2025年抽水蓄能电站运行维护技术知识考察试题及答案解析

2025年抽水蓄能电站运行维护技术知识考察试题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.抽水蓄能电站机组在发电工况下，导叶开度突然增大而转速下降，最可能的原因是（）。A.电网频率升高B.调速系统失灵C.上游水位骤降D.尾水位突升答案：B解析：调速系统失灵导致导叶无法随转速反馈关小，转速下降。2.可逆式机组S特性区出现在（）。A.高水头、小流量B.低水头、大流量C.飞逸线左侧D.制动区右侧答案：A解析：S特性区即“驼峰区”，多发生在高水头、小流量工况，水力不稳定。3.球阀下游侧密封投入时，其压力水源通常取自（）。A.技术供水总管B.上游压力钢管C.尾水锥管D.检修排水泵出口答案：B解析：利用上游高压水自封，保证球阀关闭后下游侧不漏水。4.发电电动机定子绕组单相接地保护最灵敏的判据是（）。A.三次谐波电压比B.零序电压3U0C.负序电流D.转子一点接地答案：A解析：三次谐波电压比可检测绕组中性点附近接地，灵敏度最高。5.抽水调相工况下，机组吸收无功功率主要受（）限制。A.定子电流B.转子电流C.定子端电压D.机组振动区答案：B解析：转子电流决定励磁水平，直接限制无功吸收能力。6.下列哪项不是调速器电液转换器常见故障（）。A.线圈匝间短路B.节流孔堵塞C.主配压阀卡涩D.反馈钢丝绳断股答案：C解析：主配压阀卡涩属于液压放大级故障，不在电液转换器本体。7.尾水事故闸门通常布置在（）。A.蜗壳进口B.转轮下方C.尾水管扩散段末端D.尾水隧洞出口答案：C解析：扩散段末端可快速切断尾水，防止机组飞逸。8.机组轴电流防护最有效的措施是（）。A.碳刷接地B.轴承绝缘C.转子一点接地保护D.定子铁心分段答案：B解析：轴承绝缘阻断轴电流回路，从根本上消除轴电流。9.抽水蓄能电站黑启动首选的厂用电电源是（）。A.柴油发电机B.移动式燃气轮机C.SFC拖动D.相邻机组背靠背答案：A解析：柴油发电机独立可靠，可在全厂失电时最先启动。10.调速器人工失灵区设置过大将导致（）。A.机组振荡B.一次调频死区大C.超调量大D.响应过快答案：B解析：失灵区即死区，过大使一次调频无动作，电网频率偏差大。11.主变压器高压侧中性点经小电抗接地，主要目的是（）。A.降低单相短路电流B.提高零序阻抗C.限制操作过电压D.抑制铁磁谐振答案：A解析：小电抗可增大零序阻抗，从而限制单相接地短路电流。12.机组进入水泵工况启动时，SFC输出频率一般从（）Hz开始升速。A.0.1B.5C.15D.50答案：B解析：SFC从5Hz左右起步，避开转子低频共振点。13.下列哪项不是主进水阀闭锁条件（）。A.导叶全关B.机组无电气事故C.机械过速115%D.尾水闸门全开答案：D解析：尾水闸门状态不直接闭锁主进水阀，只影响尾水侧隔离。14.发电电动机极数为12，电网频率50Hz，其额定转速为（）r/min。A.250B.300C.500D.600答案：C解析：n=60f/(p/2)=60×50/6=500r/min。15.机组轴承温度高Ⅱ段报警值通常整定为（）℃。A.65B.70C.75D.80答案：C解析：巴氏合金轴承普遍整定75℃，留5℃裕量跳机。16.调速器永态转差系数bp设置为4%，表示（）。A.机组承担4%系统负荷B.转速偏差4%对应导叶全开C.调差率4%D.一次调频死区4%答案：C解析：bp即调差率，反映功率—频率静态特性斜率。17.下列哪项不是球阀开启前必须完成的步骤（）。A.旁通阀均压B.密封退出C.锁定拔出D.导叶开启至空载答案：D解析：导叶开启与球阀开启无直接顺序关系，球阀先开后启导叶。18.机组推力轴承油槽漏油，最直观现象是（）。A.冷却器差压增大B.镜板温度升高C.油位计下降D.油雾溢出答案：C解析：漏油首先导致油槽油位下降。19.抽水蓄能电站日调节库容系数一般取（）。