Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

60 страниц

422.00 ₽

Купить ПНСТ 48-2015 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Определяет особенности систем управления скоростью вращения гидротурбин и является основанием для проведения их испытаний. Стандарт касается различных задач управления, таких как регулирование скорости вращения при работе на единую и изолированную энергосистемы, обеспечение безопасности, регулирование активной мощности. Испытания систем управления гидротурбин решает следующие задачи: - проверка соответствия характеристик системы спецификации, приведенной в договоре; - проверка надлежащего функционирования в заводских условиях и/или на месте установки; - испытания на проверку гарантий; - оценка состояния системы управления для определения необходимости ремонта или замены. Настоящий стандарт распространяется на: - системы управления скоростью вращения, мощностью, открытием направляющего аппарата, уровнем и расходом воды для всех типов турбин; - электронное, электрическое и гидравлическое оборудование; - устройства защиты; - устройства пуска и остановки агрегатов.

 Скачать PDF

Идентичен IEC 60308(2005)

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения, обозначения

4 Функции и компоненты системы управления

     4.1 Системы управления

     4.2 другие задачи системы управления и переходы

     4.3 Компоненты систем управления

     4.4 Функции защиты

     4.5 Защита окружающей среды

     4.6 Электромагнитная совместимость (ЭМС)

5 Договорные условия

     5.1 Гарантии и приемочные испытания

     5.2 Документация

6 Испытания системы управления

     6.1 Общие положения

     6.2 Рекомендации по стендовым испытаниям

     6.3 Рекомендации по полевым испытаниям

     6.4 Электрические испытания

     6.5 Испытания преобразователей, усилителей и приводов

     6.6 Местные испытания характеристик регулятора

     6.7 Проверка безопасности

     6.8 Условия испытаний, необходимые для выполнения

     6.9 Полевые испытания работы на изолированную энергосистему

7 Погрешности при испытаниях регулятора

8 Моделирование операций управления и контроля

     8.1 Общие замечания

     8.2 Характеристики симулятора

     8.3 Погрешность симуляторов станции, вычисления скачка давления и параметров управления

Приложение А (справочное) Процедуры испытаний

Приложение В (справочное) Рекомендация для испытаний регуляторов турбин

Приложение С (справочное) Полевые испытания систем управления

Приложение D (справочное) Примеры испытаний системы управления

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам

 
Дата введения01.07.2016
Добавлен в базу01.02.2017
Завершение срока действия01.07.2019
Актуализация01.02.2020

Этот документ находится в:

Организации:

23.06.2015УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии23-пнст
РазработанОАО НИИЭС
РазработанФГУП ВНИИНМАШ
ИзданСтандартинформ2015 г.

Hydraulic turbines. Testing of control systems

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

пнет

48—

2015/

МЭК 60308 (2005)

СИСТЕМЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТУРБИН

Международные нормы и правила испытаний

IEC 60308:2005 Hydraulic turbines. Testing of control systems (IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) и Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (ОАО «НИИЭС») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 330 «Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 июня 2015 г № 23-пнст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60308(2005) «Системы, регулирующие скорость вращения гидравлических турбин. Международные нормы и правила испытаний» (IEC 60308:2005 «Hydraulic turbines. Testing of control systems»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в обязательном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правипа применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за девять месяцев до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 123007. г. Москва, ул. Шеногина. д. 4 ив Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: Ленинский проспект. д. 9. Москва В-49. ГСП-1, 119991.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном ука-зателе «Национальные стандарты» и журнале «Вестник технического регулирования». Уведомление будет размещено также на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

-    зону нечувствительности регулятора. Это испытание необходимо для электростанций, участвующих во вторичном регулировании частоты, особенно в пиковых режимах, а также для электростанций с особыми требованиями к точности регулирования (величины допустимых погрешностей измерения приведены в разделе 7);

-    причину невыполнения гарантий поведения системы, если таковые выявляются в ходе испытаний. и проверить свойства и характеристики всех функциональных элементов и процессов, влияющих на поведение системы управления. К ним могут относиться: масса агрегата, характеристики генератора и нагрузки, влияние параметров регулятора на время пуска. В некоторых случаях для выполнения аналитических исследований динамики энергосистемы определение параметров настройки регуляторов может проводиться на модели электростанции;

-    характеристики насосов-турбин для повышения качества управления работой системы.

