2025年水電站知識問答題題庫(含答案)Q1：按集中水頭的方式，水電站可分為哪幾類？答案：主要分為五類：壩式水電站（利用攔河壩集中水頭）、引水式水電站（利用引水道集中水頭）、混合式水電站（同時利用壩和引水道集中水頭）、潮汐式水電站（利用潮汐能）、抽水蓄能水電站（利用電網(wǎng)剩余電能抽水蓄能，需水時發(fā)電）。Q2：水電站將水能轉(zhuǎn)換為電能的核心過程是什么？答案：核心過程為“勢能→動能→機械能→電能”的多級轉(zhuǎn)換：水庫中水體的重力勢能經(jīng)引水系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為高速水流的動能；水流沖擊水輪機轉(zhuǎn)輪，推動其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機械能；水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子切割磁感線，最終轉(zhuǎn)化為電能輸出。Q3：水輪機按工作原理可分為哪兩大類？各自的典型機型是什么？答案：分為反擊式和沖擊式兩大類。反擊式水輪機利用水流的壓力能和動能做功，典型機型有混流式、軸流式（包括轉(zhuǎn)槳式和定槳式）、斜流式、貫流式；沖擊式水輪機主要利用水流的動能做功，典型機型有切擊式（水斗式）、斜擊式、雙擊式。Q4：混流式水輪機的適用水頭范圍及結(jié)構(gòu)特點是什么？答案：適用水頭范圍通常為30-700米，是應(yīng)用最廣泛的水輪機類型。其結(jié)構(gòu)特點為：水流從四周徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出；轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)和葉片組成，葉片固定（不可調(diào)節(jié)）；適用于中高水頭、大流量場景，效率高且運行穩(wěn)定。Q5：發(fā)電機的主要冷卻方式有哪些？各適用于什么容量等級？答案：主要冷卻方式包括：①空冷（空氣冷卻），適用于中小型發(fā)電機（容量≤100MW）；②氫冷（氫氣冷卻），利用氫氣密度小、導(dǎo)熱性好的特點，適用于中大型發(fā)電機（容量100-1000MW）；③水冷（水內(nèi)冷），定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組直接通水冷卻，適用于大容量發(fā)電機（容量≥1000MW）；④組合冷卻（如定子水內(nèi)冷+轉(zhuǎn)子氫冷），用于超大型機組（如百萬千瓦級水輪發(fā)電機）。Q6：水庫調(diào)度的主要依據(jù)包括哪些？答案：主要依據(jù)有：①水文氣象預(yù)報（包括流域降雨量、來水流量預(yù)測）；②電力系統(tǒng)負(fù)荷需求（電網(wǎng)峰谷差、調(diào)峰調(diào)頻要求）；③綜合利用要求（防洪、灌溉、航運、生態(tài)流量等）；④水庫工程安全限制（大壩水位、泄洪設(shè)施能力）；⑤國家或地方水資源管理政策（如生態(tài)保護(hù)紅線、用水優(yōu)先級規(guī)定）。Q7：水電站機組正常停機的操作流程包括哪些關(guān)鍵步驟？答案：關(guān)鍵步驟為：①逐步減負(fù)荷至空載（根據(jù)調(diào)度指令調(diào)整有功、無功功率）；②當(dāng)負(fù)荷降至接近零時，斷開主斷路器（與電網(wǎng)解列）；③關(guān)閉水輪機導(dǎo)水機構(gòu)（導(dǎo)葉全關(guān)，截斷水流）；④投入制動器（當(dāng)機組轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的20%-30%時，利用壓縮空氣頂起制動塊，加速停機）；⑤切斷機組輔助設(shè)備電源（如技術(shù)供水、潤滑系統(tǒng)）；⑥完成停機記錄（包括時間、負(fù)荷變化、設(shè)備狀態(tài)等）。Q8：水電站電氣設(shè)備的“五防”要求具體指什么？答案：“五防”是防止電氣誤操作的核心要求，具體為：①防止誤分、誤合斷路器；②防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；③防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）；④防止帶接地線（接地開關(guān)）合斷路器（隔離開關(guān)）；⑤防止誤入帶電間隔。Q9：機組發(fā)生“飛逸”（過速）的主要原因及緊急處理措施是什么？答案：主要原因：調(diào)速系統(tǒng)故障（如調(diào)速器卡阻、伺服閥失效）、導(dǎo)水機構(gòu)失控（導(dǎo)葉不能關(guān)閉）、電網(wǎng)突然甩負(fù)荷（機組出力遠(yuǎn)大于負(fù)荷需求）。