2025年水电站运行工试题及答案

2025年水电站运行工试题及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1水轮机空化系数σ的物理意义是A.转轮出口动能与有效水头之比B.转轮进口压力与大气压之比C.装置空化安全裕量的无量纲指标D.尾水管恢复系数与效率的乘积答案：C1.2混流式水轮机在最优工况下，转轮出口水流角β2的实测值通常接近A.15°B.45°C.75°D.90°答案：D1.3调速器永态转差系数bp整定为4%，机组孤网运行，负荷突增10%时，机组转速永久下降值约为额定转速的A.0.4%B.2%C.4%D.10%答案：C1.4变压器轻瓦斯动作后，运行工应首先A.立即合闸高压侧断路器B.取气样分析并报告调度C.退出重瓦斯压板D.降低机组出力至零答案：B1.5水电厂厂用电系统采用“暗备用”方式时，备用变压器的正常状态为A.热备用，高压侧开关合位B.冷备用，高低压侧均断开C.空载运行，低压侧开关断开D.带厂用负荷50%运行答案：B1.6在IEC611313标准中，PLC程序语言不包括A.LDB.FBDC.SCLD.VB答案：D1.7水轮发电机组一阶临界转速应避开额定转速的A.±5%B.±10%C.±20%D.±30%答案：B1.8尾水管肘管出口出现周期性涡带，其频率f与转轮叶片数Z、转速n的关系为A.f=nZ/60B.f=n/60C.f=n(Z1)/60D.f=n(Z+1)/60答案：A1.9水电厂“黑启动”首要电源通常选择A.柴油发电机B.燃气轮机C.光伏阵列D.电网反送答案：A1.10根据GB/T9652.1，调速器静态特性曲线在±10%负荷范围内，转速死区ix不得超过A.0.02%B.0.04%C.0.06%D.0.08%答案：B1.11发电机转子匝间短路最灵敏的离线试验方法是A.空载特性试验B.双电压表法C.极间电压法D.交流阻抗法答案：D1.12水电厂计算机监控系统LCU的SOE分辨率指标应优于A.1msB.5msC.10msD.20ms答案：A1.13对于轴流转桨式机组，协联曲线失配将直接导致A.蜗壳压力升高B.转轮叶片裂纹C.尾水管真空度下降D.导叶接力器摆动答案：B1.14主变高压侧中性点经小电抗接地，其作用是A.限制单相接地短路电流B.提高零序阻抗C.降低铁磁谐振过电压D.补偿无功答案：A1.15水轮机模型综合特性曲线中，等效率线闭合区域左侧边界对应A.空化初生线B.堵塞工况C.飞逸线D.最优工况点答案：B1.16调速器电液伺服阀的额定油压为16MPa，其线圈绝缘等级常用A.B级B.F级C.H级D.C级答案：B1.17发电机定子铁心温度限额按F级绝缘考虑，热点温度不得超过A.105℃B.120℃C.155℃D.180℃答案：C1.18水电厂高压厂变接线组别通常选择A.Yyn0B.Yd11C.Dyn11D.YNd1答案：C1.19机组甩100%负荷时，蜗壳最大压力上升率控制值一般不超过A.30%B.50%C.70%D.100%答案：B1.20根据DL/T5190，水轮机过流部件安装焊缝RT抽检比例为A.10%B.25%C.50%D.100%答案：D2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于水轮机能量损失的有A.容积损失B.机械摩擦损失C.尾水管动能损失D.轮盘风阻损失答案：ABC2.2调速器PID参数在线自适应调整需采集的信号包括A.机组频率B.导叶开度C.蜗壳压力D.电网频率答案：ABD2.3发电机不对称运行允许条件与下列因素相关A.负序电流标幺值I2/INB.转子阻尼槽材料C.定子绕组型式D.冷却方式答案：ABCD2.4水电厂直流系统绝缘监察装置报警可能原因A.直流馈线接地B.蓄电池组开路C.