Заводские приёмочные испытания

Пусконаладочные работы – процесс доводки установленного оборудования, чтобы оно работало правильно и выполняло свои функции. Они выполняются поэтапно, начиная от цеха производителя, где важное оборудование проверяется перед отправкой на верфь. Эти проверки, проводимые изготовителем, называются заводские приемочные испытания. Они подтверждают, что оборудование было в порядке, когда покидало цех. Важное оборудование включает в себя генераторы, моторы, распределительные щиты и комплекты управляющего оборудования, трансформаторы, системы сигнализации и мониторинга.

   1. Вращающиеся механизмы

Генераторы и моторы, обычно называемые вращающимся электрооборудованием, должны проходить испытание на тепловой прогон, чтобы показать, что вращающееся оборудование может выполнять свою задачу в пределах рабочей температуры использованных материалов. Тепловой прогон может быть выполнен при реальных условиях, с теми же характеристиками нагрузки и условиями охлаждения, какие ожидаются на рабочем месте. Вместо этого тепловой прогон часто имитируется испытанием без нагрузки и испытанием с коротким замыканием. Сумма подъёмов температуры представляет собой реальный рост температуры.

Обычно рост температуры ограничивается электрическими обмотками машины, но должны учитываться и механические узлы, такие как подшипники. Кроме того, проводятся измерения мегаомметром, измерения сопротивления изоляции и высоковольтные испытания, а также тесты на превышение скорости до 120% на протяжении двух минут. Если есть возможность, проводят испытания ступенчатой нагрузкой и другие динамические испытания. Если динамические испытания не могут быть проведены в цеху, они должны быть сделаны во время приемочных испытаний в гавани (HAT, Harbour Acceptance Tests).

   2. Кабели

Используемые на судах кабели должны быть официально одобренного типа, что означает – прошедшие серию испытаний по одобренной системе обеспечения качества производителя. Такие кабели перечисляются в списке одобренного типа оборудования различных классификационных сообществ. В общем случае такие кабели специально разработаны и подходят для работы в условиях вибрации. Это означает: многожильные проводники, огнестойкость, малодымность и изоляция с низким содержанием галогенов.

   3. Электрораспределительное и управляющее оборудование.

Очень небольшое количество готового оборудования имеет одобренный тип, но большинство установок электрораспределения и управления собираются из агрегатов одобренного типа. Все главные и аварийные распределительные щиты должны быть проверены мегаомметром и высоким напряжением на заводе-изготовителе, чтобы подтвердить рабочее состояние и качество изоляции.

При тестировании проверяются блокировки, синхронизация, автостарт и автоматическая остановка генераторов, автоматические выключатели, последовательное включение при перезапуске, отключение избыточной нагрузки – в зависимости от спецификации судна.

   4.  Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (разъединители цепи) должны быть настроены и проверены производителем. Предоставляются и подтверждаются сертификаты по требуемым настройкам и результатам тестирования. Рядом с разъединителем в распределительном щите должна быть закреплена паспортная табличка с перечислением настроек, чтобы обеспечить быструю замену.

Временно отсоединенные для проверки кабели

      Высоковольтная подсоединительная коробка:

   5. Стартовые устройства

Мощные стартовые устройства (свыше 100 кВт) должны проверяться производителем, насколько это практически возможно. Испытания более или менее идентичны испытаниям распределительных устройств.

   6. Конвертеры

Мощное конвертерное оборудование (свыше 100 кВт) должно проверяться в цехах производителя. Для вращающегося конвертерного оборудования применяются те же испытания, что и для вращающихся механизмов.

Для конверторов без подвижных частей, собранных из одобренных по типу узлов, должен быть проведен функциональный тест, имитирующий нагрузку на конвертер с проверкой подъёма температуры одобренных по типу частей устройства. Это может быть сделано во время испытания под полной нагрузкой, с теми же условиями охлаждения, какие приняты за стандартные в проекте.

Обычно это означает охлаждающий воздух с температурой 45°С и охлаждающую воду с температурой 32°С, если прямо используется морская вода, и 37°С для пресной воды после теплообменника, или воздух, охлаждённый морской или пресной водой с максимальной температурой от 37°С до 42°С соответственно, позволяющий получить разницу температур на теплообменнике вода/воздух 5°С. Иногда, если установлена система охлаждения воды, может использоваться охлаждённая вода с температурой 6°С.

   7.  Трансформаторы

Мощные трансформаторы (свыше 125 кВА или 100 кВт) с коэффициентом мощности 0.8 должны проверяться в цехах производителя. Испытания должны включать в себя проверку мегаомметром, высоковольтную проверку и повторную проверку мегаомметром, а также тепловой прогон для определения роста температуры обмоток в условиях полной нагрузки.

Также как и для вращающихся механизмов, это испытание зачастую проводится как комбинация теста без нагрузки и теста с коротким замыканием, что даёт хорошее приближение к подъёму температуры при реальной нагрузке.

