2025年職業(yè)技能鑒定考試(水輪發(fā)電機組值班員高級)歷年參考題庫含答案一、選擇題（一）單項選擇題1.水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子主要由（）組成。A.主軸、磁軛、磁極B.定子鐵芯、定子繞組C.機座、端蓋D.冷卻器、制動器答案：A。水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，主軸用于傳遞轉(zhuǎn)矩，磁軛是固定磁極的部件，磁極產(chǎn)生磁場，所以A選項正確。B選項定子鐵芯和定子繞組是定子的組成部分；C選項機座和端蓋主要是起到支撐和保護作用，并非轉(zhuǎn)子主要組成；D選項冷卻器用于冷卻發(fā)電機，制動器用于停機制動，都不屬于轉(zhuǎn)子主要組成。2.水輪機的工作水頭是指（）。A.上下游水位差B.水輪機進口和出口斷面的單位能量差C.上游水位與尾水管出口斷面的單位能量差D.蝸殼進口斷面與尾水管出口斷面的單位能量差答案：D。水輪機的工作水頭是指蝸殼進口斷面與尾水管出口斷面的單位能量差，它反映了水流在水輪機中能夠轉(zhuǎn)換為機械能的能量大小，所以D選項正確。A選項上下游水位差沒有考慮水流在水輪機內(nèi)部流動過程中的能量損失等因素；B選項水輪機進口和出口斷面表述不準確；C選項上游水位與尾水管出口斷面沒有明確到蝸殼進口這一關(guān)鍵位置。3.水輪發(fā)電機組的振動主要分為（）。A.機械振動、電磁振動、水力振動B.橫向振動、縱向振動C.低頻振動、高頻振動D.強迫振動、自激振動答案：A。水輪發(fā)電機組的振動主要有機械振動（如轉(zhuǎn)動部件不平衡等引起）、電磁振動（由電磁力不平衡等導(dǎo)致）、水力振動（水流不穩(wěn)定等造成），所以A選項正確。B選項橫向振動和縱向振動是振動的方向分類，不是主要的分類方式；C選項低頻振動和高頻振動是按振動頻率分類；D選項強迫振動和自激振動是振動的激勵形式分類。4.調(diào)速器的主要作用是（）。A.調(diào)節(jié)水輪機的流量B.調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速C.調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出功率D.以上都是答案：D。調(diào)速器通過調(diào)節(jié)水輪機的流量，進而調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速保持在額定值附近，同時也能根據(jù)電網(wǎng)的負荷變化調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出功率，所以D選項正確。A、B、C選項都只是調(diào)速器作用的一部分。5.水輪機的空化系數(shù)與（）有關(guān)。A.工作水頭、吸出高度B.水輪機的型號C.水輪機的效率D.發(fā)電機的功率答案：A。水輪機的空化系數(shù)與工作水頭和吸出高度有關(guān)，空化系數(shù)反映了水輪機發(fā)生空化的可能性大小，工作水頭和吸出高度會影響水輪機內(nèi)部的壓力分布，從而影響空化情況，所以A選項正確。B選項水輪機型號主要影響水輪機的性能參數(shù)等，但不是直接影響空化系數(shù)的因素；C選項水輪機效率與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)，和空化系數(shù)沒有直接關(guān)聯(lián)；D選項發(fā)電機功率與水輪機的輸出功率相關(guān)，和空化系數(shù)無關(guān)。（二）多項選擇題1.水輪發(fā)電機組的保護裝置主要有（）。A.過流保護B.過壓保護C.差動保護D.失磁保護答案：ABCD。過流保護可防止發(fā)電機因電流過大而損壞；過壓保護能避免電壓過高對設(shè)備造成危害；差動保護用于檢測發(fā)電機內(nèi)部故障；失磁保護可在發(fā)電機失去勵磁時動作，保護機組安全，所以ABCD選項都正確。2.水輪機的主要工作參數(shù)有（）。A.工作水頭B.流量C.出力D.效率答案：ABCD。工作水頭決定了水流的能量大小，流量表示單位時間內(nèi)通過水輪機的水量，出力是水輪機輸出的功率，效率反映了水輪機將水能轉(zhuǎn)換為機械能的能力，這四個參數(shù)都是水輪機重要的工作參數(shù)，所以ABCD選項都正確。3.調(diào)速器的調(diào)節(jié)方式有（）。A.手動調(diào)節(jié)B.自動調(diào)節(jié)C.開度調(diào)節(jié)D.功率調(diào)節(jié)答案：ABCD。調(diào)速器可以進行手動調(diào)節(jié)，由運行人員手動操作；也能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，根據(jù)機組的運行情況自動調(diào)整；開度調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度來改變水輪機流量；功率調(diào)節(jié)則是根據(jù)發(fā)電機的輸出功率進行調(diào)節(jié)，所以ABCD選項都正確。4.水輪發(fā)電機的冷卻方式有（）。