水电站年度技能考试试题及答案

水电站年度技能考试试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.水轮机调节系统的主要作用是维持机组转速在规定范围内，即保持（）为常数。A.水头B.流量C.频率D.功率2.混流式水轮机适用于（）的水头范围。A.0~30mB.20~300mC.300~600mD.600m以上3.水轮发电机组的转动惯量（G）越大，则机组（）。A.速率上升值越大B.调节稳定性越好C.停机越快D.振动越小4.在电力系统中，水轮发电机的励磁系统主要作用不包括（）。A.维持机端电压恒定B.控制并列运行机组间的无功功率分配C.提高电力系统的静态稳定性D.直接调节机组的有功功率5.变压器瓦斯保护动作，重瓦斯作用于（）。A.信号B.跳开主变高压侧断路器C.跳开主变各侧断路器D.闭锁快切6.水电站油系统中，透平油的主要作用是（）。A.绝缘、灭弧B.润滑、散热、液压操作C.冷却、绝缘D.传递热量7.当发电机发生定子单相接地时，接地电流最大不超过（）时，发电机带接地运行允许持续时间为2小时。A.1AB.5AC.10AD.20A8.调速器中的PID调节规律，其中“D”代表（）环节。A.比例B.积分C.微分D.延时9.水轮机气蚀破坏最严重的部位通常发生在（）。A.顶盖B.底环C.转轮叶片背面出水边D.尾水管进口处10.电力系统中，K点发生两相短路，其正序等效电势与负序等效电势的关系为（）。A.正序电势大于负序电势B.正序电势小于负序电势C.正序电势等于负序电势D.负序电势为零11.大型水轮发电机通常采用（）冷却方式。A.空气冷却B.氢气冷却C.水内冷D.油冷却12.压力钢管中的水击波速，其数值一般在（）之间。A.300~500m/sB.800~1200m/sC.1200~1500m/sD.2000m/s以上13.隔离开关的主要作用是（）。A.切断负荷电流B.切断短路电流C.造成明显的断开点，隔离电源D.防止过电压14.在继电保护中，距离保护的第I段保护范围为（）。A.线路全长的80%~85%B.线路全长C.线路全长及下级线路一部分D.线路全长的50%15.水轮机导轴承的油槽冷却水中断，会导致（）。A.油位升高B.油温降低C.油温升高，可能导致烧瓦D.转速下降16.同步发电机并网条件中，必须满足电压相等、频率相等、相位相同，还需要满足（）。A.电流相等B.相序相同C.容量相等D.短路阻抗相等17.SF6断路器中，SF6气体的主要优点是（）。A.价格便宜B.不液化C.灭弧性能好，绝缘强度高D.无毒无味18.水电站机组“黑启动”是指（）。A.机组在黑暗中启动B.系统全部停电后，机组利用自备电源启动C.机组低频启动D.机组事故后启动19.混凝土大坝观测中，渗透压力的大小主要取决于（）。A.坝高B.上游水位和坝体排水设施C.下游水位D.坝体混凝土弹模20.调速器的事故配压阀通常在（）情况下动作。A.调速器主配压阀卡死B.机组转速超过115%额定转速C.油压装置油压过低D.机组正常停机二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得2分，少选得1分，多选、错选不得分）1.水轮发电机组开机前，应具备的条件包括（）。A.调速器油压正常B.制动系统已复归（风闸落下）C.发电机绝缘合格D.进水主阀在全开位置2.引起水轮发电机组振动的原因主要有（）。A.机械因素（如转子不平衡、轴线不正）B.水力因素（如尾水管压力脉动、卡门涡）C.电气因素（如转子匝间短路、气隙不均匀）D.环境温度变化3.变压器差动保护产生不平衡电流的原因包括（）。A.变压器各侧电流互感器变比不匹配B.变压器励磁涌流C.电流互感器传变误差D.变压器带负荷调压4.水电站计算机监控系统的基本功能包括（）。A.数据采集与处理B.顺序控制C.自动发电控制（AGC）D.自动电压控制（AVC）5.水轮机调速器常见的故障有（）。A.电液转换器卡阻B.主配压阀磨损C.油压装置油泵频繁启动D.永态转差系数过大6.发电机运行中，定子铁芯温度过高可能的原因是（）。A.冷却风道堵塞C.定子绕组单相接地D.长期过负荷运行7.