導(dǎo)讀●一、填空題（每題1分，共20分）●二、判斷題（每題1分，共10分）●三、選擇題（每題2分，共40分）●四、簡答題（每題4分，共20分）●五、開放題題（每題5分，共10分）水輪機(jī)維修與應(yīng)用知識(shí)考題一、選擇題（共20題）1.下列哪種水輪機(jī)屬于沖擊式水輪機(jī)？A.軸流式B.混流式C.水斗式D.貫流式[答案：C]2.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的主要材料是______。A.鑄鐵B.碳鋼C.不銹鋼D.鋁合金[答案：C]3.導(dǎo)葉的主要作用是______。A.調(diào)節(jié)水流量B.支撐轉(zhuǎn)輪C.控制尾水管水流D.增加水頭[答案：A]4.水輪機(jī)調(diào)速器的核心功能是______。A.控制發(fā)電機(jī)電壓B.穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速C.調(diào)節(jié)冷卻水溫度D.保護(hù)軸承潤滑[答案：B]5.混流式水輪機(jī)適用的水頭范圍是______。A.10-50米B.30-700米C.5-20米D.800-1500米[答案：B]6.水輪機(jī)空蝕現(xiàn)象最容易發(fā)生在______部位。A.導(dǎo)葉表面B.轉(zhuǎn)輪葉片背面C.尾水管內(nèi)壁D.蝸殼進(jìn)口[答案：B]7.水輪機(jī)大修周期通常為運(yùn)行______小時(shí)。A.5000B.8000-10000C.15000-20000D.30000[答案：C]8.下列哪項(xiàng)是水輪機(jī)軸承溫度過高的主要原因？A.潤滑油不足B.導(dǎo)葉開度過大C.電網(wǎng)頻率波動(dòng)D.尾水管振動(dòng)[答案：A]9.水輪機(jī)效率最高的工況點(diǎn)稱為______。A.額定工況B.最優(yōu)工況C.極限工況D.空載工況[答案：B]10.反擊式水輪機(jī)與沖擊式水輪機(jī)的根本區(qū)別在于______。A.是否利用水流動(dòng)能B.是否利用水流勢(shì)能C.水流是否完全充滿流道D.是否需要尾水管[答案：C]11.貫流式水輪機(jī)常用于______水電站。A.高水頭大流量B.低水頭大流量C.中水頭小流量D.超高水頭[答案：B]12.水輪機(jī)主軸密封泄漏的緊急處理措施是______。A.停機(jī)更換密封環(huán)B.注入高壓油脂臨時(shí)封堵C.降低機(jī)組負(fù)荷D.加強(qiáng)冷卻水流量[答案：B]13.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)的目的是______。A.檢測(cè)材料強(qiáng)度B.消除質(zhì)量偏心C.測(cè)量水力效率D.校準(zhǔn)導(dǎo)葉開度[答案：B]14.下列哪項(xiàng)不屬于水輪機(jī)振動(dòng)過大的常見原因？A.軸線不對(duì)中B.導(dǎo)葉開度不均C.轉(zhuǎn)輪葉片裂紋D.電網(wǎng)電壓波動(dòng)[答案：D]15.水輪機(jī)蝸殼的主要功能是______。A.均勻分配水流B.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速C.儲(chǔ)存能量D.過濾雜質(zhì)[答案：A]16.軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的葉片角度可調(diào)，主要為了適應(yīng)______變化。A.水頭B.流量C.泥沙含量D.溫度[答案：B]17.水輪機(jī)檢修后首次啟動(dòng)前必須進(jìn)行的試驗(yàn)是______。A.超速試驗(yàn)B.甩負(fù)荷試驗(yàn)C.手動(dòng)盤車檢查D.效率測(cè)試[答案：C]18.水輪機(jī)尾水管的作用是______。A.回收水流剩余動(dòng)能B.增加進(jìn)口水壓C.減少空蝕風(fēng)險(xiǎn)D.調(diào)節(jié)流量[答案：A]19.水輪機(jī)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，調(diào)速器會(huì)迅速______。A.關(guān)閉導(dǎo)葉B.打開泄水閥C.增加勵(lì)磁電流D.啟動(dòng)備用電源[答案：A]20.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片表面出現(xiàn)魚鱗狀裂紋，最可能的原因是______。