2025年高职第二学年（水利水电建筑工程）水电站建设测试题及答案

2025年高职第二学年（水利水电建筑工程）水电站建设测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.水电站中，将水能转换为机械能的主要设备是（）A.水轮机B.发电机C.调速器D.压力管道2.水轮机的比转速是反映水轮机（）的一个重要参数。A.能量特性B.尺寸大小C.转速高低D.效率高低3.下列哪种水轮机适用于低水头、大流量的水电站（）A.混流式水轮机B.轴流式水轮机C.斜流式水轮机D.贯流式水轮机4.水电站进水口的主要作用是（）A.拦截污物B.控制流量C.防止泥沙进入D.以上都是5.压力管道的作用是（）A.将水从水库输送到水轮机B.调节水的流量C.增加水的压力D.以上都是6.水电站厂房的主要作用是（）A.安装水轮发电机组B.布置辅助设备C.保护设备安全运行D.以上都是7.下列哪种水电站属于引水式水电站（）A.坝后式水电站B.河床式水电站C.混合式水电站D.无压引水式水电站8.水电站的装机容量是指（）A.水电站全部水轮发电机组的额定功率之和B.水电站多年平均发电量C.水电站最大工作容量D.水电站保证出力9.水电站的保证出力是指（）A.水电站在设计枯水年供水期内所能发出的平均出力B.水电站在多年平均情况下所能发出的平均出力C.水电站在设计洪水年所能发出的最大出力D.水电站在任何情况下所能发出的出力10.下列哪种调速器属于机械液压调速器（）A.微机调速器B.电液调速器C.机械离心式调速器D.数字式调速器11.水电站的辅助设备包括（）A.油系统B.水系统C.气系统D.以上都是12.油系统的作用是（）A.为水轮发电机组提供润滑、冷却用油B.为调速器提供操作用油C.为油压装置提供压力油D.以上都是13.水系统的作用是（）A.为水轮发电机组提供冷却用水B.为调速器提供操作用水C.为油压装置提供压力用水D.以上都是14.气系统的作用是（）A.为水轮发电机组提供制动用气B.为调速器提供操作用气C.为油压装置提供压力用气D.以上都是15.水电站的自动化包括（）A.自动控制B.自动调节C.自动保护D.以上都是16.下列哪种保护属于水轮发电机组的电气保护（）A.过速保护B.过流保护C.低油压保护D.轴承温度过高保护17.水电站的经济运行是指（）A.使水电站在发电过程中消耗的能源最少B.使水电站的发电量最大C.使水电站的设备运行寿命最长D.使水电站的运行成本最低18.下列哪种方法可以提高水电站的水能利用率（）A.合理选择水轮机型号B.优化水电站的运行调度C.改善水电站的进水条件D.以上都是19.水电站的水库调度是指（）A.根据水电站的发电任务和来水情况，合理控制水库水位和放水流量B.使水库的蓄水量最大C.使水电站的发电量最大D.使水电站的设备运行寿命最长20.下列哪种水电站属于坝式水电站（）A.三峡水电站B.葛洲坝水电站C.小浪底水电站D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）一、填空题（每空1分，共10分）答题要求：请在每题的空格中填上正确答案。1.水轮机按水流能量转换特征可分为反击式水轮机和______水轮机。2.混流式水轮机主要由______、导水机构、转轮、尾水管等部件组成。3.水电站进水口按水流条件可分为______进水口、有压进水口和无压进水口。4.压力管道的布置形式有______、地下埋管和坝内埋管等。5.水电站厂房按结构形式可分为______厂房、坝后式厂房和地下式厂房等。6.水电站的调速器按工作原理可分为机械液压调速器、______调速器和微机调速器。7.水电站的辅助设备中，油系统分为______和透平油系统。8.水轮发电机组的制动方式有______制动和电气制动。9.水电站的自动化系统主要包括______、自动调节和自动保护等部分。二、简答题（每题5分，共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰。