2025水電站運(yùn)行考試及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）1.1某混流式水輪機(jī)額定水頭Hr=120m，模型效率ηm=0.92，原型效率ηp與ηm的關(guān)系通常取A.ηp=ηmB.ηp=ηm+0.01C.ηp=ηm+0.03D.ηp=ηm?0.02答案：C1.2水電廠高壓廠用電系統(tǒng)普遍采用中性點(diǎn)接地方式為A.直接接地B.經(jīng)消弧線圈接地C.經(jīng)高阻接地D.不接地答案：C1.3調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp的物理意義是A.機(jī)組負(fù)荷變化1%時(shí)轉(zhuǎn)速變化的百分?jǐn)?shù)B.機(jī)組轉(zhuǎn)速變化1%時(shí)負(fù)荷變化的百分?jǐn)?shù)C.導(dǎo)葉開(kāi)度變化1%時(shí)轉(zhuǎn)速變化的百分?jǐn)?shù)D.導(dǎo)葉開(kāi)度變化1%時(shí)負(fù)荷變化的百分?jǐn)?shù)答案：A1.4在IEC611313標(biāo)準(zhǔn)中，水電LCU編程語(yǔ)言不推薦使用的是A.LDB.FBDC.ILD.SFC答案：C1.5某電站采用“兩機(jī)一變”擴(kuò)大單元接線，主變高壓側(cè)斷路器檢修時(shí)，運(yùn)行人員首先應(yīng)A.拉開(kāi)主變低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)B.拉開(kāi)主變高壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)C.合上主變高壓側(cè)接地開(kāi)關(guān)D.拉開(kāi)主變高壓側(cè)斷路器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)答案：D1.6水輪發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí)，最先動(dòng)作的主保護(hù)通常是A.逆功率保護(hù)B.失磁保護(hù)C.過(guò)電壓保護(hù)D.定子接地保護(hù)答案：B1.7尾水管肘管出口補(bǔ)氣的主要目的是A.提高真空氣蝕系數(shù)B.減小壓力脈動(dòng)C.增加流量D.降低水溫答案：B1.8根據(jù)DL/T5190規(guī)范，GIS室SF6氣體泄漏報(bào)警濃度整定值不應(yīng)大于A.100ppmB.300ppmC.1000ppmD.5000ppm答案：C1.9燈泡貫流式機(jī)組與軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組相比，其最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n11一般A.高10%～15%B.低10%～15%C.相等D.高30%以上答案：A1.10水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU的SOE分辨率不應(yīng)低于A.1msB.2msC.5msD.10ms答案：A1.11采用“單元接線”時(shí)，主變低壓側(cè)避雷器到主變端子最大電氣距離一般不宜超過(guò)A.10mB.15mC.20mD.30m答案：B1.12對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行緊急事故關(guān)機(jī)時(shí)，先快速關(guān)閉A.主閥B.導(dǎo)葉C.槳葉D.冷卻水閥答案：B1.13水電廠廠用電快切裝置切換方式中，并聯(lián)切換的允許頻差一般整定為A.0.1HzB.0.2HzC.0.5HzD.1.0Hz答案：B1.14發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地電容電流大于A.1AB.3AC.5AD.10A答案：C1.15水輪機(jī)模型綜合特性曲線中，等效率線呈“魚(yú)鉤”狀說(shuō)明該水輪機(jī)A.高效率區(qū)寬B.高效率區(qū)窄C.空化性能差D.流量調(diào)節(jié)范圍大答案：B1.16調(diào)速器電液轉(zhuǎn)換器卡澀時(shí)，機(jī)組最先表現(xiàn)出的現(xiàn)象通常是A.轉(zhuǎn)速升高B.轉(zhuǎn)速降低C.功率擺動(dòng)D.蝸殼壓力升高答案：C1.17水電廠直流系統(tǒng)蓄電池組出口熔斷器額定電流按A.1h放電率選擇B.2h放電率選擇C.5s沖擊放電選擇D.1min沖擊放電選擇答案：C1.18發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路保護(hù)動(dòng)作出口方式一般取A.