水电站防雷保护的主要措施包括（）。A.避雷针（线）防直击雷B.避雷器防侵入波C.进线段保护D.降低接地电阻8.机组大修复查的主要项目通常包括（）。A.发电机定子、转子检查B.水轮机转轮气蚀修补C.调速系统静态特性试验D.变压器油色谱分析9.绝缘油在电气设备中的作用是（）。A.绝缘B.冷却C.灭弧D.润滑10.下列关于尾水管的作用，描述正确的有（）。A.引导水流进入下游河道B.回收转轮出口水流的动能C.利用静水真空增加水轮机吸出高度D.消除水流旋转三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.水轮机的比转速越高，说明该水轮机适用的水头越低，单位流量越大。（）2.发电机在运行中，若系统电压低于额定值，可以适当增加励磁电流以提高电压。（）3.电力变压器的空载损耗主要是铁损，而负载损耗主要是铜损。（）4.距离保护是利用短路电流大小变化来判别故障是否发生在保护范围内的。（）5.水电站机组停机过程中，当转速降至额定转速的20%~30%时，通常投入机械制动。（）6.SF6气体在电弧作用下会产生有毒的低氟化物，因此检修断路器时必须注意通风。（）7.混流式水轮机在部分负荷下运行时，尾水管容易产生空腔气蚀，引起机组振动。（）8.同步发电机的功角特性中，功角越大，发电机的电磁功率也越大，因此功角越大越好。（）9.油浸式变压器瓦斯保护是变压器的主保护，它能反应变压器油箱内的各种短路故障及油面降低。（）10.零序电流保护只能反应接地故障，不能反应相间短路。（）11.水轮机导叶开度限制机构的作用是限制导叶实际开度不超过设定值，防止机组过载。（）12.电气设备倒闸操作中，必须遵循“停电先拉断路器，后拉隔离开关”的原则。（）13.发电机同期并网时，如果相位差过大，会产生巨大的冲击电流，可能损坏发电机。（）14.透平油中混入水分，会降低油的绝缘强度，加速油的氧化。（）15.电力系统的静态稳定性是指系统受到小扰动后，恢复到原始运行状态的能力。（）四、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请将正确的答案填在横线上）1.水电站的水头损失包括沿程损失和__________。2.水轮机的效率公式为η=，其中P3.发电机定子绕组若为星形连接，其线电压是相电压的__________倍。4.调速器的永态转差系数用于实现机组的有功功率__________。5.变压器差动保护的保护范围是变压器__________、套管及引出线。6.在电力系统中，中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压将升高到__________倍。7.水轮机补气装置通常安装在__________处，以减轻压力脉动。8.励磁系统的强励倍数通常要求不小于__________。9.机组过速保护一般整定为额定转速的__________时动作停机。10.绝缘材料的使用寿命与温度密切相关，根据“八度规则”，温度每升高8℃，其寿命约缩短__________。11.SF6气体的临界温度为45.6℃，因此在低温地区使用SF6设备需考虑__________措施。12.水电站厂用电系统通常采用__________接线方式以保证供电可靠性。13.水轮机调节保证计算的主要任务是计算__________和转速上升率。14.继电保护装置必须满足选择性、快速性、灵敏性和__________四个基本要求。15.计算机监控系统中，LCU代表__________。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述水轮发电机组黑启动的操作流程及注意事项。2.试分析水轮机发生严重气蚀的原因及主要处理措施。3.简述变压器差动保护与瓦斯保护的保护范围及区别。4.什么是电力系统的静态稳定和暂态稳定？提高静态稳定的措施有哪些？5.画图并简述水轮机调速器PID调节规律中各环节的作用。六、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.某水电站水轮机设计水头H=120

