2025水电站运行考试及答案

2025水电站运行考试及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1某混流式水轮机额定水头Hr=120m，模型效率ηm=0.92，原型效率ηp与ηm的关系通常取A.ηp=ηmB.ηp=ηm+0.01C.ηp=ηm+0.03D.ηp=ηm−0.02答案：C1.2水电厂高压厂用电系统普遍采用中性点接地方式为A.直接接地B.经消弧线圈接地C.经高阻接地D.不接地答案：C1.3调速器永态转差系数bp的物理意义是A.机组负荷变化1%时转速变化的百分数B.机组转速变化1%时负荷变化的百分数C.导叶开度变化1%时转速变化的百分数D.导叶开度变化1%时负荷变化的百分数答案：A1.4在IEC611313标准中，水电LCU编程语言不推荐使用的是A.LDB.FBDC.ILD.SFC答案：C1.5某电站采用“两机一变”扩大单元接线，主变高压侧断路器检修时，运行人员首先应A.拉开主变低压侧隔离开关B.拉开主变高压侧隔离开关C.合上主变高压侧接地开关D.拉开主变高压侧断路器两侧隔离开关答案：D1.6水轮发电机失磁异步运行时，最先动作的主保护通常是A.逆功率保护B.失磁保护C.过电压保护D.定子接地保护答案：B1.7尾水管肘管出口补气的主要目的是A.提高真空气蚀系数B.减小压力脉动C.增加流量D.降低水温答案：B1.8根据DL/T5190规范，GIS室SF6气体泄漏报警浓度整定值不应大于A.100ppmB.300ppmC.1000ppmD.5000ppm答案：C1.9灯泡贯流式机组与轴流转桨式机组相比，其最优单位转速n11一般A.高10%～15%B.低10%～15%C.相等D.高30%以上答案：A1.10水电厂计算机监控系统现地LCU的SOE分辨率不应低于A.1msB.2msC.5msD.10ms答案：A1.11采用“单元接线”时，主变低压侧避雷器到主变端子最大电气距离一般不宜超过A.10mB.15mC.20mD.30m答案：B1.12对水轮机进行紧急事故关机时，先快速关闭A.主阀B.导叶C.桨叶D.冷却水阀答案：B1.13水电厂厂用电快切装置切换方式中，并联切换的允许频差一般整定为A.0.1HzB.0.2HzC.0.5HzD.1.0Hz答案：B1.14发电机定子绕组单相接地电容电流大于A.1AB.3AC.5AD.10A答案：C1.15水轮机模型综合特性曲线中，等效率线呈“鱼钩”状说明该水轮机A.高效率区宽B.高效率区窄C.空化性能差D.流量调节范围大答案：B1.16调速器电液转换器卡涩时，机组最先表现出的现象通常是A.转速升高B.转速降低C.功率摆动D.蜗壳压力升高答案：C1.17水电厂直流系统蓄电池组出口熔断器额定电流按A.1h放电率选择B.2h放电率选择C.5s冲击放电选择D.1min冲击放电选择答案：C1.18发电机转子绕组匝间短路保护动作出口方式一般取A.全停B.解列灭磁C.减出力D.信号答案：B1.19水电厂技术供水系统采用水泵供水时，备用泵启动压力一般低于工作压力A.0.02MPaB.0.05MPaC.0.10MPaD.0.15MPa答案：B1.20根据GB/T7894，水轮发电机定子绕组直流耐压试验电压为A.1.5UNB.2.0UNC.2.5UND.3.0UN答案：C2.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.水力损失C.机械损失D.铁耗答案：ABC2.2调速器PID参数中，增大积分时间Ti可能导致A.调节过程变慢B.超调减小C.静态偏差增大D.振荡加剧答案：AB2.3下列保护动作后应启动失灵保护的有A.主变差动保护B.线路光纤差动保护C.发电机匝间保护D.母线差动保护答案：ABD2.4水电厂压缩空气系统用户包括A.调速器压油槽B.制动闸C.主阀围带D.发电机灭火答案：ABC2.5下列属于水电厂“黑启动”必备条件的有A.直流蓄电池容量足够B.柴油发电机可靠C.机组具备自启动能力D.外送线路带电答案：ABC2.6发电机进相运行能力受限制因素有A.