फायर पंप ट्रांसफार्मर का आकार: एनईसी 695 वोल्टेज ड्रॉप सीमाएं वास्तव में क्या मांग करती हैं

पिछले मार्च में ओन्टारियो में एक मैकेनिकल ठेकेदार ने हमें 12-मंजिला आवासीय टॉवर के लिए एक-लाइन और एक प्रश्न भेजा था: क्या हम नए 100 एचपी इलेक्ट्रिक फायर पंप के लिए मौजूदा 225 केवीए ड्राई टाइप ट्रांसफार्मर रख सकते हैं? 124 ए मोटर के मुकाबले अंकगणित आरामदायक - 225 केवीए दिखता है। इकाई उस जाँच में विफल रही जो वास्तव में अग्नि पंप डिज़ाइन को नियंत्रित करती है, और यह दो प्रतिशत से भी कम अंक से विफल रही।

वह जांच थर्मल नहीं है. एअग्नि पंप ट्रांसफार्मरइसका आकार उस वोल्टेज से होता है जो मोटर स्टार्ट होने के पहले दो सेकंड में देखता है, न कि उस किलोवोल्ट-एम्पीयर से जो इमारत दोपहर दो बजे खींचती है। हमारे डेस्क को पार करने वाली अधिकांश एक-पंक्तियों में यह पीछे की ओर होता है, और गलती दोनों दिशाओं में महंगी होती है: इकाइयाँ जो स्वीकृति परीक्षण के दौरान उपद्रव-यात्रा करती हैं, और चालीस हजार डॉलर का तांबा ले जाने वाली इकाइयाँ जिनकी किसी को आवश्यकता नहीं होती है।

फायर पंप लोड वितरण लोड की तरह व्यवहार क्यों नहीं करता है?

फायर पंप का लोड प्रोफाइल कुछ भी नहीं है, इसके बाद सबकुछ आता है। इक्यावन सप्ताह तक मोटर बेकार पड़ी रहती है। फिर यह पूर्ण वोल्टेज पर लाइन के पार शुरू होता है, आठ से बीस सेकंड के लिए लॉक-रोटर करंट को बनाए रखता है, और जब तक आग चलती है तब तक रेटेड लोड में स्थिर हो जाता है।एनएफपीए 20पंप को कम से कम 65 प्रतिशत रेटेड हेड पर 150 प्रतिशत रेटेड प्रवाह देने की आवश्यकता होती है, और ड्राइवर को इसे बिना ओवरलोडिंग के ले जाना होता है - इसलिए स्थिर-राज्य डिज़ाइन लोड नेमप्लेट हॉर्स पावर भी नहीं है।

यहां कोई विविधता कारक लागू नहीं होता. कोई मांग कारक लागू नहीं होता. पंप एक ट्रांसफार्मर को साझा करने वाले चालीस भारों में से एक नहीं है; जैसे ही यह शुरू होता है, यह भार होता है, जो गर्मी को अवशोषित करने के लिए बिना किसी तेल के वाइंडिंग के माध्यम से पांच से छह बार प्रवाहित धारा खींचता है। तेल में डूबी एक इकाई थर्मल बफर के रूप में एक हजार लीटर तरल पदार्थ ले जाती है। एक कास्ट रेज़िन वाइंडिंग में अपने स्वयं के तांबे का थर्मल द्रव्यमान होता है और कुछ नहीं, इसलिए हॉट स्पॉट घंटों के बजाय मिनटों में प्रतिक्रिया करता है।

इसलिए बातचीत स्टार्टिंग करंट से शुरू होती है, ए पर खत्म होती हैवोल्टेज घटावसंख्या, और उसके बाद ही पूछता है कि क्या वाइंडिंग कर्तव्य चक्र तक जीवित रहती है।

एनईसी में दो वोल्टेज सीमाएं 695.7 - और एक जिसे हर कोई गलत पढ़ता है

का अनुच्छेद 695राष्ट्रीय विद्युत संहितासर्किट में दो अलग-अलग बिंदुओं पर दो वोल्टेज सीमाएँ निर्धारित करता है। मोटर स्टार्टिंग के दौरान, वोल्टेजअग्नि पंप नियंत्रकलाइन टर्मिनल नियंत्रक के रेटेड वोल्टेज से 15 प्रतिशत से अधिक नीचे नहीं गिर सकते। अलग से, जबकि मोटर अपने पूर्ण-लोड करंट के 115 प्रतिशत पर चलती है, मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज मोटर नेमप्लेट वोल्टेज से 5 प्रतिशत से अधिक नीचे नहीं गिर सकता है।

