2026年水电工程运维安全试卷

2026年水电工程运维安全试卷1.单项选择题（每题2分，共20分）1.12026年新版《水电厂运维安全规程》规定，高压设备倒闸操作前必须完成的安全步骤是A.仅核对设备编号B.仅确认调度指令C.先核对设备编号、再确认调度指令、最后进行模拟预演D.直接操作，事后补记录答案：C解析：新规程将“模拟预演”列为强制步骤，防止误操作。1.2某水电站220kVGIS室SF₆气体密度正常值为48.2kg/m³，若检测到密度降至45.1kg/m³，应首先采取的措施是A.立即停电检修B.继续运行并加强通风C.闭锁操作并启动补气流程D.记录缺陷，季度检修时处理答案：C解析：密度下降超过5%即触发闭锁，防止绝缘失效。1.3水轮机调速系统出现“接力器抽动”现象，最可能的原因是A.电网频率波动B.电液伺服阀零点漂移C.导叶卡阻D.蜗壳压力过低答案：B解析：零点漂移导致反馈信号抖动，接力器跟随抽动。1.4根据《电力设备预防性试验规程》，500kV主变绕组介质损耗因数tanδ的警示值为A.0.5%B.0.8%C.1.0%D.1.5%答案：C解析：超过1.0%需跟踪，超过1.5%必须停运处理。1.5在潮湿廊道内使用24V行灯，其变压器应安装在A.廊道内干燥处B.廊道外干燥处C.廊道顶部D.无特殊要求答案：B解析：防止变压器受潮引发短路。1.6水电厂“黑启动”时，首先恢复的厂用电母线等级是A.0.4kVB.6kVC.10kVD.220V直流答案：D解析：直流系统为UPS、保护、励磁提供初始能量。1.7某大坝垂线观测值连续三天累计向下游位移1.2mm，应判定为A.正常B.注意C.异常D.险情答案：C解析：日变幅超过0.5mm即属异常，需启动复核。1.8发电机转子一点接地保护动作后，允许运行时间不超过A.继续运行B.30minC.2hD.立即停机答案：B解析：规程规定30min内必须降负荷停机。1.9高压电缆外护套破损点定位，优先采用A.电桥法B.脉冲电流法C.跨步电压法D.红外测温答案：C解析：跨步电压法对破损点定位精度高且设备简单。1.10水电厂“两票三制”中，“三制”不包括A.交接班制B.巡回检查制C.设备定期试验轮换制D.安全责任制答案：D解析：安全责任制属于管理体系，非运行制度。2.多项选择题（每题3分，共15分）2.1下列属于水电厂重大危险源的有A.大坝B.主变C.透平油库D.500kVGIS室E.办公楼答案：A、C、D解析：大坝、透平油库、GIS室均具备能量集中释放风险。2.2调速器孤网模式投入条件包括A.机组出口断路器分闸B.频率偏差>±0.3HzC.调速器自动/手动均可D.导叶开度>30%E.机端电压>90%Ue答案：A、B、D解析：孤网模式需判别无外网支撑且具备带负荷能力。2.3下列试验项目中，属于发电机定子绕组A级检修必做的有A.绕组直流电阻B.绕组介损及电容量C.转子交流阻抗D.定子铁损试验E.定子绕组交直流耐压答案：A、B、E解析：A级检修需全面评估绝缘与导电回路。2.4水电厂防止触电的“五项技术措施”包括A.绝缘B.屏护C.间距D.漏电保护E.安全电压答案：A、B、C、D、E解析：五项措施为绝缘、屏护、间距、漏电保护、安全电压。2.5大坝安全监测自动化系统需满足A.数据采样周期≤30minB.具备双路电源C.数据丢包率<0.1%D.具备远程校时E.传感器精度≥0.5%FS答案：B、C、D、E解析：采样周期视项目而定，非强制≤30min。3.判断题（每题1分，共10分）3.1水轮机空化系数σ越大，越容易发生空化。答案：×解析：σ越大，空化裕度越大，越不易空化。3.2发电机转子匝间短路会引起励磁电流下降。