Việc định cỡ cáp bơm chìm đòi hỏi phải tính toán không chỉ dựa trên công suất của động cơ mà còn phải phù hợp với bảng kích thước dây dẫn. Cáp được chọn phải có khả năng truyền tải dòng điện thiết kế trong điều kiện lắp đặt thực tế, duy trì điện áp hoạt động và khởi động chấp nhận được, phù hợp với việc ngâm dưới nước và vận hành, phù hợp với các đầu nối và các thiết bị bảo vệ. Tính toán toàn bộ đường dẫn cấp điện, bao gồm bất kỳ thiết bị cấp điện và thiết bị nối dài nào. Sử dụng dòng điện và cấu hình khởi động được chỉ định của động cơ, không phải là dòng điện giả định chỉ dựa trên kilowatt. Một nhà thiết kế điện có trình độ chuyên môn nên xác nhận lựa chọn cuối cùng phù hợp với hướng dẫn của thiết bị và các quy tắc lắp đặt áp dụng.
Xác định sơ đồ mạch hoàn chỉnh trước khi chọn dây cáp
Dựa vào đường dẫn từ nguồn đến động cơ. Xác định vị trí của bộ tiếp liệu, bảng điều khiển, dây thả, các khớp nối, đầu nối và bất kỳ phần nối nào tạm thời. Ghi lại chiều dài một chiều của từng phần và phương pháp lắp đặt. Một bộ tiếp liệu dài trước bộ điều khiển vẫn góp phần vào điện áp có sẵn tại máy bơm, ngay cả khi cáp chìm tự nó tương đối ngắn.
Xác định xem nguồn điện là một pha hay ba pha và động cơ có được khởi động trực tiếp hay thông qua một thiết bị khởi động khác hay bằng một bộ truyền động tốc độ thay đổi. Ghi lại điện áp và dòng điện thực tế của động cơ từ tài liệu kèm theo. Đối với một Máy bơm nước thải BorraPumps WQ, Hãy xác nhận về dây cáp và các thiết bị điều khiển đi kèm với thiết bị đó. Đừng dựa vào hình ảnh chụp sản phẩm ở cấp độ gia đình để giải thích về chúng.
Phân tách công suất dòng điện từ độ giảm điện áp
Công suất hiện tại đề cập đến khả năng của cáp để truyền tải tải trọng yêu cầu mà không vượt quá nhiệt độ cho phép trong điều kiện lắp đặt. Giảm điện áp đề cập đến sự thay đổi của điện áp cung cấp dọc theo mạch. Đây là hai vấn đề riêng biệt. Một cáp vượt qua kiểm tra công suất có thể vẫn tạo ra điện áp không đủ tại một động cơ ở xa, trong khi tính toán giảm điện áp không xác định rằng việc lắp đặt cáp là khả thi về mặt nhiệt.
Hãy sử dụng các bảng thông số và hệ số điều chỉnh áp dụng cho loại cáp, vật liệu dẫn điện, phương pháp lắp đặt, điều kiện môi trường xung quanh và nhóm cấu tạo. Một cáp ở môi trường không khí tự do, trong đường dẫn kín và trong khay được sắp xếp theo nhóm có thể có các yêu cầu khác nhau. Hãy bao gồm các điều kiện liên quan đối với phần được ngâm trong nước và bất kỳ phần nào tiếp xúc với không khí nóng hơn. Không áp dụng chỉ số chống thấm ở môi trường không khí tự do cho toàn bộ đường dẫn chỉ vì một phần cáp có thể nhìn thấy được.
Sử dụng dữ liệu động cơ tương ứng với cấu hình được cung cấp
Thu thập các thông số về điện áp định mức, pha, tần số, dòng điện định mức, phương pháp khởi động và các điều kiện cấp nguồn cho phép. Đồng thời thu thập các yêu cầu về hệ thống nối đất bảo vệ, thiết bị nhiệt, giám sát độ ẩm và bất kỳ mạch cảm biến riêng nào. Cáp phục vụ mạch điện động cơ có thể có mục đích khác với các dây dẫn nhỏ phục vụ thiết bị giám sát. Cần ghi rõ các thông tin này trong hồ sơ thiết kế.
