Geçtiğimiz Mart ayında Ontario'daki bir mekanik yüklenicisi bize 12 katlı bir konut kulesi için tek hatlı bir rapor ve bir soru gönderdi: Yeni 100 hp elektrikli yangın pompası için mevcut 225 kVA kuru tip transformatörü koruyabilir miyiz? Aritmetik, 124 A motora kıyasla rahat - 225 kVA görünüyordu. Ünite, yangın pompası tasarımını fiilen yöneten kontrolde başarısız oldu ve yüzde iki puandan daha az bir farkla başarısız oldu.
Bu kontrol termal değil. Ayangın pompası trafosuBoyut, binanın öğleden sonra saat ikide çektiği kilovolt-amper ile değil, motorun çalışmaya başlamasının ilk iki saniyesinde gördüğü voltajla ölçülür. Masamıza gelen tek hatların çoğunda bu durum terstir ve hata her iki yönde de pahalıdır: kabul testleri sırasında sıkıntı yaratan birimler ve kimsenin ihtiyaç duymadığı kırk bin dolarlık bakır taşıyan birimler.
Yangın Pompası Yükü Neden Dağıtım Yükü Gibi Davranmıyor?
Bir yangın pompasının yük profili hiçbir şey değildir, ardından her şey gelir. Elli bir hafta boyunca motor boşta duruyor. Daha sonra hattı tam voltajla geçmeye başlar, rotor akımını sekiz ila yirmi saniye boyunca kilitli tutar ve yangın devam ettiği sürece nominal yüke yerleşir.NFPA20Pompanın, nominal basma yüksekliğinin yüzde 65'inden az olmayacak şekilde nominal akışın yüzde 150'sini sunmasını gerektirir ve sürücünün bunu aşırı yükleme olmadan taşıması gerekir - dolayısıyla kararlı durum tasarım yükü de isim plakasında belirtilen beygir gücü değildir.
Burada çeşitlilik faktörü geçerli değildir. Hiçbir talep faktörü uygulanmaz. Pompa, bir transformatörü paylaşan kırk yükten biri değildir; Başladığı anda, ısıyı emecek yağ bulunmayan bir sargıdan beş ila altı kez akım çeken yüktür. Yağa batırılmış bir ünite, termal tampon olarak bin litre sıvı taşır. Dökme reçine sargısı kendi bakırının termal kütlesine sahiptir ve başka hiçbir şey yoktur, bu nedenle sıcak nokta saatler yerine dakikalar içinde yanıt verir.
Bu nedenle konuşma akımın başlamasıyla başlar, birvoltaj düşüşünumarasını sorar ve ancak sonrasında sargının görev döngüsüne dayanıp dayanamayacağını sorar.
NEC 695.7 -'deki İki Gerilim Sınırı ve Herkesin Yanlış Okuduğu Bir Sınır
Kanunun 695. maddesiUlusal Elektrik Kodudevredeki iki farklı noktada iki voltaj limiti belirler. Motorun çalıştırılması sırasında voltajyangın pompası kontrolörühat terminalleri kontrolörün nominal voltajının yüzde 15'inden fazla altına düşemez. Ayrı olarak, motor tam yük akımının yüzde 115'inde çalışırken, motor terminallerindeki voltaj, motor etiket voltajının yüzde 5'inden fazla altına düşemez.
Bunları tekrar okuyun çünkü aralarındaki fark kablo bütçesidir. Yüzde 15 kontrolörde ölçülür; yüzde 5, yüzde 115 yükte motorda ölçülür. Bu iki nokta arasındaki her şey (besleyici, sonlandırmalar, herhangi bir bağlantı veya bağlantı noktası) boşluğa sığmalıdır. Yüzde 15'in tamamını trafo sekonderinde harcayan bir tasarım, kablo ödeneğini zaten harcamıştır.
İkinci yanlış okuma daha yaygındır. Müteahhitler başlangıç sınırı olarak yüzde 5'i uyguluyor, transformatörün çok büyük olması gerektiği sonucuna varıyor ve 695. Maddenin gerektirdiği kapasitenin iki katını belirtiyor. Yüzde 5, başlangıç düşüşünü değil, aşırı yükte iletken boyutlandırmasını ve düzenlemesini yönetir.
Sayılarla Çalışmak: 225 kVA Ünitede 100 hp Pompa
Kilitli rotor başlatması sırasında trafo sekonderindeki voltaj düşüşü, başlatma akımının nominal sekonder akıma oranıyla çarpılan empedans yüzdesine yakındır. Bu bir bölücüdür: Transformatörün empedansı, motorun başlatma empedansıyla savaşır ve transformatörün besleme voltajındaki payı, motorun alamadığı şeydir.
