高级技师水轮发电机组值班员.docx
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高级技师水轮发电机组值班员
单位___________________考生姓名_________准考证号___________________考试时间_____________考评员签名__________考评组长签名__________
（11-039）
《水轮发电机组值班员》高级技师
一、选择题（请将正确答案的代号填入括号内，每题1分，共21题）
1.PLC的中文含义是（）。
（A）计算机；（B）微型机算机；（C）可编程逻辑控制器；（D）运算放大器。
答案:
C
2.具有（）特性的发电机是不能在公共母线上并联运行的。
（A）正调差；（B）负调差；（C）零调差；（D）有差。
答案:
C
3.故障切除时间等于（）。
（A）继电保护装置动作时间；（B）断路器跳闸时间；（C）继电器保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和；（D）电弧启燃到熄灭的时间。
答案:
C
4.对于设备缺陷管理，下列哪项不正确（）。
（A）值班员发现设备缺陷后应马上自行处理；（B）值班员发现设备缺陷后应及时向值长汇报；（C）对于较大的设备缺陷和异常，班值长应予复查；（D）对系统管辖的设备要汇报调度员。
答案:
A
5.操作票要妥善保管保存，保存期不少于（）。
（A）三个月；（B）半年；（C）一年；（D）两年。
答案:
C
6.操作票的三级审核是指（）依次审核。
（A）操作人、监护人、值班长；（B）监护人、值班负责人（班长）、值班长；（C）监护人、值班负责人（班长）、上级主管领导；（D）操作人、值班负责人（班长）、值班长。
答案:
B
7.一般制造厂家的设计标准是保证机组在飞逸工况下运行（）min而不损坏。
（A）1；（B）2；（C）3；（D）4。
答案:
B
8.变压器铁心通常采用叠片装成而非整体硅钢，主要原因是（）。
（A）节省材料；（B）缩小体积；（C）减小涡流；（D）提高强度。
答案:
C
9.下列哪一项不属于保证安全的技术措施：
（）。
（A）停电；（B）验电；（C）装设接地线；（D）危险点预控。
答案:
D
10.下列哪项不是变压器并联运行的优点：
（）。
（A）提高供电可靠性；（B）减小导线长度；（C）提高运行效率；（D）减小备运容量。
答案:
B
11.变压器中产生三次谐波的主要原因是（）。
（A）磁带耗损；（B）电磁不平衡；（C）电感影响；（D）铁芯饱和。
答案:
D
12.未经值班的调度人员许可，（）不得操作调度机构调度管辖范围内的设备。
（A）非值班人员；（B）任何人；（C）非领导人员；（D）领导。
答案:
B
13.滑动轴承选择润滑剂时以（）为主要指标。
（A）闪点；（B）黏度；（C）密度；（D）酸值。
答案:
B
14.对水轮机性能起明显作用的汽蚀是（）。
（A）间隙汽蚀；（B）空腔汽蚀；（C）局部汽蚀；（D）翼型汽蚀。
答案:
D
15.运行人员可根据设备运行情况、预计的工作、天气变化情况组织进行（）。
（A）反事故演习；（B）反事故预想；（C）运行分析；（D）安全活动。
答案:
B
16.口对口人工呼吸，吹气时，如有较大阻力，可能是（），应及时纠正。
（A）头部前倾；（B）头部后仰；（C）头部垫高；（D）吹气力度不够。
答案:
A
17.磁极接头处搭接面积，以接触电流密度计算应不大于（）。
（A）0.25A／mm2；（B）0.25mA／mm2；（C）0.25A／cm2；（D）0.35A／mm2。
答案:
A
18.导轴承在运行中承担（）载荷。
（A）轴向；（B）径向；（C）轴向和径向；（D）所有。
答案:
B
19.主设备损坏，检修费用在150万元以上，检修期在20天以上者是（）事故。