全停B.解列滅磁C.減出力D.信號(hào)答案：B1.19水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)采用水泵供水時(shí)，備用泵啟動(dòng)壓力一般低于工作壓力A.0.02MPaB.0.05MPaC.0.10MPaD.0.15MPa答案：B1.20根據(jù)GB/T7894，水輪發(fā)電機(jī)定子繞組直流耐壓試驗(yàn)電壓為A.1.5UNB.2.0UNC.2.5UND.3.0UN答案：C2.多項(xiàng)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(jī)能量損失的有A.容積損失B.水力損失C.機(jī)械損失D.鐵耗答案：ABC2.2調(diào)速器PID參數(shù)中，增大積分時(shí)間Ti可能導(dǎo)致A.調(diào)節(jié)過(guò)程變慢B.超調(diào)減小C.靜態(tài)偏差增大D.振蕩加劇答案：AB2.3下列保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)啟動(dòng)失靈保護(hù)的有A.主變差動(dòng)保護(hù)B.線路光纖差動(dòng)保護(hù)C.發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)D.母線差動(dòng)保護(hù)答案：ABD2.4水電廠壓縮空氣系統(tǒng)用戶包括A.調(diào)速器壓油槽B.制動(dòng)閘C.主閥圍帶D.發(fā)電機(jī)滅火答案：ABC2.5下列屬于水電廠“黑啟動(dòng)”必備條件的有A.直流蓄電池容量足夠B.柴油發(fā)電機(jī)可靠C.機(jī)組具備自啟動(dòng)能力D.外送線路帶電答案：ABC2.6發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行能力受限制因素有A.定子端部鐵心過(guò)熱B.靜態(tài)穩(wěn)定極限C.勵(lì)磁繞組過(guò)熱D.廠用電壓降低答案：ABD2.7關(guān)于水輪機(jī)蝸殼說(shuō)法正確的有A.金屬蝸殼適用于高水頭B.混凝土蝸殼適用于低水頭C.蝸殼進(jìn)口流速一般控制在6m/s以內(nèi)D.蝸殼包角越大效率越高答案：ABC2.8下列屬于水電廠“五防”閉鎖內(nèi)容的有A.防止誤分合斷路器B.防止帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)C.防止帶電掛接地線D.防止帶地線合閘答案：ABCD2.9主變冷卻器全停后允許運(yùn)行時(shí)間取決于A.頂層油溫B.負(fù)載率C.環(huán)境溫度D.繞組熱點(diǎn)溫度答案：ABCD2.10水電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度需考慮約束有A.水量平衡B.航運(yùn)要求C.電網(wǎng)負(fù)荷需求D.環(huán)保最小下泄流量答案：ABCD3.填空題（每空1分，共20分）3.1水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速ns=nsqrt(P)/H^(5/4)，其中P單位取kW，H單位取m。3.2發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)0.9滯后時(shí)，每增加1%無(wú)功功率，定子電流約增加0.48%。3.3調(diào)速器空載擾動(dòng)試驗(yàn)中，轉(zhuǎn)速最大超調(diào)量不應(yīng)超過(guò)擾動(dòng)量的30%。3.4水電廠技術(shù)供水濾水器常見(jiàn)堵塞信號(hào)采用差壓開(kāi)關(guān)。3.5主變有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)每天動(dòng)作次數(shù)不宜超過(guò)10次。3.6水輪機(jī)泥沙磨損最嚴(yán)重部位通常在轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口背面。3.7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作發(fā)信，兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作解列滅磁。3.8水電廠UPS系統(tǒng)逆變輸出電壓總諧波畸變率應(yīng)小于5%。3.9調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.5s。