Saiz Transformer Pam Bomba: Apakah Had Penurunan Voltan NEC 695 Sebenarnya Permintaan

Mac lalu seorang kontraktor mekanikal di Ontario menghantar kepada kami satu talian untuk menara kediaman 12 tingkat dan satu soalan: bolehkah kami mengekalkan pengubah jenis kering 225 kVA sedia ada untuk pam api elektrik 100 hp baharu? Aritmetik kelihatan selesa - 225 kVA terhadap motor 124 A. Unit gagal semakan yang sebenarnya mengawal reka bentuk pam bomba, dan ia gagal dengan kurang daripada dua mata peratusan.

Cek itu bukan haba. Apengubah pam kebakaranadalah bersaiz dengan voltan yang dilihat oleh motor dalam dua saat pertama permulaan, bukan dengan kilovolt-ampere yang ditarik oleh bangunan pada pukul dua petang. Kebanyakan satu baris yang melintasi meja kami mempunyai ini ke belakang, dan kesilapan adalah mahal dalam kedua-dua arah: unit yang mengganggu perjalanan semasa ujian penerimaan, dan unit yang membawa empat puluh ribu dolar tembaga yang tidak diperlukan sesiapa pun.

Mengapa Beban Pam Bomba Tidak Berkelakuan Seperti Beban Agihan

Profil beban pam bomba bukanlah apa-apa, diikuti dengan segala-galanya. Selama lima puluh satu minggu motor terbiar. Kemudian ia bermula merentasi garisan pada voltan penuh, menahan arus rotor terkunci selama lapan hingga dua puluh saat, dan mengendap ke dalam beban terkadar selagi api berlarutan.NFPA 20memerlukan pam untuk menyampaikan 150 peratus aliran berkadar pada tidak kurang daripada 65 peratus kepala berkadar, dan pemandu perlu membawanya tanpa beban lampau - jadi beban reka bentuk keadaan mantap juga bukan kuasa kuda papan nama.

Tiada faktor kepelbagaian dikenakan di sini. Tiada faktor permintaan dikenakan. Pam bukan satu daripada empat puluh beban yang berkongsi pengubah; pada saat ia bermula, ia adalah beban, menarik lima hingga enam kali arus mengalir melalui belitan tanpa minyak untuk menyerap haba. Unit yang direndam minyak membawa seribu liter cecair sebagai penampan haba. Penggulungan resin tuang mempunyai jisim terma kuprumnya sendiri dan tidak ada yang lain, jadi titik panas bertindak balas dalam beberapa minit berbanding jam.

Oleh itu, perbualan bermula dengan permulaan arus, berakhir dengan apenurunan voltannombor, dan hanya selepas itu bertanya sama ada belitan itu bertahan dalam kitaran tugas.

Dua Had Voltan dalam NEC 695.7 - dan Yang Disalah Baca oleh Semua Orang

Perkara 695 daripadaKod Elektrik Kebangsaanmenetapkan dua had voltan pada dua titik berbeza dalam litar. Semasa motor dihidupkan, voltan padapengawal pam bombaterminal talian mungkin tidak jatuh lebih daripada 15 peratus di bawah voltan terkadar pengawal. Secara berasingan, semasa motor berjalan pada 115 peratus daripada arus beban penuhnya, voltan pada terminal motor mungkin tidak jatuh lebih daripada 5 peratus di bawah voltan plat nama motor.

Baca lagi, kerana perbezaan antara mereka adalah bajet kabel. 15 peratus diukur pada pengawal; 5 peratus diukur pada motor, pada beban 115 peratus. Segala-galanya di antara dua titik itu - penyuap, penamatan, sebarang sambatan atau paip - perlu dimuatkan di dalam celah. Reka bentuk yang membelanjakan 15 peratus penuh di menengah pengubah telah menghabiskan elaun kabel.

Salah baca kedua adalah lebih biasa. Kontraktor menggunakan 5 peratus sebagai had permulaan, membuat kesimpulan bahawa pengubah mestilah besar, dan menyatakan dua kali kapasiti yang diperlukan Perkara 695. 5 peratus mengawal saiz dan peraturan konduktor pada beban lampau, bukan penurunan permulaan.

