Опыт выпуска технических условий — стандарт организации

Технические условия (ТУ) представляют собой неотъемлемую часть технической документации на продукцию и содержат полный комплекс требований к продукции, ее изготовлению, контролю и приемке [1].

В настоящее время при разработке ТУ на цифровые устройства релейной защиты, автоматики и сигнализации ориентируются на стандарт ГОСТ 2.114-95 [2], устанавливающий общие правила построения, изложения, оформления, согласования и утверждения этого документа.

Согласно стандартам ЕСКД, возможны такие варианты ТУ, оформленных в виде конструкторского документа:

• единичные ТУ; 
• общие ТУ (General specifications);
• групповые ТУ (Family specifications);
• частные ТУ (Detail(ed) specifications);
• базовые ТУ. 

Однако любой из этих вариантов ТУ, в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД, может быть выпущен либо для изделий, имеющих одинаковое наименование и общую классификационную характеристику, и отнесенных по классификации, установленной стандартом [3] к сборочным единицам, либо к комплексам¹, т.е. к специфицированным (имеющим спецификацию²) изделиям.

Например, НТЦ «Механотроника» в 1996 году выпустила групповые технические условия [4], распространяющиеся на несколько десятков исполнений блоков БМРЗ. При таком подходе для вспомогательного и дополнительного оборудования, используемого вместе с цифровыми блоками релейной защиты и автоматики, и имеющего другие названия и классификационные характеристики с целью соблюдения требований стандартов ЕСКД приходится выпускать единичные ТУ на каждый вид оборудования.

В связи с расширением номенклатуры выпускаемой продукции НТЦ «Механотроника» были выпущены технические условия на устройство центральной сигнализации БМЦС [5] и частотной разгрузки БММРЧ [6].

Все технические условия, на которые в тексте даны ссылки, выпускались на отдельные изделия. При таком подходе для устройства дуговой защиты «Дуга-МТ», представляющего собой комплекс из нескольких собираемых на месте установки изделий (центрального блока «Дуга-БЦ», регистраторов дуговых замыканий «Дуга-О» и «Дуга-Ф», волоконно-оптических датчиков ВОД-Л и др.), пришлось бы разрабатывать несколько технических условий, так как регистраторы с датчиками или без них, входящие в состав этого устройства, могут поставляться отдельно. Однако в данном случае было решено, что вместо разработки отдельных технических условий целесообразно выпустить ТУ на комплекс — устройство дуговой защиты «ДУГА-МТ» [7], в котором будут указания на возможность независимого применения отдельных изделий.

Следует отметить, что опыт выпуска такого документа для микропроцессорной техники к тому времени уже был. В частности, НТЦ «Госан» выпустил одни ТУ на всю номенклатуру выпускаемой им продукции, объединив все изделия в комплекс «Черный ящик — 2000» [8].

В тексте документа [8] сказано: «Комплексы ЧЯ относятся к системам открытого типа, архитектура которых является проектно-компонуемой. При этом типы и количество технических и программных средств комплекса определяются картой заказа, а модернизация структуры комплексов может осуществляться путем исключения или добавления отдельных аппаратных или программных компонент».

Значительное расширение номенклатуры блоков релейной защиты серии БМРЗ, появление новых серий этих устройств (БМРЗ-0,4 для сетей напряжением 0,4 кВ, серии устройств БМРЗ для железных дорог и метрополитена, БМРЗ для защиты синхронных и асинхронных высоковольтных двигателей, новой серии БМРЗ-100) сделало традиционную форму ТУ, установленную стандартом [2], неприемлемой для практического пользования. Введение той или иной новой функции требовало внесения изменений во все разделы таких технических условий, а иногда и разработки нового стандарта для той или иной серии устройств [9].

Как известно, цифровые устройства релейной защиты, автоматики и сигнализации представляют собой управляющую систему, обрабатывающую поступающую информацию и формирующую управляющие сигналы [10]. Такая система представляет собой совокупность аппаратной части (называемой также «железом») и программных средств, обеспечивающих выполнение аппаратной частью тех или иных функций. К каждой из названных частей устройства релейной защиты, автоматики и сигнализации предъявляются специфические требования, которые должны быть отражены в тексте технических условий.

Требования к аппаратной части цифрового устройства релейной защиты и автоматики заданы в отраслевом руководящем документе [11] и не зависят от выполняемых таким устройством функций.

Эти же требования могут быть полностью перенесены на аппаратную часть устройств частотной разгрузки [12], центральной сигнализации [13] и других.

Исходя из этого, в новой редакции ТУ на устройства серии БМРЗ, БМРЗ-100, БМРЗ-200, выпущенной в 2008 году, изменена структура документа при сохранении требований стандарта [2] к техническим условиям. Принципиальные изменения произошли в той части ТУ, которые в стандарте [2] названы «Технические требования».

В любом цифровом устройстве [14] можно выделить (рис. 1):

• аналоговые входы;
• дискретные входы;
• дискретные выходы;
• каналы связи с АСУ и ПЭВМ;
• цепи оперативного питания;
• пульт с органами управления устройством (клавиатурой) и объектом (кнопки), светодиодами и дисплеем для отображения информации.