（A）一般；（B）重大；（C）特大；（D）重特大。
答案:
C
20.变压器油色谱分析结果：
总烃高，C2H2（乙炔）占主要成分，H2含量高，则判断变压器的故障是（）。
（A）严重过热；（B）火花放电；（C）电弧放电；（D）进入空气。
答案:
C
21.发电机推力轴承座与基础之间用绝缘垫隔开可防止（）。
（A）击穿；（B）受潮；（C）漏油；（D）形成轴电流。
答案:
D
二、判断题（正确的请在括号内打"√"，错误的打"×"，每题1分，共19题）
1.在中性点不接地的电力系统中，发生单相接地故障时其线电压不变。
（）
答案:
√
2."等耗量微增率"准则是保证设备安全运行的准则。
（）
答案:
×
3.在系统中并列运行的各机组，根据每台机组bp的大小成正比例合理地分配负荷。
（）
答案:
×
4.稳定性概念表明了调节系统的动态过程。
（）
答案:
√
5.透平油的闪点用开口式仪器测定，绝缘油的闪点用闭口式仪器测定。
（）
答案:
√
6.机组经济运行的核心是水能得到合理利用。
（）
答案:
√
7.在单电源的输电线路上，一般采用重合闸后加速保护动作的三相重合闸。
（）
答案:
√
8.水导轴承所受的径向力，主要是导轴瓦间隙调整不均匀引起的。
（）
答案:
×
9.商业化运营的问题是多发电。
（）
答案:
×
10.在密闭自循环式空气冷却系统中，转子风扇是主要压力元件，取消风扇后，机组无法正常工作。
（）
答案:
×
11.调速系统压油装置的正常运行是机组安全运行的必要条件。
（）
答案:
√
12.计算机中一个完整的中断过程通常经历中断请求、中断响应、中断处理、中断返回四步。
（）
答案:
√
13.底流消能多应用于坝下游基岩较差，水流较稳的河流。
（）
答案:
√
14.绝缘强度是评定绝缘油电气性能的唯一指标。
（）
答案:
×
15.发电机阻尼绕组在转子发生振荡时能起抑制振荡作用。
（）
答案:
√
16.在值班人员的业务培训中应坚持"三不放过原则"。
（）
答案:
×
17.电弧是一种气体游离放电现象。
（）
答案:
√
18.触电伤员如牙关紧闭，可对鼻子人工呼吸。
对鼻子人工呼吸吹气时，要将伤员嘴皮张开，便于通气。
（）
答案:
×
19.实行全国联网以后，电网各处的频率、相位都相等。
（）
答案:
×
三、简答题（请填写答案，每题5分，共13题）
1.执行操作票时，如果操作中发生疑问时，如何处理?
答案:
操作中如果发生疑问时：
（1）应立即停止操作，并向值班调度员或值班负责人报告，弄清问题后再进行操作。
（2）不能擅自更改操作票。
（3）不准随意解除闭锁装置。
2.什么是水轮机调速器的无差静特性和有差静特性?
答案:
所谓无差静特性，是指机组在不同负荷下，经过调节到达新的稳态，机组转速不随负荷的大小而变化，它的曲线是一条平行于横轴的直线。
所谓有差静特性，是指机组在不同负荷下，经过调节到达新的稳态后，机组转速将随负荷增减而变化。
当负荷增加，机组转速降低；当负荷减少，机组转速则增高。
它的静特性曲线是一条倾斜的直线。
3.机组扩大性大修后，为什么要进行甩负荷试验?
答案:
甩负荷试验的目的是为了检验调速器的动态特性及机组继电保护、自动装置的灵敏度，检查蜗壳压力上升值与速率上升是否在调节保证计算的允许范围内。
4.电流互感器二次侧为什么不许开路?
答案:
正常运行时，由于电流互感器二次侧阻抗很小，接近短路状态，而二次侧电动势很小，若二次侧开路，其阻抗变成无限大，二次电流为0，此时一次电流完全变成激磁电流，在二次绕组上产生很高的电动势，其峰值可达几千伏，直接威胁人身和设备安全。
5.什么是电力系统的稳态和暂态?
答案:
稳态是指电力系统正常的、相对静止的运行状态。
暂态是指电力系统从一种运行状态向另一种运行状态过渡的过程。
6.线路停电时，为什么先断开重合闸?