A.0.5%B.2%C.5%D.10%答案：B解析：日调节库容系数2%左右可满足日内两发两抽。20.主变压器重瓦斯动作后，未经（）不得强送。A.绝缘电阻测试B.色谱分析C.绕组变形试验D.直流电阻测试答案：B解析：色谱分析可判断内部有无电弧故障，确保设备安全。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些属于调速器一次调频功能退出条件（）。A.机组开度限制投入B.功率闭环退出C.频率信号故障D.机组并网未满5min答案：A、C解析：一次调频需频率信号有效且不受开度限制，与功率闭环状态无关。22.可逆式机组启动过程中，SFC系统必须监测（）。A.转子位置B.定子电流C.直流母线电压D.网侧功率因数答案：A、B、C解析：SFC为转子磁场定向控制，无需监测网侧功率因数。23.下列哪些措施可降低发电电动机定子铁心热胀引起的椭圆变形（）。A.分瓣定子B.定位筋加波纹板C.铁心端部压板增加D.采用径向通风沟答案：A、B、C解析：分瓣、波纹板、端部压板均可释放热应力，通风沟与变形无关。24.抽水工况下，机组出现“旋转失速”现象时，伴随（）。A.顶盖振动突增B.扬程下降C.功率波动D.尾水管压力脉动增大答案：A、C、D解析：旋转失速导致叶片攻角周期性失速，引起振动、压力脉动和功率波动。25.主变压器冷却器全停允许运行时间取决于（）。A.环境温度B.负荷率C.油面温升D.绕组热点温度模型答案：A、B、C、D解析：冷却器全停后，需综合环境温度、负荷、油面温升及热点模型计算允许时间。26.下列哪些属于球阀机械锁定装置作用（）。A.防止误动B.承受轴向水推力C.隔离检修D.减少活门变形答案：A、C解析：机械锁定仅用于防止误动和检修隔离，不承受水推力。27.机组轴承油质老化判断指标包括（）。A.酸值B.介损C.闪点D.颗粒度答案：A、C、D解析：介损为变压器油指标，轴承油不测介损。28.抽水蓄能电站上库防渗面板破坏后，可能出现的后果有（）。A.库水位骤降B.渗流量增大C.坝体扬压力升高D.机组效率下降答案：B、C解析：面板破坏导致渗漏增大、扬压升高，与库水位骤降及机组效率无直接关联。29.调速器电柜电源冗余配置通常采用（）。A.双直流B.双交流C.交直流互为备用D.UPS答案：A、C解析：电柜需双直流冗余，交流经整流后作为备用，UPS不用于电柜主电源。30.下列哪些试验属于机组A级检修后必做试验（）。A.零起升压B.三相短路C.甩负荷D.调相运行答案：A、B、C解析：A修后需零起升压、短路特性、甩负荷，调相运行非强制。三、填空题（每空1分，共20分）31.抽水蓄能电站机组在发电工况下，调速器永态转差系数bp=4%，若电网频率下降0.2Hz，机组理论增发的功率百分比为________%。答案：8解析：ΔP%=Δf%/bp=(0.2/50)/0.04=0.1，即10%，但bp=4%对应功率变化为(0.2/50)/0.04=0.1，即10%，但题意0.2Hz对应0.4%，故0.4%/4%=10%，重新核算：0.2/50=0.004，0.004/0.04=0.1，即10%，但标准公式ΔP=Δf/bp，故0.2Hz/50Hz=0.004，0.004/0.04=0.1，即10%，但题空为%，故填10。32.某电站单级可逆式机组额定水头500m，单机容量300MW，额定流量60m³/s，则机组额定效率为________%。答案：91.8解析：P=ρgQHη，η=300×10^6/(1000×9.81×60×500)=0.918。33.主变压器冷却器控制回路中，当任一相电源断相，冷却器全停延时跳闸时间一般整定为________min。答案：20解析：规程允许20min，绕组热点温度不超过限值。34.机组推力轴承采用弹性油箱支撑，其弹性模量设计值通常为________MPa。答案：1.2×10^5解析：弹性油箱用25CrNiMoV，弹性模量约1.2×10^5MPa。35.调速器空载扰动试验中，转速最大超调量不应大于________%。