The Sổ tay nguồn gốc hệ thống động cơ và truyền động của DOE Giải thích tầm quan trọng của việc kết hợp động cơ với điều kiện điện và vận hành của chúng. Hãy áp dụng quan điểm hệ thống khi xem xét lựa chọn cáp. Mặc dù động cơ có cùng công suất danh định nhưng vẫn có thể có sự khác biệt về dòng điện, hành vi khởi động, các đầu nối hoặc yêu cầu cấp nguồn.
Tính toán sự giảm điện áp chạy một cách minh bạch
Đối với một mạch ba pha cân bằng, một phép tính gần đúng thường được sử dụng là ΔV = √3 × I × L × (R cos φ + X sin φ). Trong trường hợp này, ΔV là sự giảm điện áp từ dây dẫn sang dây dẫn trong volt, I là dòng điện trong ampe, L là chiều dài đường dẫn một chiều tính bằng km, và R và X là điện trở và công suất phản kháng của dây dẫn trong ohm trên một km trong các điều kiện liên quan. Hệ số công suất là cos φ. Sử dụng các đơn vị và dữ liệu phù hợp với loại cáp đã chọn.
Biểu thức này là ước tính thiết kế dựa trên giả định mạch được đề cập, không phải là sự thay thế cho phương pháp lắp đặt áp dụng hoặc một đánh giá chi tiết về hệ thống truyền động. Không nên sử dụng nó không thay đổi cho một mạch một pha. Độ giãn điện trở thay đổi theo nhiệt độ dây dẫn, và các giá trị được sử dụng nên phù hợp với điều kiện tính toán dự kiến. Nhà thiết kế nên xác định những ảnh hưởng nào có ý nghĩa đối với tuyến đường và bố trí cấp nguồn.
Một ví dụ thực tế với các giả định rõ ràng
Hãy xem xét một mạch ba pha cân bằng minh họa ở điện áp 400 V với dòng điện 20 A trong một chiều dài một chiều là 0,15 km. Giả sử các dữ liệu tính toán đã chọn là R = 1,5 Ω/km, X = 0,08 Ω/km và hệ số công suất là 0,85, cho sin φ khoảng 0,527. Đây chỉ là các ví dụ về đầu vào, không phải là thông số kỹ thuật của động cơ BorraPumps hoặc kích thước cáp được đề xuất.
Khoảng giảm được ước tính là √3 × 20 × 0,15 × [(1,5 × 0,85) + (0,08 × 0,527)], hoặc xấp xỉ 6,84 V. So với 400 V, con số này tương đương với khoảng 1,71%. Kết quả này chỉ mô tả phần và trường hợp hoạt động được tính toán trong quá trình này. Nó không xác định mức điện áp khởi đầu chấp nhận được. Hãy thêm vào đường dẫn phía thượng nguồn và sử dụng các tiêu chí về độ phù hợp và chấp nhận thực tế của dự án trước khi chọn dây cáp.
Việc đánh giá việc khởi động động cơ như một trường hợp riêng biệt
Đầu ra dòng điện và hệ số công suất có thể khác với giá trị hoạt động thực tế. Áp suất nguồn cũng có thể thay đổi khi tải hoạt động tăng lên, đặc biệt khi sử dụng máy phát điện hoặc nguồn cấp điện có giới hạn. Do đó, việc tính toán chỉ dựa trên dòng điện hoạt động định mức có thể bỏ qua các điều kiện quyết định động cơ có thể tăng tốc thành công hay không.
Thu thập dữ liệu khởi đầu cho động cơ và bộ khởi động đã chọn. Kiểm tra nguồn điện, bộ cấp điện và động cơ như một mạch hoàn chỉnh để khởi động đúng mục đích. Tránh sử dụng bộ đếm dòng điện tùy ý làm giá trị thiết kế đảm bảo. Khi lắp đặt động cơ, hãy tuân thủ hướng dẫn của bộ điều khiển và động cơ về chiều dài cáp, cấu tạo cáp, bộ lọc đầu ra và khả năng tương thích điện từ, thay vì coi sự sắp xếp này như một bộ cấp tần số cố định thông thường.
