水轮发电机组值班员技能竞赛题库及答案

水轮发电机组值班员技能竞赛题库及答案一、单项选择题（共30题，每题1分）1.水轮发电机组调速系统中，测量元件的作用是将机组转速信号转换为（）。A.位移信号B.液压信号C.电压信号D.压力信号2.在水轮发电机运行中，当系统发生短路故障时，强行励磁的主要作用是（）。A.提高系统电压B.增大发电机输出电流C.提高电力系统的暂态稳定性D.增加发电机无功功率3.混流式水轮机飞逸转速一般为其额定转速的（）。A.1.5~1.8倍B.1.8~2.2倍C.2.0~2.5倍D.2.5~3.0倍4.水轮发电机定子绕组绝缘老化主要原因是（）。A.温度、电场、机械力和环境因素B.电压波动C.频率变化D.功率因数低5.变压器瓦斯保护中，重瓦斯保护作用于（）。A.信号B.跳闸C.降低负荷D.闭锁合闸6.水电站油系统用油中，绝缘油主要用于（）。A.机组轴承润滑B.变压器及油开关绝缘散热C.调速器操作D.导轴承润滑7.发电机进相运行时，主要限制因素是（）。A.定子发热和系统稳定B.转子发热C.定子电压过高D.转子电压过低8.在SF6断路器中，SF6气体的主要作用是（）。A.绝缘和灭弧B.仅绝缘C.仅灭弧D.冷却和润滑9.水轮机导轴承的油位过高，可能导致（）。A.轴承温度降低B.油雾严重，污染定子C.油膜破坏D.冷却效果变差10.发电机转子一点接地后，若发生另一点接地，则会造成（）。A.转子磁场短路B.励磁电流消失C.机组剧烈振动D.以上都是11.调速器电液转换器的作用是将（）。A.电气信号转换为液压信号B.液压信号转换为电气信号C.机械位移转换为电气信号D.电气信号转换为机械位移12.大型水轮发电机通常采用（）冷却方式。A.空气冷却B.水内冷C.氢冷D.油冷13.电力系统中，P、Q分别代表有功功率和无功功率，其单位是（）。A.kW、kVarB.kVar、kWC.V、AD.Hz、Ω14.水轮机气蚀破坏的最主要部位通常在（）。A.导叶B.转轮叶片背面C.尾水管D.蜗壳15.发电机纵差动保护的保护范围是（）。A.发电机定子绕组及其引出线相间短路B.发电机定子绕组匝间短路C.发电机转子绕组接地D.发电机外部相间短路16.当机组转速超过额定转速的（）时，过速保护动作停机。A.110%B.115%C.120%D.145%17.母线差动保护采用电压闭锁元件的目的是（）。A.防止误动B.防止拒动C.提高灵敏度D.缩短动作时间18.水轮机调节系统的“死区”是指（）。A.调速器不起作用的转速偏差范围B.导叶全关到全开的范围C.油压装置的压力波动范围D.电网频率波动范围19.绝缘电阻表（兆欧表）测量绝缘电阻时，转速通常要求为（）。A.100r/minB.120r/minC.150r/minD.200r/min20.发电机并网条件中，相位差允许偏差一般为（）。A.0°B.5°C.10°D.20°21.水电站进水阀的作用不包括（）。A.检修机组时截断水流B.机组飞逸时紧急截断水流C.调节流量D.减少停机过程中的漏水22.励磁系统中，可控硅整流桥的触发脉冲通常采用（）。A.单脉冲B.双脉冲C.三脉冲D.宽脉冲23.机组推力轴承的作用是承受（）。A.径向负荷B.轴向水推力和转动部分重量C.导叶水力矩D.偏心磁拉力24.在电流互感器二次回路中，不允许（）。A.开路B.短路C.接地D.串联电阻25.水轮机效率特性曲线中，效率最高点通常位于（）。A.10%负荷B.50%负荷C.75%~90%负荷D.100%负荷26.发电机三相不平衡电流运行时，负序电流会在转子表面产生（）。A.感应电动势B.涡流损耗C.磁滞损耗D.剩磁27.调速器PID控制规律中，D代表微分环节，其主要作用是（）。A.消除静差B.加快响应速度C.改善系统动态特性，抑制超调D.增大系统增益28.零序电流保护主要用于反应（）。A.相间短路B.三相短路C.接地故障D.过负荷29.油压装置的油泵启动间隔时间过短，说明（）。A.系统耗油量正常B.系统耗油量过大或漏油C.油泵效率过高D.油压过高30.发电机额定功率因数一般为（）。A.0.6B.0.8C.0.85~0.9D.1.0二、多项选择题（共15题，每题2分）1.水轮发电机组黑启动必须具备的条件包括（）。A.厂用电可靠B.调速器系统正常C.励磁系统正常D.外部电网频率正常2.引起水轮发电机组振动增大的原因主要有（）。A.水力因素（如尾水管压力脉动）B.机械因素（如转子质量不平衡）C.电气因素（如转子匝间短路）D.地质因素3.发电机定子绕组单相接地的征兆有（）。A.零序电压升高B.开口三角电压升高C.三相电压不平衡D.横差保护可能动作4.调速器油压装置主要由（）组成。A.压油槽B.回油槽C.螺杆泵或齿轮泵D.安全阀5.变压器差动保护产生不平衡电流的原因有（）。A.变比误差B.电流互感器特性不同C.变压器励磁涌流D.变压器带负荷调压6.水轮机调节系统的主要任务包括（）。A.保持机组转速恒定B.分配机组间负荷C.满足系统调频要求D.