A.空蝕破壞B.材料疲勞C.泥沙磨損D.安裝誤差[答案：A]二、判斷題（共10題）1.水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速越高，適用于水頭越低。（）答案：√2.混流式水輪機(jī)的葉片數(shù)越多，效率越高。（）答案：×3.水輪機(jī)檢修時(shí)，必須釋放蝸殼和壓力鋼管內(nèi)的殘余壓力。（）答案：√4.軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的葉片密封失效會(huì)導(dǎo)致漏水增加。（）答案：√5.水輪機(jī)的汽蝕現(xiàn)象主要發(fā)生在葉片進(jìn)口邊背面。（）答案：×6.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間無關(guān)。（）答案：×7.水輪機(jī)主軸與發(fā)電機(jī)主軸的同軸度偏差應(yīng)≤0.1mm/m。（）答案：√8.沖擊式水輪機(jī)無需設(shè)置主軸密封。（）答案：√9.水輪機(jī)軸承潤滑油的粘度越高，潤滑效果越好。（）答案：×10.水輪機(jī)振動(dòng)超標(biāo)時(shí)，可通過增加配重塊調(diào)整動(dòng)平衡。（）答案：√三、填空題（20題，每題2分）1.水輪機(jī)按工作原理可分為________式和沖擊式兩大類。答案：反擊2.混流式水輪機(jī)的核心過流部件包括蝸殼、導(dǎo)葉、________和尾水管。答案：轉(zhuǎn)輪3.軸流式水輪機(jī)適用于________水頭、大流量的水力發(fā)電場(chǎng)景。答案：低4.水輪機(jī)蝸殼的作用是將水流均勻?qū)雽?dǎo)葉，并使水流形成________運(yùn)動(dòng)。答案：環(huán)量（或旋轉(zhuǎn)）5.水輪機(jī)導(dǎo)葉的關(guān)閉規(guī)律直接影響________效應(yīng)的大小（如水錘壓力）。答案：水錘6.反擊式水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換同時(shí)利用水流的________能和壓能。答案：動(dòng)7.水輪機(jī)主軸密封分為接觸式密封和________式密封（如迷宮密封）。答案：非接觸8.含沙水流環(huán)境中，水輪機(jī)葉片常用________不銹鋼（如0Cr13Ni5Mo）提高耐磨性。答案：抗磨9.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心任務(wù)是通過控制________開度實(shí)現(xiàn)有功功率調(diào)節(jié)。答案：導(dǎo)葉10.水輪機(jī)軸承溫度監(jiān)測(cè)通常采用________傳感器（如PT100）。答案：溫度11.混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪由葉片、上冠和________組成，形成過流通道。答案：下環(huán)12.水輪機(jī)檢修時(shí)，導(dǎo)葉端面間隙的標(biāo)準(zhǔn)值通常為________mm（如0.1-0.3mm）。答案：0.1-0.313.沖擊式水輪機(jī)（如水斗式）的噴嘴將水流轉(zhuǎn)換為高速________流驅(qū)動(dòng)水斗旋轉(zhuǎn)。答案：射14.水輪機(jī)主軸擺度檢測(cè)使用________表，測(cè)量主軸徑向跳動(dòng)量。答案：百分15.軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的葉片角度通過________器自動(dòng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)流量變化。答案：接力16.水輪機(jī)尾水管的作用是回收轉(zhuǎn)輪出口水流的________能，提高效率。答案：動(dòng)17.水輪機(jī)補(bǔ)氣裝置的主要作用是防止尾水管產(chǎn)生________，減少振動(dòng)和噪聲。答案：真空18.水輪機(jī)蝸殼水壓試驗(yàn)的壓力通常為額定工作壓力的________倍（如1.5倍）。答案：1.519.水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速（ns）的物理意義是相似工況下產(chǎn)生單位________所需的轉(zhuǎn)速。答案：功率20.