而线路送电正常后又要再投入?
答案:
电气重合闸一般按照"不对应"方式来启动，部分类型的重合闸会在断开短路器时误动；如果送电前重合闸还在投入，送电时会造成重合闸误合，送电后有可能重合闸拒动。
7.事故停机中导水叶剪断销剪断，为什么制动后不允许撤出制动?
答案:
机组事故停机后，是不允许立即启动的，而导水叶剪断销剪断后导水叶在水力的作用下没有关至0位，还有水流流过转轮，如果钢管有水压，制动解除后，则机组就有转动可能，这样对事故处理不利，不但达不到缩小事故的目的，而且有扩大事故的可能，所以事故停机中导水叶剪断销剪断制动不撤除。
8.甩负荷时，调节系统动态品质应达到哪些要求?
答案:
甩负荷时，调节系统动态品质应达到以下要求：
（1）甩100%额定负荷后，在转速变化过程中，超过额定转速3%以上的波峰，不得超过2次；
（2）由机组解列开始，到不超过机组转速摆动规定值为止的调节时间，对大型和中小型调速器，分别不得超过30TW和32TW；
（3）甩25%额定负荷后，接力器不动时间，对机调不大于0.4～0.5s；对电调不大于0.3～0.4s；
（4）在最大水头和设计水头工况下，机组转速上升率和蜗壳水压上升率不超过调节保证计算要求；
（5）尾水管真空度不得大于9mH2O。
9.消除水轮机振动的措施有哪些?
答案:
在查明水轮机振动的原因后，对不同情况采取不同措施：
（1）尾水管装十字架补气：
十字架本身可以破坏尾水管中旋流，减小压力脉动，另一方面涡带内补气也可消除振动。
（2）轴心补气：
从主轴中心孔向转轮下补气，有时也能消除水力原因引起的振动。
（3）阻水栅防振：
在尾水管内加装阻水栅，使之改变涡带的旋转频率，破坏共振。
（4）加支撑筋消振：
在转轮叶片间加支撑筋，对解决涡列引起的叶片振动有一定效果。
（5）调整止漏环间隙：
当高水头水轮机止漏环间隙小时，要适当加大；如有偏心，要设法消除，使之均匀，可以得到良好的消振效果。
（6）避开振动区运行：
当掌握水轮机振动区后，在没有解决振动问题之前，应尽可能避开此区域运行。
（7）如属机械原因引起的振动，查明原因后，分别通过平衡、调整轴线或调整轴瓦间隙等办法解决。
10.水电站技术供水系统的水温、水压和水质不满足要求时，会有什么后果?
答案:
（1）水温。
用水设备的进水温度以在4～25℃为宜，进水温度过高会影响发电机的出力，进水温度过低会使冷却器铜管外凝结水珠，以及沿管长方向温度变化太大造成裂缝而损坏。
（2）水压。
为保持需要的冷却水量和必要的流速，要求进入冷却器的水有一定的压力。
冷却器进水压力一般为0.2MPa为宜，进水压力下限取决于冷却器中的阻力损失，只要冷却器的进口水压足以克服冷却器内部压降及排水管路的水头损失即可。
（3）水质。
水质不满足要求会使冷却器水管和水轮机轴颈面产生磨损、腐蚀、结垢和堵塞。
11.对工作监护人有哪些规定?
答案:
对工作监护人的规定有：
（1）办完工作票后，工作负责人（监护人）应向工作班人员交待现场安全措施、带电部位和注意事项，必须始终在工作现场监护及时纠正违反安全的动作；
（2）所有工作人员，不许单独留在高压室内和室外高压设备区内，如工作需要，且现场情况允许，应由一名有经验的人同时进行工作，但工作负责人应交待安全事项；
（3）全部停电时工作负责人可以参加工作，部分停电时，只有在安全措施可靠，人员集中在一个地点，不致误碰带电设备方可工作，专责监护人不得做其他工作；
（4）工作负责人如因故离开，应指定能够胜任的人员代替，并交待清楚。
返回时，同样履行交接手续，如长时期离开则由工作票签发人重新更改工作负责人，并做好交接；
（5）值班员如发现工作人员违反安规及危及人身安全情况，应向工作负责人提出改正意见，并有权制止工作，并报告上级。
12.填写工作票有哪些具体要求?
