2025年水力发电运行值班员技师考试题库及答案

2025年水力发电运行值班员技师考试题库及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1水轮机在额定水头下突然甩100%负荷，蜗壳最大压力升高值主要取决于（）。A.导叶关闭时间B.转轮直径C.发电机惯性D.尾水管深度答案：A1.2混流式水轮机在最优效率区出现“S”特性，其本质是（）。A.转轮进口冲角突变B.尾水管涡带偏心C.导叶端面间隙泄漏D.迷宫环水压脉动答案：A1.3按照GB/T9652.12019，调速器空载扰动试验的转速超调量应不大于（）。A.0.2%B.0.5%C.1.0%D.1.5%答案：B1.4某电站采用晶闸管静态励磁，励磁变压器二次侧额定电压420V，整流桥为三相全控，励磁顶值电压倍数为1.8，则顶值电压约为（）。A.680VB.756VC.840VD.1130V答案：B1.5轴流转桨式机组在调相工况运行时，转轮室需充气压水，其压水气压一般取（）。A.0.05MPaB.0.15MPaC.0.25MPaD.0.35MPa答案：B1.6水轮发电机定子铁心温度限值按F级绝缘考核，正常运行最高允许温度（电阻法）为（）。A.105℃B.120℃C.140℃D.155℃答案：D1.7调速器人工失灵区设置为±0.05Hz，系统频率为50Hz，对应转速死区为额定转速的（）。A.0.05%B.0.10%C.0.15%D.0.20%答案：B1.8尾水管肘管出口出现周期性“白浪”现象，最可能的原因是（）。A.空腔空化B.涡带偏心C.叶片开口不一致D.尾水位过低答案：B1.9采用PID调节的调速器，积分时间常数Ti过大将导致（）。A.系统响应加快B.稳态误差增大C.低频振荡D.高频噪声放大答案：C1.10发电机出口断路器SF6气压降至0.45MPa（20℃）时，应首先（）。A.闭锁合闸B.闭锁分闸C.启动加热器D.发出报警答案：D1.11水电厂厂用电系统6kV母线采用中性点经消弧线圈接地，当单相接地故障电流为8A，消弧线圈过补偿度取8%，则线圈电感电流约为（）。A.7.4AB.8.0AC.8.6AD.9.2A答案：C1.12机组A级检修后首次启动，需进行三次空载递升加压试验，其升压速率应控制为（）。A.每秒1%额定电压B.每秒3%额定电压C.每秒5%额定电压D.每秒10%额定电压答案：B1.13水轮机模型综合特性曲线中，等效率线呈“鱼腹”状，说明该水轮机（）。A.高效率区宽B.高效率区窄C.空化系数大D.过流量小答案：A1.14发电机转子磁极接头采用银焊，其焊接温度一般控制在（）。A.600℃±20℃B.700℃±20℃C.800℃±20℃D.900℃±20℃答案：B1.15调速器电液转换器线圈绝缘电阻值用500V兆欧表测量，不应低于（）。A.0.5MΩB.5MΩC.50MΩD.500MΩ答案：C1.16水电厂计算机监控系统LCU与上位机通信中断超过30s，LCU应（）。A.自动停机B.保持原工况C.切换至现地手动D.退出AGC/AVC答案：D1.17机组运行中轴承油槽油位突然下降10mm，最可能的原因是（）。A.冷却器泄漏B.油槽漏油C.油位计堵塞D.轴电流增大答案：B1.18水轮机比转速ns=200m·kW，其最优单位转速n11约为（）。A.60r/minB.70r/minC.80r/minD.90r/min答案：B1.19发电机定子绕组采用双层短距绕组，节距y=5/6τ，其五次谐波绕组系数约为（）。A.0.20B.0.26C.0.37D.0.50答案：B1.20调速器测频环节采用残压测频，输入信号电压最低不应小于（）。A.0.1VB.0.3VC.0.5VD.1.0V答案：B1.21水电厂高压气系统压力罐容积2m³，最高压力2.5MPa，最低压力1.3MPa，绝热指数k=1.4，则有效储气量（折算至常压）约为（）。A.18Nm³B.25Nm³C.32Nm³D.40Nm³答案：C1.22机组调相运行时，无功功率主要受（）限制。A.转子电流B.定子电流C.定子电压D.功角答案：A1.23水轮机转轮静平衡试验允许剩余不平衡力矩，对混流式转轮直径4m，其值不大于（）。A.20N·mB.40N·mC.60N·mD.80N·m答案：B1.24发电机转子一点接地保护动作后，一般首先（）。A.跳闸停机B.切换励磁C.投入两点接地保护D.发出信号答案：D1.25水电厂技术供水系统采用水泵供水，水泵扬程30m，流量0.2m³/s，效率80%，则轴功率约为（）。A.55kWB.65kWC.75kWD.85kW答案：C1.26机组轴承采用LTSA46汽轮机油，其40℃运动粘度范围是（）。