Αντιστάθμιση ισχύος και εξοικονόμηση ενέργειας -μειωμένες απώλειες στον αγωγό εισόδου

[tzouliano]

Γεια σας , είναι η πρώτη φορά που γράφω στο φόρουμ για αυτό να με συγχωρείτε προκαταβολικά για τυχόν λάθη και παραλήψεις.

 

Το πρόβλημα που αντιμετωπίζω είναι το εξής : σε βιοτεχνική εγκατάσταση με παροχή Nr.6 (135kVA) και τιμολόγιο Γ22 έχουμε τα παρακάτω στοιχεία από το λογαριασμό της ΔΕΗ σε περίοδο 31 ημερών

 

κατανάλωση ενέργειας 13500 kWhr , συντελεστής ισχύος cosf=0,82

 

πόση θα είναι η εξοικονόμηση ενέργειας με την βελτίωση του συντελεστή ισχύος στο 0,97 από την μείωση των θερμικών απωλειών στο καλώδιο μετρητή - γενικού πίνακα ( μήκος καλωδίου περίπου 30 μέτρα ) ?

 

Η βιοτεχνία διαθέτει πολλά ψυγεία , θαλάμους ψύξης και συντήρησης.

 

Έχω κάνει τους υπολογισμούς μου άλλα η τιμή των 870 kWhr μου φαίνεται λίγο παράλογη !

[GeorgeS]

Τι διατομή καλωδίου έχεις ? 120άρι ?

 

Αν κατάλαβα καλά σε ενδιαφέρουν οι απώλειες του καλωδίου πριν και μετά την ενδεχόμενη αντιστάθμιση ?!

[tzouliano]

Τι διατομή καλωδίου έχεις ? 120άρι ?

 

Αν κατάλαβα καλά σε ενδιαφέρουν οι απώλειες του καλωδίου πριν και μετά την ενδεχόμενη αντιστάθμιση ?!

 

Όντως η διατομή του καλωδίου είναι 3x120 mm2 !

Και κυρίως με ενδιαφέρει να υπολογίσω τις kWhr που θα εξοικονομήσω !

[GeorgeS]

Φίλε μου για να υπολογίσεις την ενέργεια που καταναλώνεται πάνω στο καλώδιο πρέπει να γνωρίζεις πόσες ώρες αυτό μεταφέρει ισχύ με συγκεκριμένο ρεύμα, πράγμα πρακτικά αδύνατο. Ας τα πάρουμε όμως απο την αρχή.

 

Η ενέργεια που καταναλώνεται πάνω στο καλώδιο έχει να κάνει με την αντίσταση αυτού.

Ο τύπος που μας δίνει την αντίσταση καλωδίου είναι :

 

Rκαλωδίου = ρ*2*L / S

 

όπου ρ η ειδική αντίσταση χαλκού (0.017 Ω mm2/m)

L = μήκος καλωδίου

S = διατομή αυτού

Το 2 το βάζουμε όταν έχουμε μονοφασικό φορτίο. Αν έχουμε τριφασικό παραλείπεται καθότι λόγω θεωρητικής συμμετρίας το διανυσματικό άθροισμα των ρευμάτων επί τριφασικής γραμμής είναι "0" στον ουδέτερο (άρα το μήκος ουδετέρου δεν προσμετράται εν αντιθέσει με το μονοφασικό φορτίο).

 

Πάμε παρακάτω.

 

Βρήκαμε την αντίσταση καλωδίου. Από τον νόμο του Οhm γνωρίζουμε ότι η ισχύς δίδεται από τον τύπο P = V*I*cosφ

 

Tι όμως θα πάρουμε ως τάση V και τι ως ρεύμα I ? Ως ρεύμα Ι θα πάρουμε το ρεύμα που ζητά το φορτίο μας διότι αυτό ρέει από τον αγωγό. Ως τάση V θα πάρουμε την πτώση τάσης που δημιουργείται εξαιτίας της ωμικής αντίστασης του καλωδίου. Το ρεύμα Ι θα είναι στην πρώτη περίπτωση

 

I = P/(V*cos(0.82) και στη δεύτερη I' = P/(V*cos(0.97))

 

Άρα η ισχύς που "καταναλώνεται" στιγμιαία στο καλώδιο είναι

 

Pκαλωδίου = V' * I , όπου V' η πτώση τάσης σε Volt.

 

Ομως V' = I * R καλωδίου.

 

Άρα Pκαλωδίου = Ι^2*R (όπου Ι ονομαστικό ρεύμα φορτίου oπως παραπάνω)

 

Ενέργεια που καταναλώνεται επί καλωδίου :

 

Εκαλωδίου = Pκαλωδίου * hours = I^2 * R* hours

 

Αντιλαμβάνεσαι ότι είναι πολύ δύσκολο να γνωρίζεις την ένταση του ρεύματος συνεχώς και τις ώρες λειτουργίας επίσης. (όλα τα παραπάνω τα μεταφέρεις και στο 3φασικό σύστημα)

 

Μπορείς όμως να πεις το εξής.