答案:
填写工作票的规定有：
（1）用钢笔或圆珠笔填写一式两份；
（2）经工作票签发人审核后，由工作许可人办理许可手续；
（3）工作票不准任意涂改；
（4）工作票主要内容记入操作记录簿中；
（5）全部工作结束，退出现场，在工作票上签字，注销；
（6）工作票保存三个月。
13.电力安全生产管理制度主要包括哪些内容?
答案:
根据电力法第19条规定电力企业要加强安全生产管理，建立企业安全生产责任制，包括以下具体制度：
（1）安全生产责任制；
（2）生产值班制度；
（3）操作票制度；
（4）工作许可制度；
（5）操作监护制度；
（6）工作间断、转移、终结制度；
（7）安全生产教育制度；
（8）电力设施定期检修和维护制度。
四、计算题（请填写答案，每题5分，共17题）
1.图D-16、D-17电路中，当A＝1，B＝1，C＝1，D＝0时，求两图中输出L的值各为多少?
图D-16
图D-17
答案:
解：
图D-16中
图D-17中
答：
图D-16输出为零，图D-17输出为1。
2.试用节点电位法来求解图D-18所示电路中的UAB、I1、I2、I3、I4各是多少?
（E1＝E2＝E3＝25V，R1＝R3＝1Ω，R′2＝R″2＝R4＝0.5（Ω）
图D-18
答案:
解：
以图中标示的电流方向为正方向，由节点电位法得：
UAB＝15（V）
I1＝10AI2＝10AI3＝10AI4＝－30A
答：
UAB＝15V，I1＝10A，I2＝10A，I3＝10A，I4＝－30A。
3.一台四极，50Hz，1425r／min的异步电动机，转子电路参数R2＝0.02Ω，X20＝0.08Ω，定、转子每相电动势的变换比为E1／E20＝10，当E1＝200V时，求：
转子不动时，转子绕组每相电动势的频率和E20、I20、
。
答案:
解：
转子不动时，s＝1
感应电动势的频率：
f2＝sf1＝50（Hz）
转子感应电势：
转子电流：
转子功率因数：
答：
转子绕组每相电势的频率是50Hz，电势是20V，转子电流为242A，功率因数为0.242。
4.将下列二制数化为十进制数：
①（1000）；②（101100）；③（1000101）；④（10101010）。
答案:
①8；②44；③69；④170。
5.如图D-19所示，求总电阻R12。
图D-19
答案:
解：
把接到节点1、3、4上的三角形电路用等效星形电路来代替，得：
R2＝2×2／（2＋2＋1）＝0.8Ω
R3＝2×1／（2＋2＋1）＝0.4Ω
R2＝2×1／（2＋2＋1）＝0.4Ω
然后用电阻的串并联的方法，其等效化简电路如图D-20（a）（b）（c）（d）所示。
所以：
图D-20
R12＝2.684Ω
答：
总电阻R12等于2.684Ω。
6.某电站设计引水钢管长为3000m，若水锤压力波的传播速度为1000m／s，问该电站设计导水叶关闭时间最小为多少时，才不至发生水锤?