充电器模块故障D.合闸线圈烧毁答案：AC2.5关于轴电流防护，正确的措施有A.轴承座绝缘垫B.转子一点接地保护C.轴接地碳刷D.定子绕组两点接地保护答案：AC2.6机组停机过程中需投入制动闸的条件包括A.转速降至20%额定转速B.导叶全关C.励磁已退出D.制动气压正常答案：ABCD2.7下列属于水电厂“五防”闭锁范围的有A.防止带负荷拉隔离开关B.防止带电合接地刀闸C.防止带地线合闸D.防止非同期并列答案：ABCD2.8水轮机泥沙磨损易发生的部位A.转轮叶片进口边B.活动导叶端面C.尾水管直锥段D.蜗壳鼻端答案：ABC2.9主变差动保护动作后应检查A.差动范围内一次设备B.二次回路极性C.变压器油位D.发电机定子绝缘答案：ABC2.10水电厂经济调度需考虑约束A.最小生态流量B.机组振动区C.电网日负荷曲线D.水库泥沙淤积答案：ABCD3.填空题（每空1分，共20分）3.1水轮机比转速ns=nsqrt(P)/H^(5/4)，其中P单位取kW，H单位取m。答案：nsqrt(P)/H^(5/4)3.2发电机额定功率因数0.9滞后，输出有功300MW，则无功约为145Mvar。答案：1453.3调速器测频环节采用齿盘测速时，齿盘齿数通常取60的整数倍。答案：603.4尾水管扩散段锥角一般控制在8°～12°之间，以减小脱流。答案：8°～12°3.5水电厂UPS系统逆变器输出电压总谐波畸变率应小于3%。答案：3%3.6混流式转轮上冠与下环密封间隙设计值通常为转轮直径的0.001倍。答案：0.0013.7变压器油中溶解气体分析，乙炔含量超过5μL/L时应引起注意。答案：53.8机组盘车检查轴线时，百分表在联轴器处测得摆度为0.08mm，对应净摆度为0.04mm。答案：0.043.9水电厂高压母线差动保护制动系数K值一般取0.3～0.5。答案：0.3～0.53.10水轮机模型效率最高值ηM与原型效率ηP换算时，按IEC60193需进行尺度效应修正。答案：尺度效应3.11发电机转子磁极极间连接采用铜排柔性结构，可承受热胀冷缩。答案：铜排柔性3.12水电厂技术供水系统滤水器压差达0.05MPa时应切换清洗。答案：0.053.13调速器事故低油压整定值通常取额定油压的70%。答案：70%3.14主变冷却器全停后，顶层油温达85℃时应跳闸。答案：853.15水轮机飞逸转速按公式nR=n0sqrt(Hmax/H0)计算，其中H0为额定水头。答案：额定水头3.16发电机定子绕组单支路匝数N=16时，采用360°罗贝尔换位可完全消除环流。答案：163.17水电厂计算机监控系统现地总线采用ProfibusDP时，传输速率可达12Mbit/s。答案：ProfibusDP3.18水电厂防汛门应在30min内可关闭完毕。答案：303.19机组轴承润滑油牌号LTSA46中，46表示40℃运动粘度为46mm²/s。答案：40℃运动粘度3.20水电厂一次调频死区设置为±0.033Hz，对应转速死区±0.02%。答案：±0.0334.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1水轮机最优工况下，进口无撞击、出口无涡流，效率最高。答案：√4.2调速器永态转差系数bp越大，机组一次调频能力越强。答案：×4.3发电机转子一点接地保护动作后应立即跳闸。答案：×4.4水电厂直流系统允许两组蓄电池短时并联运行。答案：√4.5轴流转桨式机组协联曲线可在停机状态下通过静水调试获得。答案：√4.6主变差动保护可完全替代瓦斯保护。答案：×4.7水轮机泥沙磨损速率与水沙浓度平方成正比。答案：√4.8机组制动闸气压低于0.4MPa时，PLC自动闭锁停机流程。答案：√4.9水电厂高压电缆采用单芯结构时，金属护层必须两端接地。