Пусконаладка дизель-генераторных установок

Установка привезена, смонтирована, стоит в машинном зале. При нажатии кнопки она заводится, держит холостые обороты, гаснут лампы аварий. Заказчик выдыхает и подписывает акт. Через месяц при провале сети выясняется: генератор не тянет нагрузку, защита не отработала, АВР не переключил ввод. Пусконаладка ДГУ нужна именно для того, чтобы этот месяц не наступил на объекте.

Что скрывает установка, которая «завелась»

Холостой ход не проверяет почти ничего из того, что важно. На холостом ходу обмотки генератора почти не нагреваются, а дизель работает с недогрузкой. Длительная работа с недогрузкой вредна: закоксовывание, неполное сгорание. Кратковременный холостой ход при ПНР безвреден. Кабельные линии несут минимальный ток, автоматы не испытывают тепловой нагрузки. Дефект монтажа проявляется при токе: затяжка клеммы, недостаточное сечение, ошибка фазировки, перепутанные концы обмоток, неправильно собранная схема АВР.

Классический пример — сечение кабельной линии. Падение напряжения считается по длине. Медный кабель 10 мм² при токе 45 А на длине 50 м даёт около 3,6 % для однофазной линии 220 В. Для трёхфазной 400 В то же сечение даёт около 1,7 %. Норма 5 % от ввода до потребителя задана СП 256.1325800.2016 для электроустановок зданий. Для трёхфазной линии 400 В при 45 А и 50 м 10 мм² даёт 1,7 % и проходит и по 5 %, и по 2,5 %. Для однофазной линии 220 В при тех же 45 А и 50 м 10 мм² даёт 3,6 %, а 16 мм² — 2,2 %. Нагрев и падение напряжения — два независимых критерия выбора, и на холостом ходу не проверяется ни один.

Такие ошибки не видны до первой реальной нагрузки. Зато при ней дают перегрев, ложные срабатывания или отказ оборудования в самый неподходящий момент.

Состав пусконаладочных работ

Пусконаладка ДГУ — это последовательность, где каждый следующий этап опирается на предыдущий.

Проверка перед пуском. Осмотр фундамента и рамы, состояние виброизоляции, качество затяжки силовых соединений, монтаж выхлопного тракта, топливной системы, вентиляции. Проверка кабельных линий, ввода в ГРЩ, правильности разделения PEN на N и PE в вводном щите. Ошибка здесь — повторное объединение N и PE после точки разделения. Через PE пойдёт уравнительный ток, на корпусах появится потенциал, УЗО на вводе будет ложно срабатывать. Ложные отключения — при наличии УЗО на вводе; без него — блуждающие токи, помехи и нагрев.

Холостой ход. Запуск, проверка частоты вращения и напряжения на всех фазах. В установившемся режиме дизель-генератор держит 1500 об/мин для 50 Гц у четырёхполюсных машин; регулятор поддерживает частоту, меняется только момент на валу. При набросе нагрузки частота кратковременно проседает, регулятор её восстанавливает — динамическое отклонение замеряем на ступенях нагрузки.

Ступени нагрузки. Набор мощности ступенями 25–50–75–100 % номинала, выдержка 10–30 мин на каждой. На каждой ступени замеряем напряжение, частоту, температуру охлаждающей жидкости, давление масла и ток по фазам. Проверка распределения однофазных потребителей по трём фазам — перекос по току обычно не более 10 % номинального тока генератора, точный предел задан паспортом конкретной машины по току обратной последовательности. Посадить все однофазные нагрузки на одну фазу нельзя: обмотка этой фазы перегреется, две другие будут простаивать.

Защиты. Проверка аварийных защит по маслу, температуре, давлению, перегрузке, перегреву генератора. Проверяются не индикацией, а имитацией параметра.

Испытания под нагрузкой

Испытания ДГУ под нагрузкой — то, ради чего всё делается. Без них сдача объекта — формальность с подписью.

Что проверяется на номинале: выход на номинальную мощность с отклонением напряжения не более ±2,5 % по ISO 8528–5 для класса G2. Качество электроэнергии на автономной нагрузке — по ISO 8528–5 (класс G1–G4); ГОСТ 32144 — при работе параллельно с сетью. Напомню: перекос по току ограничен 10 % — см. выше. Устойчивая работа на ступенях нагрузки, динамика при сбросе и набросе, поведение регулятора напряжения и частоты. Мощность указывается в двух величинах — кВт (активная) и кВА (полная). Рейтинг в ISO 8528 нормируется при коэффициенте мощности 0,8. Фактический cos φ на объекте зависит от состава нагрузки и может отличаться.

