Назначение
Система измерительно-управляющая защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС» (далее - СИУ ВЗ) предназначена для измерений и контроля абсолютного и относительного виброперемещения в реальном масштабе времени, вычисления интегральных параметров (размаха и среднеквадратического значения (СКЗ) в диапазоне частот от 0,8 до 200 Гц, формирования сигналов управления, обеспечения сигнализации и противоаварийной защиты, а также визуализации, накопления, регистрации и хранения информации о техническом состоянии гидроагрегатов (далее - ГА).
Описание
Принцип действия СИУ ВЗ заключается в следующем: первичные измерительные преобразователи (далее - ПИП) выполняют измерение физических величин и их преобразование в унифицированный электрический сигнал; модули ввода-вывода измеряют аналоговые унифицированные выходные сигналы ПИП, выполняют их аналого-цифровое преобразование, осуществляют преобразование цифровых кодов в значения технологических параметров; программируемые контроллеры выполняют вычислительные и логические операции, проводят диагностику оборудования, формируют сигналы предупредительной, аварийной сигнализации и передают информацию на автоматизированное рабочее место (далее
- АРМ) оператора; АРМ оператора обеспечивает отображение параметров технологического процесса, архивных данных, журнала сообщений, сигналов сигнализации, информации о состоянии оборудования СИУ ВЗ, настройку сигнализации.
Система состоит из шести локальных подсистем вибрационной защиты гидроагрегатов (далее - СВЗ ГА) №1-6.
Система обеспечивает связь всего оборудования шести СВЗ ГА со станционной автоматизированной системой управления технологическими процессами Зейской ГЭС (далее -АСУ ТП) и обеспечивает выполнение следующих функций:
- измерение величин абсолютной и относительной вибрации;
- контроль уставок измеренных значений для определения вибрационного состояния Г А;
- самодиагностику, формирование технологических сообщений и сообщений диагностики;
- передачу информации в АСУ ТП для регистрации и отображения на дисплее панели оператора ГА и АРМ верхнего уровня АСУ ТП;
- ведения архивов технологической информации и сообщений на АРМ СВЗ Г А;
- формирование обобщенных дискретных предупредительного и аварийного сигналов для передачи в систему автоматического управления ГА;
- формирование команд управления (в том числе запрет пуска, автоматический останов).
Система представляет собой трехуровневую иерархическую измерительно-
управляющую систему распределенного типа и включает в себя следующие уровни:
1) Нижний уровень: включает в себя ПИП, датчики контроля параметров оборудования гидроагрегатов.
Измерения абсолютного виброперемещения выполняют с помощью преобразователей виброперемещений ИВП-05-0,8/200, регистрационный № 47052-11 в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (далее - регистр. №).
Измерения относительного виброперемещения выполняют с помощью приборов для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04 (регистр. № 56322-14).
2) Средний уровень: представляет собой комплексы программно-технические измерения вибрации опорных и вращающихся узлов гидроагрегатов и иных механизмов «Виброконт» (далее
- ПТК) ( регистр. № 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 (регистр. № 60314-15), а также АРМ.
На среднем уровне выполняется:
- измерение выходных сигналов (мгновенных значений), поступающих от датчиков вибрации и приведение результатов к диапазону измерений датчиков;
- первичная цифровая обработка полученной информации и вычисление интегральных параметров - размаха и СКЗ сигналов, поступающих от вибродатчиков в диапазоне частот от 0,8 до 200 Гц;
- сравнение полученных значений параметров контролируемого объекта с заданными пределами.
3) Верхний уровень состоит из АРМ СВЗ ГА, который обеспечивает сбор информации от комплексов СВЗ ГА № 1-6, отображение полученной информации на экранных формах, ведение архивов и журнала сообщений, а также обеспечивает ввод настроечных параметров комплектов СВЗ ГА.
Дополнительно выполнено подключение к существующей АСУ ТП для передачи параметров комплексов СВЗ ГА №1-6. Предусмотрен вывод параметров комплексов СВЗ ГА №1-6 на экранные формы существующих панелей оператора (входят в состав САУ ГА) и на экранные формы АРМ верхнего уровня АСУ ТП. На серверах верхнего уровня АСУ ТП предусмотрено ведение архивов и журнала сообщений комплексов СВЗ ГА №1-6.
Интеграция и обмен информацией между подсистемами осуществляется посредством применения протокола передачи данных МЭК 60870-5-104 (для связи с АРМ СВЗ ГА) и протоколам передачи данных SIMATIC (для связи с существующей АСУ ТП).