答案：×解析：短路导致磁势减小，为维持电压需增大励磁电流。3.3高压设备红外测温时，辐射率设置错误会导致绝对温度误差，但相对温差不受影响。答案：×解析：相对温差亦受辐射率差异影响。3.4水电厂透平油颗粒度等级NAS8比NAS6更清洁。答案：×解析：NAS等级数值越小越清洁。3.5大坝强震仪触发后，必须在15min内完成初判并上报。答案：√解析：抗震应急预案要求15min内初判。3.6调速器PID参数中，微分环节对孤网稳定性起负面作用，应完全切除。答案：×解析：微分环节可提高阻尼，需合理设置而非切除。3.7SF₆气体湿度超过300μL/L时，只需补气无需回收处理。答案：×解析：湿度超标需回收净化。3.8发电机出口PT一次熔断器熔断，将引起励磁系统强励。答案：√解析：PT断线导致励磁误判电压降低，触发强励。3.9水电厂应急照明蓄电池单独供电时间不应少于90min。答案：√解析：DL/T5155规定≥90min。3.10采用无线局域网传输大坝监测数据时，必须启用WPA3加密。答案：√解析：防止数据被截获篡改。4.填空题（每空2分，共20分）4.1水轮机比转速nₛ的国际单位为________，其表达式为________。答案：m·kW；nₛ=n√P/H^{5/4}解析：比转速反映水轮机几何相似特性。4.2发电机短路比K_c定义为________与________之比。答案：空载励磁电流；短路励磁电流解析：K_c大则稳定性好但造价高。4.3大坝变形监测中，倒垂线观测的基准点应设在________以下，深度不少于________m。答案：坝基；30解析：避免受坝体变形影响。4.4高压断路器分闸时间包括________时间和________时间。答案：固有分闸；燃弧解析：两者之和为全分闸时间。4.5透平油氧化安定性试验中，旋转氧弹法要求温度________℃，压力________kPa。答案：150；620解析：ASTMD2272标准条件。4.6水电厂直流系统绝缘监测装置报警值一般设置为________kΩ。答案：25解析：低于25kΩ存在接地风险。4.7发电机定子铁芯齿部温升限值为________K，对应B级绝缘。答案：80解析：GB/T755规定。4.8调速器永态转差系数b_p通常取________%，其物理意义为________。答案：4～6；机组出力变化1%对应的频率变化百分比解析：体现调差特性。4.9SF₆气体毒性分解产物SO₂F₂的允许体积浓度为________μL/L。答案：2解析：IEC60480规定。4.10水电厂“黑启动”柴油发电机组启动时间不应大于________s。答案：15解析：快速恢复厂用电。5.简答题（每题8分，共24分）5.1简述水电厂主变冷却器全停后的处理流程。答案：1.立即记录冷却器全停时间、环境温度、负荷电流；2.20min内降负荷至70%额定容量；3.40min内若冷却器未恢复，降负荷至50%；4.60min内仍无法恢复，立即停运主变；5.检查两路电源、控制回路、热偶继电器；6.若电源故障，切换至备用电源；7.若控制回路故障，手动强投冷却器；8.恢复后做绕组直流电阻和油色谱分析，确认无过热。5.2说明大坝渗压计异常升高三步分析法。答案：第一步：数据可靠性检查，包括测值突变、相邻孔对比、仪器绝缘电阻；第二步：成因分析，区分降雨、库水位、温度、施工干扰因素，采用回归模型=其中H为库水位，T为温度，P为降雨；第三步：安全判据，若残差Δh=h_{\text{实测}}−h_{\text{预测}}>2σ且持续72h，启动加密观测并上报。5.3阐述发电机转子匝间短路在线探测的“双极电压法”原理。