水轮机调速器是水轮发电机组的重要控制设备，调速器通过调节水轮机的转速，保证输出电能的频率符合电网要求，并实现机组的开停机、负荷调整。调速器事故低油压是指水轮机调速器在运行时，由于压力油罐的油压力过低，导致导叶接力器操作力不足，调速器失去对水轮机活动导叶的控制能力，极端情况下也许会出现导叶无法关回造成机组飞逸。本文通过对一起调速器事故低油压停机案例的深入分析，填补了国内因接力器抽动原因引发事故低油压停机领域研究的空白。

  某电厂调速器系统油压装置配置事故油罐和压力油罐，正常运作情况下，压力油罐中的气体与油容积比大约为2∶1，系统额定压力6.3MPa，压力油罐事故低油压动作定值5.1MPa，压力油罐上安装有3个定值为5.1MPa的压力开关，该压力开关在压力小于5.1MPa时动作，这3个压力开关中有2个动作后将启动事故低油压停机水机保护，机组事故停机。

  事故发生前，该机组固定负荷100MW并网运行，运行人员接调令将机组负荷由100MW调整至120MW指令下发后126s，机组事故低油压水机保护动作，机组执行事故停机流程正常。机组停机后检查调速器各管路、导叶接力器等无破裂漏油，调速器电控柜和油压装置控制柜无报警信号，压力油罐、事故油罐压力已回到正常状态压力。后通过计算机监控系统曲线查询和工业电视系统视频分析，确认事故低油压水机保护动作前，机组接力器出现大幅度抽动。

  电厂调速器按双套冗余配置，导叶开度传感器使用博尔森科技有限公司EP1200AS1S02V1T型磁致伸缩位移传感器。该传感器是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确测量位置。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制造成。测量过程由传感器的电子室产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输并被电子室所检测。由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定距离。

  查看计算机监控系统导叶开度历史曲线，事故时导叶开度出现了周期性跳变，最大跳变幅度6%。查看工业电视系统事故时导叶抽动视频，判断导叶接力器实际抽动幅度小于开度传感器反馈值。事故后，对该导叶开度传感器进行全方位检查，通过手动移动博尔森磁致伸缩位移传感器检验测试滑块（位置磁铁），确认其在60%开度以下输出正常，但60%开度以上传感器输出维持在60%无变化，且多次试验博尔森开度传感器故障现象可完全重现，确认其已永久性损坏。综合分析判断本次事故低油压停机直接原因是该导叶开度传感器突发故障引起。

  电厂调速器控制模式为开度模式，机组负荷调整时由计算机监控系统开出脉冲信号，调速器根据脉冲信号时长计算出导叶开度给定值，导叶开度给定值与导叶开度测量值的差值作为调速器控制量进行自动控制。事故时计算机监控系统发出增负荷指令，调速器计算控制量偏差为正，导叶往开方向动作。导叶开至54%左右测量值突发大幅跳变，导叶开度测量值大于开度给定值，调速器计算控制量偏差为负，导叶开度往关方向动作，回关过程中导叶开度再次跳变，导叶开度测量值小于开度给定值，调速器计算控制量偏差为正，导叶往开方向动作。由于导叶开度测量值反复跳变，调速器始终没有办法将导叶开度调整到导叶给定开度，致使导叶接力器明显抽动。

  电厂调速器压力油罐额定压力6.3MPa，事故低油压动作值5.1MPa，油压装置启主泵压力5.9MPa，启备泵压力5.7MPa。抽动前调速器压力油罐压力6.3MPa，发生抽动后调速器压力由6.3MPa快速降低至5.02MPa，压力油罐油位由1550mm迅速下降至661mm，用时仅有126s。分析计算机监控系统报文，导叶接力器抽动14s后油压装置启动主泵补油，25s后油压装置启动备泵补油，电厂配置压油泵额定流量820L/min，事故中压油泵补油量约2952L，经计算导叶接力器抽动期间调速器用油量超过3500L，调速器压油泵补油量无法维持系统压力。

  电厂调速器故障判断逻辑不完备，博尔森调速器导叶开度传感器故障仅能判断超量程和断线故障，即博尔森导叶开度传感器输出信号转换值大于9999或者小于100时报故障，此时如备用设备无故障才能实现自动主备切换。本次导叶开度传感器故障时，调速器PLC检测到的博尔森导叶开度传感器输出值在5400~6000（对应导叶开度值54%~60%）之间跳变，该值未达到主备用切换条件，调速器没办法实现自动主备切换。

  事故后电厂通过更换同型号导叶开度磁致伸缩位移传感器立即恢复了机组正常运行，但如遇同类传感器故障仍旧没办法避免事故低油压停机，且由于电网对水轮机负荷调节速率要求比较高，通过程序判断博尔森开度传感器跳变难度大，存在阈值过小容易误判，而阈值过大又容易漏判问题，故要完全解决因导叶开度感器故障造成的事故低油压停机问题需通过“三取二”逻辑实现。考虑调速器为实时控制管理系统，参与控制的反馈信号经常性更换会造成负荷波动问题，最终电厂采用一套主用传感器和两套比较传感器实现“三取二”逻辑，调速器选定一套传感器为主用，作为控制管理系统反馈信号实时参与控制，另外两套传感器为比较传感器。当主用传感器出现断线、超量程和大幅度跳变时，调速器判断该传感器故障后切备用运行。当3套传感器均无故障时，将3套传感器的开度值两两相减后作比较，若主用传感器异常偏大和3套偏差都过大，则调速器自动切备用运行；若比较传感器异常偏大则调速器发告警信号。

  要实现博尔森导叶开度传感器“三取二”逻辑最佳方案是每套PLC均配置3套磁致伸缩位移传感器，控制器冗余配置的调速系统需配置6套传感器，而在运机组受接力器安装的地方限制，无法同时布置6套传感器。经调研论证，电站最终确定方案为两只传感器分别接入控制器模入通道，一只传感器经二分器后同时接入双套控制器模入通道，双套控制器之间通过通信共享接入本套控制器的传感器。直接接入本套控制器的传感器作为主用传感器，经二分器接入和另一套控制器通信过来的传感器作为比较传感器，通过3只传感器实现了双套控制器的“三取二”逻辑，既降低了改造投资，又实现了既定功能。

  调速器压力油罐事故低油压将导致机组甩负荷，机组甩负荷后其转速迅速上升，给机组的安全稳

  定运行带来不利影响，同时也会造成电网负荷波动。本文针对一起调速器事故低油压停机事故进行了详细分析，最终查明本次事故的直接原因是导叶开度传感器突发故障，间接原因是调速器故障逻辑判断不完善。通过对本次故障的分析与处理，能给其他同类型水电站的运行维护提供借鉴和指导。同时随着电网对发电设备可靠性要求的逐步的提升和调速器智能化技术的持续不断的发展，如何进一步通过优化调速器软、硬件设计提高系统可靠性，也是电站维护人员和调速器生产厂商必须要思考的课题。

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