緊急處理措施：①立即手動操作緊急停機按鈕，強制關(guān)閉導(dǎo)葉；②若導(dǎo)葉關(guān)閉無效，啟動事故配壓閥（直接控制接力器關(guān)閉導(dǎo)葉）；③投入機械制動裝置（如制動閘）；④檢查過速保護(hù)裝置是否動作（如轉(zhuǎn)速達(dá)到140%額定轉(zhuǎn)速時，應(yīng)觸發(fā)保護(hù)停機）；⑤故障排除后，需全面檢查調(diào)速系統(tǒng)、導(dǎo)水機構(gòu)及保護(hù)裝置性能。Q10：水電站生態(tài)流量的定義及監(jiān)測要求是什么？答案：生態(tài)流量指為維持河流基本生態(tài)功能（如水生生物棲息、河道自凈、景觀需水），水電站必須向下游河道下泄的最小流量。監(jiān)測要求包括：①安裝在線流量監(jiān)測設(shè)備（如超聲波流量計、電磁流量計），實時采集下泄流量數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)需接入地方生態(tài)環(huán)境部門監(jiān)管平臺，確保可追溯；③每月至少進(jìn)行1次人工校核，驗證在線監(jiān)測設(shè)備準(zhǔn)確性；④枯水期需加密監(jiān)測（每日不少于4次），確保滿足生態(tài)需求。Q11：魚類保護(hù)措施通常包括哪些技術(shù)手段？答案：常見技術(shù)手段有：①過魚設(shè)施（如魚道、魚閘、升魚機），幫助魚類洄游；②人工增殖放流（針對瀕危或關(guān)鍵物種，建立苗種繁育基地，定期投放）；③生態(tài)調(diào)度（根據(jù)魚類繁殖期調(diào)整下泄流量、水溫，如春季增加流量模擬自然漲水過程）；④棲息地保護(hù)（保留河道淺灘、深潭等微生境，禁止大規(guī)模河道硬化）；⑤水質(zhì)監(jiān)測（控制下泄水體的溫度、溶解氧、污染物濃度，避免對魚類造成傷害）。Q12：智能水電站的核心技術(shù)包括哪些？答案：核心技術(shù)涵蓋：①物聯(lián)網(wǎng)（通過傳感器采集水情、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全要素感知）；②大數(shù)據(jù)分析（對歷史運行數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)建模，預(yù)測設(shè)備健康狀態(tài)）；③人工智能（如機器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化水庫調(diào)度策略，AI視覺識別設(shè)備異常）；④數(shù)字孿生（構(gòu)建水電站虛擬模型，實時映射物理電站運行，支持仿真決策）；⑤5G通信（低時延、高可靠傳輸，支撐遠(yuǎn)程控制與協(xié)同運維）；⑥邊緣計算（在現(xiàn)地控制單元部署算法，實現(xiàn)設(shè)備故障快速診斷）。Q13：抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的主要作用有哪些？答案：主要作用包括：①調(diào)峰填谷（電網(wǎng)負(fù)荷低谷時抽水蓄能，高峰時發(fā)電，平衡供需）；②調(diào)頻調(diào)相（快速調(diào)整出力，維持電網(wǎng)頻率、電壓穩(wěn)定）；③備用容量（作為緊急電源，應(yīng)對機組跳閘、電網(wǎng)故障等突發(fā)情況）；④系統(tǒng)黑啟動（利用自身儲能啟動其他電源，恢復(fù)電網(wǎng)供電）；⑤新能源消納（配合風(fēng)電、光伏等間歇性電源，平滑出力波動，提高清潔能源利用率）。Q14：水輪機的效率由哪幾部分組成？各部分的影響因素是什么？答案：水輪機效率由三部分組成：①水力效率（水流能量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)輪機械能的效率），受轉(zhuǎn)輪設(shè)計（葉片形狀、表面粗糙度）、水流空化、水力損失（如撞擊、渦流）影響；②容積效率（實際進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量與總過流量的比值），受導(dǎo)水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪間隙（如頂蓋與轉(zhuǎn)輪間隙）漏水影響；③機械效率（轉(zhuǎn)輪機械能傳遞到發(fā)電機軸的效率），受軸承摩擦、密封損耗、水輪機轉(zhuǎn)動部件與水體摩擦影響。Q15：變壓器的主要保護(hù)裝置有哪些？各自的作用是什么？