2026年国家电网职称考试（水能动力工程）（副高）练习题及答案

2026年国家电网职称考试（水能动力工程）（副高）练习题及答案一、单项选择题1.水能资源的基本开发方式中，利用河流的天然落差，通过修建引水建筑物（如渠道、隧洞）集中水头进行发电的是（）。A.坝式开发B.引水式开发C.混合式开发D.梯级开发答案：B解析：引水式开发是通过修建引水建筑物，将河流的水引到下游适当地点，利用引水线路的集中落差发电。坝式开发是通过修建拦河坝抬高水位集中水头；混合式开发是坝式与引水式的结合；梯级开发是沿河流修建一系列阶梯式水利枢纽的开发方式。2.在水电站水能设计中，保证出力是指（）。A.水电站多年平均发电量所对应的出力B.水电站相应于设计保证率的枯水时段发电平均出力C.水电站装机所能发出的最大出力D.水电站日平均出力答案：B解析：保证出力是水电站的重要动能指标，指相应于设计保证率的供水期（或枯水期）的平均出力。它反映了水电站在设计保证率下，可靠地承担电力系统负荷的能力。3.抽水蓄能电站在电力系统中的主要作用不包括（）。A.调峰填谷B.事故备用C.负荷备用D.提供基荷电量答案：D解析：抽水蓄能电站的主要作用是削峰填谷，利用电力系统负荷低谷时的多余电能抽水至上水库，在负荷高峰时放水发电，从而改善系统运行条件，提高供电质量和可靠性。它还可承担调频、调相、事故备用和负荷备用等任务。提供持续稳定的基荷电量并非其主要功能。4.水轮机比转速是表征水轮机（）的综合参数。A.工作水头、转速和出力B.转轮直径、转速和流量C.工作水头、流量和效率D.空化系数和效率答案：A解析：水轮机比转速是一个综合性参数，其定义为=，其中n为转速，P为出力，H为水头。它综合反映了水轮机的转速、水头和出力之间的关系，是划分水轮机类型和进行相似设计的重要依据。5.水库的调节性能按调节周期分类，季调节水库的调节周期一般为（）。A.多年B.一年C.一个季度或数月D.一日内答案：C解析：按调节周期长短，水库调节性能可分为：无调节（日调节）、日调节、周调节、季调节（年调节）和多年调节。季调节，通常也称为不完全年调节，其调节周期为一个季度或数月，主要对年内季节间（如丰、枯水季）的来水进行重新分配。6.下列水电站建筑物中，属于泄水建筑物的是（）。A.压力前池B.调压室C.溢洪道D.发电厂房答案：C解析：泄水建筑物是用以宣泄水库、渠道、压力前池等容纳不下的多余水量，或为人防、检修而放空水库的建筑物，如溢洪道、泄洪隧洞、泄水孔等。压力前池和调压室属于引水建筑物，发电厂房属于发电建筑物。7.水轮机空化空蚀的根本原因是（）。A.水流速度过高B.转轮材料强度不足C.水流局部压力降低到汽化压力以下D.水流中含有过多泥沙答案：C解析：水轮机空化（气蚀）的本质是，当水流流经水轮机流道某些区域时，局部压力降低到当时水温下的饱和蒸汽压力以下，水流内部产生蒸汽空泡（空穴），这些空泡随水流运动到高压区时迅速溃灭，对过流表面材料产生反复冲击，导致材料破坏，即空蚀。8.水电站机组段内，通常用来安装水轮机导水机构、接力器、水轮机导轴承等设备的楼层是（）。A.发电机层B.水轮机层C.蜗壳层D.装配场层答案：B解析：水轮机层通常位于发电机层地板以下、蜗壳顶板以上的空间。该层主要布置有水轮机顶盖、导水机构接力器、水轮机导轴承、水力测量仪表柜、油压装置及部分管道等，是安装和检修水轮机上部设备的主要场所。9.根据《水电工程验收管理办法》，枢纽工程专项验收应在（）进行。A.工程截流前B.水库蓄水前C.首台机组启动前D.工程竣工后答案：B解析：根据国家能源局《水电工程验收管理办法》，水电工程验收包括阶段验收和竣工验收。阶段验收中的枢纽工程专项验收（原称蓄水验收）应在水库蓄水前进行，以确认工程已具备蓄水条件。10.某水电站设计年发电量E=8.76×kWA.4380小时B.438小时C.43800小时D.438000小时答案：A解析：年利用小时数h=。