480 Volt Corner Grounded Delta Friend or Foe

8/17/2019 480 Volt Corner Grounded Delta Friend or Foe

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TABLE 1

COMPANY LOCATION

Lee Coun ty E le c t r i c Coop FLLou i s i ana Power & L i g h t L AM a g n o l i a E l e c t r i c P o we r A s so c . M I S SMississ ippi Power Company M ISSNor the as t Lou i s i ana Power Coop LAS o u th w e st A r k an s a s E l e c t r i c C o. A R KTexas Power & L i g h t TX

Upshur Rura l E le c t r i c Coop TXVa l l e y E l e c t r i c M em be rs LAWood County E l e c t r i c Coop TXSou thwes te rn E le c t r i c Co. TX-LA-ARK

w i t h t h e t r a n s f o r m e r g r o u n d b y a m e t a l l i c c o n d u c -t o r . T h i s means t h a t i n a l l c as e s, t h e co n su m er 'sw i r i n g mu st c o n s i s t o f f o u r w ir e s . T he se w i r e sa r e t h e t h r e e c u r r e n t - c a r r y i n g p ha se c o n d u ct o r sa nd a f o u r t h w i r e c a l l e d a g r o u nd i n g c o nd u c to r .

A g r o u n d in g c o n d u ct o r i s o ne w hi c h i s n o t i n t e n d e dt o c a r r y l o a d c u r re n t , b u t i n s t e a d p ro v i d e s t h ei n t e r c o n n e c t i o n b et we e n t h e t r a n s f o r m e r ba n kground and a l l g rounds on th e consumer' s eq u ip -ment.

F i g u r e 3 i l l u s t r a t e s a c o r n e r g ro un de d d e l t ac o n n e c t i o n . T h i s s ho ws t h e p r e f e r r e d m e th o d o ig r o u n d in g f o r s e r v i c e t o m o to r s w h ic h a r e r e mo tef r o m t h e t r a n s f o r m e r b an k . One p h as e o f t h et r a n s f o r m e r b a nk s e c o nd a ry i s g r ou n de d o n l y a tt h e t r a n s f o r m e r b a n k . A g r o u n d in g co n d u c t o r i sc o n n e c t e d b y t h e s u p p l y s y s t e m ( R E A b o r r o w e r )f ro m t h e s e c o n d ar y g r o un d t o t h e g r o u n d t e r m i n a lo f t h e m e t e r. T he c o n su m e r' s f o u r t h ( g r o u n d i n g )c o n d u c t or i s b on de d t o t h e m e t e r s o c k e t g r o u nd i n gt e r m i n a l a nd i s c o n t i n u ed as t h e i n t e r c o n n e c t i o nbe tween a l l g rounds on the consumer 's equ ipmen t.O n l y t w o f u s e s a r e p e r m i t t e d b y t h e NEC a t t h es e r v i c e e q ui pm e nt . No f u s e i s p e r m i t t e d i n t h eg ro u nd e d p ha se u n l e s s t h e f u s e i s u s ed f o r m o t o r -r u n n i ng o v e r c u r r e n t p r o t e c t i o n . I n t h es e i n -s t a l l a t i o n s , m o t or -r u nn i n g o v e r c u r r e n t p r o t e c t i o ni s g e n e r a l l y p r o v i d e d b y h ea t e r s ( o v e rl o a d s ) a tt h e m ot or o r m o to r c o n t r o l l e r .

NOTE: Remote - W he re m o t o r i s l o c a t e d m or e t h a na p p r o x i m a t e l y 1 5 t o 30 m e t e r s ( 5 0 t o 1 00f e e t ) f r o m t r a n s f o r m e r b a n k .