6.3.2 Существующие системы управления

6.3.2.1    Определение недостатков управления

Существующие системы управления могут иметь следующие недостатки:

-    длительное время установки значения управляемой переменной;

-    длительное время синхронизации, чрезмерно быстрое затухание;

-    дрейф значений параметров в рабочих точках;

-    колебание скорости привода;

-    необычные колебания (при работе без нагрузки и/или работе на изолированную нагрузку и т. д );

-    чрезмерная чувствительность и/или влияние эффекта гистерезиса;

-    чрезмерные протечки (в насосном режиме, при охлаждении масла и т. д.).

6.3.2.2    Определение недостатков

Для определения недостатков системы управления должны быть проведены следующие испытания:

-    определение зоны нечувствительности;

-    определение отклика (пошаговые отклики агрегата) или передаточной функции при подаче на вход системы нормированных управляющих сигналов (команды, управляемая переменная, частота и т. д );

-    пошаговая проверка работы сервомоторов;

-    проверка взаимодействия элементов регулирующих устройств рабочего колеса и направляющего аппарата в поворотно-лопастных турбинах;

-    проверка взаимодействия отсекателя и сопла в ковшовых турбинах;

-    определение возможных резонансных явлений (в отсасывающей трубе, генераторе и т. д );

-    измерения для проверки проектных параметров станции;

-    проверка безопасности элементов проточной части турбины и напорного трубопровода.

6.3.2.3    Замена и ремонт существующей системы управления

Вышеупомянутые проверки дают информацию о причинах возникновения дефектов и позволяют принять решение о том. какие меры следует принимать.

-    провести проверку качества эксплуатации для сохранения существующего оборудования;

-    произвести капитальный ремонт отдельных компонентов системы;

-    произвести замену отдельных компонентов или систем полностью;

-    сделать изменения в конфигурации системы;

-    оценить риски и последствия протечки масла.

Помимо упомянутого выше, на решение о замене или ремонте существующих элементов или систем могут влиять:

-    оценка эксплуатационных издержек;

-    оценка затрат на ремонт;

-    сравнительная оценка замены и ремонта оборудования с точки зрения фактического или потенциального повышения эффективности работы оборудования;

-    общая безопасность и требования, предъявляемые законодательством.

6.4 Электрические испытания

6.4.1 Общие положения

В то время как электрогидравлические регуляторы скорости вращения турбины имеют в своем составе распределительные клапаны, сервомоторы, механический измеритель скорости вращения (маятник), механические или электрические элементы обратной связи и т. д.. электронный регулятор принимает на себя и выполняет все функции автоматического управления режимом работы агрегата, кроме привода направляющего аппарата.

8

ПНСТ 48—2015

Электронные системы, однако, весьма чувствительны к влиянию электромагнитных полей. Поэтому должно быть уделено особое внимание:

-    качеству электропитания;

-    защите от перенапряжений;

-    фильтрации и экранированию:

-    помехоустойчивости компонентов.

Если основные меры и рекомендации по обеспечению безопасности соблюдаются, то испытания можно сконцентрировать на проверке работы системы управления. Электрические испытания дороги, так как они требуют квалифицированного персонала и специального испытательного оборудования (например, для измерения переходных процессов для оценки перенапряжений требуются осциллографы с памятью и частотой до 100 МГц). Электрические испытания обычно являются типовыми. Испытания на ЭМС проводят по МЭК 61000-4-2, МЭК 61000-4-3 и МЭК 61000-4-6.

6.4.2    Выбор испытательного центра

Для выполнения функциональной проверки во время полевых испытаний (на месте установки оборудования) должно быть найдено место, например диспетчерская, где доступны все необходимые данные управляемого процесса.

Если диспетчерская расположена вдали от агрегатов, необходимо обеспечить безопасность работы в месте их установки

6.4.3    Электропитание

Проверка электропитания обычно проводится на стенде изготовителя в заводских условиях с использованием вольтметра и амперметра, осциллографа или регистратора переходных процессов и ограничена:

-    определением пределов устойчивости и коэффициента пульсации;

-    определением входного тока;

-    испытанием переключения источников напряжения и времени повторного включения после перебоя питания (для маленьких и простых систем эти испытания могут быть сокращены);

-    проверкой обрыва цепи.