A.41.4～50.6mm²/sB.46±4.6mm²/sC.46±2.3mm²/sD.46±1.0mm²/s答案：A1.27调速器电液随动系统迟缓率应不大于（）。A.0.05%B.0.10%C.0.15%D.0.20%答案：B1.28发电机定子接地保护采用基波零序电压判据，其动作电压一般整定为（）。A.5VB.10VC.15VD.20V答案：B1.29机组甩负荷后，蜗壳最大压力升高率允许值，对Hs>50m的电站一般取（）。A.15%B.25%C.35%D.45%答案：B1.30水电厂计算机监控系统SOE分辨率不应大于（）。A.1msB.2msC.5msD.10ms答案：A2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于水轮机过渡过程计算必须输入的参数有（）。A.机组转动惯量B.压力钢管波速C.导叶关闭规律D.尾水管扩散角E.发电机短路比答案：A、B、C2.2发电机运行中定子铁心温度异常升高，可能原因有（）。A.冷却水量不足B.定子绕组匝间短路C.铁心片间短路D.转子两点接地E.氢气纯度下降答案：A、B、C2.3调速器PID参数在线自适应整定需采集的实时量有（）。A.机组频率B.导叶开度C.水头D.有功功率E.蜗壳压力答案：A、B、C、D2.4下列措施可降低水轮机尾水管涡带压力脉动的有（）。A.增设稳流栅B.优化转轮出口环量C.提高运行水头D.补气E.减小导叶开口答案：A、B、D2.5发电机转子磁极极间连线绝缘损伤，可能导致（）。A.转子一点接地B.转子两点接地C.磁极间短路D.励磁电流增大E.机组振动增大答案：B、C、D、E2.6水电厂高压空压机自动启动条件包括（）。A.压力降至下限B.干燥器故障C.运行空压机排气温度高D.压力罐漏气E.冷却水中断答案：A、C、D2.7机组轴承采用油雾润滑的缺点有（）。A.油耗大B.污染环境C.冷却效果差D.油质老化快E.轴承温度高答案：B、C、D2.8下列属于水轮机泥沙磨损易损部位的有（）。A.转轮叶片进口边B.转轮上冠C.导叶出口边D.尾水管直锥段E.蜗壳鼻端答案：A、C、D2.9发电机定子绕组防晕处理措施有（）。A.低阻带B.中阻带C.高阻带D.碳化硅涂层E.聚四氟乙烯带答案：A、B、C、D2.10水电厂计算机监控系统现地LCU一般配置有（）。A.交流采样模件B.温度量模件C.转速信号模件D.同期模件E.电度模件答案：A、B、C、D3.填空题（每空1分，共20分）3.1水轮机模型试验中，效率修正值Δη按IEC60193规定，当Re>7×10⁵时，Δη=________。答案：03.2发电机额定容量200MVA，额定功率因数0.9，则额定有功功率为________MW。答案：1803.3调速器测频环节采用齿盘测频，齿盘齿数120，机组额定转速125r/min，则测频脉冲频率为________Hz。答案：2503.4压力钢管直径4m，壁厚24mm，材料Q345，其环向应力σ=________MPa（水锤压力升高值取0.3MPa）。答案：753.5水轮机空化系数σ=0.08，电站装置空化系数σp=0.12，则空化安全系数为________。答案：1.53.6发电机转子磁极对数p=20，额定频率50Hz，则额定转速为________r/min。答案：1503.7调速器电液转换器额定工作油压16MPa，其线圈直流电阻300Ω，额定电流80mA，则额定功率为________W。答案：1.923.8技术供水系统冷却器换热面积50m²，传热系数2500W/(m²·K)，对数平均温差8K，则换热量为________kW。答案：10003.9水电厂厂用电率1.2%，年发电量1.2TWh，则年自用电量为________kWh。答案：1.44×10⁷3.10机组轴承油槽油量2m³，油密度900kg/m³，比热容1.9kJ/(kg·K)，温升10K，则油吸热量为________MJ。答案：34.23.11水轮机比转速ns=180m·kW，最优单位流量Q11=0.8m³/s，则最优单位转速n11≈________r/min。答案：703.12发电机定子线棒主绝缘厚度4mm，相对介电常数3.5，则每毫米绝缘电场强度为________kV/mm（额定电压13.8kV）。答案：2.423.13调速器空载扰动试验，转速波动3次后稳定，则波动次数为________。答案：33.14尾水管出口流速2m/s，进口流速8m/s，则尾水管恢复系数ηd=________%。答案：753.15水轮机转轮材料为ZG06Cr13Ni4Mo，其屈服强度σs=________MPa。答案：5503.16发电机转子磁极接头采用银焊，其导电率不低于铜的________%。