Системы измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС
Назначение
Системы измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС (далее - «СИВО СШГЭС») предназначены для измерений параметров вибрационных процессов (виброускорений, виброскоростей, виброперемещений), амплитуд быстропеременных давлений и пульсаций давлений, статических давлений, относительных смещений, а также для преобразования, регистрации, обработки измерительной информации.
Описание
Принцип действия систем основан на аналого-цифровом преобразовании электрических сигналов, поступающих с датчиков вибрации, перемещения, пульсирующего давления, быстропеременного давления с одновременной обработкой специализированным автономным программным обеспечением.
«СИВО СШГЭС» обеспечивают:
- измерение, регистрацию и первичную обработку сигналов;
- отображение значений измеряемых величин или преобразованных параметров;
- контроль значений измеряемых величин или преобразованных параметров (оценка результатов измерения и преобразования параметров, сравнение с уставками);
- самодиагностику (анализ работоспособности с возможностью вызова диагностических программ);
- архивацию результатов измерения и преобразования (хранение данных с возможностью просмотра и анализа);
- вывод текущих значений измеряемых параметров, кодов аварий и технологических сообщений на ЭВМ верхнего уровня;
- возможность подключения печатающих устройств для оформления протоколов результатов измерений;
- возможность связи с другими системами (подключение в существующую локальную вычислительную сеть).
«СИВО СШГЭС» имеет два уровня. Первый уровень включает первичные преобразователи: вибропреобразователи ускорения 8325, 8326, 8341, преобразователи виброизмерительные 4370, акселерометры оптические FOA-200, преобразователи давления измерительные XPM10, датчики быстропеременных давлений ЛХ 611 М, преобразователи виброперемещений ИВП-05-0,8/200, преобразователи вихретоковые PES-106,
преобразователи виброперемещений емкостные PCS-302 (PCS-304) с устройствами согласования - усилителями измерительными NEXUS мод. 2694, усилителями
измерительными 2635, источниками питания и соединительными кабелями. Второй уровень: комплексы измерительно-вычислительные MIC в исполнениях MIC-200M, MIC-200, MIC-026, MIC-036, включающим в себя модули измерения динамических данных МС-201, модули измерения тока МС-114 С2, компьютер промышленного исполнения (для комплексов MIC в исполнениях MIC-026, MIC-036) и программное обеспечение систем измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС (далее ПО «СИВО СШГЭС»).
В «СИВО СШГЭС» реализованы следующие измерительные каналы (ИК):
- ИК виброускорений;
- ИК виброскоростей;
- ИК виброперемещений;
- ИК статических давлений;
- ИК амплитуд пульсаций давлений;
— ИК быстропеременных давлений;
— ИК относительных смещений.
ИК виброускорений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения переменного тока, пропорционального виброускорению в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя. Состав ИК виброускорений приведен в таблице 1.
Таблица 1
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| MIC-2OOM либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 (номер в госреест-ре средств измерений 20859-09) | МС-201 (номер в госреестре средств измерений 20859-09) | — вибропреобразователи ускорения 8325, 8326, 8341 (номер в госреестре средств измерений 14923-09) совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694 (номер в госреестре средств измерений 43778-10); — преобразователи виброизмерительные 4370 (номер в госреестре средств измерений 8520-81) совместно с усилителем измерительным 2635 (номер в госреестре средств измерений 7111-79); — акселерометры оптические FOA-200 (номер в госреестре средств измерений 45702-10) совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694. |
ИК виброскоростей
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения переменного тока, пропорционального виброскорости в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя. В ИК виброскоростей осуществляется интегрирование измерительного сигнала с первичных преобразователей усилителем измерительным NEXUS мод. 2694, усилителем измерительным 2635.
Состав ИК виброскоростей приведен в таблице 2.
Таблица 2
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| MIC-2OOM либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 | — вибропреобразователи ускорения 8325, 8326, 8341 совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694; — преобразователи виброизмерительные 4370 совместно с усилителем измерительным 2635; — акселерометры оптические FOA-200 совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694. |
ИК виброперемещений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения переменного тока, пропорционального виброперемещения в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя. В ИК виброперемещений с использованием вибропреобразователей ускорения 8325, 8326, 8341, преобразователей виб-роизмерительных 4370, акселерометров оптических FOA-200 осуществляется двойное интегрирование измерительного сигнала с первичных преобразователей усилителем измерительным NEXUS мод. 2694, усилителем измерительным 2635.
