Power Factor Totale - PF totale da due linee derivate

[Mamic]

Salve a tutti.

Sto realizzando un'applicazione di monitoraggio dell'energia elettrica da un mio cliente.

Ho montato due strumenti di monitoraggio che via Ethernet mi forniscono le misure istantanee e il valore dei contatori dell'energia.

I due strumenti sono montati a valle di 2 powercenter.

ogni power center è in uscita a un trafo di 2500KVA (10KV/400V)

ogni strumento mi fornisce:

-Potenza Attiva (KW) totale e per fase

-Potenza Apparente (KVA) totale e per fase

-Potenza Reattiva (KVar) totale e per fase.

-PowerFactor (PF%) totale e per fase.

Per conoscere il PF Totale dei due Power Center , quindi quello a monte dei due trasformatori in media tensione cosa devo fare?

Per il momento ho fatto : (potenze attive totali /potenze apparenti totali) però mi rimane il problema di discriminare il segno nel caso in cui su un power center sono induttivo e su un altro sono capacitivo.

Non essendo molto ferrato in Elettrotecnica chiedo a voi un aiuto.

Grazie in Anticipo.

Saluti.

[pedroy]

Devi installare un terzo strumento che legge tramite un sommatore la corrente da ogni trafo tramite TA (ne basta 1).

Analiticamente penso sia un po difficilotto viste le variabili. Poi guardati bene gli strumenti poichè molti multimetri digitali risalgono a rsultati tramite interpolazioni o addirittura tramite algoritmi. (basta guardare le istruzioni tecniche).

Ciao

[Mamic]

ciao,

I due strumenti mi forniscono anche le correnti per ogni trasformatore lato (BT).

Però non ho capito cosa fare ?

[pedroy]

Penso che per una misura accurata devi installare un TA sommatore (un trasformatore sommatore 5+5) che sommi le correnti di due dei trasformatori amperometrici installati su rispettivi TA (possibilmente dalla stessa fase). A quel punto puoi collegare un unico strumento di misura che ti legge la corrente sommata.

[Mamic]

Forse non mi sono spiegato bene.

Da ogni strumento leggo tutti i valori di :

- Tensione per fase , Concatenata e stellata

- Ampere per fase

- Potenza attiva reattiva e apparente , per fase e totale sulle 3 fasi

- Power Factor per fase e totale sulle 3 fasi.

Ho anche gli angoli delle tensioni e delle correnti.

In effetti posseggo già tutti i valori di corrente, tensione e potenza e ovviamente posso sommarli per calcolare le correnti totali e le potenze totali, Quindi non capisco a cosa mi serva questo TA sommatore.

Tutti questi dati vengono forniti via ethernet a un pc che con un software sviluppato da me visualizza e analizza tutti questi dati.

Ora il mio problema è quello di sapere come faccio a calcolare il PF totale (Power Factor totale dei due Powercenter) dai dati che posseggo.

Grazie.

[mastronino]

Mamic, il T.A. sommatore di cui parla Pedroy non è altro un trasformatore amperometrico che si usa p.es. in caso di linee in parallelo. Invece di avere il "foro" per il passaggio del conduttore da cui rilevare la corrente, ha tre coppie di morsetti, due di ingresso (5+5 A) ed una di uscita (5A) e somma le correnti rilevate dagli altri due TA ai quali viene collegato (uno per sbarra/trasformatore). A questo TA sommatore puoi collegare un amperometro o un cosfimetro. Ciao.

[pedroy]

Il PF Totale lo puoi rilevare in due modi:

1) Analiticamente: calcolando o disegnando il vettore di ogni corrente e sovrapponendola con il vettore delle correnti dell'altro trasformatore. Facendo risultare un terzo vettore che è la somma vettoriale delle correnti dei due trasformatori il quale ha una verso ed una angolo diverso da quelli originali. L'angolo di sfasamento risultante quindi sarà quello del nuovo pf.