F i g u r e 4 a l s o i l l u s t r a t e s eq ui pm en t g ro u n di n g f o ra c o r n e r g ro u n de d d e l t a t r a n s f o r m e r c o n n e c t i o n .I n t h i s c as e, t h e p ow er s u p p l i e r f u r n i s h e s at h r e e - w i r e w i r e s e r v i c e t o t h e m e t er . T he c o n-s um er i s p e r m i t t e d b y t h e NEC t o u t i l i z e t heg r o u n d e d p h a s e c o n d u c t o r a s t h e i n t e r c o n n e c t i o nb et we en g r ou n ds u p t o t h e l o c a t i o n o f t h e s e r v i c eequipment . However, th e consumer sho uld be cau-t i o n e d t h a t t h e NEC r e q u i r e s a f o u r t h ( g r o u nd i n g )

*

PREFERRED 480VTHREE PHASE

S E C O N D A RY S E RV I C E

Grounded WyeUngrounded De l t aCorne r Grounded De l t aGrounded WyeCorne r g rounded De l t aC o r n e r g r o u n d e d D e l t a20HP Open Delta Ungrounded20HP+ Ungrounded DeltaC o r n e r g r o u n d e d D e l t aC o r n e r g r o u n d e d D e l t aC o r n e r g r o u n d e d D e l t aCorne r Grounded De l t aLess than 150KVA

condu c to r t o be bonded t o t he g rounded phase con-d u c t o r ah ea d ( s ou r c e s i d e ) o f t h e s e r v i c e d i s -c o nn ec t s w i t c h a n d t h a t t h i s f o u r t h ( g ro u n di n g )c o n d u c t o r mu s t be u s ed t o i n t e r c o n n e c t a l l g ro u nd son t h i s t hr ee -p h as e c i r c u i t . N o te t h a t n o f u s e i sp e r m i t t e d i n t h e g ro un de d p ha se a t t h e s e r v i c ee q ui pm e nt . M o t o r -r u n n i ng o v e r c u r r e n t p r o t e c t i o ni s p r o v i d ed a t t h e m ot or l o c a t io n .

I t i s i m po rt an t t o n o te t h a t n o t a l l a u t h o r i t ie sh a v i n g j u r i s d i c t i o n a g re e w i t h t h e p l ac e me n t o ff u se s a s e x p l a i n e d b y t h e REA B u l l e t i n 1 6 1 - 1 9 .T h i s i s one o f t h e c o n f u s i o n f a c t o r s o f c o r n e rg r ou n d ed d e l t a t r a n s f o r m e r c o n n e c t i o n s . T he NECdoes no t s t a t e a g rounded phase cond uc to r can beu s ed a s a n i n t e r c o n n e c t . A cty all;: t h i s i s i nd i r e c t c o n f l i c t w i t h NEC 250-21 : O b j e c t i o n a b l eC u r r e n t o v e r G r o u n d in g C o n d u c t o rs :

( A ) A r ra n g em e n t t o P r e v e n t O b j e c t i o n a b l eC u r r e nt . T he g r o u n d in g o f e l e c t r i c sy s te mc i r c u i t c o nd u c to r s , s u r g e a r r e s t o r s , a ndc o n d u c t i v e n o n - c u r r e n t - c a r r y i n g m a t e r i a l sa nd eq u ip m en t s h a l l b e i n s t a l l e d a n da r r a n ge d i n a m an ne r t h a t w i l l p r e v e n t a no b j e c t i o n a b l e f l o w o f c u r r e n t o v e r t h eg r o u n d in g c o n d u c t o r s o r g r o u n d i n g p a t h s .

A l t e r a t i o n s t o s t op o b j e c t i o n a b le c u r r e n t s .r e n t s . I f t h e u s e o f m u l t i p l e g ro u n di n gc o n ne c ti o n s r e s u l t s i n an o b j e c t i o n a b l ef l o w o f c u r r e n t , o ne o r m ore o f t h e f o l l o w -i n g a l t e r a t i o n s s h a l l b e made:

I ) D i s c o n t i n u e o n e o r m or e s u c h g ro u n d i n gc o n n e c t i o n s .

( 2 ) Change t h e l o c a t i o n s o f t h e g r o u n d i n gc o n n e c t i o n s .

( 3 ) I n t e r r u p t t h e c o n t i n u i t y o f t he con-d u c t o r o r c o n d u c t i v e p a t h i n t e r c o n -n e c t i n g t h e g r o u n d i n g c o n n e c t i o n s .