3.10水電廠“兩票三制”中三制指交接班制、巡回檢查制和設(shè)備定期試驗(yàn)輪換制。3.11水輪機(jī)空化系數(shù)σ越大，其抗空化性能越好。3.12發(fā)電機(jī)定子鐵心溫升限值按B級(jí)絕緣為80K。3.13水電廠柴油發(fā)電機(jī)作為黑啟動(dòng)電源，其啟動(dòng)成功率不應(yīng)低于99%。3.14水電廠主廠房橋吊主鉤制動(dòng)器安全系數(shù)不小于1.5。3.15水輪機(jī)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律采用兩段折線關(guān)閉可有效降低水錘壓力。3.16發(fā)電機(jī)短路比Kc越大，其靜態(tài)穩(wěn)定極限越高。3.17水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑２捎秒p星型結(jié)構(gòu)。3.18水電廠汛期運(yùn)行水位一般不得高于汛限水位。3.19水輪機(jī)模型試驗(yàn)中，效率修正值Δη與模型直徑Dm關(guān)系近似為Δη∝1/Dm^(1/5)。3.20發(fā)電機(jī)定子繞組防暈層表面電阻率一般取1×10^6～1×10^9Ω/□。4.判斷改錯(cuò)題（每題2分，共10分；先判對(duì)錯(cuò)，若錯(cuò)則改正）4.1水輪機(jī)最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n11隨水頭升高而降低。答案：錯(cuò)；改正：n11基本不變。4.2發(fā)電機(jī)失磁后必然立即跳閘。答案：錯(cuò)；改正：允許短時(shí)異步運(yùn)行，經(jīng)延時(shí)跳閘。4.3水電廠直流系統(tǒng)允許采用交流空氣開(kāi)關(guān)替代直流斷路器。答案：錯(cuò)；改正：必須采用直流專(zhuān)用斷路器。4.4調(diào)速器PID微分環(huán)節(jié)可消除靜態(tài)偏差。答案：錯(cuò)；改正：積分環(huán)節(jié)消除靜態(tài)偏差。4.5主變冷卻器全停后應(yīng)立即跳閘主變。答案：錯(cuò)；改正：視油溫延時(shí)跳閘或減載。5.簡(jiǎn)答題（封閉型，每題5分，共20分）5.1寫(xiě)出水輪機(jī)能量平衡方程并說(shuō)明各項(xiàng)含義。答案：HQρg=Pm+Pv+Ph+PmechH：水頭；Q：流量；ρ：水密度；g：重力加速度；Pm：機(jī)械功率；Pv：容積損失功率；Ph：水力損失功率；Pmech：機(jī)械損失功率。5.2列出水電廠黑啟動(dòng)三大技術(shù)環(huán)節(jié)。答案：1.自備電源啟動(dòng)；2.機(jī)組自啟動(dòng)并網(wǎng)；3.逐步帶負(fù)荷恢復(fù)電網(wǎng)。5.3說(shuō)明調(diào)速器人工失靈區(qū)的作用。答案：防止機(jī)組在孤立運(yùn)行時(shí)因微小頻率波動(dòng)引起導(dǎo)葉頻繁擺動(dòng)，提高穩(wěn)定性。5.4寫(xiě)出發(fā)電機(jī)V形曲線定義并指出其特征點(diǎn)。答案：定子電流I與勵(lì)磁電流If關(guān)系曲線；特征點(diǎn)：正常勵(lì)磁點(diǎn)（cosφ=1）、過(guò)勵(lì)點(diǎn)（滯后）、欠勵(lì)點(diǎn)（進(jìn)相）。6.簡(jiǎn)答題（開(kāi)放型，每題10分，共20分）6.1結(jié)合實(shí)例說(shuō)明汛期水電廠如何協(xié)調(diào)防洪與發(fā)電矛盾。答案：以三峽為例，依據(jù)長(zhǎng)江防總指令，在洪水來(lái)臨前預(yù)泄降至145m汛限水位，騰出22×10^8m^3庫(kù)容；洪峰段按“削峰不攔洪”原則控制下泄≤55000m^3/s，既保大壩安全又減少下游淹沒(méi)；洪尾段及時(shí)攔蓄尾水，將水位回升至155m，增發(fā)電量約2.4×10^8kWh，實(shí)現(xiàn)防洪與發(fā)電雙贏。6.2論述水電廠參與電網(wǎng)一次調(diào)頻與二次調(diào)頻的差異及實(shí)現(xiàn)方式。答案：一次調(diào)頻由調(diào)速器根據(jù)頻差按bp系數(shù)快速調(diào)整功率，響應(yīng)時(shí)間<3s，持續(xù)至頻差消失；二次調(diào)頻由AGC根據(jù)區(qū)域控制誤差（ACE）重新分配機(jī)組基點(diǎn)功率，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)設(shè)定值，調(diào)速器切換至功率閉環(huán)模式，響應(yīng)時(shí)間10～30s，持續(xù)修正ACE為零；一次調(diào)頻靠機(jī)組自然特性，二次調(diào)頻需調(diào)度中心與電廠協(xié)同。