Sử dụng danh sách kiểm tra để phân biệt các bước kiểm tra
| Kiểm tra | Yêu cầu đầu vào | Những điều cần được xác nhận |
|---|---|---|
| Công suất hiện tại | Định mức dòng điện động cơ, loại cáp và điều kiện lắp đặt | Các chỉ số áp dụng và các hệ số điều chỉnh |
| Điện áp hoạt động | Lộ trình đầy đủ, dữ liệu người điều khiển và tải trọng hoạt động | Điều kiện đầu cuối động cơ trong phạm vi cho phép |
| Điện áp khởi đầu | Dữ liệu khởi động động cơ và hành vi của nguồn | Điều kiện tăng tốc và khởi động chấp nhận được |
| Sự đắm chìm và môi trường | Chất lỏng, độ sâu, nhiệt độ và cách xử lý | Tính phù hợp của cáp và khớp nối |
| Bảo vệ và chấm dứt | Thiết bị bảo vệ, dây dẫn đất và các đầu nối | Sự phối hợp và khả năng tương thích về thể chất |
Bảng là một quy trình thiết kế. Nó không thay thế các quy tắc điện tại địa phương cũng như không cung cấp kích thước dây điện chung cho một công suất bơm cụ thể.
Xác định độ sâu ngâm, các khớp nối và biện pháp bảo vệ cơ học
Xác nhận rằng cáp, các đầu nối và khớp nối phù hợp với môi trường dự định. Ngoài việc tiếp xúc với nước, còn có một số yếu tố khác cần xem xét: ô nhiễm hóa chất, nhiệt độ, chuyển động, mài mòn và độ căng cũng có thể là vấn đề. Hãy ghi lại các điều kiện dự kiến trong quá trình lắp đặt, vận hành và tháo rời. Một loại cáp được cung cấp cho một môi trường nhất định không nhất thiết phải phù hợp với mọi thành phần chất thải hoặc độ sâu lắp đặt.
Xác định vị trí các mối nối và lập kế hoạch cho việc tiếp cận và kiểm tra chúng. Tránh sử dụng thiết bị nối kéo để lắp đặt vào khu vực ngập nước hoặc thường xuyên bị ngập. Cung cấp các thiết bị hỗ trợ theo hướng dẫn của thiết bị và tránh tác động lên cáp. Đánh giá lắp đặt đường ray dẫn hướng Đây là một biện pháp kiểm tra liên quan đến việc tiếp cận cơ học, trong khi việc định tuyến cáp vẫn là một phần thiết kế điện riêng biệt.
Kiểm tra bảo vệ và khả năng tương thích của thiết bị đầu cuối
Lựa chọn cáp cuối cùng phải phù hợp với hệ thống bảo vệ và các điều kiện ngắt kết nối cần thiết. Xác nhận về độ bền của dây dẫn bảo vệ và các yêu cầu về kết nối của nhà sản xuất. Một dây dẫn lớn hơn không phải lúc nào cũng có thể sử dụng được nếu thiết bị đầu cuối không thể tiếp nhận hoặc bán kính uốn cong và cấu trúc van trở nên không phù hợp. Giải quyết các vấn đề về kết nối vật lý trước khi đặt hàng.
Việc ghi lại các cài đặt bảo vệ và cơ sở để lựa chọn. Đừng thay đổi cài đặt thiết bị bảo vệ chỉ để che giấu một vấn đề khởi phát hoặc một sự cố xảy ra thường xuyên. Trước tiên hãy kiểm tra lại mạch điện, động cơ và điều kiện hoạt động. Hướng dẫn kiểm tra và thử nghiệm điện của HSE Nhấn mạnh sự cần thiết phải tiến hành kiểm tra có thẩm quyền và áp dụng các biện pháp phòng ngừa thích hợp khi kiểm tra thiết bị điện.