Состав ИК виброперемещений приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| М1С-200М либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 и МС-114 С2 (номер в госреестре средств измерений 20859-09) | - вибропреобразователи ускорения 8325, 8326, 8341 совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694; - преобразователи виброизмерительные 4370 совместно с усилителем измерительным 2635; - акселерометры оптические FOA-200 совместно с усилителем измерительным NEXUS мод. 2694; - преобразователи виброперемещений ИВП-05-0,8/200 (номер в госреестре средств измерений 47052-11) совместно с двуполярными источниками напряжения (9 — 15) В; - преобразователи вихретоковые PES-106 (номер в госреестре средств измерений 45463-10) совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В; - преобразователи виброперемещений емкостные PCS-302 либо PCS-304 (номер в госреестре средств измерений 45463-10) совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В. |
ИК статических давлений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения постоянного тока, пропорционального статическому давлению в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя.
Состав ИК статических давлений приведен в таблице 4.
Таблица 4
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| М1С-200М либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 | преобразователи давления измерительные XPM10 модификаций XPM10-S116-5BS-/LC10-RevB и XPM10-S116-35BS-/LC10-RevB (номер в госреестре средств измерений 48089-11) совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В. |
ИК амплитуд пульсирующих давлений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения переменного тока, пропорционального амплитудам пульсаций давлений в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя.
Состав ИК амплитуд пульсирующих давлений приведен в таблице 5.
Таблица 5
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| М1С-200М либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 | преобразователи давления измерительные XPM10 модификаций XPM10-S116-5BS-/LC10-RevB и XPM10-S116-35BS-/LC10-RevB совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В. |
ИК быстропеременных давлений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения переменного тока, пропорционального пульсациям давлений в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя.
Состав ИК быстропеременных давлений приведен в таблице 6.
Таблица 6
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| М1С-200М либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 | датчик быстропеременных давлений совместно с усилителем измерительным 2635. |
ИК относительных смещений
Принцип действия ИК основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины входного напряжения постоянного тока, пропорционального относительному смещению в двоичный код, доступный для обработки программой пользователя.
Состав ИК относительных смещений приведен в таблице 7.
Таблица 7
| Комплексы измерительновычислительные MIC | Модули измерения | Первичные преобразователи |
| М1С-200М либо MIC-200 либо MIC-026 либо MIC-036 | МС-201 и МС-114 С2 | - преобразователи вихретоковые PES-106 совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В; - преобразователи виброперемещений емкостные PCS-302 либо PCS-304 совместно с двуполярными источниками напряжения (10 - 24) В. |
Внешний вид средств измерений второго уровня «СИВО СШГЭС» представлен на рис. 1
MIC-200M
MIC-200 MIC-026 MIC-036
Рис. 1
Программное обеспечение
Идентификационные данные метрологически значимых частей автономного программного обеспечения - расчетных библиотек Scale.dll и MeraTable.dll - представлены в таблице 8.
Таблица 8
| Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровые идентификаторы программного обеспечения | Другие идентификационные данные | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| Scale.dll | 1.0.1.8 | 10BEBEA93E93 8A6EFD5A11D EE35D4917 | - | MD5 |
| MeraTable.dll | 1.0.1.8 | A5C2D4932CE8 DA85DF14CBB 4EE12877D | - | MD5 |
Защита метрологически значимого автономного программного обеспечения от не-
преднамеренных и преднамеренных изменений - уровень C по МИ 3286-2010.
Метрологические характеристики измерительных каналов нормированы с учетом влияния ПО.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики ИК виброускорений приведены в таблице 9.
Таблица 9
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений виброускорений, м/с2 | Пределы допускаемой относительной погрешности, % | Неравномерность амплитудно-частотной характеристики | Технические характеристики |
| Вибропреобразователи ускорений 8325, 8326 | от 0,5 до 500 | ± 5 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброускорений - от 1 до 8000 Гц |
| Вибропреобразователи ускорений 8341 | от 0,5 до 500 | ± 5 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброускорений - от 0,7 до 4800 Гц |
| Преобразователи виброизмери-тельные 4370 | от 0,5 до 500 | ± 5 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброускорений - от 0,7 до 4800 Гц |
| Акселерометры оптические FOA-200 | от 0,5 до 500 | ± 5 | ± 3 дБ | Диапазон частот измеряемых виброускорений - от 10 до 1000 Гц |
Метрологические и технические характеристики ИК виброскоростей приведены в таблице 10.
