水电站运行试题及答案2025

水电站运行试题及答案20251.单项选择题（每题1分，共20分）1.1水轮机效率最高时对应的工况称为A.最优工况B.额定工况C.限制工况D.飞逸工况答案：A1.2混流式水轮机转轮上冠的主要作用是A.增加强度B.减少空化C.引导水流D.平衡轴向力答案：D1.3水电站技术供水系统采用水泵供水时，备用泵自动投入的条件是A.母管压力低于0.15MPa且延时5sB.主泵电流消失C.主泵轴承温度高D.主泵出口阀关闭答案：A1.4调速器永态转差系数bp设为4%，机组孤立运行时负荷增加10%，机组转速永久下降A.0.4%B.2%C.4%D.0.04%答案：A1.5发电机空载特性曲线横坐标为A.励磁电流B.定子电压C.转子电流D.定子电流答案：A1.6下列哪项不是水轮机能量损失的直接原因A.尾水管涡带B.转轮出口环量C.蜗壳进口流速D.导叶开度答案：C1.7油压装置压力罐正常油位应处于罐高的A.1/3B.1/2C.2/3D.3/4答案：C1.8发电机不对称运行允许负序电流长期值为A.5%B.8%C.10%D.12%答案：B1.9水电厂厂用电6kV系统单相接地故障时，接地电流大于30A应动作于A.信号B.跳闸C.减负荷D.切换备用电源答案：B1.10水轮机飞逸转速与额定转速之比，混流式一般约为A.1.4～1.6B.1.7～2.0C.2.0～2.2D.2.3～2.5答案：B1.11调速器人工失灵区设置目的是A.防止机组共振B.减少调节次数C.提高速动性D.抑制超调答案：B1.12发电机出口断路器SF6气压降低至闭锁值时，首先闭锁A.合闸B.分闸C.重合闸D.手动操作答案：A1.13水电厂计算机监控系统LCU的CPU冗余方式通常采用A.双机热备B.双机冷备C.三取二D.单机双核答案：A1.14水轮机模型综合特性曲线中，等效率线闭合区域右侧开口表示A.空化边界B.出力限制C.飞逸边界D.最优区答案：B1.15发电机转子一点接地保护动作后一般A.立即跳闸B.延时跳闸C.发信号并转移负荷D.切换励磁答案：C1.16水电厂技术供水滤水器压差大于0.05MPa时应A.手动冲洗B.自动反冲C.切换备用滤水器D.减负荷答案：B1.17调速器电液转换器线圈绝缘等级通常为A.B级B.F级C.H级D.C级答案：B1.18水轮机蜗壳最大压力升高率一般限制在A.20%B.30%C.50%D.70%答案：C1.19发电机定子铁心温度限额采用A.电阻法B.温度计法C.埋检计法D.红外法答案：C1.20水电厂“两票三制”中三制不含A.交接班制B.巡回检查制C.设备定期试验轮换制D.工作票制答案：D2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于水轮机空化类型的是A.翼型空化B.间隙空化C.局部空化D.涡带空化E.振动空化答案：ABCD2.2调速器PID调节参数对系统稳定性影响正确的是A.Kp增大可减小静差B.Ki增大可缩短调节时间C.Kd增大可抑制超调D.Kp过大易振荡E.Ki为零时系统无静差答案：ABCD2.3发电机运行中必须立即停机的故障有A.定子接地保护动作B.转子两点接地C.励磁系统失磁D.冷却水中断30sE.轴承油温65℃答案：ABCD2.4水电厂高压压缩空气系统用户包括A.调速器压油罐B.制动闸C.调相压水D.蝴蝶阀围带E.检修吹扫答案：ABCDE2.5关于水锤波速a，下列说法正确的是A.与管壁厚度成反比B.与水体弹性模量成正比C.与管道直径成正比D.与钢材弹性模量有关E.与水的密度成反比答案：ABD2.6发电机进相运行能力受限于A.定子端部铁心过热B.静态稳定极限C.厂用电压降低D.转子绕组过热E.定子电流增大答案：ABC2.7水电厂计算机监控系统现地LCU采集量包括A.温度量B.转速C.导叶开度D.有功功率E.