   8.  Автоматические системы управления

Большие системы управления, или улучшенные сложные системы управления, должны проверяться производителем. Это означает воссоздание различных компонентов, таких как оборудование, станции управления и рабочие станции, и соединение их в полноценную систему. Проверка сложных систем у производителя более эффективная, так как все управляющие элементы расположены рядом и легче проверить эффект от управляющего воздействия. Перемещение управляющих рукояток из одного положения в другое должно быть плавным, без толчков, рукоятка должна удерживаться в новом положении, чтобы избежать неприятных сюрпризов.

Неисправность источника питания не должна сказаться на результате управляющего воздействия, а вызвать только сигнал предупреждения.

   9.  Системы мониторинга и предупреждения

Системы мониторинга и предупреждения также должны быть проверены у производителя. Это включает в себя имитацию тревоги, проверка группового аварийного сигнала на мостике, инженерные сигналы о неисправностях. Выбор режима дежурства, таймер безопасности для не принятого оповещения, таймер безопасности для одного человека на вахте, автоматическое переключение от работы без персонала на работу с персоналом при принятии оповещения в машинном отделении, в то же время включение таймера безопасности для защиты инженера, отозвавшегося на сигнал тревоги. Графики и анализ отклонений тоже должны быть проверены во время этого заводского приемочного испытания.

Также должна быть проверена реакция на системные неисправности. Это неисправность основного источника питания (только предупреждение), неисправность запасного источника питания, неисправность связи с распределёнными системами, неисправность кабелей. Неисправности печатной платы (модуля) должны ограничиваться только этим модулем. Сигнализация должна показывать местоположение неисправности.

   10. Системы динамического позиционирования

Системы динамического позиционирования разнятся от простых систем с компьютерной поддержкой (Нотация АМ), через системы с резервированием (Нотация АА) до полностью зарезервированных систем (Нотация ААА). Для сложных систем должен проводиться анализ видов и последствий отказов (FMEA), определяющий последствия всех возможных неисправностей. Это основа процедуры тестирования.

Функциональные тестирования трудно смоделировать в цеху. Так как большинство систем должны быть подогнаны под характеристики судна, особенно если это первое судно в серии, они обычно проводятся во время ходовых испытаний.

   11. Общее для всех систем

Должно быть ясно, что все заводские приемочные испытания имеют одну общую цель – подтвердить пригодность всего оборудования, которое будет установлено на борту судна. Каждый этап этих испытаний имеет свою главную цель – обеспечить работоспособность во время приемочных испытаний в гавани и, конечно, во время завершающего этапа, ходовых испытаний в море. Поэтому такое тестирование должно пройти всё новое важное оборудование или рабочие системы.

   12. Электромагнитная совместимость и общий коэффициент гармоник

Всё навигационное и морское оборудование во время процедуры одобрения типа должно быть проверено на электромагнитную совместимость (ЭМС). Между компонентами не должно быть взаимных помех, когда всё оборудование установлено в предназначенные для него места в соответствии с инструкциями производителя.

Когда на открытой палубе устанавливается другое чувствительное оборудование, например палубный кран, работающий от преобразователя частоты и управляемый из кабины с большим количеством окон, на которую попадает луч от антенны радара, эта кабина управления должна быть проверена на ЭМС.

Когда на судне установлены мощные частотно-регулируемые приводы, особенно рекомендуется провести измерение общего коэффициента гармоник при различных рабочих условиях. Иногда эти измерения требуются для Класса.

   13. Ступенчатая нагрузка

После успешных индивидуальных испытаний дизель-генераторов комплект генераторов проверяется в параллельной работе. При трёх генераторах, вначале в параллели проверяются 1 и 2, затем 2 и 3, и в завершение 1 и 3. Когда ток и распределение нагрузки в порядке, двигатели и генераторы подвергают испытанию ступенчатой нагрузкой.

Ступенчатая нагрузка – это внезапная нагрузка на генератор для проверки автоматического регулятора напряжения генератора совместно с дизельным регулятором. Обычно скачок нагрузки делается от 25 до 50% и от 50 до 100%. При этом должны проверяться минимум напряжения и минимум частоты.

Другой способ проверки работоспособности дизеля и генератора – отключение определенной нагрузки, при этом проверяются повышение напряжения и максимум частоты. Обычно эти проверки проводится вместе, используются разъединители цепи.

   14. Пример интерференции (помех) при нарушении ЭМС

Проблемы интерференции, связанной с ЭМС, иногда трудно разрешить, как было в этом примере с судном для морского строительства. Когда судно было принято в эксплуатацию, оказалось, что кран не работает, хотя он был успешно проверен во время приемочных испытаний в гавани. Чтобы найти причину этой неисправности крана, понадобилось много времени, но в конце концов выяснилось, что луч от локатора нарушает работу управления краном. Проблема была решена экранированием некоторых кабелей в кабине крана.

Тестовая матрица для проверки отсутствия такого влияния заполняется при сдаче судна.