Таблица 10
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений виброскоростей, м/с | Пределы допускаемой относительной погрешности, % | Неравномерность амплитудно-частотной характеристики | Технические характеристики |
| Вибропреобразователи ускорений 8325, 8326 | от 0,1 до 100 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброскоростей - от 1 до 2000 Гц |
| Вибропреобразователи ускорений 8341 | от 0,1 до 100 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброскоростей - от 0,7 до 2000 Гц |
| Преобразователи виброизмери-тельные 4370 | от 0,1 до 100 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых виброскоростей - от 1 до 2000 Гц |
| Акселерометры оптические FOA-200 | от 0,1 до 100 | ± 7 | ± 3 дБ | Диапазон частот измеряемых виброскоростей - от 10 до 1000 Гц |
Метрологические и технические характеристики ИК виброперемещений приведены в таблице 11.
Таблица 11
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений виброперемещений, мкм | Пределы допускаемой относительной погрешности, % | Неравномерность амплитудно-частотной характеристики | Технические характеристики |
| Вибропреобразователи ускорений 8325, 8326 | от 1 до 1250 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 1 до 500 Гц |
| Вибропреобразователи ускорений 8341 | от 1 до 1250 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 0,7 до 500 Гц |
| Преобразователи виброизмери-тельные 4370 | от 1 до 1250 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 1 до 500 Гц |
| Акселерометры оптические FOA-200 | от 0,1 до 100 | ± 7 | ± 3 дБ | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 10 до 500 Гц |
Продолжение таблицы 11.
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений виброперемещений, мкм | Пределы допускаемой относительной погрешности, % | Неравномерность амплитудно-частотной характеристики | Технические характеристики |
| Преобразователи виброперемещений ИВП-05-0,8/200 | от 1 до 1000 | ± 7 | ± 15 % | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 0,8 до 200 Гц |
| Преобразователи вихретоковые PES-106 | от 0 до 6000 | ± 11 | от - 3 до 0,5 дБ | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 0 до 1000 Гц |
| Преобразователи виброперемещений емкостные PCS-302 | от 300 до 2300 | ± 6 | от - 3 до 0,5 дБ | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 0 до 1000 Гц |
| Преобразователи виброперемещений емкостные PCS-304 | от 500 до 4500 | ± 6 | от - 3 до 0,5 дБ | Диапазон частот измеряемых измерений виброперемещений - от 0 до 1000 Гц |
Метрологические характеристики ИК статических давлений приведены в таблице 12.
Таблица 12
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений статических давлений, МПа | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| Преобразователи давления измерительные XPM10 модификации XPM10-S116-5BS-/LC10-RevB | от 0,004 до 0,5 | ± 1 |
| Преобразователи давления измерительные XPM10 модификации XPM10-S116-35BS-/LC10-RevB | от 0,03 до 3,5 | ± 1 |
Метрологические и технические характеристики ИК амплитуд пульсаций давлений приведены в таблице 13.
Таблица 13
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений амплитуд пульсаций давления, МПа | Пределы допускаемой относительной погрешности, % | Неравномерность амплитудно-частотной характеристики, % | Технические характеристики |
| Преобразователи давления измерительные XPM10 модификации XPM10-S116-5BS-/LC10-RevB | от 0,004 до 0,5 | ± 6 | ± 18 | Диапазон частот измеряемых амплитуд пульсаций давления - от 0 до 1000 Гц |
| Преобразователи давления измерительные XPM10 модификации XPM10-S116-35BS-/LC10-RevB | от 0,03 до 1,75 | ± 6 | ± 18 | Диапазон частот измеряемых амплитуд пульсаций давления - от 0 до 1000 Гц |
Метрологические характеристики ИК быстропеременных давлений приведены в таблице 14.
Таблица 14
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений быстропеременных давлений, МПа | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| Датчики быстропеременных давлений ЛХ 611 М | от 0,05 до 5,5 | ± 13 |
Метрологические характеристики ИК относительных смещений приведены в таблице 15.
Таблица 15
| Модель используемого первичного преобразователя | Диапазон измерений относительных смещений, мм | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| Преобразователи вихретоковые PES-106 | от 0 до 6 | ± 11 |
| Преобразователи виброперемещений емкостные PCS-302 | от 0,3 до 2,3 | ± 6 |
| Преобразователи виброперемещений емкостные PCS-304 | от 0,5 до 4,5 | ± 6 |
Технические характеристики комплексов измерительно-вычислительных MIC приведены в таблице 16.