m，设计流量Q=50/s(1)水轮机输出的轴功率；(2)发电机输出的有功功率。2.一台三相变压器，额定容量=31500

kVA，额定电压(1)变压器高压侧（星形侧）的额定相电压和额定相电流；(2)变压器低压侧（三角形侧）的额定线电流和额定相电流。七、案例分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）1.案例背景：某水电站2号机组在满负荷运行中，突然发生机组过速保护动作，事故停机。监控系统记录显示：机组转速瞬间升至145%，导叶开度反馈显示在事故发生时为95%，且调速器主配压阀发卡信号。问题：(1)分析可能导致机组过速的原因有哪些？(2)针对主配压阀卡死这一故障，应如何进行应急处理？(3)事故停机后，重点检查哪些设备和部位？2.案例背景：某水电站110kV升压站主变压器在运行中，轻瓦斯保护动作发信号，同时色谱分析数据显示油中氢气、乙炔含量急剧上升，且总烃超标。现场检查发现变压器油枕油位正常，无喷油现象，声音略有异常。问题：(1)根据上述现象，初步判断变压器内部可能存在什么性质的故障？(2)简述变压器油色谱分析中，特征气体（如、C、、CO、C）与故障类型的关系。(3)此时运行人员应采取哪些措施？水电站年度技能考试试题参考答案及解析一、单项选择题1.C解析：调速器通过调节导叶开度控制进水流量，从而调整水轮机主动力矩与发电机阻力矩的平衡，维持转速（频率）稳定。解析：调速器通过调节导叶开度控制进水流量，从而调整水轮机主动力矩与发电机阻力矩的平衡，维持转速（频率）稳定。2.B解析：混流式水轮机（法兰西斯式）适用水头范围较广，一般在20m至700m之间，最常用的范围是20~300m。轴流式适用于低水头，冲击式（佩尔顿）适用于高水头。解析：混流式水轮机（法兰西斯式）适用水头范围较广，一般在20m至700m之间，最常用的范围是20~300m。轴流式适用于低水头，冲击式（佩尔顿）适用于高水头。3.B解析：G代表飞轮力矩，反映了转子的惯性。惯性越大，转速变化越慢，有利于调节系统的稳定性，抑制转速波动，但也会导致速率上升值变慢（指达到最大值的时间），但最大速率上升值主要取决于水击和调节时间，不过大惯量通常有利于抑制甩负荷时的转速上升极值。解析：G代表飞轮力矩，反映了转子的惯性。惯性越大，转速变化越慢，有利于调节系统的稳定性，抑制转速波动，但也会导致速率上升值变慢（指达到最大值的时间），但最大速率上升值主要取决于水击和调节时间，不过大惯量通常有利于抑制甩负荷时的转速上升极值。4.D解析：励磁系统调节的是励磁电流，主要影响发电机内部的磁场，从而控制机端电压和无功功率输出。有功功率的调节主要由调速器通过调节水轮机导叶开度来实现。解析：励磁系统调节的是励磁电流，主要影响发电机内部的磁场，从而控制机端电压和无功功率输出。有功功率的调节主要由调速器通过调节水轮机导叶开度来实现。5.C解析：重瓦斯保护反应变压器内部严重的短路故障，油流速度或油箱内气泡积聚程度高，需立即跳开变压器各侧断路器切除故障。轻瓦斯仅发信号。解析：重瓦斯保护反应变压器内部严重的短路故障，油流速度或油箱内气泡积聚程度高，需立即跳开变压器各侧断路器切除故障。轻瓦斯仅发信号。6.B解析：透平油用于水轮机调速系统液压操作和导轴承/推力轴承的润滑与散热。绝缘油（变压器油）用于绝缘、散热和灭弧。解析：透平油用于水轮机调速系统液压操作和导轴承/推力轴承的润滑与散热。绝缘油（变压器油）用于绝缘、散热和灭弧。7.B解析：对于大容量发电机，接地电流允许值较小。一般规定，当接地电流大于5A时，保护应动作于跳闸；小于5A时可动作于信号并允许短时运行（具体数值视机组容量和接地方式而定，题中取典型值5A）。解析：对于大容量发电机，接地电流允许值较小。一般规定，当接地电流大于5A时，保护应动作于跳闸；小于5A时可动作于信号并允许短时运行（具体数值视机组容量和接地方式而定，题中取典型值5A）。8.C解析：PID控制中，P为比例（快速响应），I为积分（消除静差），D为微分（预测趋势，改善动态特性）。解析：PID控制中，P为比例（快速响应），I为积分（消除静差），D为微分（预测趋势，改善动态特性）。