100 hp, 460 V'lik bir motor, NEC Tablo 430.250'ye göre 124 A'lık bir tam yük akımına sahiptir ve kilitli rotorda yaklaşık altı katını çeker - yaklaşık 725 A. 480 V'luk bir sekonder ile 225 kVA'lık bir ünite 271 A olarak derecelendirilmiştir. Yüzde 4,5 empedans'ta düşüş 4,5 × (725 ÷ 271) veya yüzde 12,1'e kadar çıkar.
Yüzde on iki geçer. Tuzak budur. 350 kcmil'lik üç paralel seferde 150 fitlik besleyici ekleyin ve bir buçuk puan daha harcarsınız, bu da denetleyiciyi yüzde 15'lik bir sınıra karşı yüzde 13,6'ya getirir. 480 V yerine 468 V'ta oturan bir servise, bir adım düşük bir musluğa veya birincisi hala hızlanırken ikinci bir pompanın çalıştırılmasına hiçbir şey kalmadı. Tork, voltajın karesiyle birlikte düşer, bu nedenle yüzde 15'lik bir düşüş, nominal başlatma torkunun yüzde 72'sini bırakır - ve halihazırda eğrisinin tepesinde bulunan bir pompa, başlatmanın tam olarak durduğu ve kesicinin kilitli rotor akımını yirmi saniye boyunca tuttuğu yerdir.
Yüzde 5,75 empedanslı 500 kVA'lık bir ünite ikincilde 601 A olarak derecelendirilmiştir ve aynı 725 A başlatma yüzde 6,9'luk düşüş üretir. Bu, kablo ödeneğine dokunulmaz ve drama olmadan düşük bir hizmet hizmetini emer. Bu iki transformatör arasındaki fiyat farkı, başarısız bir tanıklı başlatmanın programa maliyetinin çok küçük bir kısmıdır.
Yangın Pompası Kesicisinin Arkasındaki Kilitli Rotorlu Kapan
Madde 695, yangın pompası aşırı akım cihazının kilitli rotor akımını süresiz olarak taşımasını gerektirir veNFPA20Bu beslemedeki herhangi bir kesintiyi sistemin bir arızası olarak ele alır. Bu kesici yalnızca kısa devre koruması için mevcuttur ve duraklama durumunda açılmayacak şekilde kasıtlı olarak seçilmiştir; çünkü kilitli rotorda devreye giren bir pompa, bina yanarken çalışmayan bir pompadır.
Transformatör için sonuç kaçınılmazdır. Durma sırasında, isim plakasının yüzde 268'i olan 271 A dereceli bir sargıdan 725 A akar ve hiçbir şey bunu kesintiye uğratmaz. Kuru tip yükleme eğrileri aşırı yüke yalnızca sınırlı bir süre için izin verir ve tanımlanmış ön yüklemeyi ve tanımlanmış ortamı varsayar. Basınçla çalışan jokey pompalı ve haftalık çalkalama testine sahip bir kule bu görev değildir.
Yani boyutlandırma kuralının aynı birimin karşılaması gereken iki yarısı vardır. Gerilim yarısı, Madde 695 dahilindeki düşüşü tutan minimum kVA'ya karar verir. Termal yarım, sargının o kVA'da tekrarlanan kilitli rotor olaylarına dayanıp dayanamayacağına karar verir. 150 derece yükselen tasarımda 220 derece yalıtım sistemi ile kenar boşluğu bulunmaktadır; Rutin testleri geçen en ince bakırdan yapılmış bir ünitede fazla bir şey yoktur.
Yangın Pompasının Musluk Yaptığı Yer Tüm Boyutu Değiştirir
Madde 695, yangın pompası beslemesinin ayrı bir servis, özel bir saha kaynağı veya ana servis bağlantısının önündeki bir bağlantı ile bu yolda başka hiçbir yük olmaksızın tahsis edilmesini istiyor. Şebekenin müşteriye ait bir transformatöre 13,8 kV besleme yaptığı durumlarda, birisi bir transformatör satın alana kadar 480 V'ta bu seçeneklerin hiçbiri mevcut değildir. Mühendis ve mal sahibi genellikle para konusunda anlaşamadıkları nokta burasıdır.
İki cevap işe yarıyor. Özel biryangın pompası trafosuhem dip aritmetiğinin hem de termal görevin pompayı tek başına kullandığı pompa ve kontrolör aksesuarları için boyutlandırılmıştır. Ya da binanın önündeki bir musluk, ortak trafoyu kapatır; bu yasaldır, ortaktır ve ünitenin bina talebini ve kilitli rotor akımını aynı anda aynı sargıda taşıdığı anlamına gelir. İkinci yolu seçerseniz, kVA'nın bina talebi artı başlangıcı karşılaması gerekir; dip, soğuk olandan ziyade yüklü bir transformatörden hesaplanır. Bu düzenlemeyi en çok, hat boyunca hiçbir zaman 100 hp'lik bir motor içermeyen, çeşitlendirilmiş bir yük için yıllar önce boyutlandırılmış bir servise bir yangın pompasının eklendiği yenilemelerde görüyoruz.