7.計(jì)算題（共30分）7.1某混流式機(jī)組額定水頭Hr=100m，流量Qr=200m^3/s，原型效率ηp=0.92，發(fā)電機(jī)效率ηg=0.98，功率因數(shù)cosφ=0.9，求機(jī)組額定出力P（MW）。（6分）解：P=9.81QrHrηpηg/1000=9.812001000.920.98/1000=176.6MW答案：176.6MW7.2已知模型水輪機(jī)直徑D1m=0.35m，在Hm=20m、Qm=0.52m^3/s、nm=600r/min時(shí)效率ηm=0.90；原型機(jī)D1p=3.5m，Hp=100m，求原型最優(yōu)轉(zhuǎn)速np（r/min）。（6分）解：n11m=nmD1m/sqrt(Hm)=6000.35/sqrt(20)=46.7n11p=n11m→np=n11psqrt(Hp)/D1p=46.7sqrt(100)/3.5=133.4r/min答案：133r/min（取整）7.3某電站引水鋼管長(zhǎng)L=800m，水錘波速a=1000m/s，額定流速v0=4m/s，導(dǎo)葉有效關(guān)閉時(shí)間Ts=4s，判斷發(fā)生直接水錘還是間接水錘，并求最大水錘壓力升高值ΔH（m）。（8分）解：相長(zhǎng)Tr=2L/a=1.6s<Ts=4s，為間接水錘ρ=av0/(2gH0)=10004/(29.81100)=2.04采用阿列維公式：ΔH=(2σ)/(1+σ)H0，σ=Lv0/(gH0Ts)=8004/(9.811004)=0.815ΔH=(20.815)/(1+0.815)100=89.8m答案：間接水錘，ΔH≈90m7.4某水電廠日入庫(kù)流量過(guò)程為階梯形：08h300m^3/s，816h500m^3/s，1624h400m^3/s；庫(kù)水位庫(kù)容曲線近似為線性，每1×10^8m^3對(duì)應(yīng)水位變2m；初始水位500m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容20×10^8m^3；下游水位恒定450m；若要求保持日平均出力180MW，η=0.9，求所需發(fā)電流量Qp及日末庫(kù)容。（10分）解：日平均水頭H=500450=50mP=9.81QpHη/1000→Qp=1801000/(9.81500.9)=408m^3/s日發(fā)電水量Wp=40886400=35.25×10^6m^3日入庫(kù)水量Win=(3008+5008+4008)3600=38.02×10^6m^3日末庫(kù)容V=20×10^8+(38.0235.25)×10^6=20.277×10^8m^3答案：Qp=408m^3/s，日末庫(kù)容20.28×10^8m^38.綜合分析題（共30分）8.1某梯級(jí)水電廠A（上游，日調(diào)節(jié)）、B（下游，年調(diào)節(jié)）聯(lián)合運(yùn)行。A壩址處天然日流量過(guò)程為06h200m^3/s，612h600m^3/s，1218h800m^3/s，1824h400m^3/s。A庫(kù)容很小，可忽略；B庫(kù)容極大，初始水位360m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容100×10^8m^3，下游水位恒定300m，兩站機(jī)組效率均為0.92。電網(wǎng)要求梯級(jí)日送電曲線為峰段（1822h）出力900MW，其余時(shí)段400MW。試制定A、B兩站逐時(shí)發(fā)電流量及B站水位變化過(guò)程，并核算日末B站庫(kù)容。（20分）解：1.計(jì)算各站單機(jī)額定：設(shè)A站4臺(tái)，B站6臺(tái)，單機(jī)容量待定，先按總流量反推。2.峰段900MW需總流量Q峰=9001000/(9.81600.92)=1662m^3/s（取H=60m平均）。3.平段400MW需Q平=4001000/(9.81600.92)=738m^3/s。4.A站無(wú)調(diào)節(jié)，按天然來(lái)水盡量發(fā)電：06h200m^3/s→Pa=9.81200600.92/1000=108MW612h600m^3/s→Pa=325MW1218h800m^3/s→Pa=433MW1824h400m^3/s→Pa=216MW5.電網(wǎng)要求：1822h需900MW，A只能提供216MW，缺684MW由B補(bǔ)足；其余時(shí)段需400MW，A提供108/325/433MW，缺292/75/0MW由B補(bǔ)足。6.B站逐時(shí)出力及流量：06hPb=292MW→Qb=2921000/(9.81600.92)=540m^3/s612hPb=75MW→Qb=139m^3