Questa ipotesi però essendo analitica è un dato relativo ai valori presi in considerazione nel dato istante. Voglio dire che se hai intenzione di utilizzare i dati per rifasare l'impianto dovresti prendere in considerazione più dati, quelli cioè che reputi possano essere più significativi e ripetere i calcoli che ti ho citato per ognuno dei valori.

2) Metodo più semplice utilizzi un TA sommatore che ti somma il valore delle correnti dei 2 trasformatori e te li riporta su uno strumento (va bene anche uno dei due che gia hai utilizzato per fare un prova ad esempio) che ti darà in maniera grafica il valore istantaneo del rislutante cosfi.

[Mamic]

Grazie Gianluca e Grazie Mastronino per le vostre risposte.

Adesso ho capito cosa è un TA sommatore.

Proverò a prendere in esame la soluzione 1 suggerita da Gianluca in quanto non ho la possibilità di installare il TA sommatore e un Cosfimetro.

Ciao.

[magoxax]

buon pomeriggio a tutti.

Mi viene in mente anche un altro metodo forse più semplice, ma avrei bisogno di conferme elettrotecniche (sono 20 anni che non mi applico )

Dal momento che hai a disposizione le potenze attive e reattive potresti operare così:

1) Sommi le due potenze reattive Qtot=Q1+Q2

2) Sommi le due potenze attive Ptot=P1+P2

3) Dividi QeP e ottieni: Tangente(phi)=Qtot/Ptot

4) Con la formula inversa ottieni l' angolo: phi=arctang(phi)

5) Fai il cos(phi) e ottieni il fattore di potenza totale

Se hai a disposizione un foglio di calcolo tipo Excel la cosa non dovrebbe essere difficile

In attesa di bacchettate sulle mani se ho sbagliato qualcosa

Saluti magoxax

[mastronino]

Magoxax, mi pare che tu non sbagli nulla (caso mai dividiamo le bacchettate) ma il ns amico ha bisogno di un parametro unico, già determinato da inviare, credo, ad un altro apparecchio. Vero Mamic? Ciao

[elpiier]

Ciao a tutti

Stavo facendo un ragionamento simile a Magoxax pero' credo che le potenze reattive le sommerei solo se hanno lo stesso segno altrimenti

vanno sottratte.

cosfi= P1 + P2/A1 + A2 come scriveva Mamic se Q è dello stesso segno

se le Q hanno segno opposto la potenza apparente totale va determinata con

A tot= radice quadrata di (P tot al quadrato +(Q maggiore-Qminore)al quadrato

mi associo sul discorso bacchettate

Saluti Pieraldo

[magoxax]

Per elpiier

credo che le potenze reattive le sommerei solo se hanno lo stesso segno altrimenti

vanno sottratte.

Non facciamo confusione dobbiamo sommare matematicamente le potenze

Ad esempio se Q1=20 e Q2=-5 la somma matematica è 20 + (-5) = 15

Il segno - è indicativo di correte capacitiva, il segno + è indicativo di correte induttiva.

Stesso discorso per la potenza attiva

Ad esempio se P1=20 e P2=-5 la somma matematica è 20 + (-5) = 15

Il segno - è indicativo di correte generata, il segno + è indicativo di correte assorbita.

Inoltre stai facendo (quasi) lo stesso errore di valutazione di mamic

cosfi= (Q1 + Q2)/(A1 + A2)

Non si possono sommare matematicamente le potenze apparenti (in quanto sfasate diversamente), ma bisogna scomporle nelle rispettive componenti attiva e reattiva.

Modificato: 5 settembre 2008 da magoxax

[elpiier]

Scusami Magoxax

fammi capire,il discorso della somma matematica ok va bene, ma non capisco perchè non vale la regola

cosfi=P1+P2/A1+A2 se le potenze apparenti sono determinate da potenze reattive dello stesso segno.