答案：主要保護(hù)裝置及作用：①瓦斯保護(hù)（氣體繼電器），監(jiān)測變壓器內(nèi)部故障（如繞組短路、絕緣擊穿），輕瓦斯報警（氣體聚集），重瓦斯跳閘（油流沖擊）；②差動保護(hù)，比較變壓器兩側(cè)電流差，快速切除內(nèi)部繞組、引出線及套管故障；③過流保護(hù)，當(dāng)變壓器過負(fù)荷或外部短路時，經(jīng)延時跳閘；④過勵磁保護(hù)，防止電壓過高或頻率過低導(dǎo)致鐵芯飽和、過熱；⑤溫度保護(hù)（繞組溫度計、頂層油溫計），超溫時報警或跳閘。Q16：水電站廠用電的主要用途包括哪些？答案：廠用電主要用于：①機組輔助設(shè)備（如技術(shù)供水泵、潤滑油泵、冷卻風(fēng)機）；②電氣設(shè)備操作（如斷路器操動機構(gòu)、隔離開關(guān)電機）；③控制保護(hù)系統(tǒng)（監(jiān)控計算機、繼電保護(hù)裝置、通信設(shè)備）；④照明與通風(fēng)（廠房、開關(guān)站、地下洞室的照明及通風(fēng)系統(tǒng)）；⑤消防與安防（火災(zāi)報警裝置、視頻監(jiān)控、應(yīng)急照明）。Q17：水庫的特征水位主要有哪些？各自的定義是什么？答案：主要特征水位：①正常蓄水位（設(shè)計蓄水位），水庫在正常運用情況下允許蓄到的最高水位；②死水位，水庫在正常運用情況下允許消落到的最低水位（死水位以下的庫容為死庫容，一般不參與調(diào)節(jié)）；③防洪限制水位（汛限水位），汛期允許興利蓄水的上限水位，用于預(yù)留防洪庫容；④防洪高水位，當(dāng)發(fā)生設(shè)計洪水時，水庫為防洪調(diào)節(jié)達(dá)到的最高水位；⑤設(shè)計洪水位，發(fā)生設(shè)計洪水（如100年一遇）時，水庫調(diào)洪后的最高水位；⑥校核洪水位，發(fā)生校核洪水（如1000年一遇）時，水庫調(diào)洪后的最高水位（需滿足大壩安全）。Q18：水輪發(fā)電機組的振動主要由哪些因素引起？答案：振動主要由三類因素引起：①機械因素（轉(zhuǎn)子動不平衡、軸承間隙過大、主軸彎曲、基礎(chǔ)松動）；②電磁因素（發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組短路、定子鐵芯松動、氣隙不均勻?qū)е码姶帕Σ黄胶猓?；③水力因素（水輪機轉(zhuǎn)輪葉片脫流、尾水管渦帶、卡門渦街引起的水力脈動，或?qū)~與轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)匹配不當(dāng)導(dǎo)致的壓力波動）。Q19：水電站運行中“黑啟動”的定義及實現(xiàn)條件是什么？答案：“黑啟動”指水電站在全廠失電（與電網(wǎng)解列且廠用電中斷）的情況下，利用自身儲備的電源（如直流蓄電池、柴油發(fā)電機）啟動至少1臺機組，逐步恢復(fù)廠用電和電網(wǎng)供電的過程。實現(xiàn)條件包括：①機組具備自啟動能力（如水輪機可通過手動開啟導(dǎo)葉利用水庫水頭啟動）；②配置可靠的應(yīng)急電源（如大容量蓄電池、快速啟動的柴油發(fā)電機）；③關(guān)鍵輔助設(shè)備（如技術(shù)供水泵、調(diào)速器油壓裝置）可由應(yīng)急電源供電；④制定詳細(xì)的黑啟動操作預(yù)案，并定期演練。Q20：廢油處理的環(huán)保要求有哪些？答案：環(huán)保要求包括：①分類收集（廢潤滑油、廢絕緣油、廢液壓油需分開存放，使用專用容器）；②標(biāo)識清晰（容器需標(biāo)注廢油類型、收集日期、危險特性）；③暫存管理（廢油儲存間需防滲漏、防火，儲存時間不超過1年）；④委托處置（必須交由具有危險廢物經(jīng)營許可證的單位處理，禁止隨意傾倒、焚燒）；⑤臺賬記錄（建立廢油產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、處置全流程臺賬，保存至少3年）；⑥污染防控（運輸過程需使用防泄漏車輛，處置單位需提供處置證明及環(huán)保驗收報告）。Q21：水電站自動化系統(tǒng)的主要功能有哪些？答案：主要功能包括：①數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（實時采集機組、設(shè)備、水庫的運行參數(shù)，如電壓、電流、水位、流量，通過人機界面顯示）；②自動控制（按設(shè)定程序完成機組啟停、負(fù)荷調(diào)節(jié)、斷路器分合等操作）；③故障診斷與報警（分析數(shù)據(jù)異常，識別設(shè)備故障（如軸承溫度過高、繞組絕緣下降），觸發(fā)聲光報警并記錄）；④經(jīng)濟(jì)運行優(yōu)化（根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷、水庫來水，計算最優(yōu)機組組合與出力分配，降低發(fā)電成本）；⑤遠(yuǎn)程通信（與電網(wǎng)調(diào)度中心通信，接收調(diào)度指令并上傳運行數(shù)據(jù)）。Q22：水輪機導(dǎo)水機構(gòu)的作用及組成是什么？