Нагрузку при испытаниях создаёт нагрузочный модуль — резистивная или резистивно-индуктивная сборка, которую подключают вместо потребителей объекта. Для испытаний по ISO 8528 cos φ выставляем 0,8 — нужна индуктивная составляющая, резистивная сборка даёт cos φ = 1 и паспортный режим не воспроизводит. Ступени те же: 25, 50, 75 и 100 % номинала, наброс и сброс в заданном порядке. Если потребители объекта к испытаниям не готовы, модуль берёт нагрузку на себя; его мощность подбирается под номинальную мощность ДГУ. Модуль привозит наша бригада; аренда стороннего модуля идёт отдельной строкой в смете.

Отдельная тема — пусковые токи двигателей. Они кратно превышают номинальный ток. Требуемая мощность ДГУ = сумма номинальных мощностей одновременно работающих потребителей + разница между пусковой и номинальной мощностью самого тяжёлого на пуск электродвигателя. Формула оценочная; окончательно проверяем по пусковой мощности в кВА и допустимой просадке напряжения при пуске. Отдельно считают режим самозапуска группы двигателей после перевода питания на генератор: одновременно восстанавливается не один двигатель, а вся группа. По номиналу нагрузки ДГУ не подбирают.

Рейтинги по ISO 8528: что проверяем при ПНР

Рейтингов несколько, и они определяют допустимую наработку и характер нагрузки. Пусконаладка проверяет установку именно в том рейтинге, на который она заявлена.

• ESP — аварийный резерв, не более 200 ч в год.
• PRP — основная мощность: наработка не ограничена, но средняя загрузка не выше 70 % рейтинга, перегрузка 10 % — не более 1 ч в 12 ч.
• LTP — полная нагрузка, не более 500 ч в год.
• COP — постоянная нагрузка без ограничений по наработке.

Пусконаладка ДГУ 600 кВт с нагрузкой от потребителей объекта: смотреть кейс.

Проверка автоматики и АВР

Автозапуск и АВР проверяются имитацией аварии сети. Отключили ввод — смотрим, что происходит на самом деле, и замеряем время.

Первое, что важно не перепутать: реле контроля напряжения отключает ввод от сети, но само не переводит нагрузку на генератор. Без контроллера автозапуска ДГУ запускает человек и вручную включает генераторный ввод после выхода на номинал. Схема, где реле «переключает на генератор», описывает перевод питания на неработающий источник.

Второе — время. АВР не устраняет перерыв питания, а сокращает его. Полное время без напряжения — это запуск и выход на номинал плюс переключение ввода. Для систем жизнеобеспечения NFPA 110 задаёт приём нагрузки за 10 с (тип 10). У серийных ДГУ выход на номинал и приём нагрузки — обычно 5–10 с. Фактическое время замеряем при имитации аварии сети и фиксируем в протоколе. Контактор переключает за доли секунды, автомат с моторным приводом — по паспорту аппарата, обычно 1–3 с. Называть 3–5 секунд полным временем переключения неверно — на объекте с ответственной нагрузкой эта разница критична.

Третье — задержки. Задержка на запуск нужна, чтобы отсечь кратковременные просадки и не запускать двигатель на каждое моргание сети; обычно это единицы секунд. Слишком длинная — объект дольше стоит обесточенным. Слишком короткая — лишние запуски и износ. Обратный переход на сеть делается с выдержкой на стабилизацию, после чего генератор ещё некоторое время работает на охлаждение без нагрузки и только затем останавливается.

Четвёртое — блокировки. Подключение генератора к сети дома идёт через перекидной рубильник или АВР с механической и электрической блокировкой, исключающей встречную подачу напряжения. Прямое подключение генератора к внутридомовой сети без перекидного рубильника или АВР с блокировкой недопустимо: это опасно для персонала сетевой организации.

Проверяем и плановые алгоритмы: переход под нагрузкой, возврат на сеть, останов, повторный запуск.

Документы по итогам

Пусконаладка заканчивается не запуском, а документами, на которые можно опереться при спорной ситуации.

Программа испытаний — согласуется до начала, определяет объём, ступени нагрузки, продолжительность, проверяемые защиты. Составляется под конкретную установку и объект, а не берётся универсальной. В программе указываем класс по ISO 8528–5 (G1, G2 или G3) и его нормы — по ним установку принимают на объекте. Программу согласует заказчик, при работе на действующем объекте — эксплуатирующая организация; она же подписывает акт.

