แรงดันตกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและสวิตช์สลับแหล่งจ่าย
วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดูเหมือนง่าย จนกว่าจะใส่ค่าความต้านทานภายในแหล่งจ่าย กระแสสตาร์ตของมอเตอร์ และตำแหน่งของสวิตช์สลับแหล่งจ่ายเข้าไป เครื่องกำเนิดแบบพกพา 30A ที่อยู่ห่างสวิตช์มือ 85 ฟุต จะทำงานต่างจากชุด standby 22 kW หรือเครื่องกำเนิด 208V สามเฟสที่ป้อนเข้า ATS อย่างชัดเจน
งานที่อิง NEC ควรตรวจ NEC 445.13 สำหรับตัวนำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, NEC 702.5 สำหรับอุปกรณ์สลับแหล่งจ่าย และเป้าหมาย 3% / 5% ใน informational note ของ NEC 210.19(A)(1) และ 215.2(A)(1) ส่วนงานตาม IEC มักอ้าง IEC 60364-5-52 และตาราง G.52.1 สำหรับปัจจัยการรวมกลุ่มและขีดจำกัดแรงดันตกในสภาวะคงตัว NEC IEC
“When a generator run is long, the first bad assumption is usually that the breaker decided the wire size. It didn't. The start-up voltage decided it.”
— Hommer Zhao, Technical Director
ทำไมวงจรเครื่องกำเนิดต้องตรวจแรงดันตกแยกต่างหาก
- แรงดันของเครื่องกำเนิดอาจตกอยู่แล้วตอนมอเตอร์เริ่มหมุน และแรงดันตกบนสายจะยิ่งดึงโหลด 240V ลงต่ำกว่าช่วงที่ใช้งานได้
- การเลือกสายต้องผ่านทั้งเรื่องกระแสใช้งานและสมรรถนะตอนสตาร์ต ไม่ใช่ดูแค่ขนาดเบรกเกอร์
- เครื่องกำเนิดมักอยู่ไกลจาก transfer switch ทำให้ช่วงสายระหว่างสองจุดนี้เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบ
- เครื่องกำเนิดแบบพกพา แบบ standby และระบบสามเฟส มีค่ากระแสและวิธีติดตั้งต่างกันมาก จึงใช้กฎง่าย ๆ ข้อเดียวไม่ได้
จุดอ้างอิงมาตรฐานที่ควรใส่ไว้ในแบบ
- NEC 445.13: ถ้าเครื่องกำเนิดไม่มีอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินในตัว ตัวนำไปยังอุปกรณ์จ่ายไฟตัวแรกมักต้องเลือกไม่น้อยกว่า 115% ของกระแสตามป้ายกำกับ
- NEC 702.5: ระบบ optional standby ต้องมีอุปกรณ์สลับหรือ interlock ที่ป้องกันการต่อขนานกับแหล่งจ่ายปกติโดยไม่ตั้งใจ
- NEC 210.19(A)(1) และ 215.2(A)(1), informational note: เป้าหมายออกแบบที่ใช้กันมากในสหรัฐยังคงเป็น 3% สำหรับ branch circuit และ 5% รวม feeder กับ branch circuit
- IEC 60364-5-52 / ตาราง G.52.1: สำหรับระบบแรงดันต่ำสาธารณะ ค่าทั่วไปคือ 3% สำหรับแสงสว่าง และ 5% สำหรับโหลดอื่น โดยต้องใช้ factor การรวมกลุ่มเมื่อเดินหลายวงจรร่วมกัน
ตัวอย่างพร้อมตัวเลขที่ตรวจซ้ำได้
เครื่องกำเนิดแบบพกพา 240V 30A ระยะ 85 ฟุตถึงสวิตช์มือ
ถ้าใช้ทองแดง 8 AWG แรงดันตกไป-กลับประมาณ 3.2V หรือประมาณ 1.3% ถ้าใช้ 10 AWG จะเป็นประมาณ 5.1V หรือ 2.1% ทั้งสองแบบอาจใช้งานได้ แต่ 8 AWG มีเผื่อมากกว่าสำหรับปั๊มน้ำหรือคอมเพรสเซอร์ตอนสตาร์ต
ชุด standby 22 kW, 240V, 91.7A ระยะ 220 ฟุตถึง ATS
ที่ระยะนี้ ทองแดง 2 AWG มีแรงดันตกประมาณ 7.8V หรือ 3.3% ถ้าเพิ่มเป็น 1/0 Cu จะลดเหลือประมาณ 4.9V หรือ 2.1% เผื่อนี้สำคัญเมื่อเครื่องกำเนิดต้องรับทั้ง HVAC และคอมเพรสเซอร์ตู้เย็นพร้อมกัน
เครื่องกำเนิด 45 kW, 208V สามเฟส, 125A ระยะ 160 ฟุตถึง ATS
ตามสูตรสามเฟส ทองแดง 2 AWG จะได้ประมาณ 6.7V หรือ 3.2% ส่วน 1/0 Cu จะอยู่ราว 4.2V หรือ 2.0% หากโหลดปลายทางมีมอเตอร์ สายที่ใหญ่กว่ามักให้การสตาร์ตที่นิ่งกว่า
เช็กลิสต์ก่อนยืนยันขนาดสาย
- ใช้กระแสเต็มโหลดหรือกระแสตามป้ายเครื่อง และตรวจว่ากฎ 115% ใช้กับการจัดวางอุปกรณ์นี้หรือไม่
- วัดระยะทางแบบเที่ยวเดียวจากขั้วเครื่องกำเนิดไปยัง transfer switch หรือจุดจ่ายไฟที่มีการป้องกันจุดแรก
- ตรวจเงื่อนไขตอนสตาร์ตของปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และ AHU ไม่ใช่ดูเฉพาะกระแสเดินเครื่อง
- ปรับค่าตามวัสดุตัวนำ อุณหภูมิ และการรวมกลุ่มก่อนสรุปแบบ
- ใส่ค่าขั้นสุดท้ายลงในเครื่องคำนวณและเทียบกับช่วงแรงดันที่โหลดรับได้ ไม่ใช่ดูแค่ขนาดเบรกเกอร์
ลองคำนวณกรณีเครื่องกำเนิดในเครื่องมือ
กรอกแรงดันของเครื่องกำเนิด กระแสโหลด ขนาดสาย และระยะแบบเที่ยวเดียว เพื่อยืนยันแรงดันตกก่อนซื้อสายหรือกำหนดตำแหน่ง ATS
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator