Projeto elétrico para uma casa com um gerador ADU, solar e de backup

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Recentemente, mudei-me para uma casa de reparadores e tenho algumas perguntas sobre como (re) projetar o sistema elétrico de uma maneira que atenda aos meus requisitos de linha de tempo e de local um tanto únicos.

Esta é a minha situação atual:

  • Serviço 200A com Puget Sound Energy.
  • O painel existente é um painel de barramento dividido menor.
  • O serviço elétrico serve apenas a casa principal e algumas luzes / tomadas externas.
  • A casa é 3,000sf com aquecimento elétrico, fogão, aquecimento de água, etc. (ou seja, a casa é totalmente elétrica).

Meu projeto de reforma está distribuído em vários projetos, que consistem principalmente nos seguintes subprojetos, que provavelmente serão concluídos na ordem listada.

  • Perfurar um novo poço de água particular, substituindo um poço raso de um século em uma propriedade adjacente.
  • Construção de um anexo que contém uma loja e uma ADU para os hóspedes e, talvez no futuro, aluguel.
    • A loja terá ferramentas para trabalhar madeira.
  • Re-cablagem da casa principal simultaneamente com uma remodelação de toda a casa. A construção de uma adição trará a metragem quadrada total para o 3500sf.
    • O HVAC da casa será substituído por mini-divisões.
    • Um aquecedor de água com bomba de calor será instalado.
    • Atualmente a casa tem quase zero isolamento. Isso também será corrigido.
  • A adição de um gerador de backup servindo, esperançosamente, à casa, à ADU e a algumas cargas comuns, como uma bomba de poço.
  • O serviço elétrico será atualizado para 320 ou 400A.
  • Por fim, estou pensando em adicionar alguns painéis solares.

Esses projetos provavelmente serão realizados gradualmente ao longo de vários anos, mas eu gostaria de primeiro projetar a eletricidade com o produto final em mente e minimizar qualquer trabalho que precisarei refazer mais tarde, quando, por exemplo, meu serviço for atualizado para 400A.

Resumo do equipamento atual

  • Base atual do medidor.
    medidor existente

  • Centro de carga atual. O painel está exatamente em frente ao soquete do medidor agora no interior da casa. detalhe do disjuntor painel existente 2 Detalhe da fiação dos disjuntores

  • O Subpainel Exterior O disjuntor está conectado a este subpainel montado em painel interno, ao ar livre, sem tampa. insira a descrição da imagem aqui Os dois primeiros disjuntores de pólo duplo 30A estão conectados ao aquecedor de água e ao forno. O resto é desconhecido. Presumo que alguém vá a uma bomba de depósito; não tenho certeza para onde os outros levam. Tenho algumas tomadas aleatórias montadas em árvores em minha propriedade a partir de um conduíte que sai do chão; talvez seja um desses.

  • Bomba de calor central. Desculpe pelas teias de aranha: Central Air Handler Unidade externa

Embora essa seja uma situação totalmente elétrica totalmente complexa, espero incluir tudo no meu serviço 200A por enquanto, até mais tarde, quando for possível que eu atualize para o serviço 400A. Acho que o primeiro passo seria atualizar o painel e a base de medidores da minha casa principal para acomodar o primeiro projeto (construção da ADU / loja). Como o meu painel existente está praticamente cheio, seria bom colocar um painel moderno novo em casa, do qual eu poderia ramificar para a loja / ADU uma vez construído, e depois mover gradualmente todos os meus circuitos para esse painel.

Com isso em mente, gostaria de algumas sugestões / ajuda para o seguinte:

  • Qual é a melhor maneira de projetar os painéis / alimentadores / painéis ADU para melhor trabalhar com o que tenho agora, mas com a capacidade de atualização em mente?
  • Posso ter a energia do gerador em casa e no ADU se eles acabarem em alimentadores independentes?
  • Como o solar ligado à rede se encaixaria em tudo, depois que eu instalasse?
por atanamir 15.02.2019 / 02:24

2 respostas

As unidades de habitação acessória são complicadas

Embora os alimentadores externos e os geradores de reserva sejam coisas comuns a ter - sua combinação de ter uma unidade de moradia acessória na dependência com suporte de gerador de reserva para essa unidade de moradia acessória, além de ter compartilhado ou "alojar" cargas, como o poço bomba, isso vai tb precisa de energia em espera, torna esse um problema significativamente mais complexo.

Por quê? Como as unidades de acessórios residenciais atentam contra a maneira como a NEC 210.25 é interpretada:

210.25 Branch Circuits in Buildings with More Than One Occupancy.

(A) Dwelling Unit Branch Circuits. Branch circuits in each dwelling unit shall supply only loads within that dwelling unit or loads associated only with that dwelling unit.

(B) Common Area Branch Circuits. Branch circuits installed for the purpose of lighting, central alarm, signal, communications, or other purposes for public or common areas of a two-family dwelling, a multifamily dwelling, or a multi-occupancy building shall not be supplied from equipment that supplies an individual dwelling unit or tenant space.