答案：×4.10发电机定子铁心磁化试验磁通密度一般取1.0T，持续时间为90min。答案：√5.简答题（封闭型，每题5分，共20分）5.1简述水轮机空化系数σ与装置空化系数σp的关系及运行安全判据。答案：σ为转轮自身特性，σp为装置安装高程与运行水头决定的空化系数；安全判据为σp≥σ+Δσ，Δσ为0.2～0.5的安全裕量，满足则不发生空化。5.2写出调速器PID传递函数标准形式，并说明各参数物理意义。答案：G(s)=Kp(1+1/Tis+Tds)，Kp为比例增益，决定响应速度；Ti为积分时间，消除静差；Td为微分时间，提供超前阻尼。5.3列举发电机转子磁极极间连接铜排断裂的三种常见原因。答案：热疲劳、焊接缺陷、机组频繁启停导致交变应力。5.4说明水电厂技术供水系统采用双滤水器互为备用的必要性。答案：保证连续冷却，可在运行中清洗，防止堵塞导致轴瓦温度升高跳机。6.简答题（开放型，每题10分，共20分）6.1某电厂汛期含沙量突增，运行值班员应如何调整运行方式以减轻泥沙磨损？答案：①申请调度降低机组负荷，避开振动区；②优先启用轴流转桨高比转速机组，其抗磨性能较好；③提高技术供水压力，增强冷却效果；④缩短滤水器切换周期至2h；⑤申请泄洪排沙，降低库水位，减少过机沙量；⑥记录含沙量、过机时间，为后期检修提供数据；⑦加强转轮室噪声监测，发现异常升压或噪声升高0.5dB以上立即降负荷；⑧联系水工部门加密闸门冲沙频次；⑨停机后及时投入检修门，防止泥沙沉积；⑩建立泥沙磨损台账，评估寿命损耗。6.2结合电网“两个细则”，阐述水电厂一次调频考核电量计算方法及优化策略。答案：考核电量E=∫(Δfdeadzone≤|Δf|≤0.1Hz)(PactualPtarget)dt×k，k为补偿系数0.01；优化策略：①将永态转差系数bp降至3%，减小转速死区；②采用功率闭环+频率闭环双模PID，提高响应速度；③设置一次调频优先模式，闭锁AGC反向调节；④利用水库调节能力，保持机组在高效区运行，预留3%～5%上调容量；⑤开展调速器参数在线辨识，每季度校核一次；⑥建立一次调频性能评价系统，实时显示贡献电量，指导值班员手动干预；⑦与电网调度签订辅助服务补偿协议，将考核转为收益；⑧对老旧电调进行伺服阀升级，油压波动降至±0.1MPa；⑨采用预测控制算法，提前0.2s动作，减少滞后；⑩开展值班员竞赛，提高人工干预合格率。7.计算题（共30分）7.1某混流式机组额定水头Hr=120m，单机流量Qr=250m³/s，模型最优效率ηM=92.5%，尺度效应修正Δη=1.2%，求原型机额定出力。（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已知发电机额定容量333MVA，额定电压18kV，功率因数0.9，直轴同步电抗Xd=1.05pu，交轴同步电抗Xq=0.68pu，求额定励磁电流E0（标幺值）。（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机组甩全负荷，导叶关闭时间Ts=8s，管道特性常数Tw=2.5s，求蜗壳最大压力上升率ζ。（10分）答案：ζ=(Tw/Ts)×2=(2.5/8)×2=0.625，即62.5%，超过50%限值，需调整关闭规律为两阶段关闭，第一段6s关闭70%，第二段8s关闭30%，等效Ts=10s，重新计算ζ=0.5，满足要求。8.综合分析题（共30分）8.1某日电网调度下达早高峰顶出力命令，要求某水电厂在08:00前将出力由200MW升至600MW。该厂装设3×200MW机组，当前1号机带100MW，2号机带100MW，3号机备用。水库水位接近限制上限，入库流量300m³/s，单台机组满发流量250m³/s。请给出最优启停及负荷分配方案，并说明风险控制措施。（15分）答案：①07:45启动