代入数据：h二、多项选择题1.水电站的装机容量由（）组成。A.最大工作容量B.备用容量C.重复容量D.受阻容量E.检修容量答案：A,B,C,E解析：水电站的装机容量是指电站所有机组额定出力之和。在电力系统规划设计中，为满足负荷要求并保证系统安全经济运行，装机容量通常划分为：最大工作容量（承担系统最大负荷的容量）、备用容量（包括负荷备用、事故备用）、重复容量（为利用丰水期多余水量而增设的容量）和检修容量（替代检修机组工作的容量）。受阻容量是由于各种原因导致机组不能发出的那部分容量，不属于装机构成部分。2.影响水电站水库正常蓄水位选择的主要因素有（）。A.地形地质条件B.库区淹没损失C.水量利用程度与动能指标D.工程投资与效益E.上游已建水库的调度方式答案：A,B,C,D,E解析：正常蓄水位是水库最重要的特征水位之一，其选择是一个多目标、多约束的综合决策过程。主要影响因素包括：①地形地质条件（坝址、库盆条件）；②库区淹没与移民（土地、城镇、文物、生态）；③水资源综合利用要求（发电、防洪、供水、灌溉、航运等）；④工程规模与投资效益（工程量、投资、发电效益等）；⑤上下游已建、在建梯级电站的相互影响；⑥生态环境影响等。3.水轮机调节保证计算的主要任务包括（）。A.计算机组暂态转速上升率B.计算引水系统压力上升率C.确定调速器调节参数D.计算水轮机安装高程E.选择机组惯性时间常数答案：A,B,C,E解析：调节保证计算（简称调保计算）是在水电站甩负荷过渡过程中，计算机组转速变化和引水系统压力变化，并使其控制在允许范围内的计算。主要任务包括：①计算机组最大转速上升率；②计算引水系统最大压力上升率（或最大内水压力）；③根据计算结果，必要时调整引水系统布置、机组G（惯性时间常数）或选择合理的导叶关闭规律（与调速器调节参数相关）。水轮机安装高程主要由空化特性决定，不属于调保计算范畴。4.下列属于水电站施工导流方式的有（）。A.分期围堰导流B.明渠导流C.隧洞导流D.涵管导流E.淹没基坑导流答案：A,B,C,D,E解析：施工导流是水利工程施工期间，为创造干地施工条件，将河道水流导向下游的工程措施。常见方式包括：①分期围堰导流（河床内分期修筑围堰，水流通过被束窄的河床或预留的泄水通道下泄）；②一次断流围堰导流（配合隧洞、明渠、涵管等永久或临时泄水建筑物导流）。以上选项均为具体可行的导流方式。5.抽水蓄能电站的效益主要体现在（）。A.静态效益：通过削峰填谷获得电量差价收益B.动态效益：提供调频、调相、事故备用等服务C.容量效益：替代系统中其他调峰电源的容量D.环保效益：减少系统火电调峰的煤耗与排放E.社会效益：提高电网供电可靠性和电能质量答案：A,B,C,D,E解析：抽水蓄能电站的效益是综合性的。静态效益（也称能量转换效益）主要指利用峰谷电价差获得的经济收益。动态效益（也称运行效益）包括调频、调相、旋转备用、快速负荷跟踪、提高系统稳定性等，增强了电网灵活性和安全性。容量效益体现在可作为可靠的调峰电源，减少系统对新建其他调峰电源的容量需求。环保效益源于其替代火电深度调峰，减少化石能源消耗和污染物排放。社会效益则是提高整个电力系统的可靠性、安全性和电能质量。三、判断题1.水电站的保证出力越大，其设计保证率也越高。（）答案：×解析：保证出力是相应于某一设计保证率下的供水期平均出力。设计保证率是一个事先选定的概率值，表示电站正常发电的可靠程度。对于同一水电站，若选定的设计保证率越高，则对应的设计枯水年（或段）越枯，计算出的保证出力值通常越小。两者并非简单的正比关系。2.反击式水轮机（如混流式、轴流式）是利用水流的压力能和动能做功，而冲击式水轮机（如水斗式）仅利用水流的动能做功。（）答案：√解析：反击式水轮机转轮在工作时全部浸没在有压水流中，水流在通过转轮叶片流道时，压力和流速的大小、方向均发生变化，从而将其压能和动能传递给转轮。