PRZEPISY RULES PUBLIKACJA NR 42/P PUBLICATION NO. 42/P PRÓBY WIRUJĄCYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH TESTING OF ELECTRIC ROTATING MACHINES

Transkrypt

1 PRZEPISY RULES PUBLIKACJA NR 42/P PUBLICATION NO. 42/P PRÓBY WIRUJĄCYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH TESTING OF ELECTRIC ROTATING MACHINES 2011 Publikacje P (Przepisowe) wydawane przez Polski Rejestr Statków są uzupełnieniem lub rozszerzeniem Przepisów i stanowią wymagania obowiązujące tam, gdzie mają zastosowanie. Publications P (Additional Rule Requirements) issued by Polski Rejestr Statków complete or extend the Rules and are mandatory where applicable. GDAŃSK

2 Publikacja Nr 42/P Próby wirujących maszyn elektrycznych 2011, której podstawą są Ujednolicone Wymagania (UR) E13 (Corr.1 May 2004) wydane przez IACS, stanowi rozszerzenie wymagań Części VIII Instalacje elektryczne i systemy sterowania, Przepisów klasyfikacji i budowy statków morskich oraz wszystkich innych Przepisów, w których jest przywołana. Publikacja ta została zatwierdzona przez Zarząd PRS S.A. w dniu 14 lutego 2011 r. i wchodzi w życie z dniem 1 marca 2011 r. Publication No. 42/P Testing of Electric Rotating Machines 2011, which is basing on the Unified Requirements (UR) E13 (Corr.1 May 2004) issued by IACS, is an extension of the requirements contained in Part VIII Electrical Installations and Control Systems of the Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships, as well as in all other PRS Rules, in which reference to the Publication has been made.. The Publication was approved by the PRS Board on 14 February 2011 and enters into force on 1 March Copyright by Polski Rejestr Statków S.A., 2011 PRS/AW, 02/2011 ISBN

3 SPIS TREŚCI str. 1 Postanowienia ogólne Materiały do budowy wału maszyny Próby Opis prób Sprawdzenie dokumentacji technicznej i oględziny Pomiar rezystancji izolacji Pomiar rezystancji uzwojeń Sprawdzenie układu regulacji napięcia Próba obciążenia znamionowego oraz pomiary przyrostu temperatury Próba przeciążenia / przetężenia Próba zwarcia Próba zwiększonej prędkości obrotowej (nadobroty) Próba wytrzymałości elektrycznej izolacji Próba biegu jałowego Sprawdzenie stopnia ochrony Sprawdzenie łożysk CONTENTS page 1 General Materials For Construction of Machine Shaft Tests Tests Description Examination of the Technical Documentation and Visual Inspection Insulation Resistance Measurement Winding Resistance Measurement Verification of the Voltage Regulation System Rated Load Test and Temperature rise Measurements Overload/Overcurrent Tests Verification of Steady Short-circuit Conditions Overspeed Test Dielectric Strength Test No Load Test Verification of Degree of Protection Verification of Bearings... 19