उन्हें दोबारा पढ़ें, क्योंकि उनके बीच का अंतर केबल बजट का है। 15 प्रतिशत नियंत्रक पर मापा जाता है; 115 प्रतिशत लोड पर 5 प्रतिशत मोटर पर मापा जाता है। उन दो बिंदुओं के बीच सब कुछ - फीडर, समाप्ति, कोई जोड़ या नल - को अंतराल के अंदर फिट होना होगा। एक डिज़ाइन जो ट्रांसफार्मर सेकेंडरी पर पूरा 15 प्रतिशत खर्च करता है वह पहले ही केबल भत्ता खर्च कर चुका है।

दूसरा ग़लत पढ़ना अधिक सामान्य है। ठेकेदार प्रारंभिक सीमा के रूप में 5 प्रतिशत लागू करते हैं, निष्कर्ष निकालते हैं कि ट्रांसफार्मर बहुत बड़ा होना चाहिए, और अनुच्छेद 695 के लिए आवश्यक क्षमता से दोगुनी क्षमता निर्दिष्ट करते हैं। 5 प्रतिशत ओवरलोड पर कंडक्टर के आकार और विनियमन को नियंत्रित करता है, शुरुआती गिरावट को नहीं।

संख्याओं पर काम करना: 225 केवीए यूनिट पर 100 एचपी पंप

लॉक-रोटर स्टार्ट के दौरान ट्रांसफार्मर सेकेंडरी पर वोल्टेज ड्रॉप रेटेड सेकेंडरी करंट के शुरुआती करंट के अनुपात से गुणा किए गए प्रतिशत प्रतिबाधा के करीब है। यह एक विभाजक है: ट्रांसफार्मर की प्रतिबाधा मोटर की शुरुआती प्रतिबाधा से लड़ती है, और आपूर्ति वोल्टेज में ट्रांसफार्मर का हिस्सा मोटर को नहीं मिलता है।

एक 100 एचपी, 460 वी मोटर में 124 ए प्रति एनईसी टेबल 430.250 का फुल-लोड करंट होता है और लॉक रोटर पर लगभग छह गुना अधिक होता है - लगभग 725 ए। 480 वी सेकेंडरी के साथ 225 केवीए इकाई को 271 ए रेट किया गया है। 4.5 प्रतिशत प्रतिबाधा पर डिप 4.5 × (725 ÷ 271) तक काम करता है, या 12.1 प्रतिशत.

बारह प्रतिशत उत्तीर्ण। यही तो जाल है. 350 केसीमिली के तीन समानांतर रन में 150 फीट फीडर जोड़ें और आप एक और डेढ़ बिंदु खर्च करते हैं, जो नियंत्रक को 15 प्रतिशत की सीमा के मुकाबले 13.6 प्रतिशत पर रखता है। 480 के बजाय 468 वी पर बैठने वाली सेवा के लिए, एक कदम कम नल के लिए, या दूसरे पंप को शुरू करने के लिए, जबकि पहला अभी भी तेज हो रहा है, कुछ भी नहीं बचा है। टॉर्क वोल्टेज के वर्ग के साथ गिरता है, इसलिए 15 प्रतिशत की गिरावट रेटेड शुरुआती टॉर्क का 72 प्रतिशत छोड़ती है - और एक पंप पहले से ही अपने वक्र के शीर्ष पर है जहां स्टार्ट रुक जाता है और ब्रेकर बीस सेकंड के लिए लॉक-रोटर करंट को बनाए रखता है।

5.75 प्रतिशत प्रतिबाधा पर 500 केवीए इकाई को द्वितीयक पर 601 ए रेटिंग दी गई है, और वही 725 ए स्टार्ट 6.9 प्रतिशत गिरावट उत्पन्न करता है। यह केबल भत्ते को अछूता छोड़ देता है और बिना किसी नाटकीयता के कम उपयोगिता वाली सेवा को अवशोषित कर लेता है। उन दो ट्रांसफार्मरों के बीच कीमत का अंतर एक असफल गवाह शुरुआत की लागत का एक अंश है।