6.4.4    Защита от перенапряжения и подавление помех

Необходимо проверить:

-    наличие сертификата электронного оборудования на ЭМС;

-    изоляцию блоков питания съемных электронных компонентов:

-    разделение во время приема и/или передачи цифровых и аналоговых сигналов;

-    экранирование кабелей периферийных устройств;

-    физическое разделение сигнальных и силовых кабелей;

-    заземление отключенных металлических деталей;

-    защиту периферийных устройств от перенапряжений;

-    оснащение проводки индуктивных устройств (катушек реле, электромагнитных клапанов) элементами пожаротушения (обратными диодами, колебательными контурами и др ).

Должны быть также проверены сопротивления заземления. При возникновении помех на концах сигнальных кабелей должно быть проведено измерение с помощью осциллографа.

6.4.5    Испытание интерфейса системы

Электрические сигналы положения привода, скорости, мощности, расхода, напора (уровней верхнего и нижнего бьефов) должны быть проверены на:

-    характеристики обрыва цепи и гистерезис (позиционный привод);

-    дрейф нуля и температурную чувствительность;

-    наложение;

-    фильтрацию показаний (мощность, расход, уровень воды);

-    предельные значения;

-    контроль неисправностей, если имеются.

6.5    Испытания преобразователей, усилителей и приводов

6.5.1    Электрогидравлические и электромеханические преобразователи

6.5.1.1    Общие положения

Преобразователи рассматриваются здесь в качестве соединительных элементов между электронной и гидромеханической частью системы управления. Они очень важны для поведения системы управления. Поэтому чувствительность, точность (включая температурную стабильность), а также динамика должны превосходить аналогичные свойства последующих ступеней усилителей.

9

6.5.1.2 Электрогидравлические преобразователи (клапаны сервомотора, пропорциональные клапаны)

Наиболее важной характеристикой преобразователя является зависимость номинального расхода масла от величины управляющего сигнала и перепада давления.

Рисунок 4 — Расход масла Q в зависимости от входного тока / и перепада давления \р

Кривые на рисунке 4 строятся для различных перепадов давления для определенных типов масла (температура и вязкость). Значение расхода может быть определено по объему масляного резервуара или во время испытания сервомотора.

Дальнейшие измерения могут быть проведены для проверки времени запаздывания и динамических характеристик преобразователя.

Примечания

1    Многоступенчатые серво- и/или пропорциональные золотники часто имеют дополнительный контроллер положения второй ступени и поэтому проверяются как системы, включающие соответствующее электронное устройство

2    Функции преобразователей должны быть проверены после аварийного отключения и безаварийного отказа, например, вследствие отключения питания

3    Для достижения требуемой эффективности используется вибрационный (сглаженный) сигнал, который также должен быть проверен

6.5.1.3    Электромеханические преобразователи

Эти преобразователи являются электродвигателями (вращающимися или линейными). Электроприводы гидротурбин состоят из электродвигателя, редуктора и исполнительного механизма. Они используются для воздействия на исполнительные механизмы системы регулирования (направляющие аппараты, лопасти рабочего колеса, сопла, отсекатели) или распределительные клапаны (золотники).

Этот тип привода не использует масло высокого давления. В основном он используется в малых гидротурбинах для противодействия разгону агрегата при сбросе нагрузки. Поддержание допустимого турбинного расхода обеспечивают резервные защиты, к которым можно отнести:

-    автоматическое закрытие направляющего аппарата;

• закрытие турбинного затвора без закрытия направляющего аппарата;

-    противовесы или пружины.

Для целей испытаний обычно достаточно измерения входного тока и сигналов на исполнительные органы.

6.5.1.4    Двухступенчатое электромеханическое/гидравлическое управление

В некоторых системах управления преобразователи могут быть составлены из электрогидравли-ческого преобразователя (6.5.1.2). вспомогательного сервомотора и обратной связи (см. рисунок 5). в таком случае вспомогательный сервомотор приводит в действие главный (распределительный) клапан (золотник).

Если эти преобразователи изготовлены в виде компактного устройства (например, в виде катушки) с интегрированным гидроусилителем, корреляция между входным и выходным током устанавливается в ходе типового испытания, в котором должен наблюдаться гистерезис (см. рисунок 6).