4 1 POSTANOWIENIA OGÓLNE Wszystkie maszyny elektryczne urządzeń ważnych powinny posiadać atesty producenta potwierdzające spełnienie wymagań podanych w rozdziale 3 niniejszej Publikacji. Atesty te powinny być przedstawione inspektorowi PRS. Próby i, gdy jest to konieczne, produkcja silników o mocy 50 kw i większej lub prądnic o mocy 50 kva i większej, przeznaczonych dla urządzeń ważnych, wymienionych w punkcie z Części VIII Instalacje elektryczne i systemy sterowania, Przepisów klasyfikacji i budowy statków morskich powinny być nadzorowane przez inspektora PRS. 2 MATERIAŁY DO BUDOWY WAŁU MASZYNY Materiały użyte do budowy wału maszyn powinny być zgodne z wymaganiami odpowiednich norm. Materiały do budowy wału maszyn napędu głównego i prądnic powinny być zgodne z wymaganiami Przepisów PRS i posiadać certyfikat instytucji klasyfikacyjnej uznanej przez UE. 3 PRÓBY Próbom typu podlega maszyna prototypowa lub pierwsza z wyprodukowanej partii maszyn, zaś próby wyrobu powinny być przeprowadzane na kolejnych maszynach poszczególnych typów, zgodnie z tabelą 3. Dla prądnic wałowych, maszyn o specjalnych zastosowaniach oraz maszyn o nowoczesnej konstrukcji wymagania stawiane próbom mogą się różnić od podanych. Tabela 3 L.p. Punkt w Publikacji Próby Prądnice prądu przemiennego Próba typu 1) Próba wyrobu 2) Próba typu 1) Silniki Próba wyrobu 2) Sprawdzenie dokumentacji technicznej i oględziny X X X X Pomiar rezystancji izolacji X X X X Pomiar rezystancji uzwojeń X X X X Sprawdzenie układu regulacji napięcia Próba obciążenia znamionowego i pomiary przyrostu temperatury X X 3) X X Próba przeciążenia / przetężenia X X 4) X X 4) 5

5 Próba zwarcia 5) X Próba zwiększonej prędkości obrotowej (nadobroty) Próba wytrzymałości elektrycznej izolacji X X X 6) X 6) X X X X Próba biegu jałowego X X X X Sprawdzenie stopnia ochrony X X Sprawdzenie łożysk X X X X 1) 2) 3) 4) 5) 6) Próby typu na maszynie prototypowej lub na przynajmniej pierwszej z partii maszyn. Raport z prób wyrobu powinien zawierać numer seryjny maszyny, która była poddana próbom typu oraz wyniki prób. Tylko próba funkcjonalna układu regulacji napięcia. Dotyczy tylko maszyn urządzeń ważnych o mocy 100kW lub większej. Wymagana tylko dla prądnic synchronicznych. Nie dotyczy silników klatkowych. 4 OPIS PRÓB 4.1 Sprawdzenie dokumentacji technicznej i oględziny Sprawdzenie dokumentacji technicznej Dokumentacja techniczna maszyn o mocy 50 kw /kva/ i wyższej, zatwierdzona przez PRS, powinna być przedstawiona inspektorowi PRS Oględziny Inspektor PRS dokonuje oględzin maszyny elektrycznej w celu stwierdzenia jej zgodności z dokumentacją techniczną. 4.2 Pomiar rezystancji izolacji Bezpośrednio po próbach wysokiego napięcia należy zmierzyć rezystancję izolacji przy użyciu przyrządu prądu stałego do pomiaru rezystancji pomiędzy: a) połączonymi wspólnie wszystkimi częściami przewodzącymi prąd i ziemią, b) wszystkimi częściami przewodzącymi prąd o różnych biegunach lub fazach, gdy oba końce każdego bieguna lub fazy są dostępne. W tabeli 4.2 podano minimalne wartości napięcia probierczego oraz rezystancji izolacji. Temperatura przy której wykonuje się pomiar rezystancji izolacji powinna być zbliżona do temperatury pracy. Można też zastosować odpowiednią metodę obliczeniową. 6

