Sizing VSD for ESP motor power

[RAFIS]

How do I calculate VSD power for a 300 kW ESP motor?

Original topic

Как рассчитать мощность СУ для 300kWat ПЭД

[Sheppard]

Good day!

To size a VSD by ESP motor parameters, you also need rated ESP voltage, rated current, and setting depth. From these, calculate the step-up transformer tap voltage; then from tap voltage calculate the transformation ratio (Utap / Uline); then multiply ESP rated current by the transformation ratio - that is the max operating current on the LV side of the step-up transformer. So your VSD rated current must not be below the LV current value.

Original reply

Доброго времени суток!

Для подбора СУ по параметрам ПЭД, нужно узнать ещё номинальное напряжение ПЭД, номинальный ток и глубину спуска. По этим данным вам необходимо рассчитать напряжение отпайки ТМПН, затем из напряжения отпайки рассчитываете коэффициент трансформации (Uотп / Uнапр.сети), далее умножаете номинальный ток ПЭД на полученный коэффициент трансформации, это будет максимальный рабочий ток по низкой стороне НН ТМПН. Т.о. номинальный ток вашей станции управления не должен быть ниже полученного значения силы тока по низкой стороне.

[RAFIS]

Thanks.

Original reply

спасибо

[Sliper]

Can you give the formula for tap voltage calculation? Example: pump ESP22-117 B5, Un=700 V, In=31.5 A, P=22 kW.

Original reply

А формулу можете привести для расчета напряжение отпайки ? Например: насос ПЭД22-117 В5, Uн=700 В, Iн=31,5 А, P=22 кВт.

[RAFIS]

Utap = 380/Uline * (F/50) * Un(700) * 1.08 + cable losses (35 volts). This is for VFD.
For direct and soft-start VFD: 380/Uline * Unom(700) + Ucab(35 V)

Original reply

Uотп=380/Uсети*(F/50)*U н(700)*1.08+потери в кабеле (35вольт). Это для ЧП. Для СУ с прямым пуском и плавным пуском: 380/Uсети*Uном(700)+Uкаб(35в)

[dobrin]

Why Ucab = 35 V? Cable voltage is determined from a table based on cable size, length, and formation temperature. You can calculate it yourself by formula, but that's overkill.

Original reply

А почему Uкаб=35в? Это напряжение определяется по таблице с учётом сечения кабеля, его длины и температуры пласта.Можно подсчитать и самому по формуле,но это уже извращение.

[ALEngineer]

For VFD the 380/Uline factor is not used because the VFD regulates output voltage itself. Maybe it is justified at reduced voltage; for elevated voltage (mostly around 400 V) you should not use it - even more, it causes calculation error.

Cable losses - there are tables (if you're too lazy to calculate); I take about 70 V per km (I'm lazy), then optimize VFD output voltage on a running ESP. One thing interests me: why do you use the 1.08 factor?

Technologists in Surgut hammered me with it!!! What is its physical meaning???

Personally I calculate: ESP rating + cable drop (I use 70 V per km) + VFD losses 30 V; multiply by the ramp curve frequency set on the VFD (for example 60 Hz) and divide by ESP rated frequency (50 Hz).

Original reply

Для су ЧР, коэффициент 380/Uсети не учитывается, потому как СУ сама регулирует напряжение на выходе. Возможно этот коэффициент обоснован при пониженном напряжении, для повышенного (в основном оно везде около 400) применять не стоит, даже больше, я бы сказал он приводит к погрешности в расчете.

Потери на кабеле, есть таблицы (если считать лень), сам беру потри 70В на километр (я совсем лентяй), потом произвожу оптимизацию выходного напряжения СУ, на работающий УЭЦН. Одно интересует, зачем применяете коэффициент 1,08?

Меня технологи в Вартовске одолели этим коэффициентом!!! Каков его физический смысл???

Лично я рассчитываю так: Номинал ПЭД+Падение на кабеле(я применяю 70В на километр)+потери в СУ 30В получившееся значение умножаю на частоту, на которую выставлена крива разгона в СУ (например 60Гц) и делю на номинальную частоту ПЭД (50Гц)

[Sheppard]

Most likely the 1.08 factor is output filter voltage loss - we also account for 8% in the calculation. In practice we measured voltage before and after the filter, and on average it works out that way. But if there is no filter, or it is built into the VSD, you should not account for filter loss. Elekton VSD, I think like other stations with a built-in filter, accounts for filter loss themselves. I have another question: what is coefficient 0.026 in the tap calculation formula in almost all ESP OEM manuals, but its value is not given? Someone told me it is copper conductivity, but I doubt it - googling turned up nothing. Does anyone know exactly? Attaching the formula with this coefficient.

Tap voltage calculation SUT.docx

Original reply

Скорее всего коэффициент 1,08 - это потеря напряжения на фильтр Uвых, у нас при расчёте тоже учитывается 8%. По факту замеры напряжения снимали до и после фильтра, в среднем так и выходит. Но если фильтра нет, либо он встроен в СУ, то учитывать потерю на него вовсе не стоит. СУ Электон, думаю также как и другие станции со встроенным фильтром сами учитывают потерю на фильтр.

У меня другой вопрос, что за коэффициент 0,026, указывается в расчётной формуле отпайки практически во всех РЭ, всех производителей УЭЦН, но не указывается его значение. Кто-то говорил мне, что это проводимость меди, но что-то я сомневаюсь, прогуглив не нашёл ничего, наверное плохо искал. Может кто-нибудь точно знает, что он значит и поможет разобраться? Прикладываю ту самую формулу с этим коэффициентом.

[sialston]

Good day. About coefficient 0.026:
0.026 Ohm*mm2/m is the specific electrical resistivity of an aluminum conductor.
For copper - 0.017 Ohm*mm2/m.

But these values are at 20 C.
For copper at 90 C the specific electrical resistivity is already 0.022 Ohm*mm2/m.

P.S.
Just in case, the formula for resistivity change:
R[90 C] = R[20 C] * (1 + alpha * (90 C - 20 C)),
where alpha is the temperature coefficient of specific resistivity (units C-1). For copper from 0 C to 100 C, alpha = 0.004 C-1.

Original reply

Доброго дня. Про коэффициент 0,026.
0,026 Ом*мм2/м - это удельное электрическое сопротивление проводника из алюминия
Для меди - 0,017 Ом*мм2/м

Но, эти значения указаны при температуре 20°С.
Например для меди при температуре 90°С удельное электрическое сопротивление уже - 0,022 Ом*мм2/м.

P.S.
На всякий случай формулка подсчета изменения удельного сопротивления :
R90°С = R20°С · (1 + α · (90°С - 20°С)),
где α - это температурный коэффициент удельного сопротивления материала (размерность °С-1). В диапазоне от 0°С до 100°С для меди принят температурный коэффициент 0,004 °С-1.