Mengerjakan Nombor: Pam 100 hp pada Unit 225 kVA

Kejatuhan voltan pada pengubah sekunder semasa permulaan pemutar berkunci adalah hampir dengan peratus impedans didarab dengan nisbah arus permulaan kepada arus sekunder terkadar. Ia adalah pembahagi: impedans pengubah melawan impedans permulaan motor, dan bahagian voltan bekalan pengubah ialah apa yang tidak diperolehi oleh motor.

Motor 100 hp, 460 V mempunyai arus beban penuh 124 A bagi setiap NEC Jadual 430.250 dan menarik kira-kira enam kali ganda berbanding pemutar terkunci - kira-kira 725 A. Unit 225 kVA dengan sekunder 480 V diberi nilai 271 A. Pada galangan 4.5 peratus kepada 25 atau 7 7, impedans 4.5 peratus terhasil (25 × 7) 12.1 peratus.

Dua belas peratus lulus. Itulah perangkap. Tambah 150 kaki penyuap dalam tiga larian selari sebanyak 350 kcmil dan anda membelanjakan satu mata setengah lagi, yang meletakkan pengawal pada 13.6 peratus berbanding had 15 peratus. Tiada apa-apa yang tinggal untuk perkhidmatan yang duduk pada 468 V dan bukannya 480, untuk paip satu langkah rendah, atau untuk pam kedua bermula semasa yang pertama masih memecut. Tork jatuh dengan kuasa dua voltan, jadi penurunan 15 peratus meninggalkan 72 peratus tork permulaan yang diberi nilai - dan pam yang sudah berada di bahagian atas lengkungnya adalah tepat di mana gerai permulaan dan pemutus menahan arus rotor terkunci selama dua puluh saat.

Unit 500 kVA pada impedans 5.75 peratus diberi nilai 601 A pada bahagian menengah, dan permulaan 725 A yang sama menghasilkan penurunan 6.9 peratus. Itu menjadikan elaun kabel tidak disentuh dan menyerap perkhidmatan utiliti yang rendah tanpa drama. Perbezaan harga antara kedua-dua transformer tersebut adalah sebahagian kecil daripada apa yang disaksikan oleh kegagalan bermula memerlukan jadual.

Perangkap Rotor Berkunci Di Belakang Pemutus Pam Bomba

Perkara 695 menghendaki peranti arus lebih pam bomba membawa arus pemutar berkunci selama-lamanya, danNFPA 20menganggap sebarang gangguan bekalan itu sebagai kegagalan sistem. Pemutus itu wujud untuk perlindungan litar pintas sahaja, dan ia sengaja dipilih supaya ia tidak akan terbuka pada permulaan yang terhenti - kerana pam yang tersandung pada pemutar terkunci ialah pam yang tidak berjalan apabila bangunan itu terbakar.

Akibat untuk pengubah tidak dapat dielakkan. Semasa gerai, 725 A mengalir melalui penggulungan berkadar 271 A, iaitu 268 peratus papan nama, dan tiada apa-apa yang mengganggunya. Lengkung pemuatan jenis kering membenarkan lebihan beban hanya untuk masa yang terhad, dan ia menganggap prapemuatan yang ditentukan dan ambien yang ditentukan. Sebuah menara dengan pam joki berbasikal pada tekanan dan ujian churn mingguan bukanlah tugas itu.

Jadi peraturan saiz mempunyai dua bahagian yang mesti dipenuhi oleh unit yang sama. Separuh voltan menentukan kVA minimum yang menahan penurunan di dalam Perkara 695. Separuh terma menentukan sama ada belitan itu bertahan pada peristiwa rotor terkunci berulang pada kVA itu. Pada reka bentuk kenaikan 150 darjah dengan sistem penebat 220 darjah terdapat margin; pada unit yang dibina kepada tembaga paling nipis yang lulus ujian rutin, tidak banyak.

Tempat Ketik Pam Bomba Mengubah Saiz Keseluruhan

Artikel 695 mahu bekalan pam bomba dikhususkan - perkhidmatan yang berasingan, sumber khusus di tapak, atau sambungan sebelum memutuskan sambungan perkhidmatan utama - tanpa beban lain di laluan itu. Apabila utiliti menghantar pada 13.8 kV ke dalam pengubah milik pelanggan, tiada pilihan tersebut wujud pada 480 V sehingga seseorang membeli pengubah. Di situlah biasanya jurutera dan pemiliknya tidak bersetuju tentang wang.

