)壓力急劇上升或下降的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：水流的慣性與管道彈性共同作用，導(dǎo)致流速變化時(shí)壓力波動(dòng)。危害：壓力升高可能導(dǎo)致管道破裂；壓力降低可能引起管道內(nèi)產(chǎn)生真空，導(dǎo)致空蝕破壞；影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，甚至引發(fā)事故。2.基本工作原理：依靠壩體自身重量產(chǎn)生的抗滑力維持穩(wěn)定，利用混凝土的抗壓強(qiáng)度承受水壓力、泥沙壓力等荷載。重點(diǎn)驗(yàn)算內(nèi)容：抗滑穩(wěn)定性（沿壩基面及深層滑動(dòng)）、壩體應(yīng)力（抗壓、抗拉強(qiáng)度）、滲流穩(wěn)定性（滲透壓力、滲透坡降）。3.基本要求：可靠性（滿(mǎn)足電力系統(tǒng)和用戶(hù)供電要求）、靈活性（操作檢修方便）、經(jīng)濟(jì)性（投資與運(yùn)行成本合理）、擴(kuò)展性（適應(yīng)未來(lái)發(fā)展）。常見(jiàn)形式：?jiǎn)文妇€接線、雙母線接線、單元接線、橋形接線（任選三種）。4.基本原則：興利服從防洪（確保大壩安全）、綜合利用（兼顧發(fā)電、灌溉、航運(yùn)等）、優(yōu)化調(diào)度（根據(jù)來(lái)水和需求動(dòng)態(tài)調(diào)整）。意義：提高水資源利用效率，保障水電站發(fā)電效益；協(xié)調(diào)上下游用水需求，減少棄水；避免超蓄或水位過(guò)低影響機(jī)組運(yùn)行。5.滲流控制：通過(guò)工程措施控制滲流的方向、流量和滲透壓力，防止?jié)B透變形（管涌、流土）和滲漏損失。常用措施：水平防滲（鋪蓋）、垂直防滲（混凝土防滲墻、灌漿帷幕）、排水設(shè)施（排水孔、排水棱體）、反濾層（防止土顆粒流失）。四、計(jì)算題1.解：發(fā)電出力公式為\(N=9.81\times\eta\timesQ\timesH\)，其中綜合效率\(\eta=\eta_1\times\eta_2=0.92\times0.95=0.874\)。代入數(shù)據(jù)：\(N=9.81\times0.874\times50\times60\approx9.81\times0.874\times3000\approx9.81\times2622\approx25721\,\text{kW}\approx25.7\,\text{MW}\)。2.解：（1）基準(zhǔn)容量\(S_b=100\,\text{MVA}\)，基準(zhǔn)電壓\(U_b\)取平均額定電壓，短路點(diǎn)在10.5kV側(cè)，故\(U_b=10.5\,\text{kV}\)。（2）各元件電抗標(biāo)幺值需歸算至短路點(diǎn)電壓等級(jí)：系統(tǒng)電抗\(X_s^=0.1\)（已以100MVA為基準(zhǔn)，無(wú)需歸算）；線路電抗\(X_l^=0.08\)（同上）；變壓器電抗\(X_t^=0.15\times(100/10)=1.5\)（變壓器容量為10MVA，需按基準(zhǔn)容量歸算）；（3）總電抗標(biāo)幺值\(X_{\Sigma}^=0.1+0.08+1.5=1.68\)；（4）短路電流周期分量有效值\(I_k=\frac{S_b}{\sqrt{3}U_bX_{\Sigma}^}=\frac{100}{\sqrt{3}\times10.5\times1.68}\approx\frac{100}{30.41}\approx3.29\,\text{kA}\)。五、案例分析題可能原因：（1）斷層破碎帶地質(zhì)條件差，巖體破碎、裂隙發(fā)育，未在施工中進(jìn)行充分的灌漿處理或襯砌加固，導(dǎo)致滲漏通道形成；（2）隧洞襯砌混凝土施工質(zhì)量缺陷（如蜂窩、裂縫），尤其在斷層帶附近，混凝土與圍巖結(jié)合不緊密；（3）設(shè)計(jì)階段對(duì)斷層破碎帶的勘察不足，未針對(duì)性加強(qiáng)防滲設(shè)計(jì)（如未設(shè)置止水帶、加密灌漿孔）；（4）庫(kù)水位升高時(shí)，滲透壓力增大，原有微小裂隙擴(kuò)展，滲漏量增加。處理措施：（1）對(duì)斷層破碎帶進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