फायर पंप ब्रेकर के पीछे लॉक-रोटर ट्रैप

अनुच्छेद 695 में फायर पंप ओवरकरंट डिवाइस को लॉक-रोटर करंट को अनिश्चित काल तक ले जाने की आवश्यकता होती है, औरएनएफपीए 20उस आपूर्ति में किसी भी रुकावट को सिस्टम की विफलता माना जाता है। वह ब्रेकर केवल शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा के लिए मौजूद है, और इसे जानबूझकर चुना गया है ताकि यह रुकी हुई शुरुआत पर न खुले - क्योंकि एक पंप जो बंद रोटर पर यात्रा करता है वह एक ऐसा पंप है जो इमारत में आग लगने पर नहीं चलता है।

ट्रांसफार्मर के लिए परिणाम अपरिहार्य है. एक स्टॉल के दौरान, 725 ए 271 ए रेटेड वाइंडिंग से होकर बहता है, जो नेमप्लेट का 268 प्रतिशत है, और कुछ भी इसे बाधित नहीं करता है। शुष्क प्रकार के लोडिंग वक्र केवल सीमित समय के लिए ओवरलोड की अनुमति देते हैं, और वे परिभाषित प्री-लोडिंग और परिभाषित परिवेश मानते हैं। एक जॉकी पंप वाला टावर दबाव पर साइकिल चलाता है और साप्ताहिक मंथन परीक्षण वह कर्तव्य नहीं है।

तो आकार नियम में दो हिस्से होते हैं जिन्हें एक ही इकाई को पूरा करना होगा। वोल्टेज आधा न्यूनतम केवीए तय करता है जो अनुच्छेद 695 के अंदर डिप रखता है। थर्मल आधा यह तय करता है कि वाइंडिंग उस केवीए पर बार-बार लॉक-रोटर घटनाओं से बची रहती है या नहीं। 220 डिग्री इन्सुलेशन प्रणाली के साथ 150 डिग्री वृद्धि वाले डिज़ाइन पर मार्जिन है; सबसे पतले तांबे से बनी एक इकाई पर जो नियमित परीक्षण पास करती है, बहुत कुछ नहीं है।

जहां फायर पंप टैप करता है वहां पूरा आकार बदल जाता है

अनुच्छेद 695 चाहता है कि फायर पंप आपूर्ति समर्पित हो - एक अलग सेवा, एक समर्पित ऑन-साइट स्रोत, या मुख्य सेवा डिस्कनेक्ट से पहले एक कनेक्शन - उस पथ पर कोई अन्य भार न हो। जहां उपयोगिता ग्राहक के स्वामित्व वाले ट्रांसफार्मर में 13.8 केवी पर आपूर्ति करती है, उनमें से कोई भी विकल्प 480 वी पर तब तक मौजूद नहीं होता जब तक कोई ट्रांसफार्मर नहीं खरीद लेता। यहीं पर इंजीनियर और मालिक आमतौर पर पैसे को लेकर असहमत होते हैं।

दो उत्तर काम करते हैं. एक निष्ठावानअग्नि पंप ट्रांसफार्मरकेवल पंप और उसके नियंत्रक सहायक उपकरण के लिए आकार, जहां डिप अंकगणित और थर्मल ड्यूटी दोनों अकेले पंप का उपयोग करते हैं। या आम ट्रांसफार्मर से इमारत के मुख्य भाग के आगे एक नल, जो कानूनी है, सामान्य है, और इसका मतलब है कि इकाई एक ही क्षण में एक ही वाइंडिंग में इमारत की मांग और लॉक-रोटर करंट को वहन करती है। दूसरा रास्ता अपनाएं और केवीए को इमारत की मांग और शुरुआत को कवर करना होगा, जिसमें गिरावट की गणना ठंडे ट्रांसफार्मर के बजाय लोड किए गए ट्रांसफार्मर से की जाएगी। हम उस व्यवस्था को अक्सर रेट्रोफिट्स पर देखते हैं, जहां एक फायर पंप को एक विविध लोड के लिए वर्षों पहले सेवा आकार में जोड़ा जाता है जिसमें लाइन के पार शुरू होने वाली 100 एचपी मोटर शामिल नहीं होती है।

आपकी विशिष्टता के लिए एक आकार तालिका और छह पंक्तियाँ

तालिका प्रत्येक केवीए वर्ग के लिए विशिष्ट प्रतिबाधा के साथ 480 वी सेकेंडरी पर सन्निकटन लागू करती है। डिप कॉलम को एक स्क्रीनिंग नंबर के रूप में मानें, न कि मुहर लगी गणना के रूप में - एक वास्तविक अध्ययन में मोटर स्टार्टिंग पावर फैक्टर, केबल प्रतिबाधा और वास्तविक नल की स्थिति शामिल होती है।

