Selecting SUT taps for across-the-line and soft-start VSDs

Post by **ALEngineer** » Sun Feb 09, 2014 10:42 pm

SUT tap selection for across-the-line and soft-start VSDs is straightforward. Compute the voltage drop on the downhole power cable, add it to the motor nameplate voltage, then pick the nearest higher tap on the SUT and set the tap changers. To skip the formulas, use the attached cable-drop calculator. Run the calc for two conductors. Rule of thumb without software: about 80 V/km at ~20 A motor current, about 100 V/km at 40-50 A. For a finer tap that also folds in KTP supply voltage: take (motor V + drop), divide by the measured running bus voltage, multiply by the reference 380 V. Use bus voltage with the ESP running, and apply that tap after the first stop. Example: ESP motor 2000 V / 45 A, cable 2500 m × 16 mm2. Before first start the calculator gives 246 V drop → set the nearest tap to 2246 V. After start, measure running supply and currents (usually after about an hour), correct the VSD, and finish the tap. Suppose supply is 400 V and running current 32 A → drop 175 V → tap voltage 2175 V; with 400 V in: 2175/400×380 = 2066 V. So the final tap is about 180 V lower than the first guess. Updated English write-up: Selecting Step-Up Transformer Taps for ESP Across-the-Line and Soft Start Systems

Cable voltage drop calc.zip

Original topic

Подбор отпайки для данных типов СУ задача достаточно простая, что бы корректно подобрать отпайку, достаточно посчитать падение напряжения на погружном кабеле и прибавить данное значение к номинальному напряжению двигателя. Найти на трансформаторе ближайшую большую отпайку и выставить переключатели ТМПН.

Что бы не забивать голову формулами, прикладываю программу расчета падений на кабеле, расчет следует производить для ДВУХ жил, если нет программы можно смело принимать падение для токов двигателя в районе 20А - 80В на километр, в районе 40-50А порядка 100В на километр.

Если вы хотите еще точнее посчитать напряжение отпайки с учетом входного напряжения от КТП, то полученное значение напряжения + падение следует разделить фактическое напряжение питающей сети и умножить на эталонное 380В, значение напряжения следует брать при работающей погружной установке и при первом отключении выставлять получившуюся отпайку.

Пример расчета: Имеем ПЭД с номинальным напряжением 2000В и Номинальным током 45А, так же кабельную линию длинной 2500м сечением жилы 16мм2.

Перед первым запуском считаем на калькуляторе падение на кабеле, получаем 246В выставляем отпайку ближайшую к 2246В. После запуска измеряем рабочее напряжение (питающее) и перед остановкой (обычно через час работы) измеряем токи, вводим коррекцию в СУ и параллельно производим "чистовой" расчет отпайки. Допустм напряжение при работающей установке составило 400В и рабочий ток 32А, считаем падение напряжения при новом значении тока: 175В, получаем напряжение отпайки 2175В, так же имеем входное напряжение 400В, считаем: 2175/400*380=2066В.

Как видно из повторного расчета оптимальная отпайка получена на 180В меньше первоначальной.

Обновлённая статья на английском языке: Selecting Step-Up Transformer Taps for ESP Across-the-Line and Soft Start Systems

Cable voltage drop calc.zip

vitas1648 · Post by **vitas1648** » Sat Jan 23, 2016 1:59 pm

For pad-site calcs there is a small Android app sized to a given station: Borets, Elekton, Etalon, Triol, and some VED units.

EspCalculator Android.zip

Original reply

Для упрощения расчета "на месте" есть небольшое приложение на андроид считающее под конкретную станцию. На выбор Борец, Электон, Эталон, Триол, а также некоторые ВЭДовские.

EspCalculator Android.zip

Post by **ALEngineer** » Mon Jan 25, 2016 9:04 am

Thanks for the app.

The author is a bit far from field practice. Example: if input voltage moves from 400 V to 450 V with a 60 Hz ramp curve on a VFD VSD, the tap (station output voltage) does not change - that is how a VFD works. The app also asks for ESP hanging depth and never asks for cable length - those are often very different numbers.

Bottom line: the app is wrong for VFD tap calc. Fine for soft-start and across-the-line; VFD math is more involved.

Original reply

Спасибо за приложение.
Но человек который его написал несколько далек от практики... Например при изменении входного напряжения с 400В до 450В при кривой разгона на 60Гц, на СУ ЧР отпайка (выходное напряжение СУ) не изменится, потому как таков принцип работы частотника. И в программе просят ввести глубину подвески УЭЦН, а длину кабеля не спрашивают, хочу заметить, что это порой очень даже разные величины!
И подводя итог скажу: программа не верно считает отпайки для СУ с ЧР. Подойдет для плавного и прямого пуска, но для частотника алгоритм расчета сложнее.

vitas1648 · Post by **vitas1648** » Tue Jan 26, 2016 8:33 pm

The app was thrown together from formulas we were given. VFD tap formulas are not identical across brands; in many cases the result still matches the station's own tap calc. Constructive fixes welcome.

Original reply

Приложение делалось "на коленке" по предоставленным формулам. Формулы расчета для ЧР не у всех станций одинаковые, во многих случаях результат сходится с расчетом отпайки в СУ. Буду рад конструктивным предложениям по доработке.

Post by **ALEngineer** » Wed Jan 27, 2016 1:03 pm

I have never seen a VFD VSD put a true 380 V on the output. The controller can print anything; actual RMS is lower. When supply rises, the drive still will not give more than ~380 V, unlike across-the-line. Those limits need to go into the app.

Original reply

Не видел я еще пока, что бы СУ ЧР выдавала честных 380В на выходе. Писать контроллер может все что угодно, но фактически действующее напряжение ниже. При повышении напряжения частотник не даст больше 380 в отличае от прямого пуска, надо ввести эти ограничения в программу.

Post by **ALEngineer** » Thu Dec 15, 2016 3:37 pm

Downhole cable voltage-drop calculator. Author unknown to me.

Cable voltage drop calc_2.zip

Original reply

Расчет падения напряжения на погружном кабеле. Автор мне неизвестен.

Cable voltage drop calc_2.zip

rus060675@yandex.ru · Post by **rus060675@yandex.ru** » Sun Dec 18, 2016 5:11 am

What voltage drop do you take on the output filter?

Original reply

сколько берете падение на фильтре

Post by **ALEngineer** » Sun Dec 18, 2016 9:37 am

I personally ignore filter drop in the calcs, but I take VSD output at the top of the ramp curve as 350 V. That has been accurate enough.

Original reply

Лично я при расчетах пренебрегаю падениями на фильтре, но принимаю выходное напряжение СУ, в максимальной точке кривой разгона, равным 350В. Расчеты получаются достаточно точными.

rus060675@yandex.ru · Sat Dec 24, 2016 10:45 am

Elekton and Etalon VSD calculators spit out a higher tap than a hand calc. Anyone know what they are asking for / baking in?

Original reply

Калькуляторы су электон, эталон расчитывают отпайку больше чем при самостоятельном подчете.На что они просят, отпишитесь кто знает.

Post by **ALEngineer** » Mon Apr 27, 2026 3:51 am

Updated English write-up: Selecting Step-Up Transformer Taps for ESP Across-the-Line and Soft Start Systems

Original reply

Обновлённая статья на английском языке: Selecting Step-Up Transformer Taps for ESP Across-the-Line and Soft Start Systems