Ю

ПНСТ 48—2015


Электронный

усилитель


Преобразователь обратной связи


К


X


К


К золотнику

Рисунок 5 — Электрогидравлический преобразователь для системы управления верхнего уровня


Рисунок 6 — Зависимость изменения положения As преобразователя от входного тока /


Кроме того, следует проверить:

•    время запаздывания;

•    выходное усилие в зависимости от давления масла;

•    динамические свойства преобразователя.

В ходе проверок должны быть зарегистрированы соответствующие значения вибрации (сглаженной). потери, температура и вязкость масла.

6.5.2 Гидравлические усилители

Гидравлические усилители состоят из главного золотника, сервомотора и обратной связи.

6.5.2.1 Распределительные клапаны (золотники)

Стендовые испытания главного золотника рекомендуется проводить в заводских условиях в сборе с сервомотором. При невозможности подключения сервомотора его испытания должны проводиться на месте его установки (полевые испытания).

В дополнение к испытаниям на минимальное время исполнения, трение и герметичность должны быть определены характеристики производительности главного золотника. Они строятся в виде зависимости давления (с неподвижным сервомотором) и расхода (скорость перемещения штока сервомотора) от хода штока золотника (см. рисунок 7).


11


а) давление р в закрытом трубопроводе в зависимости от перемещения Да штока золотника

А*, мм

Ь) зависимость скорости перемещения сервомотора от перемещения As штока золотника Рисунок 7 — Типовые эксплуатационные характеристики золотника

Эти измерения особенно важны для клапанов, имеющих окна в крайних точках. Кривая давления показывает величину перемещение штока, необходимую для создания усилия, нужного для приведения сервомотора в действие. Кривая расхода позволяет определить площадь окон золотника, которая определяет его постоянную времени. Для проверки эти параметры могут быть определены по наклону кривых. Постоянные времени имеют значение для стабильности регулирования (перерегулирование и время стабилизации в определенном положении), тогда как наложения показывают нечувствительность системы управления и/или точность позиционирования.

12

ПНСТ 48—2015

В некоторых поворотно-лопастных турбинах смазка и охлаждение масла рабочего колеса осуществляются через распределительный клапан рабочего колеса. При испытаниях необходимо удостовериться. что в положении равновесия поршня система смазки обеспечивается полностью.

При проверке гидроусилителя следует оценить его характеристику, показанную на рисунке 7. На рисунке 7а показана характеристика, построенная для крайнего положения штока сервомотора. На рисунке 7Ь показана зависимость изменения скорости от положения золотника. Такие измерения могут быть проведены при осушенной спиральной камере и направляющем аппарате. Золотник может быть установлен в крайних положениях или в центре корпуса.

6.5.2.2    Сервомоторы

Основной сервомотор проверяется вместе с главным золотником, но может быть проверен под давлением и с отключенным золотником. Главное измерить силу трения, что может быть сделано путем измерения давления при холостом ходе.

6.5.2.3    Законы работы сервомотора на открытие и закрытие

Во многих случаях движение штока сервомотора на закрытие и открытие не непрерывны, а имеют два и более шага изменения скорости.

Из соображений безопасности время срабатывания и характеристики сервомоторов проверяются при максимальном давлении масла при так называемом «сухом тестировании» (до заполнения водоводов водой).

При вводе в эксплуатацию для исключения недопустимых изменений давления оборудование проверяется повторно и при необходимости настраивается заново.

Относительно долгое время срабатывания может быть измерено секундомером, хотя рекомендуется измерять короткое время срабатывания и закономерности регулирования.

6.5.2    4 Мертвая зона, время нечувствительности

Определение зоны нечувствительности системы управления связано с величиной мертвой зоны золотника. Для измерения величины мертвой зоны золотник и/или клапан управления золотником резко перемещаются в обоих направлениях от центра. При этом регистрируется время между смещением золотника и началом движения сервомотора.

Рекомендуется проводить измерение величин мертвой зоны для всей системы управления. Измерение нечувствительности системы управления особенно интересно для агрегатов, использующихся для первичного регулирования частоты. В 6.6.3.3 описаны различные способы определения мертвой зоны.

