2025年水電站運行工試題及答案1.單項選擇題（每題1分，共20分）1.1水輪機空化系數(shù)σ的物理意義是A.轉輪出口動能與有效水頭之比B.轉輪進口壓力與大氣壓之比C.裝置空化安全裕量的無量綱指標D.尾水管恢復系數(shù)與效率的乘積答案：C1.2混流式水輪機在最優(yōu)工況下，轉輪出口水流角β2的實測值通常接近A.15°B.45°C.75°D.90°答案：D1.3調速器永態(tài)轉差系數(shù)bp整定為4%，機組孤網(wǎng)運行，負荷突增10%時，機組轉速永久下降值約為額定轉速的A.0.4%B.2%C.4%D.10%答案：C1.4變壓器輕瓦斯動作后，運行工應首先A.立即合閘高壓側斷路器B.取氣樣分析并報告調度C.退出重瓦斯壓板D.降低機組出力至零答案：B1.5水電廠廠用電系統(tǒng)采用“暗備用”方式時，備用變壓器的正常狀態(tài)為A.熱備用，高壓側開關合位B.冷備用，高低壓側均斷開C.空載運行，低壓側開關斷開D.帶廠用負荷50%運行答案：B1.6在IEC611313標準中，PLC程序語言不包括A.LDB.FBDC.SCLD.VB答案：D1.7水輪發(fā)電機組一階臨界轉速應避開額定轉速的A.±5%B.±10%C.±20%D.±30%答案：B1.8尾水管肘管出口出現(xiàn)周期性渦帶，其頻率f與轉輪葉片數(shù)Z、轉速n的關系為A.f=nZ/60B.f=n/60C.f=n(Z1)/60D.f=n(Z+1)/60答案：A1.9水電廠“黑啟動”首要電源通常選擇A.柴油發(fā)電機B.燃氣輪機C.光伏陣列D.電網(wǎng)反送答案：A1.10根據(jù)GB/T9652.1，調速器靜態(tài)特性曲線在±10%負荷范圍內(nèi)，轉速死區(qū)ix不得超過A.0.02%B.0.04%C.0.06%D.0.08%答案：B1.11發(fā)電機轉子匝間短路最靈敏的離線試驗方法是A.空載特性試驗B.雙電壓表法C.極間電壓法D.交流阻抗法答案：D1.12水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)LCU的SOE分辨率指標應優(yōu)于A.1msB.5msC.10msD.20ms答案：A1.13對于軸流轉槳式機組，協(xié)聯(lián)曲線失配將直接導致A.蝸殼壓力升高B.轉輪葉片裂紋C.尾水管真空度下降D.導葉接力器擺動答案：B1.14主變高壓側中性點經(jīng)小電抗接地，其作用是A.限制單相接地短路電流B.提高零序阻抗C.降低鐵磁諧振過電壓D.補償無功答案：A1.15水輪機模型綜合特性曲線中，等效率線閉合區(qū)域左側邊界對應A.空化初生線B.堵塞工況C.飛逸線D.最優(yōu)工況點答案：B1.16調速器電液伺服閥的額定油壓為16MPa，其線圈絕緣等級常用A.B級B.F級C.H級D.C級答案：B1.17發(fā)電機定子鐵心溫度限額按F級絕緣考慮，熱點溫度不得超過A.105℃B.120℃C.155℃D.180℃答案：C1.18水電廠高壓廠變接線組別通常選擇A.Yyn0B.Yd11C.Dyn11D.YNd1答案：C1.19機組甩100%負荷時，蝸殼最大壓力上升率控制值一般不超過A.30%B.50%C.70%D.100%答案：B1.20根據(jù)DL/T5190，水輪機過流部件安裝焊縫RT抽檢比例為A.10%B.25%C.50%D.100%答案：D2.多項選擇題（每題2分，共20分；多選少選均不得分）2.1下列屬于水輪機能量損失的有A.容積損失B.機械摩擦損失C.尾水管動能損失D.輪盤風阻損失答案：ABC2.2調速器PID參數(shù)在線自適應調整需采集的信號包括A.機組頻率B.導葉開度C.蝸殼壓力D.電網(wǎng)頻率答案：ABD2.3發(fā)電機不對稱運行允許條件與下列因素相關A.負序電流標幺值I2/INB.轉子阻尼槽材料C.定子繞組型式D.冷卻方式答案：ABCD2.4水電廠直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置報警可能原因A.直流饋線接地B.蓄電池組開路C.充電器模塊故障D.合閘線圈燒毀答案：AC2.5關于軸電流防護，正確的措施有A.軸承座絕緣墊B.轉子一點接地保護C.軸接地碳刷D.定子繞組兩點接地保護答案：AC2.6機組停機過程中需投入制動閘的條件包括A.