答案：1.5解析：国标GB/T9652.1规定空载扰动超调≤1.5%。36.发电电动机定子铁心采用0.5mm厚硅钢片，每段铁心长度30mm，通风沟宽6mm，则铁心净长占________%。答案：83.3解析：净长=306=24mm，24/30=0.833。37.球阀工作密封投入水压通常取上游水压的________倍。答案：1.05解析：1.05倍保证密封比压，防止泄漏。38.机组轴线调整时，法兰摆度应折算到________处。答案：导轴承解析：传统法折算到导轴承中心，便于与轴承摆度比较。39.抽水蓄能电站上库正常蓄水位与死水位之间的库容称为________库容。答案：有效解析：有效库容即可用于发电的库容。40.调速器电液转换器线圈冷态直流电阻实测值与出厂值偏差不应大于________%。答案：5解析：规程要求±5%以内。41.主变压器高压侧套管电容量初值差超过________%应查明原因。答案：5解析：电容变化>5%提示电容屏可能有缺陷。42.机组轴承油槽油位计一般设置________%低油位报警。答案：15解析：低于15%启动报警，留10%跳机裕量。43.可逆式机组在水泵工况启动时，SFC将机组加速至________%额定转速后并网。答案：105解析：105%额定转速，让机组轻微超同步，便于同期捕捉。44.发电电动机转子磁极接头采用银焊，其导电率不低于铜的________%。答案：80解析：银焊料导电率≥80%IACS。45.调速器测频信号取自机端电压互感器，其二次回路断线时，调速器应自动切换至________测频。答案：残压解析：残压测频作为后备，维持空载运行。46.机组A修后，首次启动前需顶转子，使推力瓦与镜板间形成________mm油膜。答案：0.05解析：0.05mm油膜可消除干摩擦。47.抽水蓄能电站日调节运行，其每日发电量与抽水电量比值称为________。答案：日循环效率解析：即日综合效率。48.主变压器轻瓦斯动作气体体积达到________mL应取气分析。答案：150解析：150mL为注意值。49.机组轴线调整后，法兰处摆度应小于________mm/m。答案：0.03解析：精品标准0.03mm/m。50.调速器PID参数中，积分时间Ti增大，则机组负荷调整________。答案：变慢解析：Ti大积分作用弱，调整慢。四、简答题（共6题，每题8分，共48分）51.简述可逆式机组“S特性区”对水泵工况启动的影响及防范措施。答案：S特性区在高扬程、小流量区，水泵启动初期若落入该区，会出现扬程—流量曲线斜率为正，导致转速上升而流量不增，机组功率振荡，SFC负载波动大，甚至跳机。防范：1.优化开机曲线，快速穿越S区，提高升速率；2.活动导叶预开至推荐角度，增大初始流量；3.采用变频软启动，转速闭环控制，避免转速悬停；4.设置SFC转矩限幅，防止过流；5.在模型试验阶段精确测定S区，指导运行避开。52.说明发电电动机转子磁极匝间短路故障的在线检测方法及原理。答案：1.探测线圈法：在定子铁心槽楔下埋设探测线圈，检测气隙磁通波形，匝间短路导致磁通局部凹陷，波形出现负峰；2.励磁电流法：在相同有功、无功工况下比较励磁电流，短路时励磁电流增大>2%；3.轴电压谐波法：匝间短路产生反向磁场，轴电压出现偶次谐波，监测2次谐波增量；4.磁通量成像：旋转扫描探头重建磁极磁场分布，识别短路槽；5.振动分析法：短路导致磁拉力不均，振速出现同频倍频增量。以上方法可综合诊断，探测线圈法灵敏度最高。53.抽水蓄能电站上库面板堆石坝出现裂缝渗水，运行值班员应如何应急处置？答案：1.立即报告调度及防汛办，申请降低库水位；2.关闭上库进水口闸门，停止抽水，减少库水位上升；3.启动渗漏排水泵，实测渗流量、浑浊度，每15min报一次；4.加密坝体渗压计、位移计监测，若渗压骤升或位移突变，准备启动应急预案；5.组织人员现场巡查，标记裂缝发展，拍照记录；6.通知维护部门准备土工膜、反滤料等抢险物资；7.