Dua jawapan berfungsi. Seorang yang berdedikasipengubah pam kebakaranbersaiz hanya untuk pam dan aksesori pengawalnya, di mana kedua-dua aritmetik celup dan tugas terma menggunakan pam sahaja. Atau satu ketukan di hadapan bangunan mengutamakan pengubah biasa, yang sah, biasa dan bermakna unit membawa permintaan bangunan dan arus rotor terkunci dalam belitan yang sama pada masa yang sama. Ambil laluan kedua dan kVA perlu menampung permintaan bangunan ditambah permulaan, dengan penurunan dikira daripada pengubah yang dimuatkan dan bukannya yang sejuk. Kami melihat susunan itu paling kerap pada pengubahsuaian, di mana pam bomba ditambah pada perkhidmatan bersaiz tahun lebih awal untuk beban terpelbagai yang tidak pernah menyertakan motor 100 hp bermula merentasi barisan.

Jadual Saiz dan Enam Baris untuk Spesifikasi Anda

Jadual menggunakan anggaran kepada 480 V sekunder dengan impedans tipikal untuk setiap kelas kVA. Anggap lajur celup sebagai nombor saringan, bukan pengiraan bercop - kajian sebenar termasuk faktor kuasa permulaan motor, galangan kabel dan kedudukan paip sebenar.

Enam baris tergolong pada apengubah pam kebakaranhelaian spesifikasi, dan masing-masing telah memutuskan projek yang telah kami petik:

• Impedans peratusan diukur pada paip yang sebenarnya anda akan gunakan, bukan angka ketik nominal daripada katalog.
• Pemeriksaan 115 peratus berjalan didokumenkan di terminal motor, tidak disimpulkan daripada kes permulaan.
• Bermula sejam dan kekerapan ujian churn diambil daripada spesifikasi mekanikal, kerana itu adalah tugas terma.
• Ambien bilik pada bulan Julai, bukan 40 darjah lalai - bilik elektrik 50 darjah berharga kVA yang boleh digunakan.
• Pengawal pam bombajenis: pengawal perkhidmatan terhad kelajuan berubah-ubah memotong arus permulaan kepada kira-kira 300 peratus, yang mengubah pengiraan penurunan dan menambah harmonik bernilai perbualan K-rating.
• Penutup: NEMA 2 di dalam bilik dalam bilik elektrik yang dinilai, NEMA 3R jika unit diletakkan di atas pad di luar.

Cara Kami Membina dan Menguji Unit Ini

Ryan Electric membinatransformer pam bombadaripada 15 kVA hingga 2,500 kVA, resin tuang dan VPI, disenaraikan kepada UL 1561 dengan penandaan cULus dan tersedia terhadap CSA C22.2 Tidak. 47 untuk projek Kanada. Setiap unit menjalankan urutan rutin - rintangan belitan, nisbah, kekutuban dan hubungan fasa, kehilangan tanpa beban, kehilangan beban, impedans, potensi terpakai dan teraruh - dan impedans yang dicetak pada papan nama diukur pada paip yang ditentukan oleh jurutera, iaitu nilai pengiraan penurunan sebenarnya bergantung kepada.

Kilang ini berkeluasan 120,000 meter persegi dengan lebih daripada 180 set peralatan pengeluaran dan ujian, dan sejak 2023 kami telah beroperasi sebagai rakan usaha sama Eaton. Apabila pam bomba berkongsi pengubah dengan beban bangunan, kami menjalankan pemeriksaan terma rotor berkunci terhadap kitaran tugas sebenar dan bukannya keluk pemuatan tujuan umum.

Hantar satu talian dan papan nama pam, serta panjang penyuap dan voltan perkhidmatan utiliti. Kami kembali dengan pengiraan penurunan, kVA yang disyorkan dan impedans pada paip yang akan kami bina - biasanya dalam masa dua hari bekerja, dan selalunya dengan berita bahawa pengubah yang telah anda nyatakan adalah baik.

Mengenai Pengarang:Artikel ini ditulis oleh pasukan kejuruteraan di Ryan Electric, pengeluar pengubah jenis kering dan terendam minyak yang diperakui UL/CSA di Jiangsu, China, dan rakan kongsi usaha sama Eaton sejak 2023, berkhidmat untuk pelanggan utiliti, pusat data, industri dan komersial di seluruh Amerika Utara, Amerika Latin, Asia Tenggara dan Timur Tengah.