La potenza apparente non tiene conto dello sfasamento A= V * I *1,73

In attesa di bacchettate rinnovo i saluti

Pieraldo

[magoxax]

Per elpiier

Vedo che fai un po' di confusione quindi cerco di spiegare più nel dettaglio e fugare ogni dubbio

Prima cosa mi raccomando le parentesi, sono importanti

P1+P2/A1+A2 è ben diverso da (P1+P2)/(A1+A2)

seconda cosa le sigle

La potenza apperente si indica con "S" e non con "A"

Per quanto riguarda i dubbi sulla somma delle potenze apparenti ti sei quasi risposto da solo:

La potenza apparente non tiene conto dello sfasamento A= V * I *1,73

Dal momento che la potenza apparente non tiene conto dello sfasamento (anche dalla formula si nota che il valore della potenza apparente è sempre positivo) non puoi sommarla matematicamente ad altre potenze apparenti per ottenere il totale in quanto difficilmente le potenze apparenti risulteranno essere tutte in fase.

Ti ricordo che possiamo semplificare i calcoli parlando di somme matematiche solo perchè consideriamo vettori con la stessa fase (somma delle potenze attive e somma delle potenze reattive).

Con un esempio numerico forse sono più chiaro:

Supponi di avere 4 linee con queste caratteristiche

linea A P1=-5 kW Q1=-12 kVAr S1=13 kVA (generatore)

linea B P2=7 kW Q2=24 kVAr S2=25 kVA (carico induttivo)

linea C P3=5 kW Q3= 0 kVAr S3=5kVA (Resistenza)

linea D P4=0 kW Q4=-5 kVAr S4=5kVA (Condensatore)

Se visualizzi mentalmente (e dico mentalmente perchè non riesco a postare disegni decenti) i vettori delle potenze apparenti, noti che sono totalmente differenti e dovrebbe anche essere evidente che sommare matematicamente le potenze apparenti di un utilizzatore e di un generatore non ha molto senso.

Per trovare la Stot applichiamo Pitagora S^2=(-5+7+5+0)^2+(-12+24+0-5)^2 da cui S=18,38 che non è certo S1+S2+S3+S4=48

Saluti magoxax

[Mario Maggi]

Mamic,

Sto realizzando un'applicazione di monitoraggio dell'energia elettrica da un mio cliente ...... due trafo da 2500 kVA.

e' sensato non prevedere alcun monitoraggio della qualita' dell'energia? Io dico di no.

Su 5000 kVA c'e' la possibilita' di risparmiare energia, se si conosce la qualita' dell'energia prelevata.

Riguardo al PF (Power Factor) dovrai discriminare:

- DPF = Displacement Power Factor

- TPF = True Power Factor (quello vero)

Con uno strumento grezzo misuri solo il DPF, che non e' il vero fattore di potenza.

Dici che non sei molto ferrato in elettrotecnica, ma il tuo cliente lo sa? Fatti aiutare da un professionista, farai risparmiare al cliente dei costi energetici ed eviterai eventuali penali per misure poco attendibili, e farai piu' bella figura.

Ciao

Mario

Modificato: 6 settembre 2008 da Mario Maggi

[elpiier]

Per Magoxax

Risponderti di aver capito dovrei barare ma non voglio neanche infastidire o annoiare

L'esempio che porti non riesco a trovarlo risolutivo in quanto io srivevo che:

A1 e A2 si possono sommare se sono derivate da potenze reattive (Q)dello stesso segno, per stare al tuo esempio

la linea B e la linea C nel caso:cosfi tot.=P tot. /A tot = 12 / 30= 0,4 che deriva dall'unione di

P2 / A2 dove cosfi= 0,28 e P3 / A3 dove cosfi= 1 e cio' mi sembra plausibile .