6 Napięcie znamionowe U n (V) Tabela 4.2 Minimalne napięcie probiercze (V) Minimalna rezystancja izolacji (M ) U x U n < U < U (U n /1000) < U (U n /1000) Pomiar rezystancji uzwojeń Rezystancja uzwojeń maszyny powinna być mierzona i rejestrowana przy zastosowaniu właściwej metody mostkowej lub metody pomiarów napięć i prądów. 4.4 Sprawdzenie układu regulacji napięcia Należy wykazać, że przy wszystkich obciążeniach od stanu biegu jałowego do pełnego obciążenia prądnica prądu przemiennego wraz ze swym układem regulacji napięcia utrzyma napięcie znamionowe przy znamionowym współczynniku mocy z tolerancją w zakresie H2,5%. Wartości te mogą być zwiększone do ±3,5% dla zespołów awaryjnych. Gdy prądnica napędzana ze znamionową prędkością wytwarza znamionowe napięcie i poddana zostanie nagłej zmianie symetrycznego obciążenia w zakresie określonego prądu i współczynnika mocy, to napięcie powinno zawierać się w przedziale od 85% do 120% napięcia znamionowego. Napięcie prądnicy powinno następnie zostać przywrócone do wartości ±3% napięcia znamionowego dla podstawowego zespołu prądotwórczego w czasie nie dłuższym niż 1,5 sekundy. Dla zespołów awaryjnych wartości te mogą być zwiększone odpowiednio do ±4% i 5 sekund. W przypadku braku dokładnych informacji dotyczących maksymalnych wartości załączanego nagłego obciążenia, można przyjąć następujące warunki próby: pracującą na biegu jałowym prądnicę obciążyć nagle prądem o wartości 60% prądu znamionowego przy współczynniku mocy obciążenia indukcyjnego o wartości od 0,4 do 0 i po osiągnięciu przez prądnicę warunków pracy w stanie ustalonym obciążenie wyłączyć. 4.5 Próba obciążenia znamionowego oraz pomiary przyrostu temperatury Przyrosty temperatury należy mierzyć przy znamionowych wartościach wytwarzanej mocy, napięcia i częstotliwości oraz przy takim rodzaju pracy, na który maszyna została określona i oznaczona, zgodnie z metodami podanymi w Publikacji IEC Należy zastosować jedną z trzech metod: metoda rezystancyjna (temperaturę uzwojeń wyznacza się na podstawie wzrostu rezystancji uzwojeń maszyny); metoda wbudowanych czujników temperatury (co najmniej sześć czujników odpowiednio rozmieszczonych na całej powierzchni uzwojeń maszyny); 7

7 metoda pomiaru termometrem (termometry doprowadzone do dostępnych powierzchni oraz końców uzwojeń maszyny). Ostatnia z w/w metod jest dozwolona tylko wtedy, jeżeli dwie poprzednie nie mogą być zastosowane. Dla maszyn zaprojektowanych na rodzaj pracy S1 (praca ciągła) próba powinna trwać do momentu osiągnięcia równowagi termicznej, tzn. gdy temperatura ulega zmianie o nie więcej niż 2GC w czasie 1 godziny. Dla pozostałych rodzajów pracy równowaga termiczna osiągnięta jest wówczas, gdy różnica temperatur pomiędzy odpowiednimi punktami kolejnych cykli pracy maszyny, na wykresie zmiany temperatury, jest mniejsza niż 2GC na godzinę. Dopuszczalne przyrosty temperatury maszyn elektrycznych przy temperaturze otoczenia +45GC (wykonanie morskie) podano w tabeli 4.5. Jeżeli temperatura czynnika chłodzącego jest niższa od założonej powyżej wartości, przyrosty temperatury mogą być odpowiednio zwiększone, nie więcej jednak niż o 10GC. Jeżeli temperatura czynnika chłodzącego jest wyższa od założonej powyżej wartości, przyrosty temperatury należy odpowiednio zmniejszyć. Tabela 4.5 Klasa izolacji A E B F H Pomiar temperatury, [ C], metodą: Lp. Części maszyn elektrycznych termometrową oporową wbudowanych czujników termometrową oporową wbudowanych czujników termometrową oporową wbudowanych czujników termometrową oporową wbudowanych czujników termometrową oporową wbudowanych czujników Uzwojenia prądu przemiennego maszyn synchronicznych i asynchroniczych i o mocy 5000 kva i większej lub o długości czynnego żelaza 1 m i większej Uzwojenia maszyn prądu przemiennego o mocy mniejszej niż 5000 kva i długości czynnego żelaza mniejszej od 1 m. Uzwojenia wzbudzenia maszyn prądu stałego i przemiennego zasilane prądem stałym, z wyjątkiem wymienionych w lp. 3, 4, 5. Uzwojenia tworników połączone z komutatorem