答案：803.17高压气系统安全阀整定压力为额定压力的________倍。答案：1.13.18机组A级检修间隔，对混流式机组一般为________年。答案：6～83.19水轮机模型效率最高值ηMmax=0.93，则原型效率估计值ηP≈________。答案：0.9453.20发电机定子铁心采用50W310硅钢片，其铁损值P1.5/50=________W/kg。答案：3.14.简答题（封闭型，每题5分，共20分）4.1简述水轮机“S”特性对机组运行的危害。答案：导致转速摆动、并网困难、接力器抽动、功率振荡，严重时诱发电网低频振荡。4.2写出调速器永态转差系数bp的物理意义。答案：bp表示机组出力从零到额定值对应的转速变化率，bp=(n0nN)/nN×100%，反映机组一次调频静态特性斜率。4.3列举三种发电机转子磁极极间连接方式并比较优缺点。答案：软铜片编织线——柔性高、抗疲劳好，但占地大；铜排螺栓——结构紧凑，接触易氧化；银焊铜辫——导电率高、可靠性好，但工艺要求高。4.4简述水电厂技术供水系统冷却器反冲洗操作步骤。答案：关闭进出水阀→打开排污阀排空→打开反冲洗阀→启动冲洗泵5min→停泵关闭反冲洗阀→恢复供水→检查压差正常。5.简答题（开放型，每题10分，共20分）5.1某电站采用混流式机组，单机容量300MW，近年汛期出现强烈振动，实测顶盖垂直振动峰峰值达800μm，请分析可能原因并提出综合治理方案。答案：原因：转轮叶片进口边卡门涡频率与顶盖固有频率接近；尾水管偏心涡带诱发低频压力脉动；转轮出口环量不匹配导致叶片出口边空化。治理：转轮叶片进口边修型，加设“V”型扰流槽；顶盖加焊环形筋板提高固有频率至1.4倍涡频；尾水管进口补气，稳压罐容量扩大至5m³；优化调速器关闭规律，采用两段折线关闭，拐点开度75%，末段时间延长至16s；运行避开振动区，AGC设80%～100%负荷禁区；加装顶盖阻尼器，阻尼比提高至0.05。实施后振动降至200μm以内。5.2结合“双碳”目标，阐述水电厂参与电网一次调频、二次调频、快速调压及黑启动的技术改造要点。答案：一次调频：调速器PID参数优化，bp=4%，Td=6s，Tn=0.5s；永态转差取消死区；功率闭环响应时间<3s；调频电量补偿按0.9分/千瓦时结算。二次调频：LCU增设AGC模件，通信周期1s；功率调节速率≥20%Pn/min；指令超调量<1%。快速调压：励磁系统顶值倍数2.0，强励时间10s；PSS2B模型抑制0.1～2Hz振荡；AVC响应时间<5s。黑启动：增设柴油发电机2×1MW，10min内带厂用电；励磁建压残压0.5Hz；调速器手动模式零起升压；同期捕捉复归时间<200ms；线路充电功率限制在50%Pn；黑启动试验每年一次，完成30min孤岛运行验证。6.计算题（共30分）6.1水锤压力计算（10分）某电站压力钢管长800m，水头120m，流速3m/s，波速1000m/s，导叶直线关闭时间8s，用阿列维简化公式求最大水锤压力升高值ΔH。解：ρ=av/gH=1000×3/(9.81×120)=2.55，τ=2L/a=1.6s<Ts=8s，为间接水锤。ΔH=2ρH/(2+ρ)=2×2.55×120/(2+2.55)=22.4m答：最大水锤压力升高22.4m，升高率18.7%。6.2机组转动惯量GD²校核（10分）某机组额定功率250MW，额定转速150r/min，要求甩负荷后转速上升率β<45%，已知水轮机飞逸转速系数1.8，水流惯性时间常数Tw=1.2s，求所需GD²。解：β=45%，f=1.8，Tw=1.2s，Ta=GD²n²/(3580P)=βTw/(f1)=0.45×1.2/0.8=0.675sGD²=3580×250×0.675/150²=26875t·m²答：机组转动惯量需大于26875t·m²，实际配置30000t·m²，满足要求。6.3冷却器换热面积核算（10分）发电机总损耗2500kW，其中铁损1200kW，铜损800kW，风摩损耗500kW；冷却器进水温度25℃，出水温度30℃，传热系数K=2500W/(m²·K)，求所需冷却面积A。解：Δt=(3025)/ln((4025)/(4030))=12.3KA=Q/(KΔt)=2500×10³/(2500×12.3)=81.3m²答：单台冷却器面积50m²，需并联2台，共100m²，满足要求。7.综合分析题（共30分）7.1某大型抽水蓄能电站，单机可逆式机组，容量350MW，运行中频繁出现SFC（静态变频启动）失败，现象：拖至90%额定转速时转子电流剧烈振荡，保护跳闸。请给出完整诊断流程、故障树及处理措施。（15分）答案：诊断流程：①检查SFC输出电流波形→发现5次、