Loading...

Potwierdzanie deklarowanych parametrów wyposażenia pomiarowego stosowanego w eksploatacji urządzeń Elektroenergetycznej Automatyki Zabezpieczeniowej

Potwierdzanie deklarowanych parametrów wyposażenia pomiarowego stosowanego w eksploatacji urządzeń Elektroenergetycznej Automatyki Zabezpieczeniowej

Autorzy:

Andrzej Sanocki, Tadeusz Wypych, 
ZPBE Energopomiar-Elektryka Sp. z o.o. Gliwice
Artykuł opublikowany w czasopiśmie Wiadomości Elektrotechniczne nr 1 / 2005

Wprowadzenie

Niezwykle szybki rozwój techniki sięgnął również zagadnień elektroenergetyki. W dziedzinie elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ) stosowane dotychczas zabezpieczenia elektromechaniczne czy elektroniczne w ostatnich latach zostają zastępowane przez zabezpieczenia cyfrowe. Technika mikroprocesorowa stała się katalizatorem zmian dokonujących się w obszarze EAZ, nie tylko w zakresie technologii budowy przekaźników, ale także samej filozofii zabezpieczeń, metod pomiaru i oceny wielkości kryterialnych, rozwiązań układowych i funkcjonalnych. Dojrzałe rozwiązania zabezpieczeń cyfrowych, poprzedzone badaniami i doświadczeniami eksploatacyjnymi, pojawiły się znacznie później niż inne urządzenia mikroprocesorowe (łączność, sterowanie, kontrola). Ze względu na bardzo wysokie wymagania niezawodności układów EAZ i odporności na zakłócenia na obiektach elektroenergetycznych okres doświadczalny był długi.
Wszelkie, stosowane obecnie układy pomiarowe stają się złożonym, zazwyczaj skomplikowanym, swego rodzaju systemem pomiarowym, wykorzystującym często bardzo zaawansowane technologie inżynierii technicznej i informatycznej. Ten złożony układ pomiarowy również wypiera dziś zastosowanie klasycznych mierników jako źródła informacji na temat stanu mierzonego obiektu. 
Do grupy urządzeń wyposażonych w złożone układy pomiarowe należy zaliczyć dziś typową aparaturę, używaną w eksploatacji urządzeń automatyki zabezpieczeniowej (EAZ). Zazwyczaj są to uniwersalne, przenośne urządzenia pomiarowe, przystosowane do wyznaczania charakterystyk np. rozruchowych, czasów działania, wykonywania prób funkcjonalnych i realizacji innych funkcji, często programowanych według potrzeb. Nowoczesne rozwiązania ich układów elektronicznych zawierają między innymi źródła napięć i prądów, konfigurowane stosownie do potrzeb, których wielkości wyjściowe są parametrami rozruchowymi wielu urządzeń EAZ.
Wartości wielkości wyjściowych tych źródeł i pozostałych układów pomiarowych odtwarzane są przez zabudowane w jego wnętrzu, zazwyczaj cyfrowe przyrządy pomiarowe, zgodnie z przeznaczeniem danego aparatu.
Pomimo znaczącego zaawansowania technologicznego każdy, złożony układ pomiarowy nie zawsze jest absolutnie bezawaryjny, w takim stopniu by mógł być „pozostawiony samemu sobie”. Niezmiernie istotne jest okresowe uruchamianie występujących w takim układzie procesów samotestowania dokonywanego ze względnie dużą częstością (występują jednak chyba w zbyt małym stopniu), jak również „zewnętrzne” potwierdzenie deklarowanych jego parametrów, zarówno funkcjonalnych jak i metrologicznych. Jest to sprawa dużej wagi gdyż ten złożony układ pomiarowy bywa źródłem ważnych danych roboczych, które są adresowane w stosowne miejsca np. systemu elektroenergetycznego, w celu podjęcia najczęściej bardzo odpowiedzialnych decyzji.
Autorzy artykułu przedstawiają koncepcję potwierdzania parametrów takiego złożonego układu pomiarowego, jak również swój punkt widzenia w kwestii możliwości realizacji tego typu prac przez akredytowane i godne zaufania laboratoria pomiarowe. 
Zdaniem autorów, wiedzę tę warto wykorzystywać w duchu akceptowanego poziomu kultury technicznej, określonej m.in. przez obowiązujące dokumenty normatywne i oczekiwania potencjalnych nabywców wszelkich dóbr, w których wytworzeniu znaczącą pozycję mają produkty laboratorium specjalistycznego − akredytowanego i godnego zaufania.