快速事故停机7.发电机运行中，若发现转子温度过高，应采取的措施是（）。A.降低励磁电流B.增加冷却水量C.提高进风风量D.增加有功负荷8.厂用电消失的原因可能有（）。A.系统故障B.厂用变压器故障C.母线短路D.误操作9.防止电气误操作的“五防”内容包括（）。A.防止误分合断路器B.防止带负荷分合隔离开关C.防止带电挂（合）接地线（刀闸）D.防止带地线（刀闸）合闸10.水轮机检修后，启动前的检查项目包括（）。A.各部轴承油位正常B.冷却水系统通畅C.调速系统处于备用状态D.制动系统已复归11.励磁系统强励倍数是指（）。A.顶值电压与额定励磁电压之比B.顶值电流与额定励磁电流之比C.强励时间与额定时间之比D.系统电压与发电机电压之比12.继电保护装置应满足的基本要求是（）。A.选择性B.速动性C.灵敏性D.可靠性13.造成变压器油位异常的原因有（）。A.漏油B.环境温度剧烈变化C.内部故障D.呼吸器堵塞14.发电机与系统并列时，若满足电压相等、频率相等、相位相同，但（）不同，则不能并列。A.相序B.波形C.接线方式D.容量15.水电站技术供水系统的主要作用是（）。A.冷却（轴承、发电机、变压器）B.润滑（水导轴承）C.操作能源（液压操作阀）D.消防三、判断题（共20题，每题0.5分）1.水轮发电机组在停机过程中，当转速下降至规定值（如30%Ne）时，加闸制动是为了防止转子长时间低速运转损坏推力轴承。（）2.发电机进相运行是指发出有功功率，吸收无功功率的运行状态。（）3.电流互感器二次回路严禁开路，电压互感器二次回路严禁短路。（）4.调速器的永态转差系数bp=0时，机组无法进行有功功率调节。（）5.SF6气体是一种无毒气体，但在电弧作用下分解物有毒。（）6.变压器瓦斯保护是反应变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。（）7.水轮机甩负荷试验的目的是检验调速器的动态特性及机组转速上升率。（）8.发电机定子绕组测温电阻通常埋设在槽底或上下层线棒之间。（）9.零序电流互感器一般安装在电缆上，用于反应小电流接地系统的单相接地故障。（）10.只有在系统频率降低时，水轮发电机组才需要增加有功出力。（）11.油压装置中的压力油和压缩空气是混合在一起的，不分层。（）12.发电机失磁后，将从系统吸收大量无功功率，机端电压下降。（）13.继电保护装置的灵敏度是指保护装置对其保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。（）14.水轮机气蚀系数越小，说明气蚀性能越好。（）15.在双电源供电的线路中，同期重合闸必须检查线路无电压。（）16.发电机转子两点接地时，定子绕组电流表指示会出现周期性摆动。（）17.混流式水轮机不能通过导叶调节流量。（）18.绝缘材料的绝缘电阻值随温度的升高而降低。（）19.事故跳闸后，应先检查信号继电器掉牌情况，再检查一次设备。（）20.水电站“无人值班”（少人值守）意味着不需要任何人员干预。（）四、填空题（共20空，每空1分）1.水轮发电机组的三大主要部件是水轮机、发电机和\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。2.调速器的主要控制方式有自动、手动和\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。3.发电机定子绕组绝缘吸收比是指\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_秒的绝缘电阻值与15秒的绝缘电阻值之比。4.变压器铭牌上的联结组别Yn,d11表示高压侧星形接地，低压侧三角形接线，低压侧电压相位\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_高压侧电压相位30度。5.水轮机调速系统的静态特性曲线斜率的负数称为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。6.发电机额定励磁电流对应于定子电压为额定值、电流为额定值且功率因数为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_时的励磁电流。7.在继电保护中，距离保护通常采用\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_启动元件。8.油压装置中，集油槽的作用是收集\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。9.水轮机设计水头是指水轮机发出\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_时的最小水头。10.