继电保护压板状态答案：ABCDE2.8下列措施可降低水轮机尾水管压力脉动的是A.增设涡带泄流槽B.优化转轮出口环量C.提高运行水头D.尾水管补气E.减小导叶开度答案：ABD2.9调速器电液伺服阀常见故障有A.线圈断线B.节流孔堵塞C.反馈杆断裂D.油液颗粒污染E.零偏漂移答案：ABCDE2.10水电厂防止扩大性事故连锁反应的技术措施有A.低频自启动B.高频切机C.失步解列D.快关导叶E.制动闸投入答案：ABCD3.填空题（每空1分，共20分）3.1水轮机比转速ns=__________（写公式）。答案：ns=nsqrt(P)/H^(5/4)3.2某混流式机组额定水头Hr=120m，飞逸转速nf=450r/min，额定转速nr=250r/min，则飞逸系数Kf=__________。答案：1.83.3发电机额定容量为200MVA，额定功率因数0.9，则其有功功率为__________MW。答案：1803.4调速器暂态转差系数bt一般取__________。答案：0～80%可调，常用40%3.5水电厂技术供水系统水泵扬程按最高水头加__________MPa裕量选取。答案：0.15～0.203.6水轮机模型效率试验中，单位转速n11=__________。答案：nD1/sqrt(H)3.7发电机定子绕组F级绝缘允许温升限值电阻法为__________K。答案：803.8油压装置压力罐容积计算采用__________定律。答案：波义耳马略特3.9水电厂6kV系统单相接地电容电流超过__________A应装设消弧线圈。答案：103.10水轮机蜗壳进口平均流速一般控制在__________m/s。答案：4～63.11发电机转子绕组直流电阻换算到75℃时，温度系数取__________。答案：0.00393/℃3.12调速器开度限制机构的作用是限制__________。答案：导叶最大开度防止超负荷3.13水轮机吸出高度Hs计算时，水轮机安装高程以__________为基准。答案：下游尾水位3.14发电机并列运行静态稳定储备系数一般不小于__________。答案：15%3.15水电厂计算机监控系统SOE分辨率应小于__________ms。答案：13.16水轮机转轮出口动能损失属于__________损失。答案：出口（或动能）3.17发电机冷却方式IC81W表示__________。答案：空冷转子、水冷定子3.18调速器测频信号消失时，机组自动转为__________运行。答案：手动3.19水电厂直流系统蓄电池浮充电压一般取__________V/只（阀控铅酸）。答案：2.23～2.273.20水轮机模型试验中，雷诺数Re应大于__________以保证自模区。答案：3×10^64.判断改错题（每题2分，共10分；先判对错，再改错）4.1水轮机比转速越高，其适用水头越高。答案：错；改为“越低”4.2发电机进相运行时转子励磁电流增大。答案：错；改为“减小”4.3调速器永态转差系数bp为零时，机组可实现无差调节。答案：对4.4水锤波速与管径大小无关。答案：错；改为“有关”4.5发电机定子铁心温度测点采用热电阻Pt100，其0℃时电阻为1000Ω。答案：错；改为“100Ω”5.简答题（每题6分，共30分）5.1简述水轮机尾水管涡带压力脉动的形成机理及危害。答案：形成机理：转轮出口存在剩余环量，在尾水管中心形成偏心涡带，涡带以低频（0.2～0.4倍转频）旋转，引起压力脉动；危害：造成转轮、尾水管壁疲劳裂纹，功率摆动，机组振动增大，厂用系统电压波动，严重时共振造成结构破坏。5.2说明调速器PID参数对孤立运行机组频率响应的影响。答案：Kp增大可减小静差但过大易振荡；Ki消除静差，增大会加快响应但降低稳定性；Kd提供超前相位，抑制超调，过大引入高频噪声；三者需协调整定，满足σ<0.2%、Ts<15s、N<2次振荡指标。