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)的允許不平衡力矩應(yīng)小于________N·m（根據(jù)轉(zhuǎn)輪重量確定）。答案：設(shè)計(jì)規(guī)定值四、簡答題（5題，每題8分）1.簡述反擊式水輪機(jī)的工作原理及核心部件功能。答案：工作原理：水流通過蝸殼均勻進(jìn)入導(dǎo)葉，導(dǎo)葉調(diào)節(jié)水流方向和流量，形成具有環(huán)量的水流沖擊轉(zhuǎn)輪葉片，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)輪將水流的動(dòng)能和壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過主軸傳遞給發(fā)電機(jī)。尾水管回收轉(zhuǎn)輪出口的剩余動(dòng)能，減少能量損失。核心部件功能：蝸殼：匯集水流并賦予環(huán)量，引導(dǎo)水流均勻進(jìn)入導(dǎo)葉；導(dǎo)葉：控制水流方向和流量，調(diào)節(jié)機(jī)組功率；轉(zhuǎn)輪：實(shí)現(xiàn)水能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，是能量轉(zhuǎn)換的核心部件；尾水管：回收轉(zhuǎn)輪出口動(dòng)能，提高水輪機(jī)效率。2.水輪機(jī)導(dǎo)葉關(guān)閉后漏水率超標(biāo)（＞5%）的可能原因及處理措施有哪些？答案：可能原因：①導(dǎo)葉密封面磨損或劃傷，導(dǎo)致貼合不緊密；②導(dǎo)葉軸套間隙過大，造成導(dǎo)葉偏擺；③密封件（如橡膠條）老化、變形或斷裂；④導(dǎo)葉臂或連桿機(jī)構(gòu)松動(dòng)，關(guān)閉位置不準(zhǔn)確；⑤過流部件（如導(dǎo)葉、頂蓋、底環(huán)）變形。處理措施：①檢修導(dǎo)葉密封面，研磨修復(fù)或更換密封件；②調(diào)整導(dǎo)葉軸套間隙，更換磨損的軸套；③更換老化的密封橡膠條，檢查密封槽是否完好；④緊固導(dǎo)葉臂和連桿螺栓，重新調(diào)整關(guān)閉位置；⑤對(duì)變形部件進(jìn)行校正或更換，必要時(shí)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。3.簡述水輪機(jī)主軸擺度的檢測(cè)方法及超標(biāo)危害。答案：檢測(cè)方法：①將百分表固定在水輪機(jī)固定部件上，觸頭垂直抵住主軸被測(cè)位置（如法蘭面、軸頸）；②手動(dòng)盤車或低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，記錄百分表在360°范圍內(nèi)的最大和最小讀數(shù)；③擺度值=（最大讀數(shù)-最小讀數(shù)）/2，要求≤0.1mm/m（根據(jù)機(jī)組容量調(diào)整）。超標(biāo)危害：①加劇軸承磨損，導(dǎo)致軸承溫度升高甚至燒毀；②引起主軸振動(dòng)，可能引發(fā)機(jī)組共振，損壞密封和連接部件；③影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的同軸度，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子摩擦；④長期擺度超標(biāo)會(huì)造成主軸疲勞裂紋，甚至斷裂。4.水輪機(jī)汽蝕的主要危害及預(yù)防措施有哪些？答案：主要危害：①葉片表面出現(xiàn)蜂窩狀蝕坑，破壞氣動(dòng)外形，降低效率；②加劇機(jī)組振動(dòng)和噪聲，影響穩(wěn)定運(yùn)行；③蝕穿葉片導(dǎo)致漏水，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)葉片斷裂；④增加檢修頻率和維護(hù)成本，縮短設(shè)備壽命。預(yù)防措施：①設(shè)計(jì)制造：采用抗汽蝕材料（如不銹鋼、環(huán)氧樹脂涂層），優(yōu)化葉片型線；②運(yùn)行調(diào)整：避免在低負(fù)荷（＜40%額定功率）長期運(yùn)行，控制吸出高度≤允許值；③補(bǔ)氣裝置：在尾水管或轉(zhuǎn)輪區(qū)引入空氣，抑制汽泡生成；④檢修維護(hù)：定期打磨修復(fù)葉片蝕坑，更換嚴(yán)重汽蝕的部件；⑤監(jiān)測(cè)預(yù)警：安裝汽蝕振動(dòng)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控汽蝕強(qiáng)度。