Протоколы испытаний — фиксируют фактические значения: напряжение и частоту по ступеням, температуры, давления, время запуска и переключения, результаты проверки защит. Это исходные данные для сервиса и для эксплуатации. Обязательный этап до первого пуска — измерение сопротивления изоляции генератора, кабельных линий и цепей автоматики; результат заносим в протокол. Форму протокола и типовую программу испытаний выдаём до начала работ, чтобы заказчик видел объём и точки замера заранее.

ПНР сторонней организацией без согласования с изготовителем ДГУ может лишить заказчика гарантии на оборудование. Согласование объёма и методики с сервисной службой изготовителя снимает этот риск — особенно на новой установке.

На время испытаний нужен эксплуатирующий персонал заказчика: он видит работу под нагрузкой, порядок действий при аварии сети и останов. По итогам проводим инструктаж по эксплуатации и фиксируем его в журнале — это часть сдачи объекта.

Замеры ведём поверенными приборами: анализатор качества электроэнергии, токовые клещи, мегаомметр, манометры и термометры. Свидетельства о поверке прикладываем к протоколу.

Бригада — электромонтёры с группой по электробезопасности не ниже III и допуском до и выше 1000 В, наладчики по автоматике. Состав и квалификацию указываем в заявке.

До выезда бригады объект должен быть готов: доступ в машзал, топливо и масло в объёме на испытания, отключённые или переключаемые потребители, актуальные схемы вводов и АВР. На действующем объекте работаем по наряду-допуску, согласуем с эксплуатирующей организацией.

Акт выполненных работ — итоговый документ по ПНР с перечнем фактически выполненного. Если испытания выявили дефект, оформляем протокол с замечаниями, устраняем и проводим повторные испытания — только после них подписывается акт.

Но пусконаладка чужого монтажа делается иначе. Сначала обследование: осмотр трассы, кабелей, соединений, выхлопа, топливной системы, схемы АВР. По итогам обследования оформляем акт обследования — отдельный документ, где перечислены дефекты монтажа и границы работ. По итогам обследования объём ПНР может отличаться — часть дефектов монтажа устраняется до испытаний, иначе под нагрузкой вы просто сожжёте оборудование. Границу ответственности фиксируем до начала работ: дефекты монтажа устраняет монтажная организация, пусконаладочная берёт на себя проверку схем, испытания под нагрузкой, настройку защит и автоматики. Перечень того и другого — приложением к договору, чтобы после испытаний не выяснялось, кто должен был протянуть клеммы.

Сроки и стоимость

Стоимость пусконаладки ДГУ определяется мощностью установки, составом схемы (наличие АВР, число ступеней нагрузки, количество защит), объёмом обследования и территориальной удалённостью объекта. Расчёт делается после получения сведений об объекте. Пришлите мощность и модель ДГУ, схему вводов и наличие АВР, состав нагрузки (двигатели, их мощность и способ пуска), число ступеней нагрузки, адрес объекта — этого достаточно для предварительной оценки.

Сроки — из того же расчёта: серийные установки и типовые схемы проходят ПНР за меньшее число выездов, чем распределённые объекты с несколькими вводами и нестандартной автоматикой. ПНР серийной ДГУ до 200 кВт — 1 выезд, 1–2 дня; с АВР и ступенями нагрузки — 2–3 выезда. Стоимость считаем по объекту, расчёт — после анкеты.

ООО «КАСЕРВИС», торговая марка НОРДИЗЕЛЬ: поставляем ДГУ, монтируем и выполняем пусконаладку собственными выездными бригадами; для подрядчиков работаем как профильный субподрядчик по ПНР. Офис и склад — Химки, Московская область, ул. Германа Титова, д. 8; выезд бригад по всей России. Более 150 выполненных объектов (монтаж, пусконаладка, сервис).

Кто выполняет работы: гарантия и сервис

Гарантия: 12 месяцев или 1000 моточасов (что наступит раньше) на оборудование; 12 месяцев на монтажные и пусконаладочные работы. Единая гарантия на оборудование и работы в одном договоре сохраняется при обслуживании по регламенту производителя. Интервал ТО задан в сервис-буке по наработке. Но есть календарное ограничение — не реже раза в год: масло стареет и без наработки. Резервная ДГУ большую часть года стоит без нагрузки.

Реакция на обращение — до 4 часов, выезд инженера — в течение 24 часов, аварийная линия круглосуточная. Состав бригады и приборы с действующей поверкой указываем в заявке до выезда: главный энергетик проверяет это первым делом.