Esta seção de código, mais comumente vista no contexto de edifícios multifamiliares completos, requer basicamente uma das duas configurações de energia para qualquer propriedade que tenha mais de uma unidade de habitação:

  • Medidor mestre, onde todas as unidades de habitação e as cargas compartilhadas / comuns são alimentadas por um único medidor
  • Medido individualmente, onde cada unidade habitacional obtém seu próprio medidor e as cargas compartilhadas / comuns são medidas separadamente todos unidades de habitação / espaços de inquilino.

Além disso, a abordagem de medição mestre é desencorajada (embora não proibida!) Pela PSE em suas Regras e disposições gerais:

The Company may refuse to connect service to a master meter in any new building with permanent occupants when: there is more than one dwelling unit in the building or property; the occupant of each unit has control over a significant portion of electric energy consumed in each unit; and the long-run benefits of a separate meter for each customer exceed the cost of providing separate meters.

Dado tudo isso, e que os requisitos gerais do Código para unidades de habitação acessória são um assunto complexo e em evolução, com alterações locais ao código, muitas vezes escritas por pessoas que têm boas intenções, mas nem sempre entendem os impactos da NEC resultantes de seus escritos, precisamos projete nosso sistema elétrico com a abordagem de medição individual em mente, mesmo que possamos seguir com uma abordagem de medição mestre por enquanto.

Como resultado disso, precisamos separar rigorosamente o equipamento para os três sistemas (principal, acessório e compartilhado / "casa") em qualquer lugar além do medidor principal. Isso significa que precisamos dos subpainéis da unidade principal 3, dos comutadores de transferência 3 e dos subpainéis de espera 3, além do painel principal existente na casa, que pode ser reutilizado como subpainel ou substituído conforme necessário. Também precisamos garantir que não nos pintemos em um canto que impeça a atualização da instalação para o 400A.

Como podemos dimensionar isso?

O tamanho do serviço e do alimentador é determinado por um conjunto de regras relativamente complexas, localizadas no infame Artigo 220 da NEC. Essas regras abrangem quase todos os tipos de construções expostas ao sol, mas têm vários casos especiais que se aplicam a unidades habitacionais (também conhecidas como casas e apartamentos), bem como um conjunto simplificado de regras para esse caso de unidade habitacional (220.82), que nós não será usado aqui, pois são difíceis de aplicar a situações de várias unidades como a sua.

A situação atual

Nosso ponto de partida, é claro, é a casa que você tem agora, com:

  • 3500 ft2 da área do piso (vezes 3VA / ft2 para um total de 10.5kVA de tolerância geral à carga)
  • Circuitos de ramificação da cozinha 3 e um circuito de lavanderia (6kVA em 1.5kVA cada um)
  • Um aquecedor elétrico de água quente padrão do tipo tanque (4.5kVA)
  • Um secador de roupa elétrico (assumido em 5kVA)
  • Um cooktop e forno separados, com o cooktop na classificação de placa de identificação 7kW e o forno consumindo tanta energia quanto um circuito derivado 30A permite (também conhecido como 7.2kVA)
  • A bomba de drenagem 3 / 4HP, 115V existente (1587VA usando o [Email protegido] figura da tabela 430.248)
  • E o sistema HVAC existente, que consiste em uma bomba de calor 5 ton com uma unidade externa 32.3A e um manipulador de ar 57A / aquecedor auxiliar. (Estamos assumindo que o aquecedor do porão está desligado para os fins deste cálculo de carga para simplificar as coisas.)

Aplicando o método da Parte III (padrão) do Artigo 220, começamos aplicando o fator de demanda% 35 para cargas de receptáculos (iluminação geral e pequenos aparelhos) sobre a linha de base 3kVA, fornecendo-nos 7.725kVA de carga geral fatorada. Além disso, adicionamos aquecedor de água, secador e utensílios de cozinha, fornecendo 31.425kVA de carga não-motor / HVAC em geral, pois nenhum fator de demanda se aplica aqui. Finalmente, aplicamos as cargas do motor e HVAC, com a unidade externa em sua corrente de seleção do circuito derivado como o maior motor conforme o 440.7 e a exceção a ele, fornecendo o 9286VA para o nosso maior motor (a unidade externa), outro 1587VA para o bomba de drenagem e 13.68kVA para a unidade interna, para uma carga total de 55.978kVA ou 233A em 240VAC. (O cálculo alternativo no 220.82 gera cerca de 150A, então você provavelmente não está sobrecarregar seu serviço no momento, mas isso é apertado.)

Enquanto misturamos as coisas ...