若渗流量>200L/s或浑浊度升高，申请放空上库；8.全过程记录，为后续加固提供数据。54.简述调速器电液转换器卡涩的故障现象及处理步骤。答案：现象：1.导叶拒动或动作迟缓，转速波动；2.电液转换器输出压力不随电流变化；3.手动操作液压部分卡滞；4.功率无法调整，负荷摆动。处理：1.立即切手动，用机械手轮控制导叶，维持负荷；2.退出一次调频，防止误动；3.停电液转换器电源，拆下清洗节流孔、滤芯；4.用煤油冲洗阀芯，研磨毛刺，更换密封圈；5.复装后做静态试验，加5%阶跃电流，记录阀芯位移—压力曲线，线性良好；6.投入运行，观察24h无异常方可撤人。55.主变压器高压侧套管末屏接地不良会产生什么后果？如何检测？答案：后果：1.末屏悬浮，产生悬浮电位，局部放电剧增；2.末屏对地电容与套管主电容串联分压，导致末屏电压升高，击穿小套管；3.放电产生乙炔，色谱异常，严重时套管爆炸。检测：1.红外测温：末屏小套管局部过热；2.高频局部放电测试：放电量>1000pC；3.末屏绝缘电阻测试：<100MΩ应警惕；4.色谱分析：乙炔>1μL/L；5.停电后复测末屏对地绝缘，确认接地片锈蚀则更换。56.说明机组轴承油雾污染定子绕组的机理及防治措施。答案：机理：轴承油受热蒸发，随气流经轴隙进入发电机内部，油雾含0.1–1μm颗粒，在定子绕组表面沉积，吸附灰尘形成油污，降低绝缘表面电阻，引发电晕、爬电。防治：1.轴承油槽负压抽吸，设置油雾分离器，过滤效率>99%；2.定子端部加装防油罩，阻断油雾通道；3.选用氧化安定性好的VG46轴承油，减少蒸发；4.定子绕组表面涂覆PFA防油涂层；5.定期用无水酒精擦拭绕组端部，做绝缘恢复；6.在线监测油雾浓度<5mg/m³，超标报警。五、应用题（共4题，共62分）57.（计算题，15分）某抽水蓄能电站单机额定容量300MW，额定水头500m，额定流量60m³/s。现电网频率下降0.3Hz，调速器永态转差系数bp=5%，机组一次调频响应时间常数Ta=8s，系统惯性时间常数Tg=12s。求：（1）机组一次调频理论增发的功率ΔP（MW）；（2）频率变化后3s时，机组实际出力增量（MW）；（3）若机组此时处于抽水工况且功率限制为240MW，能否提供一次调频？答案：（1）Δf=0.3Hz，基准50Hz，Δf%=0.6%，ΔP%=Δf%/bp=0.6/5=12%，ΔP=300×12%=36MW。（2）一阶惯性响应P(t)=ΔP(1e^(t/Ta))=36(1e^(3/8))=36×0.312=11.2MW。（3）抽水工况机组功率为240MW（吸收），一次调频需减少吸收功率36MW，即吸收功率变为204MW，未超过240MW下限，故可提供调频，但需调速器具备抽水调频功能，导叶关小即可实现。58.（分析题，15分）某电站2号机组A修后首次启动，空载额定转速时上导轴承摆度双幅值0.35mm，下导0.20mm，水导0.30mm，法兰处摆度0.45mm。已知轴长L1=4m（上导—法兰），L2=3m（法兰—水导），要求法兰处摆度<0.03mm/m。分析：（1）法兰处摆度是否超标？（2）若超标，给出轴线调整方案（含计算）。答案：（1）法兰处摆度0.45mm/4m=0.1125mm/m>0.03mm/m，超标。（2）采用两点法计算：法兰处摆度0.45mm，主要为上导偏磨或法兰弯曲。假设为上导偏磨，需在上导轴瓦处加垫调整。调整量δ=摆度×轴长/2=0.45×4/2=0.9mm，即在对面方向加垫0.9mm，分两次加，每次0.45mm，加垫后复测，直至<0.12mm（0.03×4）。59.（综合题，16分）某日主变压器轻瓦斯动作，取气分析得：CH4=120μL/L，C2H4=80μL/L，C2H2=3μL/L，H2=180μL/L，总烃203μL/L，CO=150μL/L。运行数据：负荷率80%，油温65℃。请：（1）判断故障类型；（2）给出后续试验清单；（3）提出运行建议。答案：（1）三比值法：C2H