轉速降至20%額定轉速B.導葉全關C.勵磁已退出D.制動氣壓正常答案：ABCD2.7下列屬于水電廠“五防”閉鎖范圍的有A.防止帶負荷拉隔離開關B.防止帶電合接地刀閘C.防止帶地線合閘D.防止非同期并列答案：ABCD2.8水輪機泥沙磨損易發(fā)生的部位A.轉輪葉片進口邊B.活動導葉端面C.尾水管直錐段D.蝸殼鼻端答案：ABC2.9主變差動保護動作后應檢查A.差動范圍內(nèi)一次設備B.二次回路極性C.變壓器油位D.發(fā)電機定子絕緣答案：ABC2.10水電廠經(jīng)濟調度需考慮約束A.最小生態(tài)流量B.機組振動區(qū)C.電網(wǎng)日負荷曲線D.水庫泥沙淤積答案：ABCD3.填空題（每空1分，共20分）3.1水輪機比轉速ns=nsqrt(P)/H^(5/4)，其中P單位取kW，H單位取m。答案：nsqrt(P)/H^(5/4)3.2發(fā)電機額定功率因數(shù)0.9滯后，輸出有功300MW，則無功約為145Mvar。答案：1453.3調速器測頻環(huán)節(jié)采用齒盤測速時，齒盤齒數(shù)通常取60的整數(shù)倍。答案：603.4尾水管擴散段錐角一般控制在8°～12°之間，以減小脫流。答案：8°～12°3.5水電廠UPS系統(tǒng)逆變器輸出電壓總諧波畸變率應小于3%。答案：3%3.6混流式轉輪上冠與下環(huán)密封間隙設計值通常為轉輪直徑的0.001倍。答案：0.0013.7變壓器油中溶解氣體分析，乙炔含量超過5μL/L時應引起注意。答案：53.8機組盤車檢查軸線時，百分表在聯(lián)軸器處測得擺度為0.08mm，對應凈擺度為0.04mm。答案：0.043.9水電廠高壓母線差動保護制動系數(shù)K值一般取0.3～0.5。答案：0.3～0.53.10水輪機模型效率最高值ηM與原型效率ηP換算時，按IEC60193需進行尺度效應修正。答案：尺度效應3.11發(fā)電機轉子磁極極間連接采用銅排柔性結構，可承受熱脹冷縮。答案：銅排柔性3.12水電廠技術供水系統(tǒng)濾水器壓差達0.05MPa時應切換清洗。答案：0.053.13調速器事故低油壓整定值通常取額定油壓的70%。答案：70%3.14主變冷卻器全停后，頂層油溫達85℃時應跳閘。答案：853.15水輪機飛逸轉速按公式nR=n0sqrt(Hmax/H0)計算，其中H0為額定水頭。答案：額定水頭3.16發(fā)電機定子繞組單支路匝數(shù)N=16時，采用360°羅貝爾換位可完全消除環(huán)流。答案：163.17水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地總線采用ProfibusDP時，傳輸速率可達12Mbit/s。答案：ProfibusDP3.18水電廠防汛門應在30min內(nèi)可關閉完畢。答案：303.19機組軸承潤滑油牌號LTSA46中，46表示40℃運動粘度為46mm2/s。答案：40℃運動粘度3.20水電廠一次調頻死區(qū)設置為±0.033Hz，對應轉速死區(qū)±0.02%。答案：±0.0334.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）4.1水輪機最優(yōu)工況下，進口無撞擊、出口無渦流，效率最高。答案：√4.2調速器永態(tài)轉差系數(shù)bp越大，機組一次調頻能力越強。答案：×4.3發(fā)電機轉子一點接地保護動作后應立即跳閘。答案：×4.4水電廠直流系統(tǒng)允許兩組蓄電池短時并聯(lián)運行。答案：√4.5軸流轉槳式機組協(xié)聯(lián)曲線可在停機狀態(tài)下通過靜水調試獲得。答案：√4.6主變差動保護可完全替代瓦斯保護。答案：×4.7水輪機泥沙磨損速率與水沙濃度平方成正比。答案：√4.8機組制動閘氣壓低于0.4MPa時，PLC自動閉鎖停機流程。答案：√4.9水電廠高壓電纜采用單芯結構時，金屬護層必須兩端接地。答案：×4.10發(fā)電機定子鐵心磁化試驗磁通密度一般取1.0T，持續(xù)時間為90min。答案：√5.簡答題（封閉型，每題5分，共20分）5.1簡述水輪機空化系數(shù)σ與裝置空化系數(shù)σp的關系及運行安全判據(jù)。