答案：導(dǎo)水機構(gòu)的作用是調(diào)節(jié)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流量（控制機組出力），并在停機時完全關(guān)閉截斷水流。其組成包括：①固定部分（導(dǎo)水機構(gòu)座環(huán)、上下環(huán)）；②轉(zhuǎn)動部分（導(dǎo)葉、導(dǎo)葉臂、連接板）；③操作部分（調(diào)速器控制的接力器、推拉桿）。導(dǎo)葉通過接力器驅(qū)動同步轉(zhuǎn)動，改變導(dǎo)葉間的過流面積，實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。Q23：發(fā)電機定子繞組的主要絕緣材料及性能要求是什么？答案：主要絕緣材料為多膠模壓絕緣（如環(huán)氧樹脂浸漬的云母帶）或少膠真空壓力浸漆（VPI）絕緣（玻璃纖維補強的云母紙）。性能要求包括：①高擊穿強度（耐受額定電壓的3-5倍）；②良好的耐熱性（F級或H級絕緣，長期運行溫度≤155℃或180℃）；③耐電暈性（防止局部放電損傷絕緣層）；④耐老化性（使用壽命≥30年）；⑤機械強度高（耐受電磁力、熱應(yīng)力引起的振動）。Q24：水電站消防系統(tǒng)的主要組成部分有哪些？答案：主要組成部分：①火災(zāi)探測裝置（感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器，布置于發(fā)電機層、變壓器室、電纜夾層等）；②自動滅火系統(tǒng)（如七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，用于電子設(shè)備間；水噴霧滅火系統(tǒng)，用于變壓器；高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，用于發(fā)電機層）；③消防水系統(tǒng)（消防水池、消防泵、消火栓、水帶水槍，滿足全廠消防用水需求）；④應(yīng)急照明與疏散指示（斷電時自動啟動，引導(dǎo)人員撤離）；⑤消防報警控制主機（集成探測信號，聯(lián)動滅火設(shè)備并通知中控室）。Q25：水庫泥沙淤積對水電站的主要影響有哪些？答案：主要影響包括：①有效庫容減少（泥沙淤積導(dǎo)致興利庫容、防洪庫容下降，降低調(diào)節(jié)能力）；②水輪機磨損（含沙水流沖刷轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)葉，縮短設(shè)備壽命，增加檢修成本）；③泄洪能力下降（泥沙淤積抬高庫底，減小泄洪孔口與庫水位的落差，影響排洪效率）；④水質(zhì)惡化（泥沙吸附污染物，導(dǎo)致下泄水體濁度升高，影響生態(tài)與下游用水）；⑤航運受阻（庫區(qū)航道變淺，船舶通行能力下降）。Q26：抽水蓄能電站的“四象限”運行指的是什么？各象限的能量流動方向如何？答案：“四象限”運行指抽水蓄能機組可在四種狀態(tài)下運行：①第一象限（發(fā)電狀態(tài)）：水輪機驅(qū)動發(fā)電機向電網(wǎng)送電（水能→電能）；②第二象限（發(fā)電調(diào)相狀態(tài)）：導(dǎo)葉關(guān)閉，轉(zhuǎn)輪在空氣中旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機向電網(wǎng)送無功（消耗少量有功維持旋轉(zhuǎn)）；③第三象限（電動抽水狀態(tài)）：電動機驅(qū)動水泵抽水（電網(wǎng)電能→水能儲存）；④第四象限（電動調(diào)相狀態(tài)）：水泵在空氣中旋轉(zhuǎn)，電動機從電網(wǎng)吸收無功（提供無功支撐）。Q27：水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常分為哪幾層？各層的功能是什么？答案：通常分為三層：①現(xiàn)地控制層（LCU）：安裝于機組、開關(guān)站等現(xiàn)場，直接采集設(shè)備數(shù)據(jù)（如溫度、壓力、開關(guān)狀態(tài)），執(zhí)行控制指令（如開停機、調(diào)節(jié)導(dǎo)葉）；②廠站控制層（SCC）：位于中控室，集成各LCU數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全廠監(jiān)控、趨勢分析、報表生成，支持人機交互（如操作員通過監(jiān)控界面操作）；③遠(yuǎn)方調(diào)度層（DCC）：與電網(wǎng)調(diào)度中心連接，接收調(diào)度指令（如發(fā)電計劃、AGC/AVC控制），上傳電站運行數(shù)據(jù)（如出力、水位、電量）。Q28：水輪機的空化現(xiàn)象會造成哪些危害？答案：空化危害包括：①材料破壞（空泡潰滅產(chǎn)生的高壓沖擊導(dǎo)致過