छह पंक्तियाँ एक पर हैंअग्नि पंप ट्रांसफार्मरविनिर्देश शीट, और प्रत्येक ने एक परियोजना तय की है जिसे हमने उद्धृत किया है:

• आपके द्वारा वास्तव में उपयोग किए जाने वाले नल पर मापा गया प्रतिशत प्रतिबाधा, कैटलॉग से नाममात्र-टैप का आंकड़ा नहीं।
• 115 प्रतिशत चालू जांच मोटर टर्मिनलों पर प्रलेखित है, शुरुआती मामले से अनुमान नहीं लगाया गया है।
• प्रति घंटे शुरू होता है और यांत्रिक विनिर्देश से मंथन-परीक्षण आवृत्ति ली जाती है, क्योंकि वह थर्मल ड्यूटी है।
• जुलाई में कमरे का परिवेश, 40 डिग्री डिफ़ॉल्ट नहीं - 50 डिग्री विद्युत कमरे में आपके उपयोग योग्य केवीए का खर्च आता है।
• अग्नि पंप नियंत्रकप्रकार: एक वैरिएबल-स्पीड सीमित-सेवा नियंत्रक शुरुआती करंट को लगभग 300 प्रतिशत तक कम कर देता है, जो डिप गणना को बदल देता है और के-रेटिंग वार्तालाप के लायक हार्मोनिक्स जोड़ता है।
• संलग्नक: एनईएमए 2 घर के अंदर एक रेटेड विद्युत कक्ष में, एनईएमए 3आर यदि इकाई बाहर पैड पर बैठती है।

हम इन इकाइयों का निर्माण और परीक्षण कैसे करते हैं

रयान इलेक्ट्रिक बनाता हैअग्नि पंप ट्रांसफार्मर15 केवीए से 2,500 केवीए तक, कास्ट रेज़िन और वीपीआई, क्यूलस मार्किंग के साथ यूएल 1561 में सूचीबद्ध और कनाडाई परियोजनाओं के लिए सीएसए सी22.2 नंबर . 47 के विरुद्ध उपलब्ध है। प्रत्येक इकाई नियमित अनुक्रम चलाती है - घुमावदार प्रतिरोध, अनुपात, ध्रुवता और चरण संबंध, नो-लोड हानि, लोड हानि, प्रतिबाधा, लागू और प्रेरित क्षमता - और नेमप्लेट पर मुद्रित प्रतिबाधा को इंजीनियर द्वारा निर्दिष्ट नल पर मापा जाता है, जो कि एक डिप गणना का मूल्य वास्तव में निर्भर करता है।

प्लांट उत्पादन और परीक्षण उपकरणों के 180 से अधिक सेटों के साथ 120,000 वर्ग मीटर में चलता है, और 2023 से हम ईटन संयुक्त उद्यम भागीदार के रूप में काम कर रहे हैं। जहां एक फायर पंप बिल्डिंग लोड के साथ एक ट्रांसफार्मर साझा करता है, हम सामान्य प्रयोजन लोडिंग वक्र के बजाय वास्तविक कर्तव्य चक्र के खिलाफ लॉक-रोटर थर्मल चेक चलाते हैं।

एक-लाइन और एक पंप नेमप्लेट, साथ ही फीडर की लंबाई और उपयोगिता सेवा वोल्टेज भेजें। हम एक डिप गणना, एक अनुशंसित केवीए और हमारे द्वारा बनाए जाने वाले नल पर प्रतिबाधा के साथ वापस आते हैं - आमतौर पर दो कार्य दिवसों के भीतर, और अक्सर इस खबर के साथ कि आपके द्वारा पहले से निर्दिष्ट ट्रांसफार्मर ठीक है।

लेखक के बारे में:यह लेख रयान इलेक्ट्रिक की इंजीनियरिंग टीम द्वारा लिखा गया था, जो चीन के जियांग्सू में एक यूएल/सीएसए-प्रमाणित शुष्क प्रकार और तेल-डूबे ट्रांसफार्मर निर्माता है, और 2023 से एक ईटन संयुक्त उद्यम भागीदार है, जो उत्तरी अमेरिका, लैटिन अमेरिका, दक्षिण पूर्व एशिया और मध्य पूर्व में उपयोगिता, डेटा सेंटर, औद्योगिक और वाणिज्यिक ग्राहकों को सेवा प्रदान करता है।