Методика поверки «Система измерительно-управляющая защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС» » (ИЦРМ-МП-270-19)

УТВЕРЖДАЮ

Система измерительно-управляющая защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС»

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

ИЦРМ-МП-270-19

Москва

2019

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПОВЕРКИ

• 7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

  • 8.2 Опробование измерительных каналов

  • 8.3 Проверка сопротивления изоляции линий связи ИК

  • 8.4 Определение метрологических характеристик измерительных каналов

  • 8.5 Идентификация программного обеспечения

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Настоящая методика регламентирует методику первичной и периодической поверки системы измерительно-управляющей защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС» (далее - СИУ ВЗ), изготовленной ООО Научно-внедренческая фирма «Сенсоры, Модули, Системы» (ООО НВФ «СМС»), г. Самара, заводской № 10996791.28.99.39.190.082.

СИУ ВЗ предназначена для измерений и контроля абсолютного и относительного виброперемещения в реальном масштабе времени, формирования сигналов управления, обеспечения сигнализации и противоаварийной защиты, а также визуализации, накопления, регистрации и хранения информации о техническом состоянии гидроагрегатов (далее - ГА).

Состав и характеристики измерительных каналов СИУ ВЗ приведены в Приложении А.

Интервал между поверками - 1 год.

Под измерительным каналом (далее - ИК) понимается совокупность технических устройств (измерительных, вычислительных, связующих компонентов СИУ ВЗ), выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим ему кодом (ГОСТ Р 8.596-2002). В ИК входят все измерительные компоненты и линии связи от первичного измерительного преобразователя (далее - ПИП) до средства представления информации включительно.

Допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов из состава СИУ ВЗ в соответствии с заявлением владельца СИУ ВЗ с обязательным указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

ИК СИУ ВЗ включают следующие основные компоненты:

• - первичные измерительные преобразователи, выполняющие измерение физических величин и их преобразование в унифицированный электрический сигнал;

• - комплексы программно-технические измерения вибрации опорных и вращающихся узлов гидроагрегатов и иных механизмов «Виброконт» (далее - ПТК) (Госреестр № 76891-19). Конструктивно ПТК представляют собой приборные шкафы, в которых размещены процессорные модули CPU, контроллеры программируемые SIMATIC S7-1500 с модулями ввода-вывода 6ES7531-7NF10 (Госреестр № 60314-15), которые измеряют аналоговые унифицированные выходные сигналы, полученные от первичных измерительных преобразователей;

• - аналоговые линии связи;

• - цифровые линии связи между ПТК «Виброконт» и АРМ;

• -  станция оператора и обслуживания (АРМ), обеспечивающая отображение параметров технологического процесса, архивных данных, журнала сообщений, сигналов сигнализации, информации о состоянии оборудования СИУ ВЗ, настройку сигнализации.

Типовая блок-схема ИК СИУ ВЗ приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Типовая блок - схема ИК

Определение метрологических характеристик ИК, входящих в состав СИУ ВЗ, осуществляется путем проведения поэлементной поверки.

Перечень операций, которые должны проводиться при поверке СИУ ВЗ, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

3.1. Проверка ПИП осуществляется в соответствии со следующими документами: Таблица 2

• 3.2. При проверке погрешности вторичной части ИК электрического тракта (далее - ЭТ) ИК применяют следующие эталоны, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

• 3.3 Для контроля условий поверки рекомендуется использовать эталоны, приведенные в таблице 4.

Таблица 4

Примечание: допускается применение других средств поверки, утвержденных типов, имеющих характеристики такие же или не хуже приведенных в п.п. 3.2, 3.3.

• 3.4. Требования к эталонам

Все эталоны, используемые при поверке ИК, должны иметь действующие свидетельства о поверке.

Используемые эталоны должны быть пригодны к эксплуатации в условиях проведения поверки. При использовании эталонов в условиях, отличных от нормальных, допускаемая погрешность эталона рассчитывается с учетом дополнительных погрешностей.

• 3.5. Влияние параметров окружающей среды

Контроль внешних условий при поверке в рабочих условиях должен осуществляться средствами измерений, абсолютное значение погрешности которых в этих условиях не выходит за пределы ±5 % значения контролируемой величины, соответствующей нормальным условиям.

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящую методику, эксплуатационную документацию на СИУ ВЗ и средства поверки.