冲击式水轮机转轮工作于大气中，来自喷嘴的高速射流（全部为动能）冲击转轮水斗，将动能传递给转轮。3.调压室的基本布置方式有：上游调压室、下游调压室和上下游双调压室。设置调压室后，可以完全消除水击压力。（）答案：×解析：调压室是设置在压力引水道上具有自由水面的调压设施。其基本作用是反射水击波，缩短压力管道的长度，从而减小压力管道及厂房内的水击压力，并改善机组的运行条件。但它不能完全消除水击压力，尤其是靠近机组的压力管道段，水击压力仍然存在，需要通过调节保证计算进行验算和控制。4.水库的兴利库容（调节库容）是指正常蓄水位与死水位之间的库容。（）答案：√解析：兴利库容，又称调节库容或有效库容，是指正常蓄水位与死水位之间的水库容积。该部分库容直接用于调节径流，满足发电、灌溉、供水、航运等兴利部门的需求。5.水电站的厂用电率是指厂用电量占电站总发电量的百分比，是反映电站自身能耗水平的重要技术经济指标。（）答案：√解析：厂用电率=。厂用电包括机组自用电（如调速器、励磁系统、轴承润滑冷却系统等）和全厂公用电（如照明、通风、排水、检修等）。降低厂用电率是提高电站运行经济性的重要方面。四、简答题1.简述在水电站规划设计中，如何协调发电与防洪两大任务之间的关系？答案与解析：协调发电与防洪是水资源综合利用的核心问题之一，主要体现在水库调度和特征水位选择上：（1）库容分配：在总库容中合理划分防洪库容与兴利库容（含发电库容）。防洪库容用于调蓄洪水，削减洪峰；兴利库容用于蓄存径流，提高枯水期流量和发电量。两者在汛期可能结合使用（防洪兴利结合库容），但存在竞争关系。（2）特征水位协调：防洪高水位和正常蓄水位的确定需兼顾。抬高正常蓄水位可增加兴利库容和发电效益，但可能增加淹没和抬高坝高；设置足够的防洪库容可能需要降低汛限水位（防洪限制水位），从而影响汛期发电水头和预蓄水量。（3）调度规则制定：制定科学的水库联合调度图或调度规则。汛期，以防洪安全为首要目标，按防洪调度规则运行，在确保防洪安全的前提下争取多发电；非汛期，则以兴利（发电、供水等）为主，充分利用水资源。（4）工程措施：必要时采用分期开发、设置泄洪设施、修建防洪堤等工程措施，缓解矛盾。协调原则是：在确保工程安全和大坝下游防洪安全的前提下，通过优化调度，最大限度地发挥水库的综合效益。2.说明水轮机选型的主要原则和基本步骤。答案与解析：主要原则：①适应水电站的水头、流量变化范围，使机组在加权平均水头下有最高效率；②运行稳定，空化性能好，抗磨损能力强；③结构合理，制造、安装、运行、维护方便；④技术先进，经济合理。基本步骤：（1）收集资料：包括水文资料（水头、流量特性）、地质地形资料、电力系统资料、运输安装条件等。（2）拟定方案：根据电站水头范围、、及单机容量，初步选择适合的机型（如混流式、轴流式、冲击式等）。可参考比转速与适用水头关系图。（3）计算主要参数：对拟定的机型方案，计算转轮标称直径、转速n、吸出高度或安装高程∇。计算公式多基于模型综合特性曲线和相似理论。（4）性能比较与方案论证：比较各方案的效率、空化系数、稳定性指标、工程量、投资、运行特性等。（5）确定推荐方案：通过技术经济综合比较，选定最优的机型及主要参数，必要时进行模型试验验证。3.什么是水电站的“以水定电”原则？在运行中如何体现？答案与解析：“以水定电”原则是指水电站的发电计划和运行方式，主要根据当前及预测的来水情况、水库蓄水状态等水文条件来确定，其发电出力受天然径流时空分布及其调节能力的制约。在运行中的体现：（1）长期（年、季）运行计划制定：根据长期水文预报和水库蓄水情况，制定年度发电量计划、水库调度图，确定各时期（如供水期、蓄水期）的发电控制水位和出力范围。（2）短期（日、周）调度：根据中短期水文预报、水库实时水位和电网需求，编制日发电计划。