发电机并网瞬间，若存在相位差，会产生巨大的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。11.励磁系统的响应时间分为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_和高起始响应。12.电气设备金属外壳必须接地或接零，这是为了防止\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。13.水电站技术供水系统中，冷却器通常分为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_冷却器和空气冷却器。14.发电机正常运行时，中性点电压理论上为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。15.调速器电调柜内的CPU模块主要负责\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_运算和逻辑控制。16.大型水轮发电机通常采用\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_制动，部分采用电气制动。17.在三相电路中，三相负载采用三角形接法时，线电流是相电流的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_倍。18.机组过速保护动作后，必须检查\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_正常后，方可重新开机。19.绝缘油中含水量增加，会显著降低油的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_强度。20.水轮机导叶端面间隙过大，会导致\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_损失增加。五、简答题（共10题，每题5分）1.简述水轮发电机组开机流程的主要步骤。2.什么是发电机的进相运行？进相运行有哪些限制条件？3.简述变压器瓦斯保护的动作原理及轻、重瓦斯保护的区别。4.水轮机调速器PID调节参数中，P、I、D各参数的作用是什么？5.发现发电机转子一点接地后，值班员应如何处理？6.简述水轮发电机组甩负荷的现象及处理原则。7.什么是电流互感器的饱和？对继电保护有什么影响？8.水电站油系统运行维护中，需要注意哪些事项？9.简述发电机纵差动保护与横差动保护的区别。10.为什么大型水轮发电机停机过程中需要低转速加闸制动？六、计算题（共5题，每题6分）1.某水轮发电机额定功率=100MW，额定功率因数cosϕ=0.85，额定电压=13.8kV2.某电站一台机组，接力器全行程=500mm，对应导叶全开。当机组带额定负荷时，接力器行程3.已知某水轮机的工作水头H=80m，流量Q=20/s4.一台三相变压器，额定容量=31500kVA，额定电压比5.某发电机纵差动保护，整定动作电流为=5A（二次值），电流互感器变比七、综合分析题（共3题，每题10分）1.某水轮发电机组在运行中突然发生“发电机差动保护”动作跳闸，信号显示差动保护动作，光字牌亮。(1)请分析可能导致该保护动作的原因有哪些？(2)值班员应进行哪些检查和处理？2.某机组在带满负荷运行时，上位机监控突然发出“调速器油压过低”报警，随后油压继续下降导致事故低油压动作停机。(1)试分析油压装置油压异常下降的可能原因。(2)运行人员在日常巡视中应重点检查油压装置的哪些内容？3.某电站#1机组正在进行并网操作，当满足同期条件后合上发电机出口断路器，定子三相电流表突然满偏，机组发出剧烈嗡嗡声，并随即跳闸。(1)分析该故障现象的性质及可能原因。(2)在同期并网操作中，如何防止此类事故发生？参考答案一、单项选择题1.A2.C3.B4.A5.B6.B7.A8.A9.B10.D11.A12.B13.A14.B15.A16.D17.A18.A19.B20.C21.C22.B23.B24.A25.C26.B27.C28.C29.B30.C二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABD4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABC8.ABCD9.ABCD10.ABCD11.A12.ABCD13.ABCD14.AB15.AB三、判断题1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.×11.×12.√13.√14.√15.×16.√17.×18.√19.√20.×四、填空题1.励磁系统（或主阀）2.电液3.604.超前5.永态转差系数（或bp）6.额定7.阻抗（或电流）8.回油9.额定出力10.冲击电流11.