Ujęcie ogólne procesu potwierdzenia deklarowanych parametrów wyposażenia pomiarowego, stosowanego w eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych

Eksploatacja bieżąca wszelkich urządzeń, funkcjonujących często w różnorodnych układach pracy, a także poprzedzający to etap wdrożenia do eksploatacji, pociąga za sobą konieczność posługiwania się specjalistycznym wyposażeniem pomiarowym, stosownym do potrzeb, zgodnym z przeznaczeniem, zachowującym deklarowane parametry, w tym parametry metrologiczne.
Czynności związane z utrzymaniem właściwego poziomu technicznego aparatury mają przebieg prawidłowy, zgodny z oczekiwaniami wtedy, gdy oprócz niezbędnych działań zasadniczych względem aparatury i używanego wyposażenia pomiarowego prowadzone jest również monitorowanie parametrów (właściwości) stanowiących kryteria prawidłowego funkcjonowania. Wymagają tego zapisy dotyczące procesów pomiarowych, objętych systemami zapewnienia jakości, w odniesieniu do wyposażenia pomiarowego oraz do samego obiektu pomiarów. Mogą również wymagać tego treści zamieszczane w dokumentach stanowiących o prawidłowej eksploatacji aparatury i urządzeń pomiarowych.
Jak zaznaczono powyżej, typowa aparatura do sprawdzania np. zabezpieczeń pracujących w układach EAZ to uniwersalne, przenośne urządzenia pomiarowe, przystosowane do wyznaczania charakterystyk rozruchowych, czasów działania oraz prób funkcjonalnych.
Wszystkie ich parametry, odnoszone w trakcie potwierdzenia metrologicznego do wielkości wzorcowych, spójnych pomiarowo z państwowymi wzorcami jednostek miar i zweryfikowane z oczekiwanymi parametrami deklarowanymi, dają obraz jakości używanego wyposażenia pomiarowego, co nie jest bez znaczenia dla uzyskiwanych wyników pomiarów i dokonywanych w tym zakresie ocen, będących niejednokrotnie podstawą do podejmowania decyzji o kluczowym znaczeniu.
Zatem warto przyjąć, że okresowo, w każdym z eksploatowanych urządzeń, powinno mieć miejsce potwierdzenie parametru, (np. wartości rozruchowej wielkości zadawanej), poprzez porównanie go z wielkością wzorcową i weryfikacja względem wartości deklarowanej (nastawionej). Wtedy warto również rozważyć czy wykonawcą takiej usługi powinien być podmiot godny zaufania, legitymujący się kompetencjami (lub formami realizacji zadań) potwierdzonymi (lub akceptowanymi) przez formalnie uprawnioną jednostkę niezależną. 
Pomocną w podejmowaniu tego rodzaju znaczących decyzji staje się norma PN-EN ISO 10012, wydana w lutym 2004 roku [1]. Wyszczególniono w niej ogólne wymagania i podano wytyczne dotyczące zarządzania procesami pomiarowymi i potwierdzeniem metrologicznym wyposażenia pomiarowego, używanego do wspomagania oraz wykazywania zgodności z wymaganiami metrologicznymi. Strony zainteresowane mogą przyjąć na zasadzie umowy tę normę za punkt wyjścia do spełnienia wymagań systemów zarządzania pomiarami. 
Proponowane przez normę 10012 [1]: model systemu zarządzania pomiarami przedstawiono na rysunku 1, a proces potwierdzenia metrologicznego wyposażenia pomiarowego przedstawiono na rysunku 2.

Można przyjąć, że istnieją co najmniej dwa warianty działań mających na celu zapewnienie sprawdzenia poprawności działania wyposażenia pomiarowego:

  1. zlecanie potwierdzania parametrów podmiotowi niezależnemu, przy czym istotne jest sprecyzowanie wymagań, jakie mają być spełnione, z określeniem parametrów, które podlegać mają potwierdzeniu, m.in. w drodze wzorcowania;
  2. samodzielne potwierdzanie parametrów, związane również z wzorcowaniem, przy czym wzorcowanie można przeprowadzać we własnym zakresie, spełniając należne temu wymagania lub zlecić go do odpowiedniego, godnego zaufania laboratorium.