Подобную структурную схему имеют и цифровые устройства других производителей (рис. 2), например фирмы Simens [10].

Требования к выделенным в структурной схеме частям цифрового устройства в новой редакции технических условий сгруппированы в отдельных подпунктах основного раздела — «Технические требования».

Таким образом, для всех исполнений устройств серий БМРЗ требования, содержащиеся в ТУ, сгруппированы в такие подразделы:

• цепи оперативного питания [13];
• аналоговые входы³;
• дискретные входы [17];
• дискретные выходы;
• каналы связи с АСУ и ПЭМ;
• пульт, как место размещения устройств отображения информации (дисплея) и сигнализации, элементов управления работой блока и внешними устройствами (клавиатура и кнопки).

Любое цифровое устройство содержит некоторое количество измерительных органов, поэтому в ТУ предусмотрен специальный подраздел, содержащий требования к метрологическим характеристикам блока. В связи с тем, что все цифровые блоки используют в своей работе программное обеспечение, в ТУ предусмотрен подраздел «Требования к программному обеспечению».

Одно из требований, предъявляемых к цифровым устройствам отраслевым РД [11] — наличие системы диагностирования, что обусловило введение в ТУ подраздела «Требования к диагностированию».

Обычно различия во внешнем виде одинаковых по функциональному назначению устройств, к которым предъявляются одни и те же требования, служило одной из причин выпуска единичных ТУ (на одно изделие) либо совместному выпуску общих (содержащие единые для всех устройств требования) и частных (содержащие требования к одному из отличающихся устройств) ТУ. 

В новой редакции ТУ на устройства серии БМРЗ все отличия между аппаратной частью блоков различных исполнений отражены в подразделе «Основные параметры», где приведена информация о габаритных, присоединительных и установочных размерах устройств различных исполнений, а также об их массе. Здесь же приведены иллюстрации, дающие представление об общем виде устройств всех исполнений и модификаций.

Наибольшим изменениям подверглась та часть старой редакции ТУ, где были приведены требования к алгоритмам защит, управления и сигнализации. В основной части ТУ зафиксирован полный перечень алгоритмов, реализованных в устройствах различных исполнений. Этот перечень включает как алгоритмы, предусмотренные в зарубежных стандартах и имеющие обозначение в виде кода АNSI [10], так и специальные алгоритмы, используемые только в устройствах производства НТЦ «Механотроника».

В этом же разделе перечислены требования, которым должны отвечать все алгоритмы защит, автоматики и сигнализации.

Описание каждого из алгоритмов и их характеристик приведено в приложении к техническим условиям. Данный подход позволяет радикально сократить затраты на актуализацию ТУ при выпуске нового исполнения блока.

Если изменяется внешний вид, размеры и масса блока, то корректировке подвергается только подраздел «Основные параметры».

В том случае, когда новое исполнение блока отличается только введением новых алгоритмов, то ТУ дополняют очередным приложением с описанием и характеристиками нового алгоритма.

Если же изменяются требования к отдельным структурным частям устройства того или иного исполнения или серии (аналоговым входам, дискретным входам, дискретным выходам и т.п.), то изменениям подлежат соответствующие подразделы ТУ, которые дополняют новыми характеристиками. Такой способ выполнения ТУ позволил распространить его действие как на все старые исполнения блоков БМРЗ, в том числе имевшим отдельные ТУ, так и на новые серии блоков — БМРЗ-100 и БМРЗ-200 [18].

Однако и данном варианте оформления ТУ из-за необходимости соблюдения требований стандартов системы ЕСКД [2, 3] не удалось объединить в одном документе требования к цифровым устройствам, имеющим как разные наименования, так и различные классификационные характеристики.

В связи с запуском в производство новых изделий — сначала блока разгрузки по частоте и напряжению БРЧН-100⁴ [19], а затем и устройства центральной сигнализации УЦС-МТ-32 [20], возникла необходимость разработки двух новых ТУ, в дополнение к существующим ТУ на устройство частотной автоматики БММРЧ [21] и центральной сигнализации БМЦС [22].

Опыт выпуска нескольких ТУ на изделия серии БМРЗ показал, что из-за больших затрат на создание и поддержание такого документа разрабатывать на новые устройства единичные ТУ в виде конструкторского документа по стандарту [2] нецелесообразно.

В связи со сказанным было принято решение о разработке ТУ в виде стандарта организации. При этом структура такого стандарта полностью повторяет структуру отработанного документа — ТУ на устройства серии БМРЗ [7] в редакции 2006 года.

При использовании описанной выше структуры документа были разработаны два стандарта организации — сначала для устройств частотной автоматики БММРЧ и БРЧН-100 [23], а затем для устройств центральной сигнализации БМЦС и УЦС-МТ-32 [24].

В приложениях к стандарту [23] описаны требования ко всем алгоритмам, применяемым в устройствах частотной разгрузки [25].

В основной части стандарта, в которой рассмотрены требования к устройствам частотной разгрузки, использована рубрикация, аналогичная рассмотренной выше для ТУ на блоки БМРЗ разных серий.