定子端部铁心过热B.静态稳定极限C.励磁绕组过热D.厂用电压降低答案：ABD2.7关于水轮机蜗壳说法正确的有A.金属蜗壳适用于高水头B.混凝土蜗壳适用于低水头C.蜗壳进口流速一般控制在6m/s以内D.蜗壳包角越大效率越高答案：ABC2.8下列属于水电厂“五防”闭锁内容的有A.防止误分合断路器B.防止带负荷拉隔离开关C.防止带电挂接地线D.防止带地线合闸答案：ABCD2.9主变冷却器全停后允许运行时间取决于A.顶层油温B.负载率C.环境温度D.绕组热点温度答案：ABCD2.10水电厂经济调度需考虑约束有A.水量平衡B.航运要求C.电网负荷需求D.环保最小下泄流量答案：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。3.2发电机额定功率因数0.9滞后时，每增加1%无功功率，定子电流约增加0.48%。3.3调速器空载扰动试验中，转速最大超调量不应超过扰动量的30%。3.4水电厂技术供水滤水器常见堵塞信号采用差压开关。3.5主变有载调压开关每天动作次数不宜超过10次。3.6水轮机泥沙磨损最严重部位通常在转轮叶片进口背面。3.7发电机转子一点接地保护动作发信，两点接地保护动作解列灭磁。3.8水电厂UPS系统逆变输出电压总谐波畸变率应小于5%。3.9调速器紧急停机电磁阀动作时间一般不大于0.5s。3.10水电厂“两票三制”中三制指交接班制、巡回检查制和设备定期试验轮换制。3.11水轮机空化系数σ越大，其抗空化性能越好。3.12发电机定子铁心温升限值按B级绝缘为80K。3.13水电厂柴油发电机作为黑启动电源，其启动成功率不应低于99%。3.14水电厂主厂房桥吊主钩制动器安全系数不小于1.5。3.15水轮机导叶关闭规律采用两段折线关闭可有效降低水锤压力。3.16发电机短路比Kc越大，其静态稳定极限越高。3.17水电厂计算机监控系统网络拓扑常采用双星型结构。3.18水电厂汛期运行水位一般不得高于汛限水位。3.19水轮机模型试验中，效率修正值Δη与模型直径Dm关系近似为Δη∝1/Dm^(1/5)。3.20发电机定子绕组防晕层表面电阻率一般取1×10^6～1×10^9Ω/□。4.判断改错题（每题2分，共10分；先判对错，若错则改正）4.1水轮机最优单位转速n11随水头升高而降低。答案：错；改正：n11基本不变。4.2发电机失磁后必然立即跳闸。答案：错；改正：允许短时异步运行，经延时跳闸。4.3水电厂直流系统允许采用交流空气开关替代直流断路器。答案：错；改正：必须采用直流专用断路器。4.4调速器PID微分环节可消除静态偏差。答案：错；改正：积分环节消除静态偏差。4.5主变冷却器全停后应立即跳闸主变。答案：错；改正：视油温延时跳闸或减载。5.简答题（封闭型，每题5分，共20分）5.1写出水轮机能量平衡方程并说明各项含义。答案：HQρg=Pm+Pv+Ph+PmechH：水头；Q：流量；ρ：水密度；g：重力加速度；Pm：机械功率；Pv：容积损失功率；Ph：水力损失功率；Pmech：机械损失功率。5.2列出水电厂黑启动三大技术环节。答案：1.自备电源启动；2.机组自启动并网；3.逐步带负荷恢复电网。5.3说明调速器人工失灵区的作用。答案：防止机组在孤立运行时因微小频率波动引起导叶频繁摆动，提高稳定性。5.4写出发电机V形曲线定义并指出其特征点。答案：定子电流I与励磁电流If关系曲线；特征点：正常励磁点（cosφ=1）、过励点（滞后）、欠励点（进相）。6.简答题（开放型，每题10分，共20分）6.1结合实例说明汛期水电厂如何协调防洪与发电矛盾。答案：以三峡为例，依据长江防总指令，在洪水来临前预泄降至145m汛限水位，腾出22×10^8m^3库容；洪峰段按“削峰不拦洪”原则控制下泄≤55000m^3/s，既保大坝安全又减少下游淹没；洪尾段及时拦蓄尾水，将水位回升至155m，增发电量约2.4×10^8kWh，实现防洪与发电双赢。6.2论述水电厂参与电网一次调频与二次调频的差异及实现方式。