2025年水电站运行技术支持工程师新员工岗位专业知识笔试题目及答案

2025年水电站运行技术支持工程师新员工岗位专业知识笔试题目及答案一、单项选择题（每题1分，共30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.水轮机效率曲线出现“驼峰”现象的主要原因是（）。A.转轮叶片进口冲角过大 B.尾水管涡带偏心 C.导叶开度突变 D.蜗壳流量不均答案：A2.混流式水轮机在最优工况下，其空化系数σ与装置空化系数σp的关系应满足（）。A.σ＞σp B.σ＝σp C.σ＜σp D.无固定关系答案：C3.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.调速器不灵敏度 D.暂态转差率答案：A4.发电机出口PT二次回路断线，调速器会误判为（）。A.系统频率升高 B.系统频率降低 C.功率增大 D.功率减小答案：B5.轴流转桨式水轮机协联关系破坏时，最先出现的异常现象是（）。A.顶盖水位升高 B.振动摆度增大 C.有功功率摆动 D.尾水管压力脉动增大答案：B6.水电站技术供水系统采用水泵—水塔联合供水方式，水塔最高水位与厂区地面高差为35m，若水泵额定扬程为55m，则水泵出口最低压力约为（）。A.0.20MPa B.0.35MPa C.0.55MPa D.0.90MPa答案：B7.下列保护中，属于发电机主保护的是（）。A.转子一点接地 B.定子匝间 C.过电压 D.失磁答案：B8.水轮机泥沙磨损速率与水流流速的（）次方成正比。A.1 B.2 C.3 D.4答案：C9.采用静止励磁系统的大型水轮发电机，其励磁变压器高压侧通常取自（）。A.发电机出口 B.高压母线 C.厂用电高压侧 D.主变低压侧答案：A10.调速器空载扰动试验中，要求转速超调量不大于（）。A.0.2% B.0.5% C.1.0% D.2.0%答案：B11.水电站“黑启动”成功最关键的技术条件是（）。A.具备直流油泵 B.具备高压气系统 C.具备自启动柴油发电机 D.具备零压升流能力答案：C12.主变高压侧中性点经小电抗接地，其目的是（）。A.降低单相短路电流 B.提高零序电压 C.限制铁磁谐振 D.降低操作过电压答案：A13.发电机定子铁心松动，其特征频率一般为（）倍频。A.1 B.2 C.3 D.4答案：B14.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.高效区宽广 B.高效区狭窄 C.空化性能差 D.过流能力强答案：B15.调速器PID参数中，积分时间Ti过大将导致（）。A.调节过快 B.超调增大 C.静差消除慢 D.系统振荡答案：C16.水电厂厂用电系统采用“暗备用”方式，其优点是（）。A.投资低 B.可靠性高 C.运行灵活 D.损耗小答案：B17.发电机不对称运行允许负序电流分量I2与额定电流IN之比，一般要求不大于（）。A.5% B.8% C.10% D.15%答案：C18.水轮机蜗壳进口断面平均流速设计取值范围通常为（）。A.3–4m/s B.5–7m/s C.8–10m/s D.11–13m/s答案：B19.采用变频启动的抽水蓄能机组，拖动过程要求机端电压控制在额定电压的（）以内。A.±1% B.±2% C.±5% D.±10%答案：C20.水轮机尾水管压力脉动幅值ΔH与运行水头H之比大于（）时，需考虑采取补气措施。A.3% B.5% C.8% D.10%答案：B21.发电机转子磁极接头采用银铜焊，其允许最高工作温度一般为（）。A.80℃ B.105℃ C.120℃ D.150℃答案：B22.调速器电液转换器线圈绝缘等级为F级，其极限温度为（）。A.120℃ B.155℃ C.180℃ D.200℃答案：B23.主变冷却器全停，允许继续运行时间最长为（）。A.10min B.20min C.30min D.60min答案：B24.水轮机导叶关闭规律采用“两段折线”关闭，其主要目的是（）。A.降低水锤压力上升 B.减少机组转速上升 C.防止抬机 D.减少真空度答案：A25.发电机定子接地保护采用基波零序电压方案，其动作值一般整定为（）。A.5V B.10V C.15V D.20V答案：B26.水电厂计算机监控系统LCU与上位机通信协议一般采用（）。A.ModbusRTU B.IEC608705101 C.IEC61850 D.DNP3.0答案：C27.水轮机比转速ns与转轮直径D1的关系，当ns增大时，D1将（）。A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减答案：B28.发电机转子动平衡试验中，若试加重量相位偏差10°，则振动幅值误差约为（）。A.5% B.10% C.17% D.30%答案：C29.调速器测频环节采用残压测频，其最低工作电压可至（）。A.0.1V B.0.3V C.1.0V D.5.0V答案：B30.抽水蓄能机组“S”特性区是指（）。A.扬程—流量曲线斜率为负 B.效率—流量曲线斜率为负 C.功率—转速曲线斜率为负 D.