Аналогичное ТУ — стандарт организации выпущен и для устройств центральной сигнализации.

В связи с проведением очередного этапа работ по сертификации и аттестации изделий НТЦ «Механотроника» ТУ в виде стандарта организации представлены на рассмотрение экспертным и сертифицирующим органам.

Опыт выпуска ТУ — стандарта организации позволяет сделать принципиальный вывод о возможности и необходимости выпуска на всю номенклатуру цифровых устройств релейной защиты, автоматики и сигнализации одних ТУ — стандарта организации, не требующего объединения всех изделий, на которые он распространяется, в комплекс, как это сделано в документе [8].

Информация о наличии ТУ — стандарта организации указывается в разделе «Документация» спецификации каждого изделия, на которое распространяется данный документ.

Литература

[1] ГОСТ 2.102-68. Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов.

[2] ГОСТ 2.114-95 ЕСКД. Технические условия. М.: 1995.

[3] ГОСТ 2.101-68. ЕСКД. Виды изделий. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.

[4] ДИВГ.648228.001 ТУ Блоки микропроцессорные релейной защиты БМРЗ. Технические условия. СПб: НТЦ «Механотроника», 1996.

[5] ДИВГ.421452.001 ТУ Блоки микропроцессорные центральной сигнализации. СПб: НТЦ «Механотроника», 2000.

[6] ДИВГ.648228.003 ТУ. Блоки микропроцессорные многофункциональных реле частоты. Технические условия. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2003.

[7] ДИВГ.421453.002 ТУ. Устройства «Дуга-МТ». Технические условия. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2006.

[8] ТУ 4222-003-16956806-2004 (ФЮКВ 42 2231 003 ТУ). Комплекс измерительно-информационный и управляющий микропроцессорный «Черный ящик — 2000». М.: НТЦ «Госан», 2004.

[9] ДИВГ.648228.006 ТУ Блоки микропроцессорные релейной защиты БМРЗ-0,4. Технические условия. СПб: НТЦ «Механотроника», 2000.

[10] Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энерго-атомиздат, 2007, 549 с. 

[11] РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем М.: ОРГРЭС, 1997.

[12] Захаров О. Г. Требования к устройствам частотной разгрузки// Электротехнический рынок, 2008, № 1 (19).

[13] Захаров О. Г., Козлов В. Н. Корректировка требований к условиям питания оперативным током цифровых устройств защиты, автоматики и сигнализации//Электротехнический рынок, 2008, № 2 (20).

[14] Фигурнов Е. П., Жарков Ю. И., Петрова Т. Е. Релейная защита сетей тягового электроснабжения переменного тока. М.: Маршрут, 2006, 272 с. 

[15] Гондуров С. А., Захаров О. Г. Требования к оперативному питанию цифровых устройств релейной защиты и автомати-ки//Энергия и менеджмент. 2005. Сентябрь-октябрь.

[16] Захаров О. Г., Козлов В. Н. Аналоговые сигнальные входы устройств центральной сигнализации//Вести в электроэнергетике. 2008. № 4, С. 39-42.

[17] Захаров О. Г., Козлов В. Н. Дискретные входы цифровых устройств центральной сигнализации//Электротехнический рынок. 2008. № 4 (22), С. 74. 

[18] Иова Н. Н., Оранский Л. Г. Однопроцессорное информационно-управляющее устройство релейной защиты и автоматики//Решение о выдаче патента по заявке № 2009120881/22(028803) с приоритетом от 01.06.2009.

[19] Потапенко В. И., Езерский В. Г. Цифровое устройство разгрузки по частоте и напряжению//Патент RU № 74013, опубликован в Бюллетене № 16, 10.06.08.

[20] Новое цифровое устройство центральной сигнализации — УЦС-МТ-32//Материал размещен на странице www.mtrele.ru.

[21] Блок микропроцессорных многофункциональных реле частоты БММРЧ. Технические условия. ДИВГ. 648228.003 ТУ. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2006.

[22] Блок микропроцессорный центральной сигнализации БМЦС. Технические условия. ДИВГ. 421452.001 ТУ. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2003.

[23] Цифровые устройства частотной автоматики. Технические условия. СТО ДИВГ-033-2008. СПб.: НТЦ «Механотрони-ка», 2008.

[24] Блоки центральной сигнализации. Технические условия. СТО ДИВГ-035-2009.

[25] Александров В. Ф., Езерский В. Г., Захаров О. Г., Малышев В. С. Частотная разгрузка в энергосистемах. Ч. 1 Алгоритмы и устройства. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2007, 100 с. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», вып. 8 (104)].

¹ Согласно определению, данному в стандарте [3], комплекс представляет собой два или более специфицированных изделия, предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, но не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями.

² Спецификация представляет собой основной документ для изделий машиностроения и приборостроения.

³ Такой подход позволил сформулировать требования не только к аналоговым входам переменного тока устройств релейной защиты, но и к аналоговым входам устройств центральной сигнализации [16].

⁴ Устройство частотной разгрузки на аппаратной базе блока БМРЗ-100.

О. Г. ЗАХАРОВ