Obviamente, isso mudará à medida que adicionamos cargas. Começamos com a nova carga fatorada do ADU e do espaço da loja, consistindo na carga geral de iluminação de ambos os espaços no 864 ft2 cada * 3VA / ft2 = 2592VA por espaço, bem como na carga de pequenos aparelhos 4500VA do ADU. Isso resume o 9684VA, que é fatorado pela demanda em 35% para fins de cálculo do serviço, para obter o 3389VA de carga fatorada adicional no serviço. No entanto, o alimentador de ADU precisa de um cálculo separado de carga fatorada, produzindo 4432VA de carga fatorada para fins de dimensionamento de alimentador de ADU, e 2592VA de carga fatorável, sem fatores de demanda aplicados, para fins de dimensionamento de alimentador de loja.

A partir daí, adicionamos as cargas de HVAC para cada espaço. As unidades representativas que escolhi para fornecer um cálculo de carga adequadamente conservador são as unidades inversoras 18kBTU (1.5ton), 20 SEER, Mitsubishi que consomem 12A na 230VAC ou 2760VA, cada uma - as unidades reais usadas provavelmente serão menores ainda como métodos de construção modernos pode produzir um desempenho de carga de envelope muito melhor que o 500sf / ton. Essa também é a maior carga de motor na ADU, o que significa que devemos aplicar um fator 1.25 a ele para fins de dimensionamento do alimentador ADU, resultando em uma carga adicional no alimentador 3450VA de ADU, em um adicional 2760VA na carga do alimentador de loja e em um 5520VA adicional de carga de serviço.

Em seguida, adicionamos as cargas específicas para cada unidade. Para a ADU, temos o 4500VA para um aquecedor elétrico de água quente separado, do tipo tanque, o 5000VA para seu próprio secador e o 8000VA como uma margem de alcance, permitindo até 12kW de alcance conforme a Tabela 220.55: tudo isso resulta em um carga adicional de alimentador e de serviço 13.5kVA de ADU. Para a loja, adicionamos um [Email protegido] Coletor de pó (5HP), nosso maior motor aqui, que adiciona 8050VA de carga por si só, além de um [Email protegido] serra de mesa que adiciona outro 2990VA de carga e uma permissão de 1500VA para uma ferramenta adicional que está sendo usada ao mesmo tempo, produzindo um 12.54kVA adicional de carga do alimentador de loja e 10.93kVA de carga de serviço (como o coletor de pó não é o maior motor em o serviço).

Nesse ponto, podemos calcular as cargas no ADU e nos alimentadores da loja. O alimentador ADU possui 3389VA de carga fatorada, 3450VA de carga HVAC e 13.5kVA de carga fixa de dispositivo, adicionando até 20339VA a carga de alimentador ou [Email protegido] Isso está dentro do que um alimentador 100A pode suportar e também significa que há muito pouca chance de precisarmos de algo maior que o 125A para a ADU. A loja, portanto, possui 2592VA de carga fatorável, 2760VA de carga HVAC e 12.54kVA de carga de máquinas, produzindo 17892VA de carga de alimentador ou [Email protegido] Novamente, isso significa que um alimentador 100A será suficiente para a loja, com um alimentador 125A disponível como uma opção de atualização futura.

Em seguida, passamos para o alimentador de cargas compartilhadas. Começamos com a carga fatorável, que consiste em 320VA para o galpão de armazenamento 16x20, 200VA para o poste de luz 200W e 360VA para contabilizar receptáculos externos (180VA para um no edifício da loja / ADU e outro 180VA para um receptáculo de instalações, se presente) para uma carga fatorável total de 880VA. Em seguida, adicionamos um [Email protegido] (3HP), bomba de poço, ou 3910VA de carga de serviço e 4888VA de carga de alimentador, para um total de 4790VA de carga de serviço adicional e 5768VA, ou [Email protegido], da carga do alimentador.

Finalmente, retornamos à casa principal. O 13.68kVA do calor auxiliar desaparece, mas adicionamos um [Email protegido] carregador de carro por um 5.76kVA adicional, gerando uma nova carga principal de 48.058kVA, ou exatamente [Email protegido] para esse alimentador. A carga de serviço, no entanto, é calculada adicionando todas as cargas fatoradas e não fatoradas separadamente, produzindo 80.427kVA da carga total de serviço ou a necessidade de um serviço 335A no 240VAC para acomodar todo o escopo disso. Em outras palavras, você precisará garantir que a atualização do serviço para o 400A ocorra em breve, caso contrário, haverá problemas com o disjuntor principal na ativação do medidor principal (se você tiver um único disjuntor principal).

Começando com o medidor principal ...

Existem vários tipos de hardware com medidores principais por aí - disjuntores, concentradores de carga e pilhas de disjuntores. Devido à sua falta de flexibilidade, os centros de carga completos (dispositivos de entrada de serviço combinados, "tudo em um") são uma má escolha em muitas aplicações, portanto, não os consideraremos mais aqui, embora muitos fabricantes não façam uma distinção clara entre dispositivos que são mais próximos da natureza da rede elétrica a partir de dispositivos projetados apenas como centros de carga completos em um metro. Primeiro, consideraremos a abordagem do disjuntor, aplicada ao serviço 200A existente, e depois discutiremos as opções de atualização 400A disponíveis para você. Finalmente, falaremos sobre hardware multímetro, pois ele apresenta algumas complicações que não estão presentes na medição de família única.