答案:
解：
当Ts≤2L／C时，发生直接水锤
所以Ts＝2L／C＝2×3000／1000＝6s
答：
导叶关闭时间最小为6s时发生直接水锤，所以，最小关闭时间应大于6s。
7.下列电路图D-21中，K点发生B、C两相接地短路，试求流过变压器中性点接地线的次暂态短路电流。
（忽略导线阻抗，假设发电机负序电抗等于正序电抗）
图D-21
答案:
解：
选取基准值Sj＝235MVA，Uj＝Up
则发电机正序电抗X*G1＝0.18
变压器正序电抗
发电机负序电抗X*G2＝X*G1＝0.18
变压器负序电抗X*T2＝X*T1＝0.1
变压器零序电抗X*T0＝X*T1＝0.1
在复合序网图中，X*1Σ＝0.18＋0.1＝0.28，X*2Σ＝0.28，X*0Σ＝0.1
流过短路点的次暂态正序电流
流过短路点的次暂态零序电流
流过变压器中性点接地线的次暂态短路电流I″k＝3I″0＝3×2.45＝7.35（A）
答：
流过变压器中性点接地线的次暂态短路电流为7.35A。
8.图D-23是一单相断路器在断开接地故障后的电路模型图，度计算加装均压电容前图D-23和加装均压电容后图D-24断路器的第一断口C1上所加的电压。
（徦定其中C1≈C2≈C0，C>>C1）
图D-23加装均压电容前的电路模型
图D-24加装均压电容后的电路模型
答案:
加装均压电容前，
加装均压电容后，U1＝U[（C＋C1）＋C0]/[2（C＋C1）＋C0]＝U/2
9.一台发电机定子额定电流为3570A，在运行过程中，经测量机端电压为13.8kV，带有功功率75MW，无功功率60MVar，问发电机定子电流是否超过额定值?
答案:
解：
又因为：
定子电流
答：
已超过额定值。
10.一电阻R＝3Ω，与一感抗为XL＝4Ω的电感串联后，接到一交流回路中，若测出电流为22A，求电源电压是多少伏?
无功功率是多少?
答案:
解：
Z＝U／I
U＝IZ＝5×22＝110（V）
P＝I2R＝222×3＝1.452（kW）
XL／R＝Q／P
Q＝PXL／R＝1.452×4／3＝1.936（kvar）
答：
电源电压为110V；无功功率是1.936kvar。
11.有一微安表，最大量程为100μA，内阻R0＝1kΩ，如果改为最大量程10mA的表，必须并联一只多大的分流电阻RF?
答案:
解：
根据题意画出电路图D-42：
已知I＝10mA,I0＝100μA，R0＝1kΩ
图D-42
流过RF的电流IF＝I－I0
＝10－100×10－3
＝9.9（mA）
微安表端电压U0＝I0R0＝100×10－6×103
＝0.1（V）
RF两端电压UF＝U0
RF＝UF／IF＝U0／IF
＝0.1／9.9×10－3＝10.1（Ω）
答：
必须并联一只10.1Ω的分流电阻。
12.某对称三相正弦交流电路，连接方式为YD，如图D-43，导线阻抗可忽略不计，已知负载阻抗Z＝38ej30°Ω，IAB＝10A，试写出各相电流、线电流、电源端相电压的复数表达式。
图D-43
答案:
负载相电流：
IA′B′＝10IB′C′＝10e－j120°A
IC′A′＝10ej120°A
线电流：
IA＝173e－j30°A，IB＝173e－j150°A
IC＝17.3ej90°A
线电压：
UAB＝IA′B′Z＝380ej30°（V）,UBC＝380e－j90°（V）
UCA＝380ej150°（V）
电源端相电压：
UA＝220（V），UB＝220e－j120°（V），UC＝220ej120°（V）
13.某变压器采用强迫油循环运行，绕组最热温度T1为95℃，年平均气温T2＝20℃，绕组平均温度为90℃，问绕组平均温升极限Tmax为多少?
答案:
解：
已知T1＝95℃T2＝20℃
则绕组温差T3＝95－90＝5（℃）
Tmax＝T1－T2－T3＝95－20－（95－90）
＝95－20－5＝70（℃）
答：
绕组平均温升极限为70℃。
14.有一台SN＝353MVA、UN＝18kV、
（滞后）的三相汽轮发电机直接与电网并联，已知发电机参数X*d＝2.26，电枢电阻忽略不计，试求发电机的空载电势E0，以及保持励磁不变发电机的最大电磁功率。
答案:
解：
先画出隐极式发电机的简化相量图D-44：
图D-44
额定相电压
额定相电流
则功角
空载电势
E0不变时
15.假设一水电厂有1、2两台机组，额定有功功率均为300MW，最小负荷为0，其消耗水Q与发出有功功率P之间的关系分别用下式表示Q1＝30＋P1＋0.05P21，Q2＝40＋0.8P2＋0.08P22，试求当给定功率P分别是200MW、500MW时，两台机组负荷如何分配，使得总的耗水量最小?