( 4 ) Tak e o t h e r s u i t a b l e r e m e d i al a c t i o ns a t i s f a c t o r y t o t h e a u t h o r i t y h a v in gj ur i d i i n. I

( B )

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Based on t h e NEC, i t i s c l e a r t h a t e x i st en c e o fp h as e c u r r e n t s o v e r g r o u n d i n g c o n d u c t o r s i s a co d ev i o l a t i o n a n d c o r r e c t i v e m ea su re s s h o u l d be t a k en .When p o we r co m pa n ie s a r e c o n f r o n t e d w i t h t h i s i n -c o n s i s t e n c y o f 4 80 v o l t c o r n e r g r o u n d in g , t h e o n l ye x p la n a ti o n i s t h e NEC 9 0 -2 s co pe . T he e l e c t r i cu t i l i t i e s i n s t a l l a t i o n s a r e n o t c ov ere d by t h e NEC.I f t h e e l e c t r i c s e r vi c e s u p pl i ed b y t h e u t i l i t yw i l l n o t p e r m i t t h e c u st om er t o c l e a r o b j e c t i o n -a b l e c u r r e n t s o v e r g ro u n d i n g c o n d u c t or s , t h e

u t i l i t y s h ou l d w or k w i t h t h e c us to me r t o a l l o wc o m p l i a n c e w i t h t h e NEC.

A b u i l d i n g r e c e i v i n g 4 8 0 -v o lt s e r v i c e i s 6 1 i m i t e dt o one l o c a t i o n o f s e r v i c e b y t h e N E C . Thee x i s t e nc e o f m u l t i p l e s e r v i c e l o c a t i o n s c a n com-p ou nd t h e p r ob l em o f c u r r e n t s f l o w i n g i n g ro u n ds .I n A p pe n di x # 1, a n o i l w e l l i s 1 0 00 f e e t f r o m a3 -25 KVA tran sf or me r bank which i s connec tedc o r n e r g r o u n d e d l i k e F i g u r e 4 o f R E A 161-19. Ane l e c t r i c kwh me te r i s 1 0 0 f e e t f ro m t h e o i l w e l l .Wi th a 40 HP m o t o r p o w e r i ng a ro d pump w i t h a max-imum norma l c u r re n t o f 50 amps, how much cu r r en tw i l l f l o w i n t h e g r ou n d w i r e f r om t h e m e t e r t o t h ew e l l c a s i n g ? T h i s a u e s t i o n d oe s n o t ha ve an e x a c ta ns we r b u t a r a ng e . S i n ce o i l w e l l c a s i n g s a r et h e b e s t g ro un ds i n t h e o i l f i e l d s , t h e y may beused as grounds.

Wi t h o n e s e r v i c e t o o ne w e l l , a 9- 1 /2 amp c u r r e n tw i l l f l o w i n t h e g r ou n d w i r e . T h i s may be o b j e c -t i o n a b l e g ro un d c u r r e nt . M u l t i p l e e l e c t r i cs e r v i c e s c a n a dd a d d i t i o n a l g r cu n d c u r r e n t s i n c ea l l g ro un ds a r e i n p a r a l l e l w i t h t h e g ro un de ds e r v i c e c o n d u c t o r. T he e x i s t e n c e o f c u r r e n t sf l o w i n g i n m e t a l p i p e s a nd w e l l s c an b e a h a z a rdt o o p e r a t i o n a l p e o p l e w o r k i n g wh er e h y d ro c a rb o n sm ay b e p r e s e n t . We h a ve e x p e r i e n c e d a g r o u n d w i r et o an o i l w e l l h a v i n g e no ug h c u r r e n t t o w e l di t s e l f b a c k t o t h e o i l w e l l when r em o va l wasa t t empted .

Why i s 480 Vo l t Corne r Grounded De l t a Used?

M e t e r i n g : Tw o e l e m e n t m e t e r s a r e l e s s e x p e n s i v et h a n t h r e e e le m e n t m e t e r s . T h r eee l e m e n t m e t e r s r e q u i r e m o re m a i n -t enance .

T r i p l e x w i r e i s l e s s e x pe ns i ve t h anq u a d w i r e .

p e n s i v e t h a n s e v e n t e r m i n a l .