8 Uzwojenia wzbudzenia maszyn z utajonymi biegunami zasilane prądem stałym Jednowarstwowe uzwojenia wzbudzenia z nieosłoniętymi powierzchniami 5 Uzwojenia wzbudzające wielowarstwowe o małej oporności i uzwojenia kompensacyjne Uzwojenia zwarte izolowane Uzwojenia zwarte nieizolowane 8 Rdzenie stalowe i inne części nie stykające się z uzwojeniami 9 Rdzenie stalowe i inne części stykające się z uzwojeniami Przyrosty temperatury tych części nie powinny osiągać wartości zagrażających uszkodzeniem izolacji lub innych przyległych materiałów Komutatory i pierścienie ślizgowe zamknięte i otwarte 4.6 Próba przeciążenia / przetężenia Próbę przeciążenia należy przeprowadzić jako próbę typu i zależnie od rodzaju maszyny: prądnice: należy wykazać odporność na przeciążenie. Prądnice powinny mieć taką konstrukcję, aby po nagrzaniu do temperatury ustalonej, odpowiadającej obciążeniu znamionowemu, mogły wytrzymać przeciążenie prądem o wartości podanej w tabeli 4.6. Tabela 4.6 Lp. Rodzaj prądnicy Przeciążenie prądem [%] Czas trwania przeciążenia [s] 1 Prądu przemiennego Prądu stałego wielofazowe silniki indukcyjne oraz silniki prądu stałego: należy wykazać, że w czasie 15 sekund maszyna wytrzyma bez utyku i nagłej zmiany prędkości nadmiar momentu obrotowego co najmniej 60%. Napięcie i częstotliwość w czasie próby powinny posiadać wartości znamionowe; silniki klatkowe indukcyjne o obniżonym prądzie rozruchowym poniżej 4,5 razy prąd znamionowy: wartość nadmiaru momentu obrotowego może być mniejsza niż określono powyżej, lecz nie może wynosić mniej niż 50%; wielofazowe silniki synchroniczne: należy wykazać, że w czasie 15 sekund maszyna wytrzyma bez wypadnięcia z synchronizmu: 9

9 silnik synchroniczny indukcyjny (wirnik uzwojony): 35 % nadmiaru momentu obrotowego, silnik synchroniczny (wirnik cylindryczny): 35 % nadmiaru momentu obrotowego, silnik synchroniczny (biegun wydatny): 50 % nadmiaru momentu obrotowego. Chwilowy nadmiar momentu obrotowego dla silników jednofazowych, komutatorowych i pozostałych typów powinien zostać uzgodniony z producentem. Próba przeciążenia wykonywana jako próba wyrobu może zostać zastąpiona przez próbę przetężenia. Ma ona potwierdzić wytrzymałość prądową uzwojeń, przewodów, połączeń, itp. maszyny. Próba przetężenia może zostać przeprowadzona przy obniżonej prędkości (silniki) lub w stanie zwarcia (prądnice). Dodatkowe informacje: Publikacja IEC , punkt Próba zwarcia Należy sprawdzić, czy w warunkach stanu ustalonego zwarcia prądnica wraz ze swym układem regulacji napięcia jest zdolna do utrzymywania, bez wystąpienia jakiegokolwiek uszkodzenia, co najmniej 3-krotną wartość prądu znamionowego w czasie 2 sekund lub, jeżeli dokładne dane są dostępne, w czasie zwłoki, która może być nastawiona (zawierać się) w urządzeniu wyzwalającym, aby zapobiec jego zadziałaniu. 4.8 Próba zwiększonej prędkości obrotowej (nadobroty) Maszyny elektryczne powinny bez uszkodzeń i trwałych odkształceń w ciągu 2 minut wytrzymać próbę zwiększonej prędkości obrotowej, przeprowadzoną zgodnie z następującymi wymaganiami: a) prądnice, przetwornice maszynowe 120% znamionowej prędkości obrotowej, lecz co najmniej o 3% więcej od największej liczby obrotów, które występują w stanie nieustalonym (przejściowym), b) silniki szeregowe 120% największej dopuszczalnej prędkości obrotowej wymienionej na tabliczce znamionowej, lecz nie mniej niż 150% znamionowej prędkości obrotowej, c) wszystkie pozostałe silniki (inne niż powyżej) 120% największej prędkości obrotowej przy biegu jałowym. Próba nie dotyczy silników klatkowych. 4.9 Próba wytrzymałości elektrycznej izolacji Izolacja uzwojeń maszyn elektrycznych powinna wytrzymać w ciągu 1 minuty, bez przebicia i przeskoku iskrowego, napięcie probiercze przemienne, praktycznie sinusoidalne, o częstotliwości 50 Hz i o wartości skutecznej podanej w tabeli 4.9. Napięcie to należy przyłożyć pomiędzy uzwojenia poddane próbie a korpus maszyny. Rdzeń i uzwojenia nie poddane próbie należy połączyć z korpusem. 10