流量—转速曲线斜率为负答案：C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）31.下列属于水轮机过渡过程计算必须输入的参数有（）。A.管道特性系数σ B.机组惯性时间常数Ta C.导叶关闭时间Ts D.发电机短路比Xd’ E.尾水管扩散角答案：ABC32.发电机运行中可造成转子匝间短路的因素有（）。A.集电环碳粉堆积 B.磁极线圈热变形 C.阻尼条开焊 D.励磁过电压 E.转子通风沟堵塞答案：ABC33.调速器功率模式与频率模式切换条件包括（）。A.频差小于±0.05Hz B.功率给定与实发偏差小于3% C.导叶反馈正常 D.机组并网 E.励磁系统正常答案：ABCD34.水电厂技术供水系统滤水器堵塞信号动作后，可能引发的后果有（）。A.冷却水量下降 B.轴瓦温度升高 C.顶盖水位升高 D.油槽油温升高 E.定子绕组温度升高答案：ABE35.下列试验中，属于发电机交接试验项目的有（）。A.空载特性 B.稳态短路特性 C.零起升压 D.甩负荷 E.温升答案：ABCE36.水轮机泥沙磨损破坏区域常出现在（）。A.转轮叶片进口边正面 B.转轮叶片出口边背面 C.活动导叶端面 D.蜗壳内侧 E.尾水管直锥段答案：ABCE37.主变高压侧中性点经小电抗接地运行方式下，零序电抗X0与正序电抗X1之比应满足（）。A.X0/X1＞1 B.X0/X1＜1 C.X0/X1＞3 D.X0/X1＜3 E.无强制要求答案：D38.抽水蓄能机组工况转换过程中，必须闭锁的条件有（）。A.上下游水位差超限 B.SFC输出电流不平衡 C.主变冷却器全停 D.导叶漏水超限 E.球阀未全开答案：ABDE39.发电机定子线棒防晕结构包括（）。A.低阻带 B.中阻带 C.高阻带 D.碳化硅带 E.铝箔答案：ABCD40.调速器故障测频失效后，备用测频源可取自（）。A.机端PT残压 B.齿盘测速 C.系统频率变送器 D.励磁系统同步信号 E.保护装置频率答案：ABC三、填空题（每空1分，共20分）41.水轮机模型综合特性曲线横坐标为________，纵坐标为________。答案：单位转速n11，单位流量Q1142.发电机额定容量为300MVA，额定功率因数0.9，则其有功功率为________MW。答案：27043.调速器暂态转差系数bt的物理意义是________。答案：在调节过程中，转速偏差与导叶开度偏差之间的临时比例系数，用于抑制超调44.水轮机蜗壳包角通常取________°，保证水流环量均匀。答案：34545.主变冷却器控制回路中，当油温达到________℃时自动投入第二组冷却器。答案：6546.发电机转子磁极接头采用银铜焊，其导电率不低于铜的________%。答案：8547.水电厂“黑启动”柴油发电机容量一般不小于厂用电最大负荷的________%。答案：12048.水轮机尾水管肘管出口断面平均流速设计取值不大于________m/s，防止水位波动。答案：1.549.发电机定子铁心压紧系数一般控制在________N/cm²。答案：120–15050.抽水蓄能机组水泵工况启动时，SFC输出频率从0Hz升至50Hz所需时间通常不大于________s。答案：30051.调速器测频环节采用齿盘测速，齿盘齿数一般取________的整数倍。答案：发电机极对数52.水轮机导叶立面间隙标准：当水头小于200m时，不大于________mm。答案：0.0553.发电机转子一点接地保护动作后，允许继续运行时间不超过________h。答案：254.主变高压侧中性点经小电抗接地，其电抗值一般按系统零序电抗的________倍选择。答案：1/355.水电厂技术供水系统安全阀开启压力为设计压力的________倍。答案：1.156.水轮机转轮出口动能回收系数，即尾水管动能恢复系数，一般要求不低于________%。答案：7557.发电机定子线棒防晕层表面电阻率控制在________Ω/□。答案：1×10⁴–1×10⁵58.调速器空载摆动试验要求连续记录时间不少于________min。答案：1559.抽水蓄能机组发电工况甩100%负荷，转速上升率β要求不大于________%。答案：4560.水电厂计算机监控系统SOE分辨率不大于________ms。答案：1四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）61.水轮机比转速越高，其适用水头越高。（）答案：×62.发电机定子接地保护动作跳闸后，必须立即停机检查。（）答案：√63.调速器PID参数一旦整定完成，任何工况下均不得修改。（）答案：×64.主变冷却器全停后，油温升至75℃将发跳闸命令。（）答案：√65.抽水蓄能机组SFC拖动过程允许机端电压瞬时跌落20%。（）答案：√66.水轮机泥沙磨损破坏速率与含沙量呈线性关系。（）答案：×67.发电机转子磁极接头采用银铜焊后，无需再做探伤检查。（）答案：×68.水电厂“黑启动”柴油发电机需具备自启动、自同期、自负荷功能。（）答案：√69.