Добавление подпанели критических нагрузок с установкой PV, обоснованием и расчетом мощности

Добро пожаловать на землю статьи 220

Процедура, которую вы описываете для определения соответствующей номинальной силы тока подпанели и фидера, называется расчетом нагрузки и выполняется с использованием набора правил, изложенных в статье 220 NEC. В то время как большинство расчетов по Статье 220 для жилых помещений выполняется для услуг , правила расчета по Статье 220 также применяются к фидерам и ответвленным цепям; правила относительно сложны, но могут быть упрощены для большинства жилых работ следующим образом:

1. Мы выделяем 3 ВА/кв. фут для всей площади, обслуживаемой панелью, плюс 1500 ВА для каждой цепи небольшой бытовой техники или прачечной, обслуживаемой панелью. (Согласно Кодексу, это относится к цепям розеток кухонной столешницы и цепям розеток для белья, но также можно использовать это значение в качестве допуска для цепи, питающей стационарные кухонные приборы на 120 В.)
2. Вышеупомянутая сумма затем зависит от коэффициента нагрузки 35% для всего, кроме первых 3000 ВА нагрузки.
3. Затем мы добавляем допуски для стационарных электроприборов: 8 кВА для диапазона (этого достаточно для всех диапазонов до 12 кВА с номинальной мощностью), 5 кВА для сушилки (минимум Кодекса для таких) и 4,5 кВА для электрических накопительных (резервуарных) водонагревателей ( со снижением мощности фидеров на 125% , так как баковый водонагреватель считается постоянной нагрузкой). (Вместо этого для обогревателей без бака используется номинальная мощность, указанная на паспортной табличке)
4. Наконец, мы обращаемся к двигателям и нагрузкам HVAC. Таблица 430.248 в NEC используется для преобразования мощности двигателя в ампер при полной нагрузке, а минимальная сила тока в цепи, указанная на паспортной табличке, используется для нагрузок HVAC. Наибольшая нагрузка из них также подлежит снижению на 125%, и эти значения силы тока преобразуются в ВА (Вт) путем умножения на 230 В. (Коэффициент мощности здесь игнорируется.)
5. Полученная сумма затем делится на 240 В, чтобы определить мощность, требуемую фидером или службой.

В вашем случае у нас есть 700 м2 обслуживаемой площади между двумя комнатами (кабинет и гостиная), общие нагрузки которых обслуживаются панелью, а также допуск 1500 ВА для холодильника, допуск 8 кВА для диапазона (который мы считаем в качестве дополнительной нагрузки для резервных целей, как я расскажу позже), скважинный насос мощностью 1/2 л.с. при 230 В переменного тока и тепловой насос мини-сплит с MCA 5,5 А, также на 230 В переменного тока.

Учитывая эти нагрузки, мы начинаем с 2100 ВА для обслуживаемой площади при 3 ВА на фут2 и 1500 ВА для холодильника, что дает нам нефакторизованную общую нагрузку 3600 ВА. Применение коэффициента нагрузки 35% дает нам 3210 ВА факторизованной нагрузки; Затем мы добавляем диапазон 8 кВА, чтобы получить 11 210 ВА.

И последнее, но не менее важное: мы занимаемся нагрузкой на двигатель. Скважинный насос рассчитывается как 4,9 А при 230 В переменного тока, а тепловой насос 5,5 А при 230 В переменного тока умножается на 125%, что дает нам 1581 ВА для теплового насоса, 1127 ВА для скважинного насоса и общую нагрузку 13918 ВА или 58 А при 240 В переменного тока. .

В результате этого мы можем использовать фидер на 60 А и фидерный выключатель с подпанелью на 100 А или 125 А с главным выключателем с обратным питанием, который можно заблокировать для питания генератора, и с большим количеством мест (24-30) для будущего расширения. Однако из-за проблем с радиусом изгиба может оказаться невозможным проложить кабелепровод напрямую между двумя точками расположения панелей; если вы не можете получить кабелепровод подходящего размера, чтобы поместиться между двумя панелями, я бы просто использовал 6/3 SER (не NM, так как NM ограничен допустимой нагрузкой 60 ° C, но SER может работать при 75 ° C). дней) для кормушки и на этом закончим. (В любом случае увеличение размера фидера здесь не имеет смысла из-за ограничений, налагаемых способом передачи многорежимных солнечных систем.)

Борьба с этой печкой....