10 Tabela 4.9 Lp. Części maszyny elektrycznej Wartość skuteczna napięcia probierczego U p, [V] 1 Części izolowane maszyn mniejszych niż 1 kw (kva) 2 U n V o mocach: od 1 kw (kva) do kw (kva) 2 U n V, lecz nie mniej niż 1500V 2 Uzwojenia wzbudzające maszyn prądu stałego zasilane z obcego źródła 2 U w V, lecz nie mniej niż 1500V 3 Uzwojenie wzbudzające prądnic synchronicznych 10 U w, lecz nie mniej niż 1500 V i nie więcej niż 3500V 4 Uzwojenie wzbudzające silników synchronicznych jeżeli: 5 Uzwojenia wirników silników indukcyjnych pierścieniowych lub indukcyjnych synchronizowanych, jeżeli nie są one stale zwarte (np. jeżeli rozruch odbywa się przez rezystancję): rozruch odbywa się przy uzwojeniu wzbudzającym zwartym lub przyłączonym bezpośrednio do wirnika albo przy nieobciążonym uzwojeniu prądu przemiennego rozruch odbywa się bądź przy uzwojeniu wzbudzającym zwartym przez szeregowo włączaną oporność, bądź przy rozwartym obwodzie wzbudzenia niezależnie od tego, czy obwód wzbudzenia składa się z oddzielnych gałęzi czy też nie wirujących tylko w jednym kierunku lub też zmieniających kierunek wirowania po uprzednim zatrzymaniu się nawrotnych lub hamowanych przeciwprądem 6 Uzwojenia wirników silników prądu stałego dźwignicowych nawrotnych 2 U w V, lecz nie mniej niż 1500V 2 U m V, lecz nie mniej niż 1500V 2 U r V, lecz nie mniej niż 1500V 4 U r V, lecz nie mniej niż 1500V 3 U n V, lecz nie mniej niż 1500V 7 Wzbudnice, oprócz podanych w lp. 2 i 8 jak dla uzwojeń wzbudzających, do zasilania których są przeznaczone 8 Wzbudnice silników synchronicznych lub indukcyjnych synchronizowanych, jeżeli są podczas rozruchu silnika odłączone lub jeżeli jeden ich biegun jest uziemiony 2 U n V, lecz nie mniej niż 1500V U n napięcie znamionowe, [V], U w największe napięcie znamionowe wzbudzenia, [V], U m największe napięcie, które może powstać w warunkach rozruchowych pomiędzy zaciskami uzwojenia wzbudzenia lub w przypadku, gdy jest ono podzielone na gałęzie między zaciskami gałęzi, [V], 11

11 U r napięcie między pierścieniami lub zaciskami wirnika, przy zahamowanym wirniku i napięciu znamionowym przyłożonym do zacisków stojana, [V]. Dodatkowe informacje: Publikacja IEC , punkt 9.2. Maszyny wysokonapięciowe powinny zostać poddane dodatkowym próbom, które należy przeprowadzić zgodnie z wymaganiami Przepisów klasyfikacji i budowy statków morskich, Część VIII Instalacje elektryczne i systemy sterowania: punkt : próba napięciowa przy wysokiej częstotliwości na pojedynczych zezwojach; punkt 18.10: próby napięciowe i pomiar rezystancji izolacji Próba biegu jałowego Maszyny powinny pracować bez obciążenia i przy znamionowej prędkości i w przypadku silników być zasilane znamionowym napięciem ze znamionową częstotliwością, natomiast w przypadku prądnic być napędzane w odpowiedni sposób i być wzbudzone, aby wytwarzać na zaciskach napięcie znamionowe. Podczas trwania próby należy sprawdzać drgania maszyny oraz pracę systemu smarowania łożysk, jeżeli taki przewidziano Sprawdzenie stopnia ochrony Zgodnie z Publikacją IEC Sprawdzenie łożysk Po zakończeniu powyższych prób, na wniosek inspektora PRS, należy otworzyć maszyny wyposażone w łożyska ślizgowe celem ustalenia, czy wał jest należycie osadzony w panewkach. 12

12 1 GENERAL All electrical machines of essential services are to have manufacturer s attestations which confirm fulfilment of requirements specified in chapter 3 of this Publication. Such documents are to be presented to PRS surveyor. Tests and, if necessary, manufacture of motors of 50kW and over or generators of 50 kva and over, intended for essential services, specified in item of Part VIII Electrical Installations and Control Systems of the Rules for the Classification and Construction of Sea-going Ships are to be supervised by the PRS surveyor. 2 MATERIALS FOR CONSTRUCTION OF MACHINE SHAFT The materials used for the construction of shaft of machines are to comply with requirements of appropriate Standards. The materials for the construction of shaft of main propulsion machines and generators are to comply with requirements of PRS Rules and are to have Certificate issued by classification society recognized by EU. 3 TESTS Type tests are to be carried out on a prototype machine or on the first of produced batch of machines, while routine tests are to be carried out on subsequent machines of a particular types, in accordance with Table 3. Test requirements may differ for shaft generators, special purpose machines and machines of novel construction. Table 3 No. Item in Publication Tests A.C. Generators Type test 1) Routine rest 2) Type test 1) Motors Examination of the technical documentation and visual inspection Routine test 2) X X X X Insulation resistance measurement X X X X Winding resistance measurement X X X X Verification of the voltage regulation system Rated load test and temperature rise measurements X X 3) X X Overload/overcurrent test X X 4) X X 4) Verification of steady short circuit conditions 5) X Overspeed test X X X 6) X 6) Dielectric strength test X X X X 13

13 No-load test X X X X Verification of degree of protection X X Verification of bearings X X X X Type tests on prototype machine or on at least the first of a batch of machines. The report of routine test is to contain serial number of the machine which has been type tested and the tests results. Functional test of voltage regulation system only. Applicable only for machines of essential services of power 100kW or above. Applicable only for synchronous generators. Not applicable for squirrel cage motors. 4 TESTS DESCRIPTION 4.1 Examination of the technical documentation and visual inspection Examination of the technical documentation Technical documentation of machines rated at 50 kw /kva/ and over, approved by PRS, is to be presented to PRS surveyor Visual inspection A visual examination of the electrical machine is to be carried out by PRS surveyor to ensure that it complies with the technical documentation. 4.2 Insulation resistance measurement Immediately after the high voltage tests the insulation resistance is to be measured using a direct current resistance measuring device between: a) all current carrying parts connected together and earth, b) all current carrying parts of different polarity or phase, where both ends of each polarity or phase are individually accessible. The minimum values of test voltage and insulation resistance are specified in Table 4.2. The temperature at which the insulation resistance measurement is carried out is to be close to the operating temperature. Appropriate method of calculation may be also used. Table 4.2 Rated Voltage U n (V) Minimum Test Voltage (V) Minimum Insulation Resistance (M ) U x U n <U < U (U n /1000) < U (U n /1000)