常规12.触电（或间接触电）13.空气（或定子/转子/轴承）14.015.PID16.机械17.18.转动部件（或主轴/大轴）19.绝缘20.容积（或漏水）五、简答题1.答：主要步骤包括：(1)开机条件检查：满足开机准备条件，如油压正常、风闸解除、冷却水正常等。(2)发开机令：中控室或现地发出开机指令。(3)打开进水阀（若设有）。(4)打开导叶：调速器动作，开启导叶至空载开度。(5)转速上升：机组转速随水流上升至额定转速。(6)励磁投入：励磁系统起励，建立机端电压。(7)同期并网：自动准同期装置检测频差、压差、相位差，满足条件后合上出口断路器。(8)带负荷：导叶继续开启，机组带上预定负荷。2.答：发电机进相运行是指发电机发出有功功率，同时吸收系统无功功率的运行状态，此时功率因数角超前，定子电流超前于电压。限制条件主要包括：(1)定子端部发热限制：进相运行时，定子端部漏磁通增大，导致端部铁芯和结构件发热严重。(2)系统稳定限制：吸收无功过多会导致机端电压大幅下降，可能破坏系统静态稳定。(3)厂用电电压限制：机端电压过低可能导致厂用电母线电压低于允许值。3.答：动作原理：利用故障产生的油流和瓦斯气体（油气流）冲击继电器内部的挡板或干簧接点，使接点闭合发出信号或跳闸。区别：(1)轻瓦斯保护：反应变压器内部轻微故障（如局部过热、绝缘油分解）或油位降低。动作后只发出声光报警信号，不跳闸。(2)重瓦斯保护：反应变压器内部严重故障（如匝间短路、相间短路），产生强烈油流和气体。动作后瞬时发出跳闸信号，切除变压器。4.答：(1)P（比例）参数：与偏差成正比，主要用于加快响应速度，减小偏差，但过大会导致系统超调和振荡。(2)I（积分）参数：与偏差对时间的积分成正比，主要用于消除静态误差，使转速最终回到给定值。(3)D（微分）参数：与偏差的变化率成正比，主要用于预测偏差趋势，改善系统动态特性，抑制超调，减少调节时间。5.答：(1)复归音响，检查信号，确认转子一点接地故障。(2)立即汇报调度及生产领导。(3)对于一点接地，发电机允许短时间运行，但应转移负荷，尽快停机检修。(4)严密监视转子一点接地情况及机组运行状态。(5)检查励磁回路，看是否有明显接地点。(6)若转子一点接地保护作用于信号且系统允许，可维持运行，但需做好两点接地的预想（如投入两点接地线保护）。(7)若发展为两点接地（如机组剧烈振动、励磁电流异常），应立即紧急停机。6.答：现象：机组负荷指示为零，转速升高，频率升高，调速器快速关闭导叶，可能出现过速保护信号。处理原则：(1)确认机组已跳闸（油开关跳开），若未跳闸应手动紧急停机。(2)检查调速器动作是否正常，导叶是否关闭。(3)监视机组转速，待转速降至加闸转速时，加闸制动停机。(4)检查机组各部位有无异常振动、声音及温度变化。(5)检查继电保护动作情况，分析甩负荷原因。(6)若是因系统故障甩负荷，待系统恢复后准备并网；若是机组内部故障，查明原因处理后方可开机。7.答：电流互感器饱和是指当一次侧电流过大或一次电流中含有较大的非周期分量时，铁芯磁通密度达到饱和，导致励磁电流剧增，二次电流波形发生畸变（不再是正弦波，幅值降低且出现缺口）。影响：(1)导致保护装置测量到的电流值减小或相位改变。(2)可能引起差动保护等快速保护在区外故障时误动（因互感器传变特性不一致产生不平衡电流），或在区内故障时拒动（灵敏度降低）。(3)影响距离保护的测量阻抗精度。8.答：(1)监视油位、油温、油压是否在规定范围内。(2)定期取样进行油化验，监测油质（含水量、含气量、闪点、酸值等）。(3)检查油系统有无渗漏油现象。(4)监视油泵运行情况，启动间隔是否正常。(5)检查油过滤器前后压差，定期切换或清洗过滤器。(6)注意油系统呼吸器（吸湿器）是否干燥有效。(7)确保各部轴承油槽混水报警装置正常。9.答：(1)保护范围不同：纵差动保护反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路；横差动保护主要反应定子绕组的一相匝间短路（有时也反应分支开焊）。(2)接线方式不同：纵差动保护比较的是发电机机端侧和中性点侧的同相电流；横差动保护比较的是发电机定子并联分支（如双星形接线）之间的电流。(3)灵敏度不同：对于匝间短路，横差保护灵敏度通常高于纵差保护；纵差保护对相间短路最灵敏。10.答：低转速加闸制动的主要目的是：(1)缩短停机时间：利用制动闸摩擦力矩快速消耗转子动能。(2)保护推力轴承：水轮发电机组在低转速下（通常低于额定转速的20%-30%），推力轴承油膜难以建立或变得极薄，处于半干摩擦或边界摩擦状态，长时间低速运转会导致轴瓦烧损。加闸制动可使机组快速通过低转速区，避免轴瓦损坏。六、计算题1.解：视在功率=无功功率=额定电流=答：额定无功功率为61.97Mvar，额定视在功率为117.65MVA，额定电流为4922.57A。2.解：相对开度Y答：此时导叶的相对开度为80%。3.解：根据水轮机