Şartnamenize Uygun Bir Beden Tablosu ve Altı Çizgi
Tablo, her kVA sınıfı için tipik empedanslarla 480 V sekonderlere yaklaşımı uygulamaktadır. Dip sütununu damgalanmış bir hesaplama olarak değil, bir tarama numarası olarak değerlendirin; gerçek bir çalışma, motor başlatma güç faktörünü, kablo empedansını ve gerçek kademe konumunu içerir.
| Pompa motoru | FLC (NEC 430.250) | Yaklaşık. kilitli rotor | Trafo | %Z | Hesaplanan düşüş | Karar |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 hp | 65 A | 390 A | 150 kVA | 3.0% | 6.5% | Rahat |
| 100 hp | 124 A | 725 A | 225 kVA | 4.5% | 12.1% | Geçer, marj yok |
| 100 hp | 124 A | 725 A | 500 kVA | 5.75% | 6.9% | Tavsiye edilen |
| 150 hp | 180 A | 1,080 A | 300 kVA | 5.0% | 15.0% | Sınırda reddet |
| 150 hp | 180 A | 1,080 A | 750 kVA | 5.75% | 6.9% | Tavsiye edilen |
Altı satır biryangın pompası trafosuŞartname sayfası ve her biri alıntı yaptığımız bir projeye karar verdi:
- Katalogdaki nominal kademe rakamı değil, gerçekte kullanacağınız kademede ölçülen empedans yüzdesi.
- Motor terminallerinde belgelenen yüzde 115 çalışma kontrolü, başlangıç durumundan çıkarılmamıştır.
- Saat başına başlatma ve çalkalama testi sıklığı mekanik spesifikasyondan alınmıştır, çünkü bu termal görevdir.
- Temmuz ayındaki oda ortamı, varsayılan 40 derece değil - 50 derecelik bir elektrik odası size kullanılabilir kVA'ya mal olur.
- Yangın pompası kontrolörütip: değişken hızlı sınırlı servis kontrol cihazı, başlatma akımını kabaca yüzde 300'e düşürür, bu da düşüş hesaplamasını değiştirir ve K-dereceli bir konuşmaya değecek harmonikler ekler.
- Muhafaza: NEMA 2 iç mekanda nominal bir elektrik odasında, ünite dışarıda bir altlık üzerinde duruyorsa NEMA 3R.
Bu Birimleri Nasıl Oluşturuyoruz ve Test Ediyoruz
Ryan Electric inşa ediyoryangın pompası transformatörleri15 kVA'dan 2.500 kVA'ya kadar, dökme reçine ve VPI, cULus işaretli UL 1561'e göre listelenmiştir ve Kanada projeleri için CSA C22.2 No. 47'ya göre mevcuttur. Her ünite rutin sırayı çalıştırır - sargı direnci, oran, polarite ve faz ilişkisi, yüksüz kayıp, yük kaybı, empedans, uygulanan ve indüklenen potansiyel - ve isim plakasında yazılı olan empedans, mühendisin belirttiği kademede ölçülür; bu, bir dip hesaplamasının gerçekte bağlı olduğu değerdir.
Tesis, 180'den fazla üretim ve test ekipmanıyla 120.000 metrekarelik bir alanda faaliyet gösteriyor ve 2023'ten beri Eaton'ın ortak girişim ortağı olarak faaliyet gösteriyoruz. Bir yangın pompasının bir transformatörü bina yüküyle paylaştığı durumlarda, kilitli rotor termal kontrolünü genel amaçlı bir yükleme eğrisi yerine gerçek görev döngüsüne göre çalıştırırız.
Tek hat ve pompa isim plakasını, ayrıca besleyici uzunluğunu ve şebeke servis voltajını gönderin. Genellikle iki iş günü içinde bir dip hesaplaması, önerilen kVA ve oluşturacağımız kademedeki empedansla ve sıklıkla belirttiğiniz transformatörün iyi durumda olduğu haberiyle geri döneriz.
Yazar Hakkında:Bu makale, Çin'in Jiangsu kentinde bulunan UL/CSA sertifikalı kuru tip ve yağlı transformatör üreticisi ve 2023'ten bu yana Eaton ortak girişim ortağı olan ve Kuzey Amerika, Latin Amerika, Güneydoğu Asya ve Orta Doğu'daki kamu hizmetleri, veri merkezi, endüstriyel ve ticari müşterilere hizmet veren Ryan Electric'in mühendislik ekibi tarafından yazılmıştır.