В качестве средства организации интерфейса «человек-машина» используются АРМ СВЗ ГА, АРМ существующей АСУ ТП, панели оператора ГА. Контроль за технологическим процессом организуется с помощью отображения на экранах динамических данных. Управление с экранных форм АРМ выполняются с помощью типовых манипуляторов типа «мышь».
Синхронизация СВЗ ГА №1-6 и АРМ СВЗ ГА осуществляется системой обеспечения единого времени Зейской ГЭС по протоколу NTP.
Перечень и состав измерительных каналов (далее - ИК) СИУ ВЗ приведены в таблице 2.
На рисунках 1 - 4 представлен общий вид компонентов СИУ ВЗ.
На рисунке 5 приведена структурная схема СИУ ВЗ.
| | | | | | | | |
| | пе | рвичные | Нижний измеритель | уровень ные прео | бразоват | ели | |
| |
Верхний уровень АСУ ТП
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы обеспечивает сбор и хранение архивной информации, связь сервера приложений с интерфейсом оператора и инженера, а также связь со сторонними системами и резервное копирование данных.
Программное обеспечение СИУ ВЗ имеет структуру автономного программного обеспечения.
Программное обеспечение СИУ ВЗ не является метрологически значимым. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ПО АСОКУ |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | 3.15 РО20 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Для обеспечения защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в системе предусмотрено:
- разделение уровней доступа для различных категорий пользователей;
- защита с помощью паролей, карт-ключей и др. специализированных средств;
- регистрация событий в системном журнале;
- формирование архива всех действий пользователей;
- наличие антивирусного программного обеспечения;
- использование межсетевых экранов (фаерволов).
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изме-нений в соответствии с Р 50.2.077-2014 - средний.
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Идентифи кационный номер в системе | Контролируемый технологический параметр | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1/ББ1 ГА2/ББ1 ГА3/ББ1 ГА4/ББ1 ГА5/ББ1 ГА6/ББ1 | Бой вала в районе генераторного подшипника (левый берег) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | у = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| ГА1/ББ2 ГА2/ББ2 ГА3/ББ2 ГА4/ББ2 ГА5/ББ2 ГА6/ББ2 | Бой вала в районе генераторного подшипника (верхний бьеф) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | у = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| ГА1/ББ3 ГА2/ББ3 ГА3/ББ3 ГА4/ББ3 ГА5/ББ3 ГА6/ББ3 | Вертикальное биение зеркала подпятника (левый берег) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | Y = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Номер | Наименование сигнала | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1/ББ4 ГА2/ББ4 ГА3ЮБ4 ГА4/ББ4 ГА5/DБ4 ГА6/DБ4 | Вертикальное биение зеркала подпятника (верхний бьеф) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | у = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| ГА1/DБ7 ГА2/DБ7 ГА3ЮБ7 ГА4/DБ7 ГА5/DБ7 ГА6/DБ7 | Биение вала в районе турбинного подшипника (левый берег) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | у = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| ГА1/DБ8 ГА2ЮБ8 ГА3/DБ8 ГА4/DБ8 ГА5/DБ8 ГА6/DБ8 | Биение вала в районе турбинного подшипника (верхний бьеф) | Прибор для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04, № 56322-14 | от 1000 до 5000 мкм (мгновенные значения) | А = ±0,15 мм | от 4 до 20 мА | Y = ±0,3 % | у = ±4,14 % |
| от 30 до 4000 мкм (размах) | от 0 до 8 мА | Y = ±1,5 % | у = ±4,44 % |
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Номер | Наименование сигнала | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1/БУ1 ГА2/БУ1 ГА3/БУ1 ГА4/БУ1 ГА5/БУ1 ГА6/БУ1 | Радиальная вибрация корпуса генераторного подшипника (левый берег) | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ2 ГА2/БУ2 ГА3/БУ2 ГА4/БУ2 ГА5/БУ2 ГА6/БУ2 | Радиальная вибрация корпуса генераторного подшипника (верхний бьеф) | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ3 ГА2/БУ3 ГА3/БУ3 ГА4/БУ3 ГА5/БУ3 ГА6/БУ3 | Вертикальная вибрация опоры подпятника | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Номер | Наименование сигнала | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1ЮУ4 ГА2ЮУ4 ГА3ЮУ4 ГА4ЮУ4 ГА5/DУ4 ГА6/DУ4 | Радиальная вибрация корпуса турбинного подшипника (левый берег) | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | у = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/DУ5 ГА2/DУ5 ГА3ЮУ5 ГА4/DУ5 ГА5/DУ5 ГА6/DУ5 | Радиальная вибрация корпуса турбинного подшипника (верхний бьеф) | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/DУ6 ГА2ЮУ6 ГА3/DУ6 ГА4/DУ6 ГА5/DУ6 ГА6/DУ6 | Вертикальная вибрация крышки турбины | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Номер | Наименование сигнала | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1/БУ7 ГА2/БУ7 ГА3/БУ7 ГА4/БУ7 ГА5/БУ7 ГА6/БУ7 | Радиальная вибрация сердечника статора 1 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ8 ГА2/БУ8 ГА3/БУ8 ГА4/БУ8 ГА5/БУ8 ГА6/БУ8 | Радиальная вибрация сердечника статора 2 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ9 ГА2/БУ9 ГА3/БУ9 ГА4/БУ9 ГА5/БУ9 ГА6/БУ9 | Радиальная вибрация сердечника статора 3 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| Измерительный канал | Первичный измерительный преобразователь | ПТК «Виброконт» (регистр. № 76891-19) | Пределы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95 |
| Номер | Наименование сигнала | Наименование ПИП, регистр.№ | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации | Диапазон входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях эксплуатации |
| ГА1/БУ10 ГА2/БУ10 ГА3/БУ10 ГА4/БУ10 ГА5/БУ10 ГА6/БУ10 | Радиальная вибрация сердечника статора 4 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ11 ГА2/БУ11 ГА3/БУ11 ГА4/БУ11 ГА5/БУ11 ГА6/БУ11 | Радиальная вибрация сердечника статора 5 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
| ГА1/БУ12 ГА2/БУ12 ГА3/БУ12 ГА4/БУ12 ГА5/БУ12 ГА6/БУ12 | Радиальная вибрация сердечника статора 6 | Преобразователь виброперемещения ИВП-05-0,8/200, № 47052-11 | от-500 до +500 мкм (мгновенные значения) | 5 = ±8,24 % | от -5 до +5 В | у = ±0,3 % | у = ±9,07 % |
| от 2,5 до 353,6 мкм (СКЗ) | от 0 до 3,54 В | у = ±2 % | у = ±9,33 % |
Примечания:
1 - у - погрешность, приведенная к диапазону измерений, %;
2 - 5 - относительная погрешность, %;
3 - А - абсолютная погрешность;
4 - в частотном диапазоне от 0,8 до 200 Гц;
5 - СКЗ - среднеквадратическое значение;
6 - для ИК 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.
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Параметры электропитания: |
| - напряжение постоянного тока, В - напряжение переменного тока, В - частота, Гц | от 110 до 250 от 187 до 264 от 47,63 до 61 |
| Рабочие условия эксплуатации ПИП нижнего уровня СИУ ВЗ: |
| - температура окружающей среды, °С - приборы для измерения линейного перемещения ВК-316ОС.04 - преобразователи виброперемещения ИВП-05-0,8/200 - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +5 до +110 от -10 до +70 80 от 66 до 108 |
| Рабочие условия эксплуатации аппаратуры и оборудования среднего уровня СИУ ВЗ: |
| - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | от 0 до +40 80 от 66 до 108 |
| Рабочие условия эксплуатации оборудования верхнего уровня СИУ ВЗ: |
| - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +15 до +35 от 30 до 75 (без конденсации) от 84,6 до 106,7 |
| Срок службы, лет, не менее | 16 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист формуляра типографским способом. Комплектность средства измерений
Таблица 4 - Комплектность СИУ ВЗ
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система измерительно-управляющая защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС», заводской № 10996791.28.99.39.190.082 | - | 1 шт. |
| Программное обеспечение на CD-диске | - | 1 экз. |
| Методика поверки | ИЦРМ-МП-270-19 | 1 экз. |
| Формуляр | 10996791.28.99.39.1 90.082.ФО | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу ИЦРМ-МП-270-19 «Система измерительно-управляющая защиты от недопустимого уровня вибрации гидроагрегатов филиала ПАО «РусГидро» - «Зейская ГЭС». Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» 10.12.2019 г.
Основные средства поверки:
- калибратор - вольтметр универсальный Н4-12 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 37463-08);
- калибратор многофункциональный AOIP, мод. Calys 150R (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 48000-11).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
отсутствуют.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
Техническая документация изготовителя
78258-20: Методика поверки ИЦРМ-МП-270-19Скачать10.5 Мб