9.C解析：混流式水轮机气蚀破坏最严重的区域通常在转轮叶片背面的出水边附近，此处流速高、压力低，易发生翼型气蚀。解析：混流式水轮机气蚀破坏最严重的区域通常在转轮叶片背面的出水边附近，此处流速高、压力低，易发生翼型气蚀。10.D解析：两相短路时，故障点不存在负序电源，故负序等效电势源为零。正序网络中包含发电机电势。解析：两相短路时，故障点不存在负序电源，故负序等效电势源为零。正序网络中包含发电机电势。11.C解析：大型水轮发电机由于热损耗大，常采用定子水内冷或定转子双水内冷，以提高冷却效率，减小机组体积。解析：大型水轮发电机由于热损耗大，常采用定子水内冷或定转子双水内冷，以提高冷却效率，减小机组体积。12.B解析：压力钢管中水击波速受管壁弹性、水体弹性和管径影响，通常在1000m/s左右，一般范围800~1200m/s。解析：压力钢管中水击波速受管壁弹性、水体弹性和管径影响，通常在1000m/s左右，一般范围800~1200m/s。13.C解析：隔离开关没有灭弧装置，不能切断负荷电流和短路电流，其主要作用是在检修时形成明显的断开点，保证安全隔离。解析：隔离开关没有灭弧装置，不能切断负荷电流和短路电流，其主要作用是在检修时形成明显的断开点，保证安全隔离。14.A解析：距离保护I段为本线路的主保护，为了不伸出下级线路，保证选择性，通常整定为线路全长的80%~85%。解析：距离保护I段为本线路的主保护，为了不伸出下级线路，保证选择性，通常整定为线路全长的80%~85%。15.C解析：冷却水中断会导致轴承油温无法通过冷却器散热，油温急剧升高，导致油膜变薄、破坏，最终导致烧瓦（轴瓦烧损）。解析：冷却水中断会导致轴承油温无法通过冷却器散热，油温急剧升高，导致油膜变薄、破坏，最终导致烧瓦（轴瓦烧损）。16.B解析：准同期并列条件：电压幅值相等、频率相等、相位相同、相序相同。电流和容量不是并列条件。解析：准同期并列条件：电压幅值相等、频率相等、相位相同、相序相同。电流和容量不是并列条件。17.C解析：SF6气体具有优异的灭弧性能和绝缘强度，且在开断断路器时恢复电压速度快。解析：SF6气体具有优异的灭弧性能和绝缘强度，且在开断断路器时恢复电压速度快。18.B解析：黑启动是指整个系统因故障停电后，不依赖外部网络电源，通过系统内具备自启动能力的机组（如水电站机组）启动，带动无自启动能力的机组，逐步恢复系统供电。解析：黑启动是指整个系统因故障停电后，不依赖外部网络电源，通过系统内具备自启动能力的机组（如水电站机组）启动，带动无自启动能力的机组，逐步恢复系统供电。19.B解析：坝体渗透压力主要受上游水位影响，良好的排水设施可以有效降低渗透压力，增加大坝稳定性。解析：坝体渗透压力主要受上游水位影响，良好的排水设施可以有效降低渗透压力，增加大坝稳定性。20.B解析：事故配压阀是调速器的最后一道机械保护防线，通常当机组转速超过115%（或设定值）且调速器主配压阀拒动（或转速极高）时，事故配压阀动作，直接通过液压油路关闭导叶。解析：事故配压阀是调速器的最后一道机械保护防线，通常当机组转速超过115%（或设定值）且调速器主配压阀拒动（或转速极高）时，事故配压阀动作，直接通过液压油路关闭导叶。二、多项选择题1.ABCD解析：开机前必须检查动力系统（油、水、气）、控制系统（调速器、保护）、绝缘状态以及流道状态（主阀全开）。解析：开机前必须检查动力系统（油、水、气）、控制系统（调速器、保护）、绝缘状态以及流道状态（主阀全开）。2.ABC解析：机组振动主要源于机械不平衡、轴线不正（机械）；水力不平衡、涡带、气蚀（水力）；电磁不平衡、气隙不均（电气）。环境温度不直接引起机组旋转振动。解析：机组振动主要源于机械不平衡、轴线不正（机械）；水力不平衡、涡带、气蚀（水力）；电磁不平衡、气隙不均（电气）。环境温度不直接引起机组旋转振动。3.ABCD解析：差动保护原理是比较两端电流，变比不匹配、励磁涌流（仅一侧有电流）、CT传变误差（饱和）、分接头开关改变变比都会产生不平衡电流。解析：差动保护原理是比较两端电流，变比不匹配、励磁涌流（仅一侧有电流）、CT传变误差（饱和）、分接头开关改变变比都会产生不平衡电流。