• 4.2 К проведению поверки допускаются лица, являющиеся специалистами органа метрологической службы, юридического лица или индивидуального предпринимателя, аккредитованного на право поверки, непосредственно осуществляющие поверку средств измерений.

• 5.1. Общие требования

• 5.1.1. При проведении поверки ИК СИУ ВЗ соблюдают требования безопасности, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (изд. 3), ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.1.019-2009 и требования безопасности, указанные в технической документации на СИУ ВЗ, применяемые эталоны и вспомогательное оборудование.

• 5.1.2. Персонал, участвующий в проведении поверки, должен пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и иметь группу допуска по электробезопасности не ниже 2-й.

• 6.1. Условия поверки ПИП указаны в технической документации на них.

• 6.2. Условия окружающей среды, сложившиеся на момент поверки ИК на месте эксплуатации не должны выходить за пределы рабочих условий применения, указанных в нормативной документации на соответствующие измерительные компоненты.

• 7.1.  Перед экспериментальной проверкой погрешности ИК следует изучить техническую документацию на СИУ ВЗ и входящих в ее состав измерительных компонентов, эталонов и других технических средств, используемых при поверке, настоящую методику, правила техники безопасности и строго их соблюдать.

Проверяют наличие следующих документов:

• - перечня ИК, входящих в состав ИС, подлежащих поверке, с указанием заводских номеров ПИП;

• - эксплуатационной документации на ПИП в составе ИК и на СИУ ВЗ в целом;

• - протоколов предыдущей поверки (при периодической поверке);

• - технической документации и свидетельств о поверке эталонов, используемых при поверке ИК.

• 7.2.  Перед определением погрешности ИК все измерительное оборудование, используемые эталоны и вспомогательные технические средства должны быть подготовлены к работе в соответствии с указаниями эксплуатационной документации на эти средства измерений.

• 7.3. По завершению обследования условий работы измерительных компонентов ИК СИУ ВЗ оценивают границу допускаемых значений погрешности каждого ИК в этих условиях, для этого:

• 7.3.1. Приводят форму представления основных и дополнительных погрешностей измерительных компонентов к единому виду (абсолютная, относительная, приведенная, по входу или выходу).

  

(1)

6₍ = £-100%,

(3)

где А, - абсолютная погрешность измерений;

• X, - измеренное значение;

Y, - действительное значение измеряемой величины;

8_; - относительная погрешность измерений;

у,- - приведенная погрешность измерений;

X// - нормирующее значение.

• 7.3.2. Для каждого измерительного компонента из состава ИК рассчитывают предел допускаемых значений погрешности в реальных условиях поверки (см. РД 50-453-84) путем учета основной и дополнительных погрешностей от влияющих факторов на момент поверки, оцененными в соответствии с п.6.

Предел допускаемых значений погрешности Д_см измерительного компонента в реальных условиях поверки вычисляют по формуле:

п

+

где Д_о - предел допускаемой основной погрешности измерительного компонента;

Д/ - предел допускаемой дополнительной погрешности измерительного компонента от i-ro влияющего фактора в реальных условиях поверки при общем числе п учитываемых влияющих факторов.

• 7.3.3. Для каждого ИК рассчитывают границы, в которых с доверительной вероятностью равной 0,95 должна находиться его погрешность Д_ПЛ- в реальных условиях поверки, по допускаемому значению погрешности измерительных компонентов (п. 7.3.2).

Для ИК, номинальная функция преобразования которых линейна, расчет выполняют по формуле:

(5)

где Д_сц/ - предел допускаемых значений погрешности j-ro измерительного компонента в реальных условиях поверки;

к - число измерительных компонентов, входящих в состав ИК.

• 8.1. Внешний осмотр

• 8.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - соответствие структурных схем ИК проектной документации;

• - наличие оттиска доверительных клейм, пломб на средствах измерений ИК;

• - правильность и качество выполнения экранирования, монтажа линий связи, компонентов ИК;

• - отсутствие механических повреждений и дефектов компонентов, входящих в состав ИК, которые могут повлиять на их работоспособность;

• - наличие заземления компонентов, входящих в состав ИК, в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации или технических описаний на конкретный компонент;

• - надежность крепления разъемов модулей;

• - наличие маркировки линий связи, панелей и компонентов ИК.

• 8.1.2 Внешний осмотр проводят визуально без снятия напряжения питания с компонентов ИК.

• 8.1.3 При несоответствии ИК вышеуказанным требованиям экспериментальные исследования не проводятся до устранения выявленных недостатков.

