Нагрузочные испытания ДГУ: методика, ступени нагрузки и протокол

Чем приёмо-сдаточные испытания отличаются от периодических прогонов?

Методы испытаний электроагрегатов задаёт ГОСТ ISO 8528-6-2017, введённый с 1 июня 2019 года взамен редакции 2011 года. Стандарт делит работу на типовые испытания (раздел 5) и приёмо-сдаточные (раздел 6). Типовые проводит изготовитель. Приёмо-сдаточные проводят на предприятии-изготовителе или на месте установки, виды согласуют изготовитель и заказчик.

При приёмо-сдаточных испытаниях проверяют пять позиций: назначение, мощность, объём поставок, эксплуатационные характеристики и класс применения по ISO 8528-1 и ISO 8528-5. Порядок оформляют документально до покупки агрегата. Протоколы на двигатель, генератор и коммутационную аппаратуру по п. 6.2 испытание агрегата целиком не заменяют.

ГОСТ 33115-2014 называет ещё два вида: периодические испытания и испытания на надёжность (п. 9.1.1). Периодические по п. 9.3.2 проводит ОТК завода на установках, уже прошедших приёмо-сдаточные. Прогон резервной машины на объекте в эту классификацию не входит: сроки такой проверки владелец задаёт сам. Интервалы разобраны в материале про техническое обслуживание ДГУ, а короткие холостые прогоны - в статье про пуск после простоя.

Нагрузочный модуль или нагрузка объекта: чем грузить агрегат?

Для заводских приёмо-сдаточных испытаний п. 6.7.4.1 задаёт, как правило, нагрузку с коэффициентом мощности, равным 1. Её и даёт нагрузочный модуль (load bank) - набор резистивных ступеней с обдувом. Cummins в разборе требований к резервным установкам для ЦОД подтверждает практику: приёмочные испытания обычно выполняют резистивными модулями на 1,0 PF, а переходные характеристики документируют при 0,8. Там же оговорка: резистивная нагрузка часто даёт худшие переходные отклонения напряжения, чем индуктивная.

Нагрузка объекта проверяет реальную схему питания. На месте эксплуатации испытания по п. 6.7.5 проводят с нагрузкой, по возможности приближенной к номинальной мощности. Добавляется группа СС: функции переключения, управления и контроля коммутационной аппаратуры. Это и есть проверка щита АВР вместе с генератором.

Без нагрузки испытание подтверждает мало. Заводской вариант по п. 6.7.4.5 сводится к проверкам групп СА и СВ и измерениям группы МА, то есть к напряжению и частоте. Ни мощность, ни ток по фазам, ни тепловой режим холостой ход не покажет. Рабочая схема: модуль выводит агрегат на 100 %, нагрузка объекта проверяет перевод питания. Прогон на объекте обычно совмещают с пусконаладкой при монтаже ДГУ.

Ступени нагрузки и длительность прогона

Измерения, зависящие от выходной мощности, по п. 6.7.4.1 снимают на холостом ходу и при 25, 50, 75 и 100 % номинальной мощности. Пункт описывает испытания на предприятии-изготовителе, на объекте его берут за основу программы. Конкретные значения нагрузок стороны оговаривают заранее. Продолжительность работы под нагрузкой по п. 6.7.3 зависит от мощности и назначения агрегата, как правило составляет от 0,5 до 2,0 ч.

1. Поручите работы аттестованному персоналу и согласуйте программу до выезда: ступени, длительность, перечень групп проверок и измерений.
2. Проверьте комплектность (группа СА) и состояние по группе СВ: центровку, крепление узлов, герметичность трубопроводов, защиту от прикосновения.
3. Прогрейте агрегат. Время прогрева не нормируют, ответственность за установившееся тепловое состояние несёт инженер-испытатель (п. 6.7.2).
4. Набирайте ступени последовательно, на каждой дайте показаниям устояться.
5. На каждой ступени снимите группы МА и МВ: напряжение, частоту, ток, активную мощность или коэффициент мощности.
6. Добавьте группу MD: давление масла и температуру охлаждающей среды на входе и выходе.
7. Держите 100 % весь оговорённый интервал и контролируйте температуру отработавших газов (группа ME).
8. Проверьте переходные режимы: по группе МН напряжение, ток и частоту измеряют при сбросе и набросе.
9. Проверьте эффективность устройств электрической защиты (группа MN) и снимайте нагрузку ступенями.

Для переходных характеристик ISO 8528-5 задаёт свою схему ступеней. Cummins поясняет: наброс отсчитывают от среднего эффективного давления в цилиндре, сброс означает снятие 100 % нагрузки одной ступенью. Пять ступеней мощности дают максимум шесть ступеней набора, и записать нужно все.

Какие параметры входят в программу испытаний?

С чем сверять цифры, задаёт ГОСТ 33115-2014. По п. 6.3.4 установившееся отклонение напряжения в диапазоне 25-100 % номинала не выходит за ±2 % для G1, ±1,0 % для G2 и ±0,5 % для G3. Отклонение частоты там же - ±1,5, ±1 и ±0,5 %. При сбросе-набросе 100 % нагрузки переходное отклонение напряжения допускается ±30, ±20 и ±15 % с восстановлением не более 5, 4 и 3 с. Статизм по частоте - не более 8, 5 и 3 %. Класс конкретного типа указывают в технических условиях.