调速器电液转换器线圈绝缘等级为F级，允许长期过负荷10%。（）答案：√70.水轮机尾水管压力脉动主频与转轮叶片数无关。（）答案：×五、简答题（封闭型，每题5分，共25分）71.简述水轮机空化系数σ的物理意义及其工程应用。答案：空化系数σ表征转轮出口低压区压力接近汽化压力的程度，σ越小空化越严重。工程上要求σ＜σp（装置空化系数），并留10–15%安全裕量，用于确定安装高程，防止叶片空蚀破坏。72.写出调速器永态转差系数bp的测定步骤。答案：1.机组并网，退出一次调频；2.手动改变功率给定，记录稳定后功率P与频率f；3.计算Δf/fN、ΔP/PN；4.bp=(Δf/fN)/(ΔP/PN)×100%，取三点平均值。73.说明发电机转子一点接地保护动作后运行人员处理流程。答案：1.检查保护动作信息；2.测量转子绝缘电阻；3.若绝缘电阻＞20kΩ，可继续运行但加强监视，2h内安排停机；4.若＜20kΩ，立即申请停机；5.停机后查找接地点并处理。74.列举水电厂技术供水系统滤水器堵塞的三种在线判断方法。答案：1.进出口压差开关动作；2.流量降低至设定值以下；3.轴瓦温度上升趋势率超限；4.滤水器电机电流增大并超时。75.简述抽水蓄能机组“S”特性对水泵工况启动的影响。答案：“S”区功率—转速曲线斜率为负，导致转速微增时功率反而下降，易引发SFC输出电流振荡，造成启动失败或时间过长，需通过导叶预开、转轮预排水、补气压水等措施避开该区。六、简答题（开放型，每题10分，共20分）76.某水电站装机容量3×200MW，年利用小时数4200h，设计年发电量25.2亿kWh。近年因上游新建水库调节，汛期含沙量由0.5kg/m³增至2.8kg/m³，导致转轮叶片进口边背面出现大面积蜂窝状磨损，运行8000h后效率下降2.5%。请从水力设计、运行调度、材料防护三方面提出综合降磨方案，并给出可量化指标。答案：1.水力设计：改型转轮，叶片进口边正面加厚5mm，背面堆焊2mm不锈钢层，进口冲角减小2°，空化系数σ降低8%；模型试验高效区宽度保持原值±1%。2.运行调度：汛期限制机组出力至85%额定，避开高含沙峰值时段，设置含沙量在线监测＞2kg/m³自动减载；年磨损速率由0.15mm/1000h降至0.05mm/1000h。3.材料防护：采用超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层，硬度≥1100HV，孔隙率＜1%，涂层结合强度≥70MPa；预计寿命延长至25000h，大修周期由4年延至6年。综合后，效率下降率控制在1%以内，年增发电量约0.6亿kWh，经济效益约1800万元/年。77.某大型混流式机组（H=120m，P=300MW）进行甩负荷试验，导叶采用两段关闭：第一段直线关闭时间8s，至30%开度；第二段直线关闭时间20s，至全关。已知管道特性系数σ=1.8，机组惯性时间常数Ta=8.9s，忽略尾水管反射。请用图解法或近似公式估算最大压力上升率ζmax与转速上升率βmax，并评价关闭规律合理性。答案：1.压力上升：采用Allievi简化公式，σ=1.8＞1，属极限水锤，ζmax≈2σ/(2+σ)=2×1.8/(2+1.8)=0.947，即94.7%，远超规范允许值（通常≤50%）。2.转速上升：βmax≈(1+0.9σ)×(Ta/Tq)^0.5，Tq=8s，得β≈(1+0.9×1.8)×(8.9/8)^0.5≈2.62，即162%，亦超规范（≤45%）。3.评价：关闭过快导致极端水锤与超速，应改为第一段关闭时间延长至16s，第二段保持20s，使ζmax≈45%，βmax≈42%，满足规范要求。七、计算题（共25分）78.（10分）某水电站引水隧洞长L=2800m，洞径D=5.6m，水头H=180m，机组额定流量Q=240m³/s，波速a=1200m/s。若导叶直线关闭时间Ts=12s，求最大水锤压力上升值ΔH，并判断是否需设置调压井。答案：管道截面积A=πD²/4=24.63m²，流速v=Q/A=9.75m/s；水锤波相长tr=2L/a=4.67s＜Ts=12s，属间接水锤；采用简化公式ΔH=(2Lv)/(gTs)=(2×2800×9.75)/(9.81×12)=463m；压力上升率ζ=ΔH/H=463/180=257%，远超允许值；结论：必须设置调压井。79.（15分）某发电机额定容量S=350MVA，额定电压UN=15.75kV，功率因数0.9，直轴同步电抗Xd=1.05pu，交轴同步电抗Xq=0.68pu，负序电抗X2=0.22pu，零序电抗X0=0.09pu。若机端发生单相金属性接地故障，求：（1）故障点稳态短路电流有效值Ik1；（2）发电机侧零序电压U0；（3）若中性点经10Ω电阻接地，求接地电阻消耗的有功功率P。答案：基准电流IB=S/(√3UN)=350/(√3×15.75)=12.86kA；单相接地故障电流Ik1=3E/(X1+X2+X0+3Rn)，E=1pu，X1=Xd=1.05pu，Rn=10Ω，换算为pu：Zb=UN²/S=15.75²/350=0.708Ω，Rn_pu=10/0.