Нечувствительность усилителя определяется перекрытием клапанов, трением сервомотора, силами трения механизма позиционирования, величиной протечки масла, для преодоления которых требуются соответствующий перепад давления и соответствующее смещение золотника (см. рисунок 7а).

6.5.2.5 Протечки масла

Трудно измерить протечку масла в золотнике и сервомоторе отдельно. Потери сервомотора в концевых положениях приближенно могут быть измерены следующим образом, золотник перемещается в максимальное начальное или конечное положение, в то время как шток сервомотора находится в конечном положении. Масло главным образом утекает из сервомотора, так как основной абразивный износ происходит около краев цилиндра, а золотник в нормальном режиме перемещается вблизи своего центра.

6.5.3    Энергообеспечение

6.5.3.1    Системы без аккумулятора

a)    Электроснабжение

Особенности электроснабжения описаны в МЭК61362 (4.11.2).

b)    Расход

Расход лучше всего определяется путем измерения времени открытия и закрытия направляющего аппарата.

6.5.3.2    Системы с аккумулятором

6.5.3.2.1    Электроснабжение

Особенности электроснабжения описаны в МЭК 61362 (4.11.1).

6.5.3.2.2    Протечки

Мерой увеличения потерь расхода при использовании нерегулируемого насоса является его безостановочная работа в период отключения или разгрузки.

При использовании управляемого насоса с переменным давлением, например осевого или радиального поршневого насоса, свидетельством увеличения потерь является увеличение потребления электроэнергии при работе двигателя на холостом ходе.

13

ПНСТ 48—2015

Содержание

СИСТЕМЫ. РЕГУЛИРУЮЩИЕ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ......................................1

ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТУРБИН.............................................................1

Международные нормы и правила испытаний...............................................1

Hydraulic turbines. Testing of control systems

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины, определения, обозначения ....................................................2

4    Функции и компоненты системы управления..............................................5

4.1    Системы управления..............................................................8

4.2    Другие задачи системы управления и    переходы........................................6

4.3    Компоненты систем управления.....................................................в

4.4    Функции защиты..................................................................в

4.5    Защита окружающей среды.........................................................в

4.6    Электромагнитная совместимость (ЭМС).............................................6

5    Договорные условия..................................................................8

5.1    Гарантии и приемочные испытания..................................................в

5.2    Документация....................................................................в

6    Испытания системы управления........................................................7

6.1    Общие положения................................................................7

6.2    Рекомендации по стендовым испытаниям............................................7

6.3    Рекомендации по полевым испытаниям..............................................7

6.4    Электрические испытания..........................................................8

6.5    Испытания преобразователей, усилителей и приводов..................................9

6.6    Местные испытания характеристик регулятора.......................................14

6.7    Проверка безопасности...........................................................17

6.8    Условия испытаний, необходимые для выполнения...................................18

6.9    Полевые испытания работы на изолированную энергосистему..........................1®

7    Погрешности при испытаниях регулятора...............................................22

8    Моделирование операций управления и контроля........................................24

8.1    Общие замечания...............................................................24

8.2    Характеристики симулятора.......................................................24

8.3    Погрешность симуляторов станции, вычисления

скачка давления и параметров управления..........................................24

Приложение А (справочное) Процедуры испытаний........................................26

Приложение В (справочное) Рекомендация для испытаний регуляторов турбин.................28

Приложение С (справочное) Полевые испытания систем управления.........................34

Приложение D (справочное) Примеры испытаний системы управления........................36

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации и действующим в этом качестве

межгосударственным стандартам.........................................55

III

ПНСТ 48—2015 МЭК 60308(2005)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

СИСТЕМЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТУРБИН

Международные нормы и правила испытаний

Hydraulic turbines. Testing of control systems

Срок действия —с 2016—07—01 no 2019—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет особенности систем управления скоростью вращения гидротурбин и является основанием для проведения их испытаний. Стандарт касается различных задач управления, таких как регулирование скорости вращения при работе на единую и изолированную энергосистемы, обеспечение безопасности, регулирование активной мощности.

Испытания систем управления гидротурбин решает следующие задачи:

-    проверка соответствия характеристик системы спецификации, приведенной в договоре:

-    проверка надлежащего функционирования в заводских условиях и/или на месте установки;

-    испытания на проверку гарантий;

-    оценка состояния системы управления для определения необходимости ремонта или замены.