Considerando per intero il tuo esempio siamo in presenza di potenze attive e reattive di di segno opposto quindi nel caso scivevo di adottare

la formula :cosfi tot = Ptot / Atot dove Atot derivava dalla formula :radice quadrata di(P tot al quadrato +(Qmagg - Q min) al quadrato

omettendo di pensare che anche P tot potesse avere segno negativo . passo al tuo esempio

cosfi tot= Ptot /Atot dove Ptot= 7 Atot=radice di(P tot^2+ Q tot^2) = 9,8 (nel tuo es.ti da 18,38) quindi cosfi tot dell'esempio= 0,71

Se sbaglio il calcolo perche' confondo qualcosa adesso mi sarebbe piu' facile accorgemene ,un dato diverso ne sarebbe la prova.

PS ho mantenuto A come simbolo di potenza apparente per congruita' allo scitto precedente.

Saluti Pieraldo

[magoxax]

Ciao elpiier

Risponderti di aver capito dovrei barare ma non voglio neanche infastidire o annoiare

Non pensarci nemmeno, siamo tutti qui per cercare di imparare e capire meglio

io srivevo che: A1 e A2 si possono sommare se sono derivate da potenze reattive (Q)dello stesso segno

Purtroppo l' errore che fai è proprio quello di sommare le potenze apparenti e siccome non sono un professore di matematica non riesco a spiegarmi bene.

Per evitare di andare troppo Off Topic (ed essere bacchettati sulle mani a ragion veduta) ti consiglio di aprire un post nella sezione matematica generale del forum verde qui

Vedrai che trovi qualcuno in grado di risponderti.

Saluti magoxax

[Mamic]

Buongiorno a Tutti,

Grazie per le vostre risposte.

e' sensato non prevedere alcun monitoraggio della qualita' dell'energia? Io dico di no.

Su 5000 kVA c'e' la possibilita' di risparmiare energia, se si conosce la qualita' dell'energia prelevata.

Mario ,

non mi sembra di aver detto che non ci sia alcun monitoraggio della qualità dell'energia o di non volerlo realizzare.

Se ti fai domande e risposte da solo.....

Dici che non sei molto ferrato in elettrotecnica, ma il tuo cliente lo sa? Fatti aiutare da un professionista, farai risparmiare al cliente dei costi energetici ed eviterai eventuali penali per misure poco attendibili, e farai piu' bella figura.

Il Sistema che stiamo mettendo in funzione non deve controllare i banchi di rifasamento, già esiste un sistema di controllo del genere ed' è indipendente.

In dettaglio la mia applicazione è ancora in fase di test, il cliente non ha commissionato questo lavoro, siamo noi che inizialmente lo stiamo utilizzando come un laboratorio e se anche lui ne avrà dei benefici e vorrà acquistarlo allora saremo lieti di venderglielo.

Per Quanto riaguarda il monitoraggio della qualità della rete il progetto in questione prevede l'installazione a monte (Lato MT) di uno strumento capace di fornire oltre ai valori di energia già mensionati nei post precedenti , anche le seguenti misure:

Analisi delle armoniche:

- in corrente e in tensione fino alla 63° armonica

- K-Factor

- Crest factor

- Cattura di 8 Waveform in caso di anomalie sulla rete.

- Cattura dei transitori.

questo strumento non è stato ancora montato perchè stiamo concordando con il cliente un fermo dell'impianto.

Grazie comunque per i tuoi consigli.

Ciao.

[cupolone]

Mamic le potenze apparenti sono dei fasori pertanto le puoi sommare solo vettorialmente ed in un solo caso algebricamente quando lo sfasamento tra tensione e corrente è uguale.

Infatti A=P+jQ dove j è l'unità immaginaria.

Una domanda, forse mi è sfuggito qualcosa, perchè non fai la misura direttamente sul punto di consegna di fornitura?

Ciao

[Mamic]

ciao Cupolone,

Grazie per la tua risposta.

in futuro dovrà essere montato uno strumento sul punto di consegna (lato MT) come ho scritto nel post precedente.

Però fino ad allora per sapere il PF totale posso solo operare matematicamente.

ecco perchè ho messo questo post.

Ciao.

[cupolone]

Ah ok.