答案：σ為轉輪自身特性，σp為裝置安裝高程與運行水頭決定的空化系數(shù)；安全判據(jù)為σp≥σ+Δσ，Δσ為0.2～0.5的安全裕量，滿足則不發(fā)生空化。5.2寫出調速器PID傳遞函數(shù)標準形式，并說明各參數(shù)物理意義。答案：G(s)=Kp(1+1/Tis+Tds)，Kp為比例增益，決定響應速度；Ti為積分時間，消除靜差；Td為微分時間，提供超前阻尼。5.3列舉發(fā)電機轉子磁極極間連接銅排斷裂的三種常見原因。答案：熱疲勞、焊接缺陷、機組頻繁啟停導致交變應力。5.4說明水電廠技術供水系統(tǒng)采用雙濾水器互為備用的必要性。答案：保證連續(xù)冷卻，可在運行中清洗，防止堵塞導致軸瓦溫度升高跳機。6.簡答題（開放型，每題10分，共20分）6.1某電廠汛期含沙量突增，運行值班員應如何調整運行方式以減輕泥沙磨損？答案：①申請調度降低機組負荷，避開振動區(qū)；②優(yōu)先啟用軸流轉槳高比轉速機組，其抗磨性能較好；③提高技術供水壓力，增強冷卻效果；④縮短濾水器切換周期至2h；⑤申請泄洪排沙，降低庫水位，減少過機沙量；⑥記錄含沙量、過機時間，為后期檢修提供數(shù)據(jù)；⑦加強轉輪室噪聲監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常升壓或噪聲升高0.5dB以上立即降負荷；⑧聯(lián)系水工部門加密閘門沖沙頻次；⑨停機后及時投入檢修門，防止泥沙沉積；⑩建立泥沙磨損臺賬，評估壽命損耗。6.2結合電網(wǎng)“兩個細則”，闡述水電廠一次調頻考核電量計算方法及優(yōu)化策略。答案：考核電量E=∫(Δfdeadzone≤|Δf|≤0.1Hz)(PactualPtarget)dt×k，k為補償系數(shù)0.01；優(yōu)化策略：①將永態(tài)轉差系數(shù)bp降至3%，減小轉速死區(qū)；②采用功率閉環(huán)+頻率閉環(huán)雙模PID，提高響應速度；③設置一次調頻優(yōu)先模式，閉鎖AGC反向調節(jié)；④利用水庫調節(jié)能力，保持機組在高效區(qū)運行，預留3%～5%上調容量；⑤開展調速器參數(shù)在線辨識，每季度校核一次；⑥建立一次調頻性能評價系統(tǒng)，實時顯示貢獻電量，指導值班員手動干預；⑦與電網(wǎng)調度簽訂輔助服務補償協(xié)議，將考核轉為收益；⑧對老舊電調進行伺服閥升級，油壓波動降至±0.1MPa；⑨采用預測控制算法，提前0.2s動作，減少滯后；⑩開展值班員競賽，提高人工干預合格率。7.計算題（共30分）7.1某混流式機組額定水頭Hr=120m，單機流量Qr=250m3/s，模型最優(yōu)效率ηM=92.5%，尺度效應修正Δη=1.2%，求原型機額定出力。（水密度ρ=1000kg/m3，g=9.81m/s2）（10分）答案：P=ρgQrHr(ηM+Δη)=1000×9.81×250×120×0.937=275.7MW。7.2已知發(fā)電機額定容量333MVA，額定電壓18kV，功率因數(shù)0.9，直軸同步電抗Xd=1.05pu，交軸同步電抗Xq=0.68pu，求額定勵磁電流E0（標幺值）。（10分）答案：Id=Isin(φ)=1×sin(25.84°)=0.4357；Iq=Icos(φ)=0.9；E0=U+jIdXd+jIqXq=1∠0°+j0.4357×1.05+j0.9×0.68=1+j0.4575+j0.612=1+j1.0695=1.47∠46.9°pu。7.3機組甩全負荷，導葉關閉時間Ts=8s，管道特性常數(shù)Tw=2.5s，求蝸殼最大壓力上升率ζ。（10分）答案：ζ=(Tw/Ts)×2=(2.5/8)×2=0.625，即62.5%，超過50%限值，需調整關閉規(guī)律為兩階段關閉，第一段6s關閉70%，第二段8s關閉30%，等效Ts=10s，重新計算ζ=0.5，滿足要求。8.綜合分析題（共30分）8.1某日電網(wǎng)調度下達早高峰頂出力命令，要求某水電廠在08:00前將出力由200MW升至600MW。該廠裝設3×200MW機組，當前1號機帶100MW，2號機帶100MW，3號機備用。水庫水位接近限制上限，入庫流量300m3/s，單臺機組滿發(fā)流量250m3/s。請給出最優(yōu)啟停及負荷分配方案，并說明風險控制措施。（15分）答案：①07:45啟動