Настоящий стандарт распространяется на:

• системы управления скоростью вращения, мощностью, открытием направляющего аппарата, уровнем и расходом воды для всех типов турбин;

-    электронное, электрическое и гидравлическое оборудование;

-    устройства защиты;

-    устройства пуска и остановки агрегатов.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

МЭК 60545:1976 Турбины гидравлические. Руководство по вводу в эксплуатацию, работе и обслуживанию (IEC 60545:1976, Guide for commissioning, operation and maintenance of hydraulic turbines)

МЭК 60193:1999 Турбины гидравлические, аккумулирующие насосы и турбонасосы. Приемочные испытания на модели (IEC 60193:1999. Hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines — Model acceptance tests)

МЭК 60041:1991 Турбины гидравлические, гидроагрегаты ГАЭС и турбонасосы. Полевые приемочные испытания для определения пропускной способности (IEC 60041:1991. Field acceptance tests to determine the hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines)

МЭК 61362:1998 Системы регулирования гидравлических турбин. Руководство по составлению технических условий (IEC 61362:1998, Guide to specification of hydraulic turbine governing systems)

МЭК 61000-4-2:2008 Электромагнитная совместимость. Часть 4-2. Методики испытаний и измерений. Испытание на невосприимчивость к электростатическому разряду (IEC 61000-4-2:2008. Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques — Electrostatic discharge immunity test)

Издание официальное

МЭК 61000-4-3:2006 Электромагнитная совместимость. Часть 4-3. Методики испытаний и измерений Испытание на устойчивость к воздействию электромагнитного поля с излучением на радиочастотах (IEC 61000-4-3:2006/Amd.1:2007/Amd.2:2010. Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test)

МЭК 61000-4-6:2013 Электромагнитная совместимость. Часть 4-6. Методики испытаний и измерений. Защищенность от помех по цепи питания, наведенных радиочастотными полями (IEC 61000-4-6:2013, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-6: Testing and measurement techniques — Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields)

ИСО 4406:1999 Приводы гидравлические. Жидкости. Метод кодирования степени загрязнения твердыми частицами (ISO 4406:1999. Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the level of contamination by solid particles)

3 Термины, определения, обозначения

В стандарте применены термины по МЭК 61362. а также следующие термины с соответствующими определениями и обозначениями:

Под

пункт

Термин

Определение

Обозначение, единица измерения

Относительное

обозначение

3.1

Общие определения

3.1.1

отклонение скорости

Различие между фактической скоростью вращения и контрольной скоростью в рассматриваемый момент времени

.V». об/мин Дв>. рад/с Д/. Гц

*п

3.2

Производительность при основных нарушениях

3.2.1

торможение

сервомотора

Истекшее время, в течение которого скорость движения штока сервомотора замедляется при движении от текущего положения до полностью закрытого положения (см рисунок 1)

V

322

усилие сервомотора

Усилие на открытие и/или закрытие, произведенное сервомотором, при подаче масла при минимальном давлении

F. Н

323

мощность

сервомотора

Произведение максимального усилия сервомотора на перемещение поршня

FYU Дж=Н м

Рисунок 1 — Время торможения сервомотора Th

2

ПНСТ 48—2015

Под

пункт

Теркмн

Определение

Обозначение, единица измерения

Относительное

обозначение

3.3

Термины, связанные с управляемой системой

3.3.1

управляемая система

Система, состоящая из гидравлической турбины с проточной частью, генератора с регулятором напряжения и электрической сети, с которой он связан

332

отклонение вращающего момента

Отклонение выходной мощности, деленной на мгновенную угловую скорость

\Af, Н м

т

333

постоянная времени агрегата

Отношение кинематического момента агрегата к гарантированному крутящему моменту

Ъ С

3.3.4

постоянная времени нагрузки

Отношение электродинамического момента нагрузки к гарантированному крутящему моменту агрегата

335

передаточное отношение управления турбиной

Отношение крутящего момента mt при постоянной скорости и напоре к перемещению сервомоторау (см. рисунок 2)

_ <#(Ц/Ч) d«

У ‘у

3 36

график регулирования скорости

График относительной скорости в зависимости от относительной силы в состоянии равновесия при постоянном воздействии