答案：在正负极滑环同时注入高频方波电压U_h，频率1kHz，幅值±24V。正常时两极对地电容对称，中性点电压U_n≈0；若某极存在匝间短路，其绕组电感下降，对地电容电流增大，导致U_n偏移。检测判据：|其中k取0.5%，持续5ms即报警。该方法不受励磁变压器接地方式影响，灵敏度达3匝。6.计算题（共31分）6.1某水电站单根压力钢管长L=380m，内径D=3.2m，最大流速v=6.5m/s，水锤波速a=1050m/s。计算极端关阀时间T_s=2s时，最大水锤压力升高值ΔH，并判断是否需要调压井。（10分）答案：采用儒科夫斯基公式Δ管道特征时间2因T_s=2s>0.724s，属间接水锤，最大升高值修正为Δ取初始水头H_0=120m，则σΔ压力升高比=结论：必须设置调压井。6.2主变额定容量S=360MVA，短路阻抗u_k=14%，空载损耗P_0=180kW，负载损耗P_k=850kW。计算该主变在50%负荷、功率因数0.90（滞后）时的日运行损耗电量，并比较与同等容量风冷机组的损耗差异。（10分）答案：1.空载日损耗=2.负载系数β=0.5，有功损耗=日损耗=3.总损耗=4.风冷机组冷却功率约为主变损耗的3%，则风冷附加损耗=5.差异：自冷无风机，日节电282.6kWh，年节电约10.3MWh。6.3某大坝垂线观测孔口高程▽185m，垂线锚固高程▽95m，实测孔口位移读数向下游+2.41mm，向左岸−0.83mm，垂线温度20℃。计算坝体在▽140m高程处的水平位移，并给出温度修正公式。（11分）答案：1.垂线长度l2.测点高程系数k3.未修正位移==4.温度修正：钢丝线膨胀系数α=11×10^{−6}/℃，温度变化ΔT=20−10=10℃Δ垂线因温度伸长导致测点向下游偏移=可忽略，故最终位移=温度修正公式一般写作=其中x为测点水平偏移初值，本例中影响极小。7.案例分析题（共30分）7.1事件：2026年4月18日14:23，某厂2号机（300MW）并网运行，突然出现“励磁系统强励持续10s”报警，随后“转子一点接地”动作，机组跳闸。现场检查：励磁变高压侧熔断器一相熔断，励磁变绕组直流电阻三相不平衡率4.8%，励磁电缆未见破损，转子滑环碳刷磨耗正常，转子对地绝缘0.8MΩ（20℃）。问题：1.给出事件根本原因；（6分）2.列出转子绝缘恢复措施；（6分）3.提出防止类似事件的技术改造方案。（8分）答案：1.根本原因：励磁变高压熔断器一相熔断，导致励磁系统缺相，励磁调节器误判机端电压降低，持续强励，转子绕组过电压击穿匝间绝缘，形成一点接地。2.恢复措施：a.更换熔断器，做励磁变空载特性，确认无内部匝间短路；b.转子抽出，用500V兆欧表分段测匝间，确认击穿点；c.清除碳化，用环氧树脂浸渍玻璃丝带热压修复；d.转子烘燥，90℃保持24h，绝缘升至200MΩ；e.做1.3U_n空载匝间耐压试验，持续5min无异常；f.做动平衡，配重误差<20g·cm。3.改造方案：a.励磁变高压侧改为三相SF₆断路器，取消熔断器，避免单相熔断；b.增设励磁变高压侧缺相保护，采用负序电压判据，定值3%U_n，延时0.2s跳闸；c.励磁调节器增加“强励反时限”限制，10s后自动退出强励；d.转子绕组在线监测升级，采用第5.3题双极电压法，实时报警；e.建立励磁变红外测温数据库，每周自动比对热点温升，超5K预警。7.2事件：2026年5月2日，暴雨导致厂区道路积水，0.4kV配电室电缆沟进水，0.4kV母线接地信号持续闪烁，现场无异味无放电。雨后测试，母线绝缘0.3MΩ，环温25℃，湿度85%。问题：1.说明进水后为何绝缘骤降；（4分）2.给出安全送电步骤；