4.ABCD解析：SCADA系统具备数据采集、控制（顺控）、高级应用（AGC/AVC）等核心功能。解析：SCADA系统具备数据采集、控制（顺控）、高级应用（AGC/AVC）等核心功能。5.ABC解析：电液转换器卡阻、主配磨损、油压异常是常见硬件故障。过大是参数整定问题，不属于物理故障，但影响调节品质。解析：电液转换器卡阻、主配磨损、油压异常是常见硬件故障。过大是参数整定问题，不属于物理故障，但影响调节品质。6.ABD解析：铁芯温度高通常由通风不良、谐波电流（由负载引起）或长期过载导致。单相接地主要影响对地电压和电容电流，不直接导致铁芯发热。解析：铁芯温度高通常由通风不良、谐波电流（由负载引起）或长期过载导致。单相接地主要影响对地电压和电容电流，不直接导致铁芯发热。7.ABCD解析：综合防雷措施包括直击雷防护（避雷针）、侵入波防护（避雷器）、进线段保护（改善阻抗）以及良好的接地网。解析：综合防雷措施包括直击雷防护（避雷针）、侵入波防护（避雷器）、进线段保护（改善阻抗）以及良好的接地网。8.ABCD解析：大修涵盖机械（转轮、轴承）、电气（定子、励磁）、控制（调速器试验）以及辅助设备（变压器油化验）。解析：大修涵盖机械（转轮、轴承）、电气（定子、励磁）、控制（调速器试验）以及辅助设备（变压器油化验）。9.ABC解析：绝缘油主要用于变压器和油断路器，起绝缘、冷却和灭弧作用。润滑是透平油的作用。解析：绝缘油主要用于变压器和油断路器，起绝缘、冷却和灭弧作用。润滑是透平油的作用。10.AB解析：尾水管用于回收转轮出口动能（利用静水真空），并将水流平顺排入下游。虽然能消除部分旋转，但主要目的是回收能量和引导水流。解析：尾水管用于回收转轮出口动能（利用静水真空），并将水流平顺排入下游。虽然能消除部分旋转，但主要目的是回收能量和引导水流。三、判断题1.√解析：比转速=n/，高比转速对应低水头、大流量。解析：比转速2.√解析：增加励磁电流（强励）可以提高发电机的内电势，从而提升机端电压。解析：增加励磁电流（强励）可以提高发电机的内电势，从而提升机端电压。3.√解析：空载损耗主要是磁滞和涡流损耗（铁损），与电压平方成正比；负载损耗主要是绕组铜损，与电流平方成正比。解析：空载损耗主要是磁滞和涡流损耗（铁损），与电压平方成正比；负载损耗主要是绕组铜损，与电流平方成正比。4.×解析：距离保护是利用测量阻抗Z=U/5.√解析：为了防止推力轴承在低速运转时油膜破坏，通常在低转速（20%~30%）时加闸制动。解析：为了防止推力轴承在低速运转时油膜破坏，通常在低转速（20%~30%）时加闸制动。6.√解析：SF6电弧分解物如SOF2、SF4等有毒，必须采取防护措施。解析：SF6电弧分解物如SOF2、SF4等有毒，必须采取防护措施。7.√解析：尾水管中心涡带引起的压力脉动是混流式水轮机在部分负荷下振动的主要原因。解析：尾水管中心涡带引起的压力脉动是混流式水轮机在部分负荷下振动的主要原因。8.×解析：功角增大虽然能增加电磁功率（在一定范围内），但超过静稳极限（90度左右）后，发电机将失去同步。且功角过大会导致不稳定。解析：功角增大虽然能增加电磁功率（在一定范围内），但超过静稳极限（90度左右）后，发电机将失去同步。且功角过大会导致不稳定。9.√解析：瓦斯保护能反应油箱内故障（匝间短路、相间短路、铁芯烧损等）及油面降低，是变压器内部故障的主保护。解析：瓦斯保护能反应油箱内故障（匝间短路、相间短路、铁芯烧损等）及油面降低，是变压器内部故障的主保护。10.√解析：零序电流产生于接地故障，三相平衡系统或相间短路无零序分量。解析：零序电流产生于接地故障，三相平衡系统或相间短路无零序分量。11.√解析：开度限制机构（LIM）作为硬限位，防止导叶开度超过设定值，从而限制机组输入功率。解析：开度限制机构（LIM）作为硬限位，防止导叶开度超过设定值，从而限制机组输入功率。12.√解析：断路器有灭弧能力，先拉断路器切断电流，再拉隔离开关隔离电源。反之为恶性误操作。解析：断路器有灭弧能力，先拉断路器切断电流，再拉隔离开关隔离电源。反之为恶性误操作。13.√解析：并网时相位差大，会产生巨大的冲击电磁力矩和冲击电流，损坏绕组和转轴。