• 8.2. Опробование ИК

• 8.2.1. Опробование ИК проводят путем вывода значений параметра технологического процесса на средства отображения информации. От ИК отключают первичный измерительный преобразователь и подключают эталон входного сигнала.

• 8.2.2. На вход ИК от эталона задают сигнал равный 50 % значения диапазона измерений и анализируют выходное значение измеряемого параметра.

• 8.2.3. Опробование ИК считается успешным, если по завершению выполнения операции отсутствуют показания, резко отличающиеся от значения входного сигнала равного 50 % значения диапазона измерений.

• 8.3. Проверка сопротивления изоляции линий связи ИК

Проверка сопротивления изоляции линий связи ИК проводят в соответствии с требованиями раздела 5.14 ГОСТ Р 52931-2008 (ИУС 3-2009).

• 8.4. Определение метрологических характеристик ИК

• 8.4.1. При проведении поверки проверяются:

• - погрешность ПИП в лабораторных условиях после его демонтажа;

• - параметры линии связи;

• - погрешность вторичной части ИК СИУ ВЗ - модулей ввода-вывода 6ES7531-7NF10 на соответствие допускаемым значениям в реальных условиях испытаний.

Значение погрешности ИК в целом определяется расчетным методом.

• 8.4.2. Поверка первичных измерительных преобразователей

Проверяют наличие свидетельств о поверке ПИП.

При обнаружении просроченных свидетельств о поверке или свидетельств, срок действия которых близок к окончанию, дальнейшие операции по поверке ИК, в который входят вышеперечисленные компоненты, выполняют после их поверки.

Примечание: Если очередной срок поверки компонента наступает до очередного срока поверки системы, поверяют только этот компонент и поверку системы в целом не проводят. После поверки измерительного компонента и восстановления ИК выполняют проверку ИК в той его части и в том объёме, который необходим для того, чтобы убедиться, что действия, связанные с поверкой измерительного компонента, не нарушили метрологических свойств ИК.

• 8.4.3. Поверка вторичной части ИК СИУ ВЗ

• 8.4.3.1. Определение погрешности ИК, реализующих линейное аналогово-цифровое преобразование (измерение мгновенных значений) напряжения и силы постоянного тока

Проверку погрешности следует выполнять по истечении времени установления рабочего режима после включения питания, не менее, чем в 5 точках i = 1...5, равномерно распределенных в пределах диапазона преобразования ИК СИУ ВЗ.

Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - для каждого ИК устанавливают значение входного сигнала Xi от калибратора напряжения или силы постоянного тока, соответствующее значению Zi вибропараметра и делают 4 отсчета показаний выходного кода Nij, j = 1, 2, 3, 4, испытываемо измерительного канала по дисплею на АРМ ПТК;

• - за оценку приведенной погрешности yi измерительного канала в i-й проверяемой точке в % принимают значение, вычисляемое по формуле:

yi = max -‘р²-¹ * 100, %

где Nij и Zi соответственно показания ИК СИУ ВЗ и номинальное значение показаний ИК, соответствующее значению Xi входного сигнала:

Zi = ZH + ^^x-D,

Хв-Хн

где D - сконфигурированный диапазон отображения в единицах измерений физического параметра датчика ИК;

Zh и Zb, Хн и Хв - нижняя и верхняя границы диапазона измерений соответственно в единицах физического параметра и входного сигнала.

Результаты проверки погрешности ИК считают положительными, если в каждой из проверяемых точек выполняется неравенство:

где yo - предел допускаемой приведенной погрешности ИК мгновенных значений СИУ ВЗ, нормируемый в технической документации, равный 0,3 %.

• 8.4.3.2 Определение погрешностей ИК СИУ ВЗ, осуществляющих преобразование сигналов напряжения и силы переменного тока с определением интегральных параметров (размаха вибропараметра и СКЗ).

Проверку погрешности ИК СИУ ВЗ, осуществляющих преобразование сигналов напряжения переменного тока с определением интегральных параметров проводят на синусоидальном входном сигнале следующим образом:

К ИК СИУ ВЗ с входным сигналом напряжения переменного тока с диапазонами от 0 до плюс 3,54 В подключают на вход калибратор в режиме генерации напряжения переменного (синусоидального) тока (рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема определения погрешности ИК размаха и СКЗ вибропараметров ПТК Виброконт с входным сигналом напряжения переменного тока

Для каналов ИК СИУ ВЗ с входным сигналом силы переменного тока собирают схему, приведенную на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема определения погрешности ИК размаха и СКЗ вибропараметров ПТК Виброконт с входным сигналом силы переменного тока

В качестве источника тока смещения на рис.З рекомендуется использовать второй (портативный) калибратор в режиме воспроизведения силы постоянного тока.