Теперь мы займемся слоном в комнате; а именно, ваш блестящий двухтопливный диапазон и его мощная электрическая духовка. Мы рассмотрим два подхода к этой проблеме; в любом случае, мы заменим диапазон 8 кВА допустимой нагрузкой для небольших устройств 1500 ВА. Это дает нам 6478 ВА полной нагрузки в режиме ожидания или 27 А при 240 В переменного тока, что вполне соответствует мощности инвертора большой многорежимной системы.

Частичное отключение нагрузки для удовольствия и прибыли

Хорошей новостью является то, что если вы подключите только L1, N и G к вашему диапазону, разорвав L2, элементы духовки не будут работать, но все остальное должно работать нормально, в соответствии с опубликованной схемой подключения и результатами ваших тестов. Это означает, что мы можем использовать контактор соответствующего номинала, внесенный в список UL , для отключения L2, когда резервная система переключается на питание от генератора. (Примечание: здесь нельзя использовать контакторы определенного назначения, потому что они являются только компонентом UL, признанным для использования в другом оборудовании.)

Тем не менее, этот контактор должен управляться средствами передачи, и в этом заключается самое интересное. При настройке ручного переключения (блокировки) вам понадобится вспомогательный контакт на выключателе генератора, чтобы определить, когда этот выключатель включен, и соответствующим образом управлять контактором. Однако в многорежимной солнечной системе многорежимный инвертор должен будет обеспечить вспомогательный выход для включения и выключения контактора в зависимости от того, доступна сеть переменного тока или нет.

С физической точки зрения резервная подпанель, вероятно, является самым простым местом для размещения контактора; тем не менее, некоторые контакторы слишком велики, чтобы поместиться в жилом центре нагрузки, поэтому вам следует помнить об этом при покупке контактора. Вам также потребуется подать управляющее напряжение; хорошая новость заключается в том, что большинство промышленных и осветительных контакторов имеют взаимозаменяемые катушки, поэтому изменение управляющего напряжения в будущем, когда вы устанавливаете многорежимный инвертор, не является полной проблемой. Это означает, что вы можете получить 120 В переменного тока от резервного источника питания, чтобы использовать его в качестве управляющего напряжения, а затем, при необходимости, преобразовать его в какую-либо другую настройку, когда включатся инверторы.

Отказ от газа в пользу альтернативного решения

Если по какой-то причине решение с контактором не работает, есть альтернатива, если вы готовы отказаться от идеи приготовления пищи на газу, когда электричество отключено. Современные портативные индукционные плиты намного лучше громоздких электрических конфорок прошлых лет; лучшие легко соперничают по производительности со встроенными индукционными варочными панелями, обеспечивая степень контроля и утонченности, непревзойденную даже газовыми горелками! В результате, наличие одной резервной ответвленной цепи для небольших электроприборов является осуществимым и довольно гибким вариантом, позволяющим готовить пищу во время отключения электроэнергии, поскольку она может питать различные устройства: портативную индукционную плиту, мультиварку или электрическую скороварку, тостер. духовка или приспособления для приготовления пищи, такие как блендер или кухонный комбайн, если уж на то пошло. Это похоже на запуск любой другой ответвленной цепи для обслуживания кухонных столешниц. за исключением того факта, что вы захотите иметь четко окрашенные / маркированные розетки (красный цвет является обычным для резервных цепей питания в коммерческих условиях), чтобы обозначить тот факт, что эти розетки доступны при питании от генератора. (Это то, что вы, возможно, захотите сделать даже со своими резервными розетками.)

PS Вот скриншот приведенных выше расчетов в виде электронной таблицы:

Извините, я должен высказаться по поводу использования драгоценной вспомогательной энергии для разогрева пищи, когда под рукой есть газовая плита.

Рэнди и Угорь обнаружили замечательную уязвимость/особенность диапазона. Вспомогательные цепи, столь важные для работы газовых горелок, нуждаются только в одном полюсе питания, в то время как всем энергоемким электрическим катушкам нужны оба полюса.

Я также обеспокоен тем, что контактор будет устрашающим, поскольку он такой необычный - и потенциально довольно дорогой и необтаниевый. Вместо того, чтобы прерывать его, я бы предпочел вообще не посылать на него энергию.

Поэтому я бы использовал отдельный 3-полюсный двухпозиционный переключатель для переключения 2 полюсов и нейтрали на духовку/плиту.