Każdy z tych wariantów, z różnych względów, może być bardziej lub mniej korzystny dla użytkownika wyposażenia pomiarowego. 
Akredytowane, godne zaufania laboratoria pomiarowe, choć mogą nie posiadać w zakresie swojej akredytowanej działalności tematu potwierdzenie metrologiczne wyposażenia pomiarowego (m.in. ze względu na fakt zbyt ogólnej definicji tego typu układów), to podmiot, w skład, którego te laboratoria wchodzą, zdecydowanie może posiadać kompetencje techniczne i merytoryczne do realizacji tego typu prac. Możliwość taka jest związana z posiadaniem odpowiednich wzorców, utrzymywanych na najwyższym z możliwych poziomie technicznym, a także dzięki stosownie wykwalifikowanemu oraz doświadczonemu personelowi laboratoriów i zespołów tematycznych. 
Dysponowanie zwłaszcza odpowiednimi wzorcami w przypadku bezpośredniego użytkownika wyposażenia pomiarowego jest często znacząco ograniczone, zatem korzystanie z doświadczeń i zaplecza odpowiedniego laboratorium, zaufania godnego podmiotu, może być w tej mierze szczególnie korzystne i to obustronnie.

PODSTAWOWE SFORMUŁOWANIA DOTYCZĄCE AKREDYTACJI, POMIARÓW I METROLOGII

Niezbędne jest przypomnienie i przybliżenie kilku podstawowych pojęć dotyczących akredytacji, teorii pomiaru i tzw. metrologii prawnej oraz naświetlenie relacji między nimi. Szczególny nacisk zostanie położony na przybliżenie kwestii dotyczących akredytacji laboratoriów pomiarowych [2].

Akredytacja...
...jest procesem, w wyniku, którego jednostka akredytująca (w Polsce Polskie Centrum Akredytacji) nadaje organizacji poddającej się auditom certyfikat na zgodność z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025: 2001 [2] oraz innymi dokumentami normatywnymi i wytycznymi jednostki akredytującej stanowiącymi kryteria akredytacji.
Wytyczne te dotyczą m.in. sposobów realizacji pomiarów, prezentacji ich wyników, szacowania niepewności itp. Trzeba zaznaczyć, że proces akredytacji to nie tylko sprawdzenie spełnienia wymagań systemu jakości, ale także praktyczne potwierdzenie kompetencji laboratorium, co w przypadku laboratorium pomiarowego wiąże się z kwestią tzw. akredytacji personelu. Uzyskanie certyfikatu akredytacji wiąże się z ogromnym nakładem pracy, której celem jest spełnienie wszelkich obostrzeń nakładanych na laboratorium. Jakiekolwiek odstępstwa od tych obostrzeń mogą wiązać się z zawieszeniem lub utratą akredytacji.

Pomiar
Znane są dwa podstawowe określenia dotyczące pojęcia pomiaru:

  • w drodze eksperymentu parametrów wielkości mierzonej,
  • w drodze porównania wielkości mierzonej z wzorcem.

Przytaczając drugie z tych określeń należy mieć na uwadze możliwość bezpośredniego lub pośredniego udziału wzorca w procesie pomiarowym. 

Legalizacja
Sprawdzenie, stwierdzenie i poświadczenie dowodem legalizacji, że przyrząd pomiarowy spełnia wymagania metrologiczne określone we właściwych przepisach. 
Legalizacja dotyczy wybranych przyrządów, jest dla nich obowiązkową formą prawnej kontroli metrologicznej, określonych w rozporządzeniu ministra właściwego dla gospodarki, na wniosek Prezesa GUM.

Wzorcowanie
Czynności ustalające relację między wartościami wielkości mierzonej wskazanymi przez przyrząd pomiarowy a odpowiednimi wartościami wielkości fizycznych, realizowanymi przez wzorzec jednostki miary. 
Wzorcowanie jest wymieniane jako forma kontroli metrologicznej w ustawie Prawo o miarach [3], stanowi jednak czynność techniczną i dobrowolną.

Potwierdzenie metrologiczne...
...zdefiniowane jest w normie PN-EN ISO 10012 z 2004 r. jako: zbiór operacji wymaganych do zapewnienia, że wyposażenie pomiarowe jest zgodne z wymaganiami, związanymi z jego zamierzonym użyciem.

Sprawdzenie
Najczęściej jest definiowane jako: potwierdzenie, poprzez zbadanie i zabezpieczenie dowodu spełnienia określonych wymagań. Podane powyżej sformułowania znajdują zastosowanie w ewentualnym dokonywaniu metrologicznej weryfikacji (sprawdzeniu) wyposażenia pomiarowego. Polegać miałaby ona na potwierdzeniu, że aparatura kontrolno - pomiarowa zachowuje parametry deklarowane przez jego producenta lub narzucone przez użytkownika. Wyraźnego i bardzo mocnego podkreślenia wymaga stwierdzenie, że w przypadku zlecania potwierdzeń metrologicznych wszelkiej aparatury pomiarowej należy dołożyć starań by jednoznacznie określić wymagania, jakie mają być spełnione, gdyż w przeciwnym razie uzyskanie zamierzonego celu może nie być możliwe.