 

Pαπ = I^2 * R (0.82)

Pαπ' = Ι'^2 * R (0.97)

 

Pαπ/Pαπ' = I^2 / I'^2 = 0.97/0.82 => Pαπ' = 0.84 Pαπ

 

Άρα οι απώλειες του καλωδίου σου στη μια περίπτωση (cosφ 0.97) θα είναι 16% μικρότερες από ότι με cosφ 0.82. Μπορεί να βγει και αμέσως, το έκανα κάπως αναλυτικά και δεν ξέρω μπας και έκανα και κανά λάθος πουθενά (το λύνω επί τόπου τώρα που γράφω στο forum). Αυτή η μείωση οφείλεται αποκλειστικά στο μειωμένο ρεύμα γραμμής και ως εκ τούτου αυτή θα είναι και η μείωση στη συνολική κατανάλωση.

 

Αν έκανα κανά λάθος διορθώστε με.

[tzouliano]

Φίλε σε ευχαριστώ για την απάντηση σου ...

εγώ πάντως ακολούθησα μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση !

 

Αν θεωρήσουμε 31 ημέρες λειτουργίας με μετρημένες 13500 kWhr έχουμε μια μέση ημερήσια κατανάλωση 435,5 kWhr οπότε μια μέση ζήτηση ισχύος θα είναι 18,5 kW.

 

Συνεχίζοντας P=sqrt(3)*V*I*cosφ => Ι = 32 Α για cosφ= 0,82

Αντίστοιχα για cosφ= 0,97 => Ι'= 27Α

 

Επίσης για αγωγό 120 μμ2 και L=30 m R= 0,017*30/120 = 0,0042 Ωhm.

 

Συνεπώς απώλειες στον αγωγό πριν την διόρθωση P=3*R*I*I = 13 kW

απώλειες στον αγωγό μετά την διόρθωση P=3*R*I'*I '= 9,3 kW

 

Άρα σε συνεχή λειτουργία 24 ωρών για 31 ημέρες εξοικονομούμε

(13 - 9,3)*24*31=2770 kWhr !

 

Έχω δει τους παραπάνω υπολογισμούς σε ένα βιβλίο ! Η ποσότητα της ενέργειας μου φάνηκε υπερβολική γι' αυτό θέτω και το ερώτημα !

[GeorgeS]

Η προσέγγισή σου είναι πολύ σωστή ως προς τους τύπους και δίνει ακριβώς τα ίδια αποτελέσματα (αν πάρουμε όλα τα δεκαδικά) με τη δική μου.

 

Είναι το ίδιο πράγμα στην ουσία. Αυτό που δεν είμαι σίγουρος είναι η αρχική παραδοχή που κάνεις με την ενέργεια και την ισχύ. Το 0.82 που έδωσε η ΔΕΗ είναι μια μέση τιμή του cosφ ? ή η χαμηλότερη που κατέγραψε ? δεν τα θυμάμαι καλά αυτά.

[tzouliano]

Η προσέγγισή σου είναι πολύ σωστή ως προς τους τύπους και δίνει ακριβώς τα ίδια αποτελέσματα (αν πάρουμε όλα τα δεκαδικά) με τη δική μου.

 

Είναι το ίδιο πράγμα στην ουσία. Αυτό που δεν είμαι σίγουρος είναι η αρχική παραδοχή που κάνεις με την ενέργεια και την ισχύ. Το 0.82 που έδωσε η ΔΕΗ είναι μια μέση τιμή του cosφ ? ή η χαμηλότερη που κατέγραψε ? δεν τα θυμάμαι καλά αυτά.

 

Είναι η μέση τιμή που αναγράφεται στο λογαριασμό της ΔΕΗ !

[CostasV]

Προς tzouliano: Για μέση ζήτηση 18,5 kW, εξοικονόμηση (13-9,3=) 3,7 kW, είναι υπερβολικό. Δεν πρόλαβα να ελέξγω όλες τις πράξεις, αλλά δεν στέκει.

[nvel]

προφανώς ένα καλώδιο που τροφοδοτεί φορτίο 18,5kW δεν είναι δυνατόν να έχει απώλειες 13-9,3kw, μήπως να το διαιρέσουμε δια 1000;

[tzouliano]

Κώστα συμφωνώ μαζί σου και μένα μου φάνηκε παράλογο το αποτέλεσμα ! Αλλά έχει παρόμοιο παράδειγμα στο βιβλίο " Κτιριακές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις " του Κιμουλάκη !