Durante tudo isso, também precisamos ter em mente alguns requisitos impostos por sua empresa de utilidade:

  • Como um utilitário EUSERC, o PSE requer hardware de medição do tipo anel
  • A PSE considera "painéis residenciais" para cargas comuns em residências multifamiliares como cargas comerciais, exigindo um manual (bloco de teste) ignorar instalação no soquete do medidor para o medidor de cargas comuns
  • PSE proíbe O bloco de teste ignora os medidores 200A que alimentam unidades de habitação individuais, mas exige um desvio manual de bloco nos medidores residenciais 320A
  • O PSE requer placas de identificação gravadas em medidores individuais em uma configuração de vários medidores - qualquer loja que possa gravar troféus pode lidar com isso para você
  • O PSE também requer um medidor de produção alinhado com a alimentação solar em alguns (muitos?) Casos, colocado em conjunto com o restante da medição

O caso simples - revelando o que você tem agora

Embora eu sugira normalmente "regra de seis" metros principais para um aplicativo como esse, o forte potencial de excesso de assinaturas do serviço 200A existente com essa fiação adicional é uma preocupação legítima e existem algumas maneiras de lidar com isso.

Se você deseja tudo em uma única caixa, o Milbank U5169-XTL-200 é uma instalação principal do medidor 200A, compatível com EUSERC, que usa uma central 200A com backfed em um carregador de carga principal do espaço 12, deixando espaços 8 para disjuntores. Para esta unidade, você usaria um QN2200RH da Siemens para a instalação principal, com um par de Q2100Hs para os alimentadores de carga comum e ADU. No entanto, isso significaria que você teria que alimentar a loja através do painel da casa até atualizar para o serviço 400A.

A outra alternativa aqui, ao custo de um invólucro adicional, é usar um medidor principal, do tipo anel, compatível com EUSERC, com um disjuntor 200A, com um mamilo 2 "com o 3 4 / 0 Al XHHW- Os cabos 2 nele conectam-no a um painel de espaço 12, 200A, terminal principal, externo (NEMA 3R) com os disjuntores 200A e 100A correspondentes, bem como barras de aterramento e terminais de acessórios para todos os cabos de aterramento grandes existentes.

De qualquer forma, você precisará limpar seus painéis existentes neste momento. No painel de barramento dividido (um Murray, a propósito), todos os fios desencapados precisam ser movidos para a barra esquerda (a barra de aterramento), todos os fios brancos precisam ser movidos para a barra direita ( barra neutra) e o parafuso de ligação que conecte eletricamente a barra direita ao gabinete precisa ser removido. Se a barra direita não estiver apoiada em isoladores de plástico preto, será necessário substituí-la por uma Murray ECINSNB33 kit de barras neutras isolado neste ponto também.

O pequeno subpainel externo precisará de um trabalho mais extenso. Depois de banir as teias de aranha e os detritos do gabinete, você precisará substituir o acabamento interno (ponto morto) por um Square-D 4055802102 (conforme aqui e aqui), montando a nova peça de acabamento usando um kit de parafusos Square-D 4020513001K. Enquanto estiver lá, será necessário instalar uma barra de aterramento Square-D PK7GTA no centro de carga, remover o parafuso de ligação da barra neutra e mover todos os fios desencapados da barra neutra para a nova barra de aterramento.

Como alternativa, você pode substituir o subpainel por um HOM612L100RB novinho em folha com o parafuso de ligação puxado e uma barra de aterramento PK7GTA instalada, reutilizando os disjuntores existentes. Isso requer o trabalho extra de puxar os fios para fora do gabinete antigo e trocá-los pelo novo gabinete.

Aumentando

Quando você deseja acessar o serviço 400A, sua seleção de hardware se torna muito mais limitada. Felizmente, o Square-D faz algo adequado na linha de QO: o CU12L400CB fornece uma desconexão 200A com espaço para uma segunda desconexão 200A, bem como um interior QO de espaço 200A, 8, oferecendo espaço para até 4, 2-pole, 125A disjuntores máximos de ramificação de QO. Isso nos permite colocar a casa principal no disjuntor 200A instalado de fábrica, a ADU em um QO2100VH e a casa carrega em outro QO2100VH, deixando o espaço de reposição 200A disponível para obter mais energia para a casa principal ou um alimentador de ADU maior e permitindo um QO2100VH separado para o alimentador no espaço da loja.

Dando a todos o seu próprio medidor

Embora o "vá para" normal seja algum tipo de configuração do tipo medidor, já que você deseja (e precisa) 200A para a casa e 100A sobre isso na loja, precisará fazer uma configuração dividida. Os alimentadores principais da casa e da loja, neste caso, são tratados por um CUM400CB com um kit BMK2Q400 usado para ajustar os disjuntores dos alimentadores QDL2200 e QDL2100 na casa principal e na loja, respectivamente.