答案:
解：
在给定负荷和机组数目的情况下，按照等耗量微增率分配负荷，相应的耗量微增率为：
且λ1＝λ2P＝P1＋P2＝200
联立以上四个方程，可得：
P1＝122.3（MW）
P2＝77.7（MW）
同理，当P＝500MW，求得P1＝306.9MW，超出额定功率，故取P1＝300MW，P2＝200MW。
答：
当P＝200MW时，应按P1＝122.3MW，P2＝77.7MW分配负荷；当P＝500MW时，应按P1＝300MW，P2＝200MW分配负荷。
16.某水轮发电机，三相，极数2p＝48，定子槽数Z＝360，试求极距τ，槽距角a和每极每相槽数q。
答案:
17.双回路线路送电时，以下列电路图D-45为模型，分别计算由发电厂A端和变电所B端向线路充电时，线路K点三相短路时的母线A残压。
并说明双回路线路送电时，由哪一侧充电为好?
（其中发电机次暂态电抗为XS,线路电抗为X，另一回由故障点K分为X1和X2，且X1＋X2＝X）
图D-45
答案:
解：
先画出两种情况的等值阻抗如图D-46，
图D-46
显然，UW1＜UW2，从变电所向线路充电时，系统阻抗大，短路电流小，母线残压高，对非故障相影响小，当保护拒动时，停电范围小，所以双回路线路送电时，一般由变电所向线路充电。
五、绘图题（请填写答案，每题10分，共5题）
1.图E-30是零序电流滤过器，请和电流互感器连接起来，并标出电流互感器二次电流的正方向。
图E-30
答案:
其电流相量图示于图E-31。
图E-31
2.画出横差保护原理图，并标出正常运行时的电流方向。
答案:
答案示于图E-58。
图E-58
3.某加工厂所用设备运行中渗漏问题严重，QC小组进行了讨论，共提出如下原因：
设备老化，轴磨损；选料不好，代用料多；责任心不强，教育少；工艺不合理，无标准；室温高，热管无保温；用垫太硬，铅垫；操作不当，无程序；安装质量差，管道别劲；技术水平低，培训少，地面振动，有临时泵。
请把讨论中所提的原因绘出如图E-32所示的因果图。
图E-32
答案:
答案如图E-33所示。
图E-33
4.画出三相变压器纵差保护原理图，并标出正常运行时的TA电流方向。
答案:
答案示于图E-59。
图E-59
5.根据下列变压器过电流保护原理图E-60，画出直流展开图，并标注说明。
图E-60
答案:
答案示于图E-61。
图E-61
六、论述题（请填写答案，每题10分，共14题）
1.励磁变压器中性点为什么不能接地?
答案:
励磁变压器低压侧与转子回路的交流侧电源--可控硅整流回路相连接，而转子回路的交流侧电源接地，势必要使转子绕组回路也受接地影响，这是不允许的，若转子再有一点接地，发电机轻则不能稳定运行、发生振荡，重则失磁、甚至影响发电机寿命和供电可靠性，所以励磁变压器中性点不能接地。
2.论述水轮发电机组调相运行中给气压水的作用过程。
答案:
水电站机组调相运行的给气压水过程中，常从尾水管遗失大量空气。
根据观察，当转轮在水中旋转时，一方面搅动水流使其旋转，另一方面在尾水管中引起竖向回流和尾水管垂直部分与水平部分的横向回流。
这些回流导致空气从尾水管遗失。
空气进入转轮室后，被水流冲裂成气泡由竖向回流将其带至尾水管底部，一部分气泡随着中心的水流回升上去，另一部分气泡被横向水流带至下游。
竖向回流携带空气的能力是有限的。
如果刚开始给气量超过携气量的极限值，给入的空气则不会被冲散遗失，转轮室内便会形成空气室。
由于转轮脱水快，压力过程中逸气少，压缩空气利用率高
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