H4GSE201MP阶跃上涨至超量程并触发质量位故障

陈希

摘要：2020年7月7日，主控闪发H4GSE201MP源点值故障，核实趋势为仪表触发满量程（16Mpa）故障，同时产生质量位坏点，更换H4GSE201MP压力变送器后故障消失。7月11日，主控再次闪发H4GSE201MP源点值故障，表头显示“FAIL BOARD”（板卡故障），更换H4GSE201MP压力变送器的仪表后故障消失。

本报告通过逐层分析，认为事件的直接原因为压力变送器膜头部分电子板件焊点短路，事件的根本原因为压力变送器膜头部分电子板件生产批次制作工艺有缺陷。

1.事件描述

1.1事件详细过程

2020年7月7日18：05，4号机组功率升至50% Pn运行期间，主控闪发H4GSE201MP源点值故障，仪控人员核实趋势为仪表触发满量程（16Mpa）故障，同时产生质量位坏点。报警为H4GSE201MP9_XP12/H4GSE401KA_XP13/H4GSE201KA_XH02/4GRE377KA_XP12。

H4GSE201MP频繁闪发源点值故障，仪控人员现场拍到H4GSE201MP表头显示FAIL BOARD（压力变送器板件故障），电流输出23mA（仪表故障时输出自检故障电流23mA），该故障现象与H4GSE201MP故障时波动趋势以及报警记录匹配。

仪控人员完成H4GSE201MP更换，检查阀门状态正常，无渗油后，恢复H4GSE201MP的退保护强制。

2.事件后果

2.1对核电厂安全运行的影响

H4GSE201/202/203MP、H3GME161/261/361MP质量位故障三取二跳机，H4GSE201MP、H3GME361MP质量位故障将导致跳机保护三取二降级为二取一。

H3GME361MP参与硬件跳机保护，有自保持功能，故障闪发后将使跳机保护持续由三取二降级为二取一，需及时复位跳机信号。

两次故障处理期间，退保护使跳机保护由三取二变为二取二。

2.2潜在后果

2.2.1 专业知识介绍

（1）H4GSE201MP/H3GME361MP流程逻辑介绍

H4GSE201/202/203MP作用为测量安全油的压力，母管分出三条独立管线分别进行测量，当油压低于5Mpa或质量位故障三取二跳机

（2）H4GSE201MP信号供电回路介绍

H4GSE201MP信号传递回路，存在中间转接卡以及ALG223 AI卡，仪表的供电原理为母线24V送至转换卡后分成16个通道（包括备用通道）供电回路，其中一个通道为H4GSE201MP的供电。

（3）压力变送器原理

H4GSE201MP采用的是罗斯蒙特生产的3051型压力变送器，其主要部件为传感器模块和电子元件外壳。

传感器模块：包括充油传感器系统以及传感器电子元件。传感器电子元件安装在传感器模块内并包括一温度传感器、储存模块和电容/数字信号转换器。来自传感器模块的電子信号被传输到电子元件外壳中的输出电子元件。

电子元件外壳：包括输出电子线路板（微处理器、储存模块、数字/模拟信号转换器）、本机零点及量程按钮和端子块。

3051型变送器设计压力适用于隔离膜，当油偏离中心膜时，改变电容信号。然后该电容信号在电容/数字信号转换器中被转换成数字信号。随后微处理器从电阻式温度检测器和电容/数字信号转换器中获取信号并计算出正确的变送器输出。随后，该信号被送到数字/模拟信号转换器转换回模拟信号并在4-20mA 输出。

3GSE201MP压力变送器的仪表工作范围为温度为–40-85 ℃，压力为0-27Mpa，工作电压范围为10.5-42.4V。现场工作介质为GFR抗燃油（TURBFLUID 46SJ），油温度在45 ℃左右，油压为12Mpa，工作电压为24V，仪表各项参数可以满足现场使用。

2.3原因分析

2.3.1H4GSE201MP阶跃上涨至超量程并触发质量位故障原因分析

H4GSE201MP阶跃上涨至超量程并触发质量位故障期间相关报警为H4GSE201MP9_XP12/H4GSE401KA_XP13/H4GSE201KA_XH02/H4GRE377KA_XP12，其中H4GSE401KA_XP13/H4GSE201KA_XH02/H4GRE377KA_XP12均由H4GSE201MP9_XP12触发，H4GSE201MP9_XP12表征H4GSE201MP质量位故障，可能原因为：（1）接线松动;（2）系统真实超压;（3）X1A21.6转接卡故障;（4）ALG223 AI卡故障;（5）仪表自检故障。H4GSE201MP仪表自检故障输出23mA电流，大于仪表的饱和电流20.1mA使仪表向上波动至满量程，同时大于P320平台的质量位识别范围20.24mA导致逻辑输出质量位故障，该可能性高。

仪表自检故障的原因为电子板件故障，仪控人员对仪表执行了离线模拟故障，检测结果为带有原故障仪表传感器膜头部分的组合仪表显示板卡故障，故怀疑为仪表传感器膜头的电子板件1故障。

压力变送器膜头部分电子板件生产批次制作工艺有缺陷根据对事件的扩展分析，此次故障根本原因为压力变送器膜头部分电子板件生产批次制作工艺有缺陷。直接原因为压力变送器膜头部分电子板件焊点短路。为避免此类故障的出现，根据事件产生的原因，制定了如下纠正行动：更换故障压力变送器;厂家提供正式版分析报告;6台机组所有跳机回路存在隐患变送器完成排查及更换;编写汽轮机质量位改造后跳机回路仪表故障检修预案。