PODSUMOWANIE

Stawiając bardzo wysokie wymagania niezawodnościowe układom EAZ (w szczególności układom cyfrowym) będącym w eksploatacji należy pamiętać o:

  • prawidłowej konfiguracji układów logicznych;
  • starannym skonfigurowaniu i nastawieniu pozostałych układów takich jak: przekaźniki wejściowe i wyjściowe, przekładniki prądowe i napięciowe, układy rejestracji zdarzeń i zakłóceń, układy testujące, układy komunikacji z użytkownikiem;
  • okresowym sprawdzaniu układów EAZ aparaturą pomiarową o stosownie dobranych parametrach i dokładności, posiadającą aktualne udokumentowanie tego (np. świadectwo wzorcowania, potwierdzenia metrologicznego lub badań).

Oczekiwane efekty eksploatacji urządzeń EAZ powinny zapewnić również takie działania jak:

  • powoływanie w pełni profesjonalnych, posiadających wysoko kwalifikowany personel, zakładowych jednostek (komórek) organizacyjnych, zajmujących się nadzorem nad wyposażeniem pomiarowym i opomiarowaniem eksploatacyjnym;
  • powierzanie wykonawstwa określonych zadań z tego zakresu (okresowo, stosownie do potrzeb) niezależnym, godnym zaufania podmiotom;
  • wzorcowanie wyposażenia pomiarowego przede wszystkim w akredytowanych i godnych zaufania laboratoriach pomiarowych;
  • dopuszczanie wyposażenia pomiarowego do użytkowania na podstawie stosownego udokumentowania lub wyników pomiarów uzyskanych od tych laboratoriów.

Oczywiście każdy użytkownik wyposażenia pomiarowego może i powinien szukać w tej mierze rozwiązania optymalnego dla siebie; niewyobrażalnym jest jednak, by tym rozwiązaniem mógł być nieodpowiedzialny, nadal często spotykany brak zainteresowania tymi zagadnieniami.
Zobrazowanie zaproponowanego algorytmu postępowania w kręgu działań z zakresu omawianej tematyki przedstawiono na rysunku 3. Poruszone zagadnienia autorzy artykułu przedstawiają szerzej w publikacjach wymienionych w pozycjach [4÷8] wykazu literatury.

LITERATURA

  1. Norma PN-EN ISO 10012:2004. Systemy zarządzania pomiarami. Wymagania dotyczące procesów pomiarowych i wyposażenia pomiarowego.
  2. Norma PN-EN ISO/IEC 17025:2001. Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących.
  3. Ustawa z dnia 11 maja 2001 r. Prawo o miarach (Dz. U. Nr 63 poz. 636 i inne).
  4. Guzy T., Wypych T.: Dylematy metrologa wdrażającego system zapewnienia jakości w laboratorium pomiarowym. Referat na konferencję Podstawowe Problemy Metrologii, Ustroń 2003.
  5. Guzy T., Wypych T.: Rozważania metrologa wdrażającego system zapewnienia jakości w laboratorium pomiarowym. Energetyka 2003, nr 2.
  6. Grzegorzyca G., Guzy T., Wypych T: Kompetencje laboratorium akredytowanego, a problemy wzorcowania rozproszonych systemów pomiarowych. Energetyka 2004, nr 10.
  7. Guzy T., Smolarz E., Wypych T: Wykorzystanie kompetencji laboratorium akredytowanego dla potrzeb Automatyki Zabezpieczeniowej. Automatyka Elektroenergetyczna, nr 3/2004.
  8. Sanocki A. Badania diagnostyczne zabezpieczeń cyfrowych w układach elektroenergetycznych. Referat na konferencję Pomiary elektryczne i badania w elektroenergetyce Gliwice listopad 1999.

Wszelkie pytania prosimy kierować do:

  • inż. Tadeusz Wypych, Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript., 32 237 66 66

PLIKI DO POBRANIA

Dane kontaktowe

Zakład Pomiarowo-Badawczy Energetyki

"ENERGOPOMIAR-ELEKTRYKA" sp. z o.o.

ul. Świętokrzyska 2, 44-101 Gliwice

woj. śląskie, Polska

(+48) 32 237 66 03 (sekretariat)

(+48) 32 237 66 15 (centrala)

(+48) 32 231 08 70 (fax)

Nasze wyróżnienia

gazela2010

gazela2009

gazela2008

 

© 2019 Energopomiar-Elektryka sp. z o.o.