A.空氣冷卻B.水冷卻C.氫氣冷卻D.油冷卻答案：ABC?？諝饫鋮s是常見的冷卻方式，利用空氣帶走熱量；水冷卻通過水的循環(huán)來散熱；氫氣冷卻具有良好的冷卻效果，氫氣的導(dǎo)熱性好，所以ABC選項正確。油冷卻一般不用于水輪發(fā)電機的主要冷卻方式。5.水輪機的氣蝕會導(dǎo)致（）。A.水輪機效率下降B.過流部件損壞C.機組振動加劇D.發(fā)電機輸出功率增加答案：ABC。氣蝕會使水輪機過流部件表面受到破壞，導(dǎo)致水輪機效率下降；過流部件損壞會進一步影響水流的穩(wěn)定性，使機組振動加劇，所以ABC選項正確。氣蝕會降低水輪機的性能，不會使發(fā)電機輸出功率增加，D選項錯誤。二、判斷題1.水輪發(fā)電機的定子繞組一般采用星形連接。（）答案：正確。水輪發(fā)電機定子繞組采用星形連接可以消除三次諧波等不利因素，同時便于引出中性線，在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，所以該說法正確。2.水輪機的效率越高，其出力就一定越大。（）答案：錯誤。水輪機的出力不僅與效率有關(guān)，還與工作水頭、流量等因素有關(guān)。即使效率高，如果工作水頭低、流量小，出力也不一定大，所以該說法錯誤。3.調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)越大，機組的轉(zhuǎn)速變化越大。（）答案：正確。永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)反映了機組轉(zhuǎn)速變化與負荷變化的關(guān)系，永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)越大，在負荷變化時，機組的轉(zhuǎn)速變化就越大，所以該說法正確。4.水輪發(fā)電機組的振動對機組的安全運行沒有影響。（）答案：錯誤。水輪發(fā)電機組的振動如果過大，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動部件松動、連接部件損壞、軸承磨損加劇等問題，嚴重影響機組的安全運行，所以該說法錯誤。5.水輪機的空化現(xiàn)象只會發(fā)生在水輪機的轉(zhuǎn)輪上。（）答案：錯誤。水輪機的空化現(xiàn)象不僅會發(fā)生在轉(zhuǎn)輪上，在蝸殼、導(dǎo)葉、尾水管等過流部件都可能發(fā)生空化，所以該說法錯誤。三、簡答題1.簡述水輪發(fā)電機的工作原理。水輪發(fā)電機是將水能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。其工作原理基于電磁感應(yīng)定律。水輪機在水流的作用下旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子上的磁極產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組切割磁力線，從而在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當定子繞組與外部負載連接形成閉合回路時，就會有電流輸出，實現(xiàn)了水能到機械能再到電能的轉(zhuǎn)換。2.水輪機的氣蝕有哪些危害？水輪機的氣蝕會帶來多方面的危害。首先，氣蝕會使水輪機過流部件表面受到破壞，如轉(zhuǎn)輪葉片出現(xiàn)麻點、蜂窩狀凹坑等，降低過流部件的使用壽命，增加維修成本。其次，氣蝕會導(dǎo)致水輪機效率下降，因為氣蝕破壞了水流的正常流動狀態(tài)，增加了水流的能量損失。此外，氣蝕還會使機組振動加劇，影響機組的穩(wěn)定運行，嚴重時可能導(dǎo)致機組零部件松動、損壞，甚至引發(fā)安全事故。3.調(diào)速器的作用和工作過程是怎樣的？調(diào)速器的作用主要有調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速，使其保持在額定轉(zhuǎn)速附近；根據(jù)電網(wǎng)負荷的變化調(diào)節(jié)水輪機的流量，進而調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出功率，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。其工作過程如下：調(diào)速器通過測速裝置檢測機組的實際轉(zhuǎn)速，并與給定的額定轉(zhuǎn)速進行比較，得出轉(zhuǎn)速偏差信號。該偏差信號經(jīng)過放大、處理后，控制執(zhí)行機構(gòu)動作。執(zhí)行機構(gòu)通常是調(diào)節(jié)水輪機導(dǎo)葉的開度，當機組轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時，減小導(dǎo)葉開度，減少水輪機的流量，使機組轉(zhuǎn)速下降；當機組轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時，增大導(dǎo)葉開度，增加水輪機的流量，使機組轉(zhuǎn)速上升，從而實現(xiàn)對機組轉(zhuǎn)速和功率的調(diào)節(jié)。