5.簡述水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成及各部分功能。答案：調(diào)速系統(tǒng)主要由以下部分組成：①測(cè)量元件（如轉(zhuǎn)速傳感器）：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組轉(zhuǎn)速，反饋給調(diào)速器；②調(diào)速器：接收轉(zhuǎn)速信號(hào)，與給定值比較后輸出調(diào)節(jié)信號(hào)，控制導(dǎo)葉開度；③執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如接力器）：根據(jù)調(diào)速器信號(hào)，通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)葉開閉；④反饋機(jī)構(gòu)：將導(dǎo)葉實(shí)際開度信號(hào)反饋至調(diào)速器，形成閉環(huán)控制；⑤液壓系統(tǒng)：提供壓力油，驅(qū)動(dòng)接力器動(dòng)作，包括油泵、油箱、濾油器等。功能：維持機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，適應(yīng)負(fù)荷變化；實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)、功率調(diào)節(jié)及并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷分配；在事故狀態(tài)下快速關(guān)閉導(dǎo)葉，保護(hù)機(jī)組安全。五、開放題（2題，每題10分）1.某水電站水輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)劇烈振動(dòng)，試分析可能原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）機(jī)械因素①主軸擺度超標(biāo)或軸承間隙過大；②轉(zhuǎn)輪靜/動(dòng)平衡失效（如葉片磨損、裂紋導(dǎo)致質(zhì)量不均）；③機(jī)組固定部件松動(dòng)（如地腳螺栓、軸承座螺栓）；④主軸與發(fā)電機(jī)軸同軸度偏差過大。（2）水力因素①導(dǎo)葉開度不均或卡滯，導(dǎo)致水流不對(duì)稱；②尾水管渦流或真空度異常，引發(fā)低頻振動(dòng)；③汽蝕嚴(yán)重，葉片受到周期性沖擊力；④蝸殼或壓力鋼管水流脈動(dòng)過大（如閥門故障）。（3）電氣因素①發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良或繞組短路，引發(fā)電磁振動(dòng)；②機(jī)組并網(wǎng)時(shí)相位或頻率偏差過大，產(chǎn)生電磁力矩波動(dòng)。排查步驟：①機(jī)械檢查：測(cè)量主軸擺度和軸承間隙，檢查螺栓緊固情況；對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，必要時(shí)做動(dòng)平衡測(cè)試；檢測(cè)主軸與發(fā)電機(jī)軸的同軸度（偏差≤0.1mm/m）。②水力分析：監(jiān)測(cè)導(dǎo)葉開度一致性，檢查導(dǎo)葉是否卡滯或密封泄漏；測(cè)量尾水管真空度和壓力脈動(dòng)，啟動(dòng)補(bǔ)氣裝置觀察振動(dòng)變化；檢查葉片汽蝕情況，清理過流部件異物。③電氣檢測(cè)：測(cè)試發(fā)電機(jī)繞組絕緣電阻和直流電阻，排查短路故障；分析振動(dòng)頻譜，區(qū)分機(jī)械振動(dòng)（1X、2X轉(zhuǎn)頻）和電磁振動(dòng)（高頻分量）。④運(yùn)行調(diào)整：避開振動(dòng)頻發(fā)的負(fù)荷區(qū)間（如40%-60%額定功率）；優(yōu)化調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，減少導(dǎo)葉調(diào)節(jié)過程中的壓力脈動(dòng)。2.在水輪機(jī)檢修中，如何通過技術(shù)措施提高機(jī)組效率？請(qǐng)結(jié)合實(shí)際案例說明。答案：技術(shù)措施：①過流部件修復(fù)：打磨葉片表面汽蝕坑，涂刷抗磨涂層（如環(huán)氧樹脂