Таблица 16
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Габаритные размеры MIC-200M не более, мм | 215 х 238 х 115 |
| Габаритные размеры MIC-200 не более, мм | 215 х 238 х 115 |
| Габаритные размеры MIC-026 не более, мм | 260 х 320 х 155 |
| Габаритные размеры MIC-036 не более, мм | 465х 320 х 155 |
| Напряжение питания постоянного тока, В | 48±8; 24±6; 12±4 |
| Напряжение питания переменного тока, В | от 187 до 242 |
| Время прогрева комплексов | 40 минут |
| Наработка на отказ | не менее 10000 часов |
| Средний срок службы | не менее 10 лет |
| Пульсации напряжения сети постоянного тока. не более, % | 2 |
Технические характеристики первичных преобразователей (датчиков) приведены в таблице 17.
Таблица 17
| Тип датчика | Значение характеристики |
| Масса, г не более | |
| Вибропреобразователь ускорения 8325 | 88 |
| Вибропреобразователь ускорения 8326 | 88 |
| Вибропреобразователь ускорения 8341 | 41 |
| Преобразователь виброизмерительный 4370 | 54 |
| Акселерометр оптический FOA-200 | 25 |
| Преобразователь давления измерительный XPM10 | 300 |
| Датчик быстропеременных давлений ЛХ 611 М | 100 |
| Преобразователь виброперемещений ИВП-05-0,8/200 | 130 |
| Преобразователь вихретоковый PES -106 | 50 |
| Преобразователь виброперемещений емкостной PCS-302, PCS-304 | 110 |
| Габаритные размеры, мм не более | |
| Вибропреобразователь ускорения 8325 | 0 20,3 х 48,3 |
| Вибропреобразователь ускорения 8326 | 0 20,3 х 48,3 |
| Вибропреобразователь ускорения 8341 | 0 17 х 40,1 |
| Преобразователь виброизмерительный 4370 | 0 7,3 х 11 |
| Акселерометр оптический FOA-200 | 18 х 18 х 35 |
| Преобразователь давления измерительный XPM10 | 0 15 х 21 |
| Датчик быстропеременных давлений ЛХ 611 М | 0 15 х 12 |
| Преобразователь виброперемещений ИВП-05-0,8/200 | 27 х 86,5 х 54 |
| Преобразователь вихретоковый PES -106 | 0 12 х 60 |
| Преобразователь виброперемещений емкостной PCS-302, PCS-304 | 020х135 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
Комплектность «СИВО СШГЭС» приведена в таблице 18.
Таблица 18
| Наименование изделия | Количество |
| «Система измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС» № 001. Исполнение на базе комплекса измерительно-вычислительного MIC-200M. | 1 |
| «Система измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС» № 002. Исполнение на базе комплекса измерительно-вычислительного MIC-200. | 1 |
| «Система измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС» № 003. Исполнение на базе комплекса измерительно-вычислительного MIC-026. | 1 |
| «Система измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС» № 004. Исполнение на базе комплекса измерительно-вычислительного MIC-036. | 1 |
| Техническая документация | |
| «5.1.9. Руководство по эксплуатации «СИВО СШГЭС» | 1 |
| «Система измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС». Паспорт» | 1 |
Поверка
осуществляется в соответствии с разделом 12 «Методика поверки» документа «5.1.9. Руководство по эксплуатации. Системы измерений вибрации оборудования Саяно-Шушенской ГЭС», согласованным с ГЦИ СИ ФБУ «Новосибирский ЦСМ» 20 июня 2013 года.
Перечень основных средств поверки (эталонов), применяемых для поверки:
средства поверки элементов «СИВО СШГЭС» в соответствии с методиками поверки на соответствующие элементы.
Государственный первичный специальный эталон единицы давления в диапазоне от 1-102 до 1-106 Па для частот от 5-10’2 до 104 Гц и длительностей от 1-10’5 до 10 с (гэт 131-81)
Сведения о методах измерений
Методы измерений приведены в документе «5.1.9. Руководство по эксплуатации «СИВО СШГЭС».
Нормативные документы
1. ГОСТ 30296-95 «Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования».
2. МИ 2070-90 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот 340-1 - 2404 Гц»
Рекомендации к применению
- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.