Р

3

Под

пункт

Термин

Определение

Обозначение, единица измерения

Относительное

обозначение

337

статизм

Зависимость скорости вращения от возмущения при постоянном управляющем воздействии Характеризуется углом наклона зависимости скорости вращения от открытия направляющего аппарата

dx

3.3.8

регулировочный диапазон

Разница между значениями относительной скорости при нулевой и номинальной мощности нагрузки

339

фактор саморегулирования управляемой системы

Наклон графика момента при изменении скорости с заданным открытием направляющего аппарата и заданной нагрузкой сети Крутящий момент должен быть отнесен к номинальному крутящему моменту Pjlot, и номинальной скорости <», (or рисунок 3)

®п

3.3.10

фактор саморегулирования турбины

Переменная еп, для турбины

dm^

dxn

Р, и о, имеют те же значения, что и в 3.3.9 (см рисунок 3)

®t

3.3.11

фактор саморегулирования нагрузки

Переменная еп, для нагрузки

dmg ft* d(Plto)

вд " <*n " Р, dxn

Р, и со, имеют те же значения, что и в 3.3.9 (см рисунок 3)

eg

Рисунок 3 - Фактор саморегулирования управляемой системы

4

ПНСТ 48—2015

Под

пункт

Теркмн

Определение

Обозначение. единица измерения

Относительное

обозначение

33 12

характеристика нагрузки сети

Коэффициент, выражающий отношение изменения относительного крутящего момента нагрузки к изменению относительной скорости

Значение, на которое изменяется мощность \Р, есть фактическая потребленная сетью мощность Pv Для практических целей постоянная вь вычисляется по фор-“ул*

Х„ 1

еь

3313

время отражения напорного трубопровода

Время, необходимое для прохождения волны давления двойной длины трубопровода из л участков

ai

где а, — скорость распространения волны на f-м участке напорного трубопровода.

Ц — длина /-ого участка

Г„с

33 14

время инерции воды

Бремя, за которое вода проходит л участков напорного трубопровода в номинальном режиме, определяется

т = у Ь * y-w,£iV

где А- площадь wo сечения,

L — длина /-го участка;

О, — скоростной расход,

Нг— скоростной напор. д — ускорение свободного падения

ГидС

3.3.15

Постоянная гидравлического удара (постоянная Аплиеви)

Отношение времени инерции воды 7W к времени отражения напорного трубопровода Тг при гарантированных условиях

hw=t

3.3.16

максимальное изменение мгновенной скорости

Максимальное мгновенное изменение скорости при внезапном изменении нагрузки (см МЭК 60041)

V\najr Об/мин

рад

Ч»г ГЧ

33 17

максимальное изменение мгновенного давления

Максимальное мгновенное изменение давления при внезапном изменении нагрузки (см МЭК 60041)

ЛН^Ла

4 Функции и компоненты системы управления

В этом разделе перечислены функции и компоненты систем управления, которые подлежат испытаниям и проверкам.

4.1    Системы управления

4.1.1    Основные задачи

Основные задачи управления:

-    регулирование скорости (без нагрузки и синхронизации. МЭК 61362);

-    управление мощностью МЭК 61362;

-    контроль открытием МЭК 61362

4.1.2    Задачи второго уровня

К задачам второго уровня относятся:

-    управление уровнем воды или позиционирование открытия;

5

-    управление расходом воды;

-    оптимизация управления станцией.

Примечание - Терминология настоящего стандарта не в полной мере соответствует терминологии по МЭК 61362

4.2    Другие задачи системы управления и переходы

Другими задачами управления являются следующие:

-    управление набором нагрузки;

-    управление давлением;

-    пуск и синхронизация;

-    остановка и аварийная остановка;

-    переходы между различными режимами управления.

4.3    Компоненты систем управления

Компоненты системы управления:

-    электрогидравлические и электромеханические преобразователи;

-    регулирующие клапаны;

-    серводвигатели;

-    системы подачи масла и давления и аппараты хранения энергии (аккумуляторы, грузы, пружины);

-    вспомогательные источники питания электрических/электронных приборов и систем.

4.4    Функции защиты

-    отключение;

-    защита от превышения скорости;

-    блокировки;

-    обнаружение деформаций.