在丰水期，为减少弃水，往往尽可能多发电（甚至满发）；在枯水期，则需按保证出力或根据水库蓄水下降情况控制发电，以维持水资源的持续利用。（3）实时调度：根据上游实际来水、区间降雨、电网实时负荷及安全约束，滚动调整机组出力。当来水突然增大时，可能需紧急增加出力；当来水不足时，则需降低出力。（4）与火电、新能源的协调：在电力系统中，水电承担调峰、调频任务时，也需考虑水情。例如，在来水偏丰时，水电可多承担峰荷；来水偏枯时，可能需减少调峰幅度，以保存水量。该原则的核心是尊重水资源的客观规律，实现水能资源的科学、高效和可持续利用。五、计算题1.某坝式水电站，已知其设计水头=80m，单机引用流量Q=120/s，水轮机效率=0.92答案：解析：水电站单机容量计算公式为：N其中，9.81为重力加速度单位换算系数（kW代入数据：N计算步骤：首先计算9.81再乘以80：1177.2再乘以0.92：94176再乘以0.97：86641.92最后乘以0.995：84042.6624得到的结果单位为kW转换为MW：保留两位小数：N因此，该水电站单机容量约为83.62MW。2.某年调节水电站，设计枯水年供水期（共T=6个月，按30×6×24=4320小时计）的调节流量为答案：解析：保证出力计算公式为：=其中，K为出力系数，综合了重力加速度、水轮机效率、发电机效率及单位换算等因素，通常取值范围为8.0∼8.5，本题给定代入数据：=计算步骤：先计算150再乘以8.3：10500得到的结果单位为kW转换为MW：因此，该水电站的保证出力为87.15MW。（注：本题中供水期小时数T是计算保证电能=×T时使用的参数，计算保证出力六、案例分析题【案例背景】某河流拟建一座混合式抽水蓄能电站。上水库利用已建的高山湖泊进行加固扩建，下水库为拟在河道上新建的坝式水库。电站设计装机容量1200MW（4×300MW），额定水头500m。主要承担电力系统的调峰、填谷、调频和事故备用任务。工程区域地质条件复杂，存在活动断裂带。库区涉及部分自然保护区实验区和少量居民点。问题：1.从工程布置角度，简述混合式抽水蓄能电站与纯抽水蓄能电站的主要区别。本电站上、下水库的水量平衡需要考虑哪些特殊因素？2.针对高水头、大容量的抽水蓄能机组，在主机设备选型（水泵水轮机、发电电动机）时应重点关注哪些技术特性？3.针对案例中提到的地质和环境影响问题，在可行性研究阶段应开展哪些专项工作以降低工程风险？答案与解析：1.主要区别：纯抽水蓄能电站的上、下水库均无或仅有少量天然径流汇入，其运行主要依靠上下库间的水体循环，发电用水量等于抽水蓄存的水量，基本不消耗河道径流。混合式抽水蓄能电站的下水库（有时上水库也是）通常具有调节天然径流的功能，其发电量一部分来自抽蓄循环能量，另一部分来自天然径流的水能。本电站下水库为新建的河道水库，因此具有混合式特征。水量平衡特殊因素：①下水库的天然入库径流：需考虑天然来水的年内分配，用于补充蒸发渗漏损失，并可能参与发电。②综合利用需求：下水库可能承担供水、灌溉、生态流量下泄等任务，需在水量平衡中扣除。③蒸发渗漏损失：上下水库，特别是上水库（高山湖泊）的水面蒸发和库盆渗漏。④抽水与发电的水量循环平衡：这是抽蓄运行的核心，需确保在一个运行周期（如日、周）内，抽水量与发电用水量相匹配，维持库水位在允许变幅内。2.主机设备选型需重点关注的技术特性：水泵水轮机：①高水头稳定性：在额定水头500m及变水头范围内，需保证水泵工况和水轮机工况的效率及运行稳定性，避免“S”区等不稳定运行区。②空化与磨损：高转速和高水头对空化性能要求苛刻，需精确计算和确定安装高程；如水质含沙，需考虑抗磨损措施。③可逆性性能：兼顾两种工况的性能，通常以发电工况为优化重点，但需确保水泵工况的扬程-流量特性与电网抽水功率匹配。④结构强度：高水头导致过流部件承受巨大压力，转轮、主轴、蜗壳