Com isso, usamos dois medidores de rede individuais para os outros dois metros. Um deles precisa ser um medidor de alimentação subterrânea compatível com 100 / 125A, EUSERC, com um desvio do bloco de teste função e um disjuntor principal 22kAIC, como um Milbank U214MTB / 22, um Eaton CHU214MTBLB (com um BRH2100 principal) ou um Cooper U214MTBH, para o medidor de cargas comuns, enquanto o outro é um medidor de estilo de anel principal do 100 / 125A , também com um disjuntor principal 22kAIC, para o medidor da ADU.

Por último, mas não menos importante, precisamos de uma maneira de conectar os vários condutores de entrada de serviço da rede elétrica do medidor à lateral do serviço público. A abordagem mais simples seria usar os soquetes do medidor para abrigar emendas, mas isso não funciona, pois as regras da PSE proíbem o uso de bases de medidores como caixas de junção. Carregar duas vezes o medidor principal da 400A não funciona, pois o Square-D não suporta isso, e não podemos usar uma caixa de puxar NEMA 3R regular para abrigar as emendas, pois as regras da EUSERC exigem um arranjo especial de dois parafusos para o os utilitários laterais de serviço de utilidade pública pousam em vez de fazê-los pousar em um talão fornecido pelo cliente.

Isso nos deixa olhando para a abordagem usada no trabalho comercial, onde um caixa de terminação é usado para pousar o serviço lateral da concessionária, conectando-o a um calha bussed que distribui energia para os vários medidores. No entanto, dadas as restrições de nossa configuração, uma calha com barramentos é uma peça cara de exagero; é muito mais simples unir os condutores de entrada de serviço diretamente na caixa de terminais usando conectores de emenda mecânicos isolados, conectando-os aos jumpers nos terminais do lado do cliente da caixa de terminais.

Para isso, usamos uma caixa Milbank TB-014, alguns 600kcmil Al XHHW-2, alguns 1 / 0 Al XHHW-2 e três conectores de derivação mecânicos isolados com quatro portas e Al9Cu capazes de aceitar cabos de 1 / 0 a 600kcmil, mínimo. Os condutores 600kcmil dos conectores de derivação avançam para o medidor 400A principal via 2.5 "EMT e um conjunto de terminais CMELK4 na extremidade principal do medidor, enquanto os fios 1 / 0 Al são executados através do 1.5" EMT para os medidores 100A com cotovelos EMT pré-fabricados para se transformarem nas aberturas inferiores nos referidos medidores.

Quanto aos alimentadores ...

Depois de tirar o (s) medidor (es) principal (is), alimentamos o novo painel da casa principal, usando um SER de alumínio do tipo 4 / 0-4 / 0-4 / 0-2 / 0 cabo. (Normalmente, eu usaria singles de alumínio XHHW-2 em conduítes dimensionados para permitir atualizações para essa fiação pesada, mas acomodar um alimentador 400A requer um conduíte maior do que caberá dentro de uma parede de pinos 2x4, tornando essa abordagem bastante impraticável.) também é possível usar esse mesmo tipo de cabo para sub-alimentar o painel 200A existente a partir do novo local do painel principal da casa, caso se deseje manter esse painel em serviço.

No entanto, usamos a abordagem de conduíte para os outros dois alimentadores, pois o painel de cargas comuns pode ficar do lado de fora da casa, e o uso de conduíte permite atualizações fáceis também dos alimentadores da loja / ADU, economizando custos de atualização tremendamente usando um cabo enterro direto. O alimentador comum de produção / carga solar, portanto, usa fios XHHW-3 de alumínio 1 2AWG em um EMT 1.5 "executado em um local conveniente na parte externa da casa onde o painel associado pode viver.

Quanto à corrida para a dependência da ADU / loja, usaremos o canal 2.5 "aqui. Isso fornece espaço suficiente para o que você deseja executar até lá, até 3 2 / 0 Al XHHW-2s para 125A para o ADU, além de 3 mais 2 / 0 Al XHHW-2s para 125A para o espaço da loja, embora o 1AWG Al XHHW-2 seja adequado para ambos os alimentadores, no momento, 3 4AWG Al XHHW-2s para um gerador de gerador 60A para o ADU e dois equipamentos de cobre sem terra 6AWG condutores, um para o espaço da loja e outro para o ADU (pois isso evita a junção no corpo T.) Enquanto você tiver a vala aberta, convém instalar um segundo conduíte (o 1.5 "é suficiente) para servir como um duto de comunicação entre a casa principal e a ADU, considerando que esses fios não podem ser executados no mesmo conduíte que a fiação da rede elétrica. Além disso, esse canal menor também pode transportar o ao controle fios em execução no grupo gerador a partir do hardware de transferência no ADU, como estes são executados no 12VDC.