解析：并网时相位差大，会产生巨大的冲击电磁力矩和冲击电流，损坏绕组和转轴。14.√解析：水分不仅降低绝缘强度，还会加速油品氧化和老化，生成沉淀物。解析：水分不仅降低绝缘强度，还会加速油品氧化和老化，生成沉淀物。15.√解析：静态稳定性指小扰动下的稳定性，暂态稳定性指大扰动（如短路）下的稳定性。解析：静态稳定性指小扰动下的稳定性，暂态稳定性指大扰动（如短路）下的稳定性。四、填空题1.局部损失2.水轮机轴功率3.4.分配（或调节）5.内部绕组6.（线电压不变，但中性点位移，相对地电压升高）7.尾水管8.2（倍）9.115%~140%（通常取115%作用于事故配压阀，140%作用于机械过速）10.一半11.加热（或保温）12.单母线分段（或环型）13.压力上升率（或蜗壳最大压力）14.可靠性15.现地控制单元五、简答题1.简述水轮发电机组黑启动的操作流程及注意事项。答：答：操作流程：(1)厂用电全停，检查直流系统供电正常。(2)开启进水主阀（若关闭）。(3)开启调速器油泵，建立油压，手动开启导叶至空载开度，机组开始转动。(4)待转速升至额定值附近，起励建压，调节励磁使机端电压达到额定值。(5)检查厂用电变高压侧隔离开关及断路器位置，合上断路器，恢复厂用电。(6)启动辅机系统（冷却水、润滑油泵等）。(7)调整机组频率和电压，满足同期条件后，与系统主网并列（或带线路充电）。注意事项：(1)必须确保机组轴承有润滑油（高位油箱或直流油泵）。(2)监视转速上升过程，防止过速。(3)注意监视顶盖水位和各部温度。(4)恢复厂用电后优先恢复重要辅机电源。2.试分析水轮机发生严重气蚀的原因及主要处理措施。答：答：原因：(1)设计制造原因：叶片型线不佳，表面粗糙度高。(2)安装原因：吸出高度不满足要求，安装过高。(3)运行原因：长期在低负荷（如40%~70%）振动区运行，下游水位过低。(4)水质原因：水中含沙量大，磨损加剧气蚀。处理措施：(1)补气：向尾水管补入自然空气，破坏真空，降低压力脉动。(2)避开振动区运行：优化调度，尽量不在气蚀严重工况停留。(3)修补：大修时对气蚀区域进行不锈钢焊条堆焊，打磨光滑。(4)涂层：采用抗气蚀材料（如碳化钨、环氧树脂）进行表面防护。(5)运行控制：保持下游水位在规定范围内。3.简述变压器差动保护与瓦斯保护的保护范围及区别。答：答：差动保护：(1)范围：变压器各侧绕组、套管及引出线的相间短路，以及中性点直接接地侧绕组的接地短路。(2)原理：基于基尔霍夫电流定律，比较变压器两端电流互感器的电流幅值和相位。瓦斯保护：(1)范围：变压器油箱内部的相间短路、匝间短路、铁芯烧损及油面降低。(2)原理：利用故障产生的气体和油流速度使继电器动作。区别：(1)差动保护不能反应油箱内部的铁芯过热、油面降低等非电流剧烈变化的故障；瓦斯保护对油箱内部故障反应灵敏，但不能反应油箱外部的套管及引出线故障。(2)两者互为补充，共同构成变压器的主保护。4.什么是电力系统的静态稳定和暂态稳定？提高静态稳定的措施有哪些？答：答：定义：(1)静态稳定：电力系统受到微小的扰动（如负荷变动）后，能够自动恢复到原始运行状态的能力。(2)暂态稳定：电力系统受到大的扰动（如短路、断线）后，各同步机组保持同步运行并过渡到新的稳定运行状态或恢复到原始状态的能力。提高静态稳定的措施：(1)采用自动调节励磁装置（AVR），提高发电机电势。(2)减小系统各元件的电抗（如采用分裂导线、串联电容补偿）。(3)提高输电线路的额定电压等级。(4)改善系统结构，加强系统联系（如联网运行）。(5)采用快速继电保护和断路器（主要利于暂态，但对缩短扰动时间有帮助）。5.画图并简述水轮机调速器PID调节规律中各环节的作用。答：答：（注：文字描述图示逻辑）传递函数框图大致为：输入->[比例P+积分I+微分D]->输出。各环节作用：(1)比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。加快调节速度，但存在静差。(2)积分环节：主要用于消除稳态误差（静差）。只要系统存在误差，积分环节就会不断累积输出，直至误差为零。(3)微分环节：反映偏差信号的变化趋势（变化率），能在偏差过大之前引入修正信号，从