Kiểm tra cài đặt và giữ nguyên điểm chuẩn
Trước khi vận hành, hãy hoàn thành các kiểm tra cài đặt theo quy định bằng sự tham gia của nhân viên có đủ trình độ. Đăng ký chiều dài cáp thực tế và các thông tin về điểm nối, đầu nối, thiết lập bảo vệ. Nếu thực hiện đo lường, hãy lưu lại các giá trị để có thể so sánh sau này một cách chính xác. Điện áp đo được tại bảng điều khiển không tải không thể xác định được điện áp sẵn có tại động cơ đã được tải đầy.
Sử dụng Hướng dẫn bảo dưỡng máy bơm chìm Đối với hồ sơ kiểm tra định kỳ. Khi cần kiểm tra độ cách nhiệt, hãy sử dụng phần riêng biệt này. Hướng dẫn kiểm tra điện trở cách nhiệt Sau đó, trang được lập kế hoạch sẽ được xuất hiện. Kích thước cáp, điều kiện cách nhiệt và hệ thống làm mát động cơ đều là những vấn đề khác nhau; hãy ghi lại kết quả của chúng một cách riêng biệt.
Chuẩn bị một yêu cầu mua sắm đầy đủ
Gửi cho nhà thiết kế điện hoặc nhà cung cấp dữ liệu về động cơ, bản vẽ lộ trình, độ dài đoạn, bố trí nguồn, chi tiết bộ khởi động hoặc động cơ, môi trường và yêu cầu địa phương. Hãy cho biết liệu cáp có được cung cấp kèm theo máy bơm hay mua riêng không. Yêu cầu các giả định, trường hợp tính toán và giới hạn lắp đặt cùng với kích thước đề xuất thay vì chấp nhận chỉ định dây dẫn mà không có cơ sở.
Đối với việc lắp đặt lại, hãy bao gồm tình trạng ban đầu của cáp và lịch sử sự cố. Nếu đường dây đã được mở rộng hoặc nguồn điện đã thay đổi, hãy tính lại mạch điện. Việc giữ nguyên kích thước cũ vì động cơ thay thế có công suất tương tự có thể làm bỏ qua sự thay đổi gây ra sự khởi động kém hoặc điện áp không chấp nhận được. Hãy giữ nguyên thiết kế đã được phê duyệt trong hồ sơ tài sản để có thể thực hiện các sửa đổi trong tương lai.
Nguồn tài liệu học tập
Cuộc trình diễn thử nghiệm cách nhiệt của trường Đại học Hull minh họa một phần trong quá trình kiểm tra hệ thống điện. Nó bổ sung cho phần thảo luận về việc vận hành thử; nó không phải là bảng định cỡ cáp hay hướng dẫn kết nối động cơ chìm.
Các câu hỏi thường gặp
Có thể chọn kích thước cáp dựa trên công suất động cơ không?
Không. Sử dụng dòng điện thực tế của động cơ, nguồn cung cấp, đường dẫn, điều kiện lắp đặt, cách thức khởi động, môi trường và yêu cầu bảo vệ.
Việc vượt qua kiểm tra công suất hiện tại có chứng minh được rằng mức giảm điện áp là chấp nhận được không?
Không. Hãy tính toán các điều kiện điện áp riêng biệt cho toàn bộ tuyến đường và các trường hợp hoạt động và khởi động liên quan.
Chiều dài cáp có phải là chiều dài một chiều trong ví dụ ba pha không?
Vâng. Ví dụ sử dụng độ dài lộ trình một chiều tính bằng km và điện trở và trở kháng của dây dẫn tính bằng ohm trên km.
Có nên tái sử dụng cáp đã có sau khi thay thế máy bơm không?
Chỉ sau khi tình trạng và khả năng thích hợp của nó để thay thế được xác nhận. Kiểm tra lại các thay đổi về dòng điện, phương pháp khởi động, lộ trình và môi trường.