Além disso, temos três outros conduítes para operar, todos os 1.5 "de diâmetro. Primeiro é o conduíte que transporta os fios de controle para o gerador a partir da caixa de comunicações da casa; ao lado, temos outro conduíte 1.5" para a fonte do gerador linhas, que consistem em fios 3 1 / 0 AWG Al XHHW-2 e fios 2 10AWG THHN (para o carregador de bateria do gerador) ao lado de um terra de cobre nua 6AWG (na verdade, um jumper de ligação do lado da fonte conforme NEC 250.35 (B), mas basicamente serve a mesma função que um EGC). O conduíte restante aqui pode ser outro conduto 1.5 "que transporta THHNs de cobre 2 10AWG e um aterramento de cobre nu 10AWG para o circuito derivado da bomba de poço.

Finalmente, temos os alimentadores para o galpão de armazenamento e os painéis solares do gabinete do painel de cargas compartilhadas. Esses alimentadores podem ser mais simples que os demais, devido à escassez relativa de cargas presentes: 3 4AWG Al XHHW-2s e 3 10AWG Cu THHNs no eletroduto 1.5 "com um terra de cobre nua 10AWG manipulará ambos os alimentadores, com espaço de sobra para o canal para subir ao 2 / 0 Al XHHW-2 com um aterramento de cobre descoberto 6AWG, mantendo os fios existentes do alimentador de barraca 10AWG, se você quiser expandir os painéis solares no futuro.

E os próprios painéis ...

O principal problema com o uso de painéis convencionais para isso é que precisaríamos de painéis 8 - cada um para a casa principal, as cargas comuns e a ADU, além de um subpainel para a loja e um painel de interrupção para os alimentadores do gerador. Isso, juntamente com os comutadores de transferência automáticos 2, o medidor-principal / medidor-pacote e o (s) painel (s) existente (s) na casa principal, proporcionariam um pântano simplesmente incontrolável de hardware de distribuição.

Felizmente, a Siemens cria o que eles chamam de painel "GenReady". Este é um painel de barramento dividido conversível (entre o terminal principal e o disjuntor principal) que pode ser equipado com um intertravamento manual do gerador ou um comutador de transferência controlado por energia que vive dentro do painel, permitindo consolidar o número de novos gabinetes até o 7 15 se estivermos reutilizando o painel principal da casa existente como um subpainel.

Embora o hardware da chave de transferência que normalmente acompanha isso seja projetado para funcionar com determinados controladores de gerador Generac que também fornecem "cérebros" de transferência, é possível obter um módulo de terceiros, os Produtos PSP KGC-1, que fornecem o controle de transferência e a própria lógica de partida do gerador, permitindo o uso de qualquer gerador de partida com fio 2. (A documentação do módulo menciona apenas os geradores Kohler, mas a saída "4" do KGC-1 é realmente um sinal de execução 2 com fio 12VDC padrão.)

Começando em casa

Como resultado, podemos fazer isso começando com um painel NEMA 12R do espaço 3 com um disjuntor principal 100A, como um Siemens PW1224B1100CU com um kit de intertravamento ECSBPK04 instalado, usado como um quadro de distribuição do gerador para fornecer alimentadores de espera individuais para cada parte do sistema, juntamente com o 3 dos painéis geradores da Siemens, e um painel de interrupção principal 30-space, 125A, para o espaço da loja.

A razão pela qual escolhemos um painel do disjuntor principal com um espaço separado do disjuntor principal para o painel do gerador, a propósito, é que nos permite encaixá-lo com um kit de intertravamento, disjuntor 50A e entrada do tipo CS6375 para permitir um gerador portátil em espera (com sua ligação de neutro para terra) puxada para ser conectada e usada no caso de uma falha no fio durante uma queda de energia. Você precisará de um conjunto de barras de aterramento para este painel, se ele não for enviado de fábrica com eles, e também de um terminal ECLK2SC para o neutro na casa principal

A partir daí, passamos para a casa principal, que recebe um painel gerador Siemens G4254L1225GEN como seu novo subpainel primário, equipado com seu GENTFRSWTCH ATS correspondente, um controlador PSP KGC-1 ATS e um terminal neutro ECLK2SC, se necessário para o alimentador do gerador neutro . O painel was-a-main existente é então sub-alimentado a partir deste painel usando um kit de terminal de subalimentação ECLK2225 com um terminal neutro ECLK3 e um terminal de aterramento ECCS2 para ajustar mais do que 4 / 0-4 / 0-4 / 0-2 / Cabo SER de alumínio 0 para a execução de subalimentação.

Agora, podemos enfrentar o painel de cargas comuns. Este painel é um W3042L1225GEN da Siemens, novamente equipado com um GENTFRSWTCH e um KGC-1. Isso alimentará as luzes da rua, a bomba de poços e quaisquer outras cargas comuns à propriedade como um todo, como receptáculos e luzes que não estão presas ao prédio ou na parte externa do edifício da ADU / loja, já que o último é alimentado de duas fontes diferentes. Também é onde o alimentador do galpão se origina, além de ter uma base de medidor 125A para o medidor de produção conectada a ele com um mamilo 1.5 ". Por último, mas não menos importante, aqui, o 14 / 4 TC da chave de transferência na caixa de recepção de controle / comunicação pode ser puxada através de um EMT 1 / 2 "para protegê-lo.