Какую точность должны давать приборы?

Левый столбец - таблица 1 из п. 5.4, правый - таблица 2 из п. 6.7.1. Стандарт требует учитывать зависимость показаний аппаратуры от формы волны. По п. 9.1.10 ГОСТ 33115-2014 средства измерений проходят метрологическую аттестацию или поверку, класс точности - по ГОСТ 11828.

Cummins предупреждает: записи переходных параметров прямо с контроллера не хватает, нужен анализатор качества электроэнергии. Показания контроллера годятся для журнала, но не для класса.

Что заносят в протокол нагрузочных испытаний

Состав отчёта задан в п. 6.8. Общие данные: класс исполнения по ISO 8528-1 и ISO 8528-5, заказчик и номер заказа, изготовитель, заводской номер агрегата, номинальные мощность, напряжение, частота, ток и коэффициент мощности. Отдельными блоками идут данные двигателя, генератора, коммутационной аппаратуры, муфты и регулятора.

Отчёт должен содержать полную информацию обо всех измерениях параметров агрегата. Сюда входят условия испытаний: высота над уровнем моря, атмосферное давление, температура и влажность воздуха, температура охлаждающей среды на входе, тип топлива с плотностью и теплотворной способностью. Номинальную мощность по п. 6.3.1 ГОСТ 33115-2014 устанавливают при давлении 100 кПа, температуре 25 °С и влажности 30 %.

Дальше идут данные по ступеням: активная мощность, ток по каждой фазе, напряжение, частота, давление масла, температура охлаждающей жидкости на входе и выходе, температура выхлопа. По топливу пишут уровень в баке до и после прогона и расход за интервал: удельный расход группа ММ относит к мощности на клеммах генератора. Отдельными строками идут наблюдения: цвет выхлопа, нехарактерный шум и нагрев важных компонентов из группы СВ.

Как испытания связаны с вводом в эксплуатацию?

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии (приказ Минэнерго России от 12.08.2022 N 811) задают рамку. По п. 26 при вводе нового основного оборудования потребитель выполняет приёмо-сдаточные испытания оборудования, пусконаладочные испытания отдельных систем и комплексное опробование. Идут они по проектным схемам после окончания монтажных и строительных работ. При комплексном опробовании настраивают системы контроля и управления, устройства защиты и блокировок, сигнализацию и приборы. Успешным его признают после 72 часов нормальной непрерывной работы основного и вспомогательного оборудования.

Акты комплексного опробования и документы о приёмке входят в обязательную техническую документацию по п. 27. Пункт 108 не допускает к эксплуатации автономный источник, на котором не проверены и не испытаны оборудование, устройства релейной защиты и автоматики, приборы, сигнализация, провода и кабели. По п. 14 контроль строят на показаниях приборов и результатах испытаний, а дефекты вносят в журнал с ответственными и сроками.

Испытания выполняет аттестованный персонал. Обслуживание автономного источника по п. 112 ведёт персонал с группой по электробезопасности и по производственной инструкции потребителя. Работы под напряжением, отключение защит и схемы с риском обратной подачи в сеть недопустимы: ручное подключение резерва п. 110 разрешает только при блокировках, исключающих одновременную подачу напряжения. Периодические прогоны с протоколами входят в обслуживание ДГУ.

Частые ошибки при нагрузочных испытаниях ДГУ

1. Прогон без нагрузки подписывают как нагрузочное испытание. Вариант без электрической нагрузки по п. 6.7.4.5 подтверждает только напряжение и частоту.
2. Выходят сразу на полную мощность. Заводская программа по п. 6.7.4.1 идёт через холостой ход и четыре ступени: 25, 50, 75 и 100 %.
3. В протокол переносят показания дисплея контроллера вместо измерений поверенными приборами.
4. Не записывают условия испытаний, и привести результат к условиям п. 6.3.1 уже нельзя.
5. Подкручивают уставки регулятора по ходу прогона. Пункт 9.1.7 ГОСТ 33115-2014 запрещает подстраивать и регулировать части в процессе испытаний, если это не оговорено стандартами или техническими условиями.
6. Принимают заводские протоколы на двигатель и генератор вместо протокола на агрегат целиком (п. 6.2).
7. Грузят резервную машину выше номинала. Примечание к п. 6.3.2 ГОСТ 33115-2014 перегрузку резервным и аварийным установкам не разрешает, классы - в материале про резервную и основную мощность.

Лист сверки протокола нагрузочных испытаний

1. Программа согласована до работ, ступени и длительность каждой зафиксированы.
2. Указаны класс применения, заводские номера агрегата, двигателя и генератора, номер схемы.
3. Записаны условия: давление, температура и влажность воздуха, температура охлаждающей среды на входе.
4. По каждой ступени есть мощность, ток по трём фазам, напряжение, частота, давление масла, температуры жидкости и выхлопа.
5. Указаны тип топлива, расход за прогон и уровень в баке до и после.
6. Есть результаты по сбросу и набросу нагрузки и по проверке устройств защиты.
7. Приборы поверены, класс точности и номера свидетельств внесены в протокол.
8. Отклонения сверены с таблицей 3 ГОСТ 33115-2014, расхождения внесены в журнал дефектов.