答案：一次调频由调速器根据频差按bp系数快速调整功率，响应时间<3s，持续至频差消失；二次调频由AGC根据区域控制误差（ACE）重新分配机组基点功率，通过监控系统下发设定值，调速器切换至功率闭环模式，响应时间10～30s，持续修正ACE为零；一次调频靠机组自然特性，二次调频需调度中心与电厂协同。7.计算题（共30分）7.1某混流式机组额定水头Hr=100m，流量Qr=200m^3/s，原型效率ηp=0.92，发电机效率ηg=0.98，功率因数cosφ=0.9，求机组额定出力P（MW）。（6分）解：P=9.81QrHrηpηg/1000=9.812001000.920.98/1000=176.6MW答案：176.6MW7.2已知模型水轮机直径D1m=0.35m，在Hm=20m、Qm=0.52m^3/s、nm=600r/min时效率ηm=0.90；原型机D1p=3.5m，Hp=100m，求原型最优转速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某电站引水钢管长L=800m，水锤波速a=1000m/s，额定流速v0=4m/s，导叶有效关闭时间Ts=4s，判断发生直接水锤还是间接水锤，并求最大水锤压力升高值ΔH（m）。（8分）解：相长Tr=2L/a=1.6s<Ts=4s，为间接水锤ρ=av0/(2gH0)=10004/(29.81100)=2.04采用阿列维公式：ΔH=(2σ)/(1+σ)H0，σ=Lv0/(gH0Ts)=8004/(9.811004)=0.815ΔH=(20.815)/(1+0.815)100=89.8m答案：间接水锤，ΔH≈90m7.4某水电厂日入库流量过程为阶梯形：08h300m^3/s，816h500m^3/s，1624h400m^3/s；库水位库容曲线近似为线性，每1×10^8m^3对应水位变2m；初始水位500m，对应库容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，求所需发电流量Qp及日末库容。（10分）解：日平均水头H=500450=50mP=9.81QpHη/1000→Qp=1801000/(9.81500.9)=408m^3/s日发电水量Wp=40886400=35.25×10^6m^3日入库水量Win=(3008+5008+4008)3600=38.02×10^6m^3日末库容V=20×10^8+(38.0235.25)×10^6=20.277×10^8m^3答案：Qp=408m^3/s，日末库容20.28×10^8m^38.综合分析题（共30分）8.1某梯级水电厂A（上游，日调节）、B（下游，年调节）联合运行。A坝址处天然日流量过程为06h200m^3/s，612h600m^3/s，1218h800m^3/s，1824h400m^3/s。A库容很小，可忽略；B库容极大，初始水位360m，对应库容100×10^8m^3，下游水位恒定300m，两站机组效率均为0.92。电网要求梯级日送电曲线为峰段（1822h）出力900MW，其余时段400MW。试制定A、B两站逐时发电流量及B站水位变化过程，并核算日末B站库容。（20分）解：1.计算各站单机额定：设A站4台，B站6台，单机容量待定，先按总流量反推。2.峰段900MW需总流量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站无调节，按天然来水尽量发电：06h200m^3/s→Pa=9.81200600.92/1000=108MW612h600m^3/s→Pa=325MW1218h800m^3/s→Pa=433MW1824h400m^3/s→Pa=216MW5.电网要求：1822h需900MW，A只能提供216MW，缺684MW由B补足；其余时段需400MW，A提供108/325/433MW，缺292/75/0MW由B补足。6.B站逐时出力及流量：06hPb=292MW→Qb=2921000/(9.81600.92)=540m^3/s612hPb=75MW→Qb=139m^3