14 4.3 Winding resistance measurement The resistance of the machine windings is to be measured and recorded using an appropriate bridge method or voltage and current measurement method. 4.4 Verification of the voltage regulation system It is to be verified that at all loads from no-load running to full load alternating current generator together with its voltage regulation system will maintain rated voltage at the rated power factor within ±2,5%. These limits may be increased to ±3,5% for emergency sets. When the generator is driven at rated speed, giving its rated voltage, and is subjected to a sudden change of symmetrical load within the limits of specified current and power factor, the voltage is to be in a range from 85% to 120% of the rated voltage. The voltage of the generator is then to be restored to ±3% of the rated voltage for the main generator set in not more than 1.5 s. For emergency sets, these values may be increased to ±4% and 5 s, respectively. In the absence of precise information concerning the maximum values of the sudden loads, the following conditions may be assumed: 60% of the rated current with a power factor of between 0.4 lagging and zero to be suddenly switched on with the generator running at no load, and then switched off after steady-state conditions have been reached. 4.5 Rated load test and temperature rise measurements The temperature rises are to be measured at the rated output, voltage, frequency and the duty for which the machine is rated and marked, in accordance with the testing methods specified in IEC Publication One of the following methods is to be applied: resistance method (the temperature is determined according to increase of the resistance of machine windings); embedded temperature detectors method [ETD] (at least six detectors suitably distributed throughout the machine windings); thermometer method (thermometers applied to accessible surfaces and ends of windings of the machine). Last from a.m. methods is permitted in case in which two previous methods can not be used. For machines constructed for duty type S1 (continuous duty) the test shall last until thermal equilibrium has been reached, that is when the temperature varies by not more than 2 C over a period of 1 hour. For other duty types thermal equilibrium is reached when difference of temperatures between corresponding points of successive duty cycles of machine, on a temperature plot, is less than 2 C per hour. Permissible temperature rises of electric machines at ambient temperature +45 C are specified in table 4.5. If the temperature of coolant is lower than a.m. value, temperature rises may be appropriately increased, however, by not more 15

15 than 10 C. If the temperature of coolant is higher than a.m. value, temperature rises may be appropriately decreased. Table 4.5 Item 16 Parts of electrical machines Classes of insulating material A E B F H Method of measurement, [GC] Thermometer Resistance Built-in sensors Thermometer Resistance Built-in sensors Thermometer Resistance A.C. windings of synchronous and asynchronous machines rated at 5000 kva and over, or having a core length of 1 m and over Windings of A.C. machines rated at under 5000 kva and having a core length of less than 1 m. Field windings of D.C. and A.C. machines, D.C. excited, except such as are listed under 3, 4 and 5. Windings of rotors connected with commutator Field windings of D.C. excited non-salient-pole machines Single-layer field windings with exposed surface Low resistance field windings with more than one layer, as well as compensating windings Permanently shortcircuited windings, insulated Permanently shortcircuited windings, uninsulated Steel cores and other parts out of contact with windings Built-in sensors Thermometer Resistance Built-in sensors Thermometer Resistance The temperature rises of such parts are not to reach values which can cause damage of insulation or other adjacent materials Built-in sensors

16 Steel cores and other 9 parts in contact with windings Commutators and ship rings open and enclosed Overload/overcurrent tests Overload test is to be carried out as type test and depending on type of machine: generators: immunity to overload is to be demonstrated. Generators are to have such construction, that after warming up to steady temperature, corresponding to rated load, they are capable of sustain overcurrent of value specified in Table 4.6. Table 4.6 Item Type of generator Overload by current [%] Overload duration [s] 1 Alternating current Direct current polyphase induction motors and direct current motors: it is to be demonstrated that during 15 s time machine will withstand without falling out of step and sudden change of speed at least 60% torque excess. Voltage and frequency are to be kept at rated values during test. Squirrel-cage induction motors of reduced starting current below 4.5 times rated current: torque excess value can be lower than above specified but not less than 50%. polyphase synchronous motors: it is to be demonstrated that during 15 s time machine will withstand without falling out of step: synchronous induction motor (wound rotor): 35% of torque excess; synchronous motor (cylindrical rotor): 35% of torque excess; synchronous motor (salient pole): 50% of torque excess. The momentary excess torque for single-phase, commutator and other motor types shall be the subject of agreement with the producer. Overload test which is performed as routine test can be replaced by overcurrent test. It shall be the proof of current capability of windings, conductors, connections, etc. of machine. Overcurrent test can be carried out at reduced speed (motors) or at short-circuit condition (generators). Additional information: Publication IEC , item Verification of steady short-circuit conditions It is to be verified that under steady-state short-circuit conditions, the generator with its voltage regulation system is capable of maintaining, without sustaining any damage, a current of at least three times the rated current for a duration of 2 s or, where precise data is available, for a duration of any time delay which may be set (fitted) in a tripping device for discrimination purposes. 17