4.5    Защита окружающей среды

На системы управления воздействуют такие внешние условия, как:

-    вибрации;

-    климатические условия.

4.6    Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Для систем управления актуальны такие аспекты, как:

-    ЭМС в соответствии с МЭК 61362 (4.17);

-    электрические источники помех.

5 Договорные условия

5.1    Гарантии и приемочные испытания

В процессе подтверждения гарантий на новые системы управления новых и существующих электростанций рекомендуется:

-    определить особенности управляемой системы;

-    указать виды испытаний системы управления, которые должны быть проведены для проверки гарантий и полноты документации;

-    указать меры, которые будут приняты в случае отказа от выполнения гарантий.

В процессе испытаний существующей системы управления должны быть проведены только те испытания. которые позволяют оценить ее важнейшие свойства при работе, например, на изолированную сеть.

Руководитель испытаний отвечает за процедуру проведения и результаты испытаний, а также за их документацию Формат документации согласовывают заблаговременно.

5.2    Документация

Для каждого испытания должны быть следующие документы:

-    параметры измерительной аппаратуры;

-    протоколы испытаний;

6

ПНСТ 48—2015

-    предельные значения показателей:

-    описание условия испытаний;

-    описание процедуры испытаний:

-    отчет о результатах испытаний.

Тщательная подготовка документации особенно важна в случае, если некоторые испытания нужно будет повторить (например, для акционеров или страховых компаний, при пуске после ремонта и т. д.). При испытаниях необходимо обеспечивать экологическую безопасность их проведения.

Измеренные значения могут быть зарегистрированы и обработаны:

-    при помощи имеющихся инструментов записи с последующей обработкой и документацией или

-    при помощи устройств, связанных с компьютером, с последующей распечаткой данных, являющихся неотъемлемой частью документации.

Перед первым пуском следует убедиться, что

-    агрегат работает согласно спецификации:

-    требования техники безопасности выполнены;

-    договорные гарантии выполнены.

6 Испытания системы управления

6.1    Общие положения

Для ускорения пусконаладочных работ рекомендуется большую часть испытаний провести на стендах изготовителя. Тогда полевые испытания на месте установки системы могут быть ограничены демонстрацией таких свойств изготовленной системы, которые:

-    обязательны для безопасности эксплуатации и

-    которые не могут быть проверены без реального оборудования электростанции.

6.2    Рекомендации по стендовым испытаниям

Условия испытаний, параметры настройки и документация должны быть оговорены в договоре. В ходе стендовых испытаний должны быть проведены типовые испытания, включая испытания на электромагнитную совместимость.

При проведении стендовых испытаний следует проверить работу всего контура управления, а также работу отдельных подсистем, которые могут быть изготовлены различными производителями:

-    шкафов, в которых смонтирована аппаратура;

-    сервомоторов, золотников и клапанов, управляемых при работе сервомотора;

-    маслонапорной установки.

При испытании подсистем отдельно от всей системы следует определить и иметь возможность легко измерить сигналы связи отдельно проверяемых подсистем.

Для испытания отдельных подсистем можно использовать модели процессов и/или симулятор станции (при наличии) для испытания систем полного цикла управления.

Испытания отдельных компонентов и/или подсистем не проводятся, если система поставляется в собранном виде.

6.3    Рекомендации по полевым испытаниям

6.3.1 Новые системы управления

Испытания системы управления выполняются в следующей последовательности:

-    до начала проведения полевых испытаний должны быть проверены устройства защиты, отображения. сигнализации и параметры их настройки;

-    должны быть проведены испытания систем управления при колебаниях нагрузки.

Полевые испытания системы управления должны быть согласованы с вводом в действие основного гидроэнергетического оборудования и его испытаниями при колебании нагрузки согласно МЭК 60041.

При испытаниях систем управления следует определить:

-    параметры настройки регуляторов мощности или уровня во всем регулировочном диапазоне, что может быть сделано последовательно при работе в режиме холостого хода, при работе на изолированную нагрузку и т. д. Полученные параметры настройки используются в качестве начального приближения для последующей корректировки в процессе эксплуатации, а результаты испытаний используются для сравнения с результатами испытаний при плановом обслуживании оборудования;