5.3列出发电机定子接地保护动作后运行人员处理流程。答案：1.记录动作信号、时间、电压、电流；2.检查一次设备有无明显接地痕迹、焦味；3.切换厂用电备用电源；4.测量定子绝缘电阻；5.若确认为金属性接地，立即解列停机；6.若为高阻接地，转移负荷后安排停机检修；7.汇报调度及上级。5.4解释水电厂高压压缩空气系统为何设置两台空压机互为备用，并说明启动压力梯度。答案：保证压油罐、制动、调相等用户不间断供气；设主、备空压机，当系统压力降至6.0MPa主泵启动，降至5.8MPa备泵启动，回升至7.0MPa双停，防止频繁启动，提高可靠性。5.5说明水轮机吸出高度Hs负值过大对机组运行的影响。答案：Hs负值过大即安装位置过低，导致：1.转轮出口压力低于汽化压力，空化加剧，效率下降；2.叶片表面剥蚀，缩短寿命；3.尾水管真空度增大，压力脉动增强；4.机组振动、噪声增大；5.严重时转轮断裂。6.计算题（共30分）6.1某电站安装ZZ440LH550机组，D1=5.5m，设计水头H=25m，最优单位转速n11=130r/min，单位流量Q11=1.25m³/s，模型最优效率ηm=0.89，效率修正Δη=0.02，求原型机最优转速n及出力P。（10分）解：n=n11sqrt(H)/D1=130sqrt(25)/5.5=1305/5.5≈118.2r/minQ=Q11D1²sqrt(H)=1.2530.255=189m³/sP=9.81QHη=9.81189250.91≈42.2MW答案：n≈118r/min，P≈42.2MW6.2已知压力钢管长L=800m，水头H0=200m，流速v=5m/s，水锤波速a=1000m/s，阀门直线关闭时间Ts=4s，判断发生直接水锤还是间接水锤，并计算最大水锤压力升高值ΔH。（10分）解：相长Tr=2L/a=1.6s<Ts=4s，为间接水锤ρ=av/(2gH0)=10005/(29.81200)=1.27采用阿列维公式：ΔH=2σH0/(2σ)，σ=Tr/Ts=0.4ΔH=20.4200/(20.4)=160/1.6=100m答案：间接水锤，ΔH=100m6.3某电站日调节库容V=5×10^6m³，日均入库流量Qin=300m³/s，日均出库流量Qout=250m³/s，计算一日内库水位变化ΔZ，已知库水位～面积曲线近似为Z=0.002A+500（A单位m²，Z单位m）。（10分）解：净蓄量ΔV=(300250)86400=4.32×10^6m³ΔA=ΔV/ΔZ，但Z与A相关，需积分。近似：平均面积A≈V/(0.002A)→A=sqrt(V/0.002)=sqrt(5×10^6/0.002)=5×10^4×sqrt(10)≈1.58×10^5m²ΔZ≈ΔV/A=4.32×10^6/(1.58×10^5)≈27.3m答案：库水位上升约27.3m7.综合分析题（共30分）7.1某混流式机组带额定负荷运行，突然出现有功功率周期性摆动±15MW，周期约8s，现场测得顶盖垂直振动增大至12mm/s，蜗壳进口压力表指针同周期抖动，调速器平衡表指针来回摆动，励磁系统正常。请分析可能原因，提出诊断步骤及处理措施。（15分）答案：原因：尾水管涡带共振。诊断：1.检查运行水头是否处于涡带区（40%～70%额定水头）；2.查看真空破坏阀是否误开；3.录波器记录尾水管压力脉动频谱，确认0.2～0.4倍转频成分；4.检查吸出高度是否偏高导致真空过大；5.核对调速器PID参数，排除调节系统振荡。处理：1.调整导叶开度避开涡带区；2.开启尾水管补气阀，引入压缩空气破坏涡带；3.长期措施：转轮加泄流槽或尾水管加导流隔板；4.优化调速器参数，提高阻尼。7.2某电站220kV出线发生单相永久接地故障，线路保护动作跳开主变高压侧断路器，但发电机出口断路器未跳闸，导致机组带空载