17 4.8 Overspeed test Electric machines are to withstand without damages and permanent deformations during 2 minutes increased rotational speed test carried out according to the following requirements: a) generators, converters, motor-generator sets: 120% of the rated speed, but at least by 3% more than the maximum number of revolutions in transient conditions. b) series-wound motors: 120% of the maximum permissible rotational speed specified on the rating plate, but not less than 150% of the rated speed. c) all other motors (other than a.m.): 120% of the maximum rotational speed at noload running. Test is not applicable for squirrel cage motors. 4.9 Dielectric strength test The insulation of electric machines windings is to withstand during 1 minute, without breakdown and spark-over, an alternating test voltage, practically sinusoidal, of frequency 50 Hz and of the root-mean-square value specified in table 4.9. Such voltage shall be applied between the windings under test and the frame of the machine. Core and the windings which are not under test are to be connected to the frame. Table 4.9 Item Electric machine part(s) Test voltage r.m.s. value, U p, [V] Insulated parts of machines rated at less than 1 kw (kva) 2 U n from 1 kw (kva) to kw (kva) 2 U n but not less than Field windings of direct-current machines supplied from external source 2 U w but not less than Field windings of synchronous generators 10 U w but not less than 1500 and not more than Field windings of synchronous motors, when: starting with the field winding shortcircuited or connected directly to the rotor not less than U w but or starting with the a.c. winding idle starting either with the field winding closed through, connected in series, resistance, or with the field winding open, regardless of whether it is sectionalized or not 2 U m but not less than

18 Rotor windings of slip-ring induction motors or of synchronous induction motors if not permanently short-circuited (e.g. if intended for resistor starting): for non-reversing motors or motors reversible from standstill only for reversible motors, as well as those braked by counter-current 2 U r but not less than U r but not less than Rotor windings of direct-current reversible crane motors 3 U n but not less than Exciters, except those mentioned in items 2 and 8 As for the field windings they are intended to supply 8 Exciters of synchronous motors or synchronous induction motors if they are disconnected from the motor during starting, or if one of the poles is connected to earth 2 U n but not less than 1500 U n rated voltage [V]; U w maximum value of rated excitation voltage [V]; U m maximum value of voltage which may occur under starting conditions between the terminals of the field winding, or, in the case of a sectionalized field winding, between branch terminals [V]; U r voltage between the slip rings or terminals of the rotor at standstill, with rated voltage applied to the stator terminals [V]; Additional information: Publication IEC , item 9.2. High voltage machines are to be taken under additional tests, which are to be carried out according to requirements of the Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships, Part VIII Electrical Installations and Control Systems: item : High voltage test at high frequency on single coils; item 18.10: High voltage tests and insulation resistance measurement No load test Machines are to be operated at no load and rated speed whilst being supplied at rated voltage and frequency as a motor or if a generator it is to be driven by a suitable means and excited to give rated terminal voltage. During the running test, the vibration of the machine and operation of the bearing lubrication system, if appropriate, are to be checked Verification of degree of protection According to IEC Publication Verification of bearings After completion of the above tests, upon request by the PRS surveyor, machines which are provided with sleeve bearings are to be opened to establish that the shaft is correctly seated in the bearing shells. 19