沙角C厂3×660 MW机组均为进口燃煤机组，其控制系统(CCS)采用了英国BAILEY公司的INFI-90分散控制系统。汽轮机电调使用了GA的MICRO-REC电调。该电调采用了分级控制的方式，即分为上位级和基础级的控制方式。上位级完成全自动控制功能。当上位级出现故障时汽机控制切换至基础级由操作员手动控制。电调的上位级通过硬接线与CCS通信。
1 故障过程
1998年12月18日14：20：15，沙角发电C厂2号机组电调系统上位级运行故障，自动复位自检，控制切换至基础级，同时退出机炉协调控制，切锅炉主控制器至手动状态。此时机组负荷611 MW，B，C，D，E，F制粉系统运行。锅炉风、煤控制子系统均在自动状态。14：24：15，锅炉主控信号突然增大，由64%突然跳至134%，引起锅炉燃料量和风量急剧增大。如图1示，14：26：31，A送风机振动高报警；14：26：34，A送风机跳闸，机组RUNBACK。分别跳F，E制粉系统，但由于锅炉负荷过高，14：26：42，炉膛压力低低，锅炉MFT动作，机组跳闸。
图1 2号机组跳闸前后主要参数历史曲线
1—压力设定；2—实际压力；3—锅炉主控信号；4—磨煤机负荷指令
2 故障的调查与分析
初步分析，大家一致认为机组跳闸的原因是由于锅炉负荷突然增大造成的。因此，找出锅炉主控信号突变的原因也就是机组跳闸原因的关键。经过事故回忆，运行人员肯定了当时锅炉主控制器在手动运行状态时，并未改变锅炉主控制器的输出信号。
图2是沙角C厂协调控制系统锅炉主控系统示意图。功率指令作为前馈信号作用于锅炉主控信号。主蒸汽压力调节器则起细调作用，保证压力实际值与给定值相等。前馈信号和主蒸汽压力调节器输出信号相加后送入锅炉主控M／A站。在投入机炉协调的情况下，前馈信号选取CCS本身的功率指令；当机炉协调被切除时，前馈信号选取来自电调的功率指令。
图2 机炉协调控制系统锅炉主控系统
根据设计原理和逻辑分析，如果锅炉主控制器在手动状态，只有手动操作才能改变输出信号的变化。但手动输出信号的上限只有105%，事故后的实验也证明了这一点。因此，锅炉主控信号跳变决不可能是由手动改变所致。但根据投自动的逻辑分析来看，由于CCS系统自动检测来自电调上位级的硬接线信号，一旦超出-5%～105%的正常范围，则判断信号为坏点，不允许投入锅炉主控自动。而事故时电调的上位级故障，送至CCS的信号不在-5%～105%的正常范围之内，应无法投入锅炉主控制器自动。
我们在取得许可的条件下，2号机组进行了事故模拟试验，采用手动复位电调上位级的方法来模拟事故的发生情况。在作好各项安全措施、各方面人员到位和各种记录曲线已预备的情况下，首先由热工人员复位上位级控制器。当时机组运行情况稳定，锅炉风、煤系统正常，负荷约600 MW，锅炉主控信号为60%，前馈信号为66%，压力调节器输出为-5%。之后观察试验情况，我们发现：在手动复位电调上位级之后，机炉协调控制方式立即被切除，汽轮机控制切至电调本身的基础级控制由于CCS检测到故障的上位级送来的硬接线信号小于-5%，判断为坏点，因此，切锅炉主控器为手动，而且无法投入自动。这时，由于机炉协调控制被切除，锅炉主控的前馈信号选取来自电调的功率指令，但由于电调上位级故障，因此由硬接线送来的功率指令为-25%，而主蒸汽压力调节器则自动跟踪至91%，以保证锅炉主控M／A站手自动信号跟踪正常。这一切都和事故发生时的情况相同。
但我们发现，在电调上位级系统即将复位结束前的40 s左右，上位级系统的全部I／O子卡已自检完毕，所有送至CCS的硬接线信号恢复至0，CCS无法检测出这些信号的质量，这时锅炉主控制器已允许投入自动。这时，锅炉主控的前馈信号为0，而主蒸汽压力调节器则自动跟踪至66%。如果在这种情况下投入锅炉主控自动，一旦电调上位级复位全部结束，将突然送来电调现有的功率指令信号。如图3所示，这次试验突然送至的前馈信号高达68%。由于前馈信号突然送至并和主蒸汽压力调节器输出信号相加，则等于超量程的134%，而且该值立即作用于锅炉风煤子系统，对整个机组特别是锅炉运行状态的扰动了不言而喻的。这些都和事故发生时的情况相同。至此，已初步找到了锅炉主控信号突然增大的原因。
图3 2号机组模拟试验时主要参数记录曲线
1—压力设定；2—实际压力；3—锅炉主控信号；4—磨煤机负荷指令
通过试验可以想象：事故发生开始时运行人员的确无法将锅炉主控制器投入自动，不巧的是在电调上位级系统复位完毕前的特殊时间段将锅炉主控制器投入自动，在复位完全结束时，造成锅炉主控信号跳升，从而引起了这次事故。
3 措施
通过这次事故调查分析以及模拟试验，找出了形成事故的基本原因：CCS检测关键信号质量的逻辑不严密。为此，我们提出并实施了有关逻辑修改方案，及采取了相应的事故预防措施：
a)对于来自电调的控制信号，CCS对其质量检测功能码后加适当的延时，以保证质量检测准确。
b)只有电调上位级操作在控制终端上完全正常，才允许投入锅炉主控自动。
c)进一步完善RUNBACK的功能，提高RUNBACK的可靠性。
通过以上的事故分析，我们认为：对于分级控制的调节系统，必须注意CCS跟踪信号的准确性，以避免出现类似的事故。
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