Indo para o anexo ...

De lá, seguimos para o anexo. Os conduítes de comunicação 2.5 "power e 1.5" sobem do lado de fora do edifício, com um Arlington 936NM em uma configuração de TB para a ramificação para o painel da loja e um par de LBs encaminhando o restante dos conduítes para o ADU no segundo chão. O duto de comunicação, por sinal, simplesmente sai pela parede em cada extremidade, terminando em buchas para proteger as bordas dos fios.

Em seguida, encaixamos um G4254B1200GEN no painel da ADU; mais uma vez, este painel possui uma chave de transferência GENTFRSWTCH e um controlador de transferência KGC-1. A partir deste controlador de transferência para a casa principal, executamos um cabo de bandeja classificado como local úmido 14 / 4 no duto de comunicações; esses cabos são mais comumente vistos no trabalho industrial, mas também funcionam bem mais perto de casa.

Finalmente, ajustamos um P3030B1125CU para o painel da loja. Este painel não requer tratamento especial, ao contrário da maioria dos outros painéis aqui. No entanto, a loja não pode compartilhar nenhuma carga de "utilidade" com o ADU; isso não apenas significa que ele terá sua própria mini-divisão, mas também precisará de seu próprio aquecedor de água quente, considerando que a loja terá um espaço de banheiro associado a ela. Felizmente, esta é uma boa aplicação para um pequeno aquecedor de água quente sem tanque na faixa 3-6kW.

Lidar com aquele outro galpão

Agora que já temos o restante, podemos instalar o painel para o outro galpão agora. Este será um BR1224NC125R, com um BR260 instalado na rede principal usando o parafuso de retenção fornecido e um BR220WH alimentado usando o alimentador de carga para os circuitos de luz e saída. Isso requer o uso de um cabo de aço no painel para os neutros de carga derramados, em vez de aterrá-los na barra neutra e o uso de um receptáculo ou GFCI do tipo front-end para as saídas do galpão, mas nos permite colocar tudo aqui em uma única caixa.

Se você deseja usar ATSes padrão ...

Se você deseja usar comutadores de transferência automáticos padrão em vez do hardware decididamente não padronizado / adaptado mencionado acima, ainda pode fazer isso com os painéis Siemens GenReady - cada painel, em vez de obter um GENTFRSWTCH com seu disjuntor de tensão Q215 associado e O disjuntor do gerador Q2100, ao lado do controlador KGC-1, substituirá a chave de caixa moldada de fábrica para a energia da rede elétrica por um kit de terminais de subalimentação ECLK125, reutilizando as peças de retenção existentes. Os jumpers de fábrica são removidos e, em seguida, a metade inferior do painel se torna seu subpainel de espera, com o disjuntor da fábrica no painel alimentando a entrada do utilitário da chave de transferência e a saída da chave de transferência alimentando a metade inferior do painel através de terminais de espera.

Outra abordagem para isso, com o mesmo número de gabinetes adicionais, é usar os painéis 200A ou 225A padrão para os painéis principais da unidade, juntamente com os ATS que possuem subpainéis de espera integrados. Porém, isso limita mais a seleção do ATS do que a abordagem anterior, mas fornece mais espaços de painel para cargas não em espera.

Obviamente, essas duas abordagens significam que você possui gabinetes extras 3 em seu sistema em comparação ao uso de todos os recursos dos painéis Siemens GenReady, mas se você precisar de uma funcionalidade de comutação de transferência que a combinação GENTFRSWTCH / KGC-1 não pode fornecer, essas alternativas podem ser obtidas. você aí.

Outras notas

Primeiro, o duto de comunicação com a ADU e o conduíte dos fios de controle do gerador deve terminar em uma caixa de puxar NEMA 3R na parte externa da casa. Isso fornece um local para conectar os cabos de controle dos comutadores de transferência ao cabo de controle e ao gerador, pois os contatos de controle do KGC-1 podem ser conectados em paralelo; ele também pode abrigar coisas como o protetor primário de qualquer linha de telecomunicações da ADU.

Em seguida, o anexo necessidade um sistema de eletrodo de aterramento próprio. Se você está construindo do zero, um eletrodo revestido de concreto na fundação é altamente recomendado (e exigido por alguns códigos locais). No entanto, caso isso não seja uma opção, sempre há o antigo modo de espera do uso de duas hastes de terra do 8, afastadas do 8. A propósito, você precisará usar um GEC de cobre 6AWG, executado nos dois painéis do anexo (painel da loja e painel do ADU). Isso também precisará ser ligado à linha de serviço de água que entra no ADU com um jumper de ligação 6AWG e um parafuso dividido se for usado um tubo de metal, assim como na pista de comunicações se for de metal e com os protetores principais nos cabos de comunicação ao ADU, usando um terminação de ligação intersistema bloqueie conforme NEC 250.94 e um pouco de cobre 10AWG nu para os jumpers de ligação de comunicações.