4.水輪發(fā)電機組振動的原因有哪些？水輪發(fā)電機組振動的原因主要有以下幾方面：-機械方面：轉(zhuǎn)動部件不平衡，如轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)子等質(zhì)量分布不均勻，會產(chǎn)生離心力，引起機組振動；軸承間隙過大或過小、軸瓦磨損等也會導(dǎo)致振動；機組安裝時軸線不垂直、不對中，會使機組在運行過程中產(chǎn)生額外的力，引發(fā)振動。-電磁方面：發(fā)電機定子繞組短路、斷路等故障會導(dǎo)致電磁力不平衡，引起電磁振動；轉(zhuǎn)子繞組匝間短路會使磁場分布不均勻，也會產(chǎn)生振動。-水力方面：水流不穩(wěn)定，如蝸殼內(nèi)水流不均勻、尾水管內(nèi)產(chǎn)生漩渦等，會對水輪機過流部件產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致機組振動；水輪機的氣蝕現(xiàn)象也會使機組振動加劇。5.如何防止水輪機的氣蝕？防止水輪機氣蝕可以從以下幾個方面入手：-合理設(shè)計水輪機：在設(shè)計水輪機時，選擇合適的轉(zhuǎn)輪葉片形狀、尺寸和材質(zhì)，提高轉(zhuǎn)輪的抗氣蝕性能；優(yōu)化水輪機的流道設(shè)計，使水流更加平穩(wěn)，減少氣蝕發(fā)生的可能性。-控制運行參數(shù)：根據(jù)水輪機的特性曲線，合理選擇工作水頭和流量，避免水輪機在容易發(fā)生氣蝕的工況下運行；控制吸出高度，降低氣蝕發(fā)生的概率。-改善水質(zhì)：去除水中的雜質(zhì)、氣泡等，減少氣蝕的誘因；保持水的清潔，防止泥沙等顆粒對過流部件造成磨損，加劇氣蝕。-表面防護：在水輪機過流部件表面采用抗氣蝕材料進行噴涂、堆焊等處理，提高部件的抗氣蝕能力；定期檢查和修復(fù)過流部件表面的氣蝕損傷。四、計算題1.已知水輪機的工作水頭\(H=50m\)，流量\(Q=20m3/s\)，水輪機的效率\(\eta=0.9\)，求水輪機的出力\(P\)。解：根據(jù)水輪機出力計算公式\(P=9.81\etaQH\)（其中\(zhòng)(9.81\)是水的重度，單位\(kN/m3\)）。將\(H=50m\)，\(Q=20m3/s\)，\(\eta=0.9\)代入公式可得：\(P=9.81×0.9×20×50\)\(=9.81×900\)\(=8829kW\)所以水輪機的出力為\(8829kW\)。2.一臺水輪發(fā)電機的額定容量\(S_{N}=10000kVA\)，額定電壓\(U_{N}=10.5kV\)，求該發(fā)電機的額定電流\(I_{N}\)。解：對于三相交流發(fā)電機，額定電流計算公式為\(I_{N}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N}}\)。將\(S_{N}=10000kVA\)，\(U_{N}=10.5kV\)代入公式可得：\(I_{N}=\frac{10000}{\sqrt{3}×10.5}\)\(\approx\frac{10000}{18.19}\)\(\approx549.7A\)所以該發(fā)電機的額定電流約為\(549.7A\)。3.某水輪機調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)\(b_{p}=0.05\)，當機組負荷從\(P_{1}=50MW\)增加到\(P_{2}=60MW\)時，求機組轉(zhuǎn)速的變化率\(\Deltan/n_{N}\)。解：根據(jù)永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)的定義式\(b_{p}=\frac{\Deltan/n_{N}}{\DeltaP/P_{N}}\)（假設(shè)機組額定功率\(P_{N}\)足夠大，可近似認為\(\DeltaP/P_{N}=\frac{P_{2}-P_{1}}{P_{N}}\)）。已知\(b_{p}=0.05\)，\(\DeltaP=P_{2}-P_{1}=60-50=10MW\)。則\(\Deltan/n_{N}=b_{p}×\frac{\DeltaP}{P_{N}}\)，這里假設(shè)\(P_{N}\)很大，以\(P_{1}\)和\(P_{2}\)的平均值作為參考，\(P_{N}\approx\frac{P_{1}+P_{2}}{2}=\frac{50+60}{2}=55MW\)。\(\Deltan/n_{N}=0.05×\frac{10}{55}\)\(\approx0.0091\)即機組轉(zhuǎn)速的變化率約為\(0.91\%\)。4.已知水輪機的吸出高度\(H_{s}=3m\)，工作水頭\(H=40m\)，水的密度\(\rho=1000kg/m3\)，重力加速度\(g=9.8m/s2\)，求水輪機轉(zhuǎn)輪出口處的壓力\(p\)（假設(shè)大氣壓力\(p_{a}=101325Pa\)）。解：根據(jù)水力學(xué)公式\(p=p_{a}-\rhogH_{s}\)。將\(\rho=1000kg/m3\)，\(g=9.8m/s2\)，\(H_{s}=3m\)，\(p_{a}=101325Pa\)代入可得：\(p=101325-1000×9.8×3\)\(=101325-2940