1.简述水轮机的工作原理。2.水电站进水口的主要类型有哪些？3.压力管道的布置原则是什么？4.简述水电站自动化的意义。三、论述题（10分）答题要求：论述全面，观点明确，论据充分。论述水电站经济运行的主要措施。四、案例分析题（15分）答题要求：阅读案例材料，分析问题，回答问题。某水电站装机容量为100MW，多年平均发电量为4.5亿kWh。该水电站采用混流式水轮机，设计水头为100m，设计流量为120m³/s。在运行过程中，发现水轮机效率较低，经检查发现是由于导水机构的导叶开度不均匀导致的。1.请分析导叶开度不均匀对水轮机效率的影响。（5分）2.提出解决导叶开度不均匀问题的措施。（5分）3.该水电站若要提高水能利用率，还可采取哪些措施？（5分）五、设计题（5分）答题要求：根据题目要求，进行设计计算。设计一个小型水电站的引水系统，已知该水电站的设计水头为50m，设计流量为20m³/s，要求引水系统的水头损失不超过5m。请确定引水系统的管径和长度。答案：1.A2.A3.D4.D5.A6.D7.D8.A9.A10.C11.D12.D13.D14.D15.D16.B17.D18.D19.A20.D第II卷答案一、填空题1.冲击式2.蜗壳3.开敞式4.明钢管5.河床式6.电液7.绝缘油系统8.机械9.自动控制二、简答题1.水轮机工作原理：水流从进水口进入水轮机，通过蜗壳将水流的动能转换为压力能，然后水流冲击转轮叶片，使转轮旋转，将水能转换为机械能，最后通过尾水管将水流排出。2.水电站进水口主要类型：开敞式进水口、有压进水口、无压进水口。3.压力管道布置原则：尽量缩短管道长度，减少水头损失；管道应具有足够的强度和稳定性；管道应便于安装、检修和维护；管道应避免出现反向水击等不利情况。4.水电站自动化意义：提高水电站运行的安全性和可靠性；提高水电站的发电效率和经济效益；减轻运行人员的劳动强度。三、论述题水电站经济运行主要措施：合理选择水轮机型号，使其与水电站的水头、流量等条件相匹配，提高水轮机效率；优化水电站的运行调度，根据来水情况和用电需求，合理调整机组的运行方式，使水能得到充分利用；加强设备的维护管理，确保设备处于良好的运行状态，减少设备故障和停机时间；采用先进的自动化技术，实现水电站的自动控制和调节，提高运行的精准度和效率；开展经济运行分析和研究，不断总结经验，寻找更优的运行策略。四、案例分析题1.导叶开度不均匀会导致水流在转轮进口处分布不均匀，使部分水流不能充分冲击转轮叶片，从而降低水轮机的效率。同时，还可能引起水轮机的振动和噪声，影响设备的安全运行。2.解决措施：检查导叶的传动机构，确保其灵活可靠；对导叶进行调整和维修，使其开度均匀一致；安装导叶开度监测装置，实时监测导叶开度情况，以便及时发现问题并进行处理。3.还可采取的措施：优化水轮机的转轮设计，提高转轮的水力性能；改善进水口的水流条件，减少水流的漩涡和紊流；加强水电站的运行管理，根据实际情况合理调整机组的运行参数；对水电站的设备进行技术改造，提高设备的性能和效率。五、设计题根据公式$Q=\frac{\pid^2}{4}v$（其中$Q$为流量，$d$为管径，$v$为流速），可得$v=\frac{4Q}{\pid^2}$。又根据水头损失公式$h_f=\lambda\frac{l}{d}\frac{v^2}{zg}$（其中$h_f$为水头损失，$\lambda$为沿程阻力系数，$l$为管道长度，$z$为重力加速度），已知$h_f=5m$，$Q=20m³/s$，$v=\frac{4\times20}{\pid^2}$，$z=9.8m/s²$，假设$\lambda=0.02$，代入水头损失公式可得：$5=0.02\times\frac{l}{d}\times\frac{(\frac{4\times20}{\pid^2})^2}{9.8}$。通过试算，可确定合适的管径$d$和长度$l$。例如，当$d=