Enquanto estivermos aterrando em dependências externas, o galpão também precisará de duas hastes de terra do 8 afastadas e conectadas entre si e ao painel do galpão com um GEC de cobre nu do 8AWG. Um parafuso dividido e outro fio de cobre nu 6AWG podem ser usados ​​para rosquear posteriormente, se um segundo painel for adicionado ao galpão.

Quanto ao sistema de eletrodo de aterramento no edifício principal, você desejará pegar o GEC existente, removê-lo do painel, puxá-lo para fora e redirecioná-lo para o maior medidor-principal. Nas configurações principais de vários medidores, você também precisará tocar o GEC com parafusos divididos classificados para fio 4AWG e comprimentos de fio de cobre nu 6AWG para os condutores de derivação nos outros dois canos principais. Por fim, você também precisará ajustar um terminação de ligação intersistema bloqueie o novo GEC e execute os fios de terra de comunicação presentes a ele, novamente conforme NEC 250.94.

Finalmente, e mais importante, você precisará usar uma chave dinamométrica de polegada-libra ou chave de fenda para apertar todos os parafusos e parafusos de conexão elétrica com o torque especificado pelo fabricante. Esse requisito foi introduzido com o 110.14 (D) no 2017 NEC, mas é uma boa idéia, mesmo que sua jurisdição não o tenha adotado, para que seu sistema elétrico não faça o que os infames lugnuts de Greg Biffle fizeram.

24.02.2019 / 17:06

É a situação normal na maioria das casas ter "apenas um metro" do lado de fora e depois ter um baixo cabo de serviço do medidor ao painel de serviço principal interno. O cabo de serviço está completamente desprotegido, pois está a montante do disjuntor principal. Por esse motivo, o comprimento e a rota permitidos do cabo são limitados. Por exemplo, as pessoas costumam ter problemas quando querem mover o painel principal para o outro lado da casa.

Ter uma bandeja de medidor e painel principal inteiros também é visto com frequência, mas geralmente em unidades de nível "parque de locatários / trailers" de baixo valor. Esses painéis tendem a ser notoriamente pequenos em termos de painel espaços, e uma coisa que recomendamos vivamente por aqui é um painel abundantemente grande.

Menos frequentemente visto é uma combinação de panela e disjuntor principal painel, projetado para ter um número muito limitado de disjuntores grandes, cada um destinado a alimentar um subpainel. Para fazer o tipo de coisa que você está falando.

O gerador é uma complicação

Geralmente, queremos ver todas as cargas em um gerador localizado em um painel, com um gerador intertravado a montante desse painel.

E o que me assustou é que "toda a casa elétrica" ​​e o tamanho completo do lugar. Minha preocupação é que o 200A parece leve para o uso de aquecimento resistivo elétrico em uma casa tão grande, que é o pior failover quando está frio demais para a bomba de calor funcionar. Eu esperaria o serviço 400A em uma casa totalmente elétrica desse tamanho. O 400A é um switch de transferência muito grande!

Você pode segregar as cargas desejadas pelo gerador em um subpainel, mas, entre o aquecimento da casa e sua loja, esse painel está ficando muito grande.

Além disso, executar um gerador para executar calor elétrico resistivo é estupendamente ineficiente a ponto de nem sequer ser estúpido. Melhor aproveitar o calor do radiador da geração, ou melhor ainda, simplesmente ter um forno de propano, como uma unidade Empire. Eles são impotentes, então eles funcionariam com toda a energia desligada. Ninguém vende fornos de estilo Empire em qualquer lugar, o congelamento de casas é uma coisa, eu realmente não sei por quê. Eles são incríveis.

Enfim, para suas perguntas ...

  1. Reduzir o tamanho do fio não é bom, felizmente você não é. Você está ampliando o tamanho para um fio maior do que o necessário para 99% da passagem do fio. E fazer upsizing além dos mínimos obrigatórios é sempre bom. Lembre-se de usar fio de alumínio para alimentador pesado; o cobre é um desperdício impressionante de dinheiro e as preocupações com o fio de alumínio nunca se aplicam a alimentadores pesados.
  2. Sim, o disjuntor 200A no painel principal se torna redundante se houver um disjuntor na bandeja do medidor. No entanto, se esse fosse um anexo, você precisaria de um interruptor principal de desligamento e um disjuntor funciona bem para isso. Não é um anexo.
  3. Sim, como sugeri anteriormente, as regras de curto prazo são apenas porque a linha do painel ao painel não tem proteção alguma. O disjuntor principal da bandeja do medidor significa que a linha após esse ponto pode ser do tamanho que você desejar.
  4. Os disjuntores principais da bandeja do medidor são agradáveis ​​porque você pode desenergizar completamente o painel principal, permitindo trocas fáceis do painel DIY ou outros reparos. Isso também significa que o curto prazo não pode falhar catastroficamente.
16.02.2019 / 00:30