S e r v i c e :

M e t e r B as e: F i v e t e r m i n a l m e te r b as e i s l e s s e x -

A d d i t i o n a l C o nc e rn s o f 4 80 V o l t C o r n e r G ro un de dSystems

D a ng e ro us s t e p a nd t o u c h p o t e n t i a l s c a n e x i s t .N o n -a u to m a ti c i s o l a t i o n a nd l o c a t i o n o f p h as et o g r o u nd s h o r t s .G ro un d c u r r e n t s o b j e c t i o n a l t o r e s i d e n t s l i v i n gi n t h e a r eaG ro un d p o t e n t i a l s h a ve b e en k n ow n t o c a u ses o l i d s t a te s ta r t e r s t o s t a r t i n th e o f fp o s i t o nL i g h t n i n g a r r e s t o r a p p l i c a t i o n may be u ns a-t i s f a c t o r y

- A C i n t e r f e r e n c e t o c o m m un i ca t io n e q u ip m e n t- H i g h e r d i e l e c t r i c s t r e s s o n t wo p ha se s- H i g h e r m a g n it u d es o f t r a n s i e n t o v e r v o l t a g e s

T he n o n- a ut o m at i c i s o l a t i o n a nd l o c a t i o n o f ap h as e t o g r o u n d s h o r t h as c a l i s ed many o p e r a t o r ' sp rob lems . One example i s t h e g rounded phases h o r t e d t o c a s e g r o u n d i n a m o t o r. S i n c e t h e o v e rc u r r e n t d i d n o t r e m o v e i t f r o m o p e r a t i o n , i t con-t i n u e d t o o p e ra t e. A p i p e o n t h e l e a s e b u rn e d

t h e m e t a l a r c u n d i t where i t p e n e t r a t e d a m e t a lb u i l d i n g . T h i s i s o b j e c t i o n a b l e g ro un d c u r r e n t .

CONCLUSION

A f t e r e v a l u a t i o n o f c o r n e r g ro un de d 480 v o l ts e r v i c e, t h e mo st s i g n i f i c a n t r ea s on f o r us e i s' l e s s e x p e ns e '. C o rn e r g ro u nd e d 4 80 v o l t s e r v i c emay n o t p r o v i d e s a f e w o r k i n g e n v ir o nm e n t i n a no i l f i e l d e n vi ro nm en t. I f corne r g rounded 480v o l t s e r v i c e i s t h e o n l y a v a i l a b l e 48C v o l t s e r-v i c e , i t i s a d v is a b le t o r e q u e s t s e r v i c e f r o m af o u r w i r e sy st em l i k e F i g u r e 3 i r : REP E u l l e t i n161-19 . Th i s w i l l r e d u c e t h e n o r ma l c u r r e n t sf l o w i n g i n gr ou n ds . Due t o o p e r a t i o n a l p ro b le m s,i t i s a d v i s a b l e t o c o n s i d e r o t h e r t y p es o f 4 80v o l t d e l t a g r o u n d i c g o r s o l i c ' l y g r o u n d e d w y ee l e c t r i c s e rv i c e.

Pe fe rences

1. N a t i o n a l F i r e P r o t e c t i o n A s s o c ia t i o n , N a t i o na lE l e c t r i c a l C o d e H a n d b o o k , N F PA 70, 1t i o n , 1 C O - A D e f i n i t i o n s , P 26, V c l t a g e tc?Ground: P . 26. Vo l t ac e Nomina l : P . 25. Vo l t a s eo f s C i r c u i t ; '70 - 1


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WIRING DIAGRAM

J a n 1 1962

I II

[ I 11

G 3 1 I-

SECTION X - X

Note

F o r m e t e r i n g o s i e m b l y r e f e r t od r a w i n g MB-12

* S p e c i f y t h e s e i t e m s to b e f u r n i s h e dby the m o n u f o c f u r e r

Not es :

I Al l t o n k i t o b e g r ou n d ed2. Secondory neu t ra l s sh o l l be

d i s c o n n e c t e d f r o m t o n k s a n dnot g r o u n d e d

3. G r o u n d e d s e c on d o r y p h o s e w i r e

m u s t b o i d o n t i f i e d t h r o u g h o u tc i r c u i t r u n .4 F o r t r a n s f o r m e r s 3 7 1/2 K VA o n d

l o r g e r u s e 1 1 0 c l u s t e r b r o c k e t so n d d i m e n s i o n o s s h o w n o n G 3 I O

- 100


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-I .