• 8.4.3.3. На входе канала устанавливают

а) для каналов тока ток смещения I, равный I = Imin+(Imax-Imin)/2;

максимальная амплитуда переменного тока равна:

..        Imax-Imin

Aimax =-------.

соответствующее максимальной амплитуде действующее значение устанавливаемой по калибратору амплитуды равно:

соответствующее максимальной амплитуде действующее значение устанавливаемой по калибратору амплитуды напряжения равно:

.    „      Аитах

Лидеиств = -

где Imax и Imin, и Umax и Umin - нижняя и верхняя границы диапазона измерений

тока и напряжения соответственно.

Необходимо провести измерения ИК СИУ ВЗ при следующих параметрах входных

сигналов напряжения и тока:

• - при частотах синусоидального сигнала, равных: 0,8; 50; 100; 150; 200 Гц;

• - амплитудах сигнала Aui и Aii, равных: 0, 25 %, 50 %, 75 % и 100 % Аитах или Aimax.

Для каждой проверяемой точки по амплитуде и частоте делают 4 отсчета показаний выходного сигнала Nppij, и Nrmsij j = 1, 2, 3, 4, соответствующие 4-м запускам ИК и оценивают результаты проверки погрешности.

За оценку приведенной погрешности yi, ИК канала размаха сигнала от вибродатчика в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

где Nppi - значение размаха вибропараметра, измеренное ИК ПТК;

Zppi - номинальное значение размаха вибропараметра, соответствующее Аидейств1 или Ащействц равное:

где D - диапазон измерений размаха вибропараметра.

За оценку приведенной погрешности yrmsi, %, ИК канала СКЗ сигнала от вибродатчика в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

где Nrmsi - значение СКЗ сигнала, измеренное ИК ПТК;

Drms - диапазон измерений СКЗ вибропараметра, равный:

D

Drms=^-;                             (16)

Zrmsi - номинальное значение СКЗ вибропараметра, соответствующее Aui или Aii,

равное:

„    . Drms*Aui „    . Drms*Aii

Zrmsi =-------или Zrmsi = —:----                     (l /)

Aumax              Avmax

Результаты проверки погрешности ИК размаха и СКЗ вибропараметра считают положительными, если в каждой из проверяемых точек выполнятся неравенство: lYPP'l ^<lYPP°l

И

|yrmsi| < |yrmso|,

где урро - предел допускаемой приведенной погрешности измерения размаха

yrmso - предел допускаемой приведенной погрешности измерения СКЗ

Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации должны соответствовать указанным в описании типа на СИУ ВЗ.

8.5 Идентификация программного обеспечения

Поверка СИУ ВЗ проводится в форме подтверждения тому ПО, которое было задокументировано (внесено в базу данных) при испытаниях в целях утверждения типа.

Процедура соответствия сводится к сравнению идентификационных данных ПО СИУ ВЗ с данными, которые внесены в описание типа.

СИУ ВЗ считается поверенной, если идентификационные данные СИУ ВЗ совпадают с данными, указанными в таблице 5.

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 9.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке по форме, установленной в документе «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденному приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815.

• 9.2 Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 9.3 Отрицательные результаты поверки оформляют извещением о непригодности по форме, установленной в документе «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденному приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815, свидетельство о предыдущей поверке аннулируют.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 - Перечень ИК СИУ ВЗ и их метрологические характеристики

Примечания:

• 1 - у - погрешность, приведенная к диапазону измерений, %;

• 2 - 5 - относительная погрешность, %;

З-Д - абсолютная погрешность;

• 4 - в частотном диапазоне от 0,8 до 200 Гц;

• 5 - СКЗ - среднеквадратическое значение;

• 6 - для ПК мгновенных значений приведены диапазоны входного сигнала силы и напряжения постоянного тока;

• 7 - для ИК СКЗ приведены диапазоны входного сигнала напряжения переменного тока;

• 8 - для ИК размаха приведены диапазоны входного сигнала силы переменного тока.

Таблица А.2 - Технические характеристики СИУ ВЗ

19