Моя первая мысль заключалась в том, чтобы построить это из QO с 4 пробелами и блокировки QO2DTI, но это не переключит нейтраль, что может создать нежелательную нейтральную петлю.

В результате одна сторона переключателя питается от панели, предназначенной только для коммунальных служб, которая имеет обычный выключатель диапазона. Другая сторона переключателя (и только одна ветвь) питается от наименьшего возможного выключателя и, конечно же, предназначена для питания только той ветви, которая обеспечивает вспомогательное питание для диапазона.

Я утверждаю, что мы можем определить диапазон на основе наблюдаемой, измеренной потребляемой мощности, например, от клещей амперметра вокруг провода, вместо того, чтобы подавать 1500 Вт на зажигатель газовой духовки . (или, на самом деле, 25-ваттная лампа для духовки, так как здесь нельзя обойтись без ламп накаливания). Я думаю, что эта штука рассчитана на 40 Вт или около того.

Предоставление альтернативного ответа на мой собственный вопрос ...

OP заявляет о желании добавить подпанель критических нагрузок и требует критики обоснования этого. Судя по приведенным фактам, добавление емкости панели — хорошая идея. В противном случае, как указывает ОП, достижение целей №1 и №2 приводит к невыполнению №3 и №5.

Но субпанель — не единственный способ увеличить емкость панели. Как насчет того, чтобы вместо этого заменить текущий основной центр нагрузки на более крупный основной центр нагрузки и вообще не устанавливать подпанель? Текущий центр нагрузки составляет 20 ячеек/40 цепей/200 ампер и имеет 5 незанятых полупространств. Его можно заменить панелью на 30 мест/60 цепей (тоже 200 ампер).

Два полных места будут отведены для выключателя на входе генератора, сблокированного с главным выключателем. Это оставит 10-1/2 незанятых мест. Таким образом, все цели ОП, кроме №5, будут достигнуты. Кроме того, оставляя все нагрузки на главной панели (и не требуя перемещения критических нагрузок на вспомогательную панель), обеспечивается гораздо большая гибкость при работе от резервного питания; выключатели для нагрузки могут быть включены или выключены в зависимости от бытовых потребностей и количества доступной резервной мощности (большой генератор на ископаемом топливе или просто инвертор мощностью 1 кВт, подключенный к электромобилю).

Однако обратите внимание, что у этого подхода есть один недостаток. Невозможно подключить выключатель генератора и выключатель солнечного инвертора к одному и тому же центру нагрузки (то есть к одним и тем же шинам), если какой-то неправдоподобный механизм блокировки требует, чтобы и главный выключатель, и солнечный выключатель были подключены. выключен, чтобы включить генераторный выключатель. В противном случае, когда питание подается через вход генератора, солнечный инвертор может подумать, что сеть активна, и, возможно, начать генерировать энергию; таким образом, генератор и фотоэлектрический модуль закорочены вместе, что приводит к бог знает какому результату.

Мне непонятно, насколько сложно заменить основную панель. Монтируется в полость стены без гипсокартона на другом покрытии. Таким образом, кажется простым делом отсоединить все ромексы и зажимы и вытащить кабели из панели (конечно, тщательно пометив их). Установите новый центр нагрузки (который выше на 6 дюймов) и включите задний ход.

Основная сложность – это служебно-вводные кондукторы. Требуется получение POCO для удаления счетчика. И новый центр нагрузки должен быть «надет» на эти кабели (если вы не хотите перетягивать кабели), но это не кажется слишком сложным. Затем нужно закончить работу, пройти осмотр и переустановить счетчик; так что дом будет без света пару дней наверное. Поскольку новый центр нагрузки будет на 6 дюймов выше, если его нижняя часть выровнена со старым, то для правильной прокладки кабелей сервисного ввода, вероятно, потребуется длиннее на 12 дюймов. Возможно, проще будет установить его на 6 дюймов ниже (совместив верхнюю часть нового со старым). Но тогда 2-дюймовый ПВХ-канал, идущий снизу, необходимо разрезать, что, вероятно, означает удаление и повторную установку кабелей. . И так как он идет под углом, это может быть немного неловко,

Одна потенциальная проблема — выключатели AFCI; мне кажется, что цепь не нужно обновлять до AFCI, если к ней добавлено менее 6 футов проводки и нет дополнительных розеток. По-видимому, это относится даже к смене панели или добавлению подпанели.

Хотя, вероятно, есть кое-что, о чем я не подумал; пожалуйста просветите меня!