LIGHTNING r -A R R E S T E R T( I F U S E D ) I

II

RIIL

GROUNDEDCONDUCTOR-CONSUMERSEQUIPMENTGROUNDINGCONDUCTOR r -LIGHTNING IA R R E S T E R V(IF USED) I

II

NOTE : IThe minded phose conductor In e e g n o t bo t ho o ne on l o f t Iterrniiinl o f d l r c o n n r c t r .A n y ono o f t h o p h a r rc o n d u o t o r r m a y bog r o u n d r d b u t i t m u r t b o IIDENTIFIEd'in r o m o Imanno r. I

IL -

W M P

CONNECTIONS

SERVICE ENTRANCEDISCONNECT-- RECOMMENDED

- -FEEDERS TO PUMP EL,

MAY BE UNDERGROUNDc AY BE ANY LENGTH,

/PUMP CONTROL PANEL

II

UNDERGROUND FEEDERSTO CENTER PIVOT PANEL,

/M AY BE ANY LENGTH

CONTROL PANEL

I

' MOTOR

LIGHTNINGARRESTER(IF USED)

FIGURE -RECOMMENDED EQUIPMENT AND GROUNDING FOR A GROU NDED, DELTA-CONMCTED SECONDARY.

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CORNER GROUNDED DELTATRANSFORMER SECONDARY

CONNECTIONS

/- METERING EQUIPMENT- ,BONDING JUMPERAHEAD OF FIRSTDISCONNECT

LIGHTNINGARRESTERIF USED) I

III

GROUNDED L -CONDUCTOR-

CONSUMERSEQUIPMENTGROUNDING-ONDUCTORLIGHTNING i--ARRESTER

I F USED)I

IIIIIIIIIIL -

FIGURE 4

PUMP

SERVICE ENTRANCE-- RECOMMENDED

PUMP CONTROL PANEL

1r

- I-.

D J

CENTER PIVOT

UNDERGROUND FEEDERS

I/ CONTROL PANEL

LlOHTNlNQARRESTER(IF USED) I

L J

RECOMMENDED EQUIPMENT AND GROUNDINGOF 3-PH ASE ,3-W lRE SERVICE WHENOF THE PHASE CONDUCTORS IS GROUNDED.

ONE

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A P P E N D I X 1

Example 1

T r a ns f or m e r s t a t i o n c o n ne ct e d a t f i g u r e 4 o f REA B u l l e t i n 161-19. A 40 I i P motor hasa p e a k c u r r e n t o f 50 amps and se rved wi th 2 t r i p l e x AL s e r v i c e t o t h e m e t er .m u c h c u r r e n t w i l l f l o w i n t h e g r o u n d b et w ee n t h e p o we r me t e r a nd t h e e l e c t r i c m o t o r ?

How

C o n s i d e r in g r e a c t i o n on AC c i r c u i t s 7 as w e l l a s t h e r e s i s ta n c e o f t h e w i r e t h ee q u i v a le n t r e s i s t a n c e a t 80% l a g g i n g p ow er f a c t o r c a n b e r ed u c e d t o :

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There w i l l b e n o e x a c t a n s w er b u t a n o r d e r o f m a g n i t u d e d e p e n d i n g o n r e s i s t a n c et o g r o u n d .t h e c u r r e n t p a t h w i l l b e i n t h e c o n d u c t o r a n d g ro u n d .

Rser = R e s is t an c e o f s e r v i c eR t r = E f f e c t i v e t r z n s f o r m e r r e s i s t a n c e t o g r ou n dRrodRgrwRwel l = R e s is t an c e o f w e l l t o g r ou n d

S in c e t h e e a r t h g ro u nd i s p a r a l l e l w i t h t h e s e r v i c e g ro un de d c o nd u c to r ,

= E f f e c t i v e s e r v i c e g r ou n d r o d t o r e s i s t a n c e t o g ro u nd= R e s i s ta n c e o f g ro u nd w i r e

I n t h i s e xa mp le 9-1/2 amps a r e f l o w i n g i n t h e g r ou n d w i r e b e tw ee n t h e e l e c t r i cm e t er a nd o i l w e l l . T he l o w e r t h e e f f e c t i v e s ys te m n e u t r a l g r o u n d i n g o f t h et r a n s f o r m e r s t a t i o n , t h e m or e c u r r e n t w i l l f l o w i n t h e g ro u nd c o n d uc t o r.

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