Impianti di rifasamento (Scheda)

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Giulietta Cappelli
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1 RIFASAMENTO Principali norme di riferimento: Norma CEI 64-8 "Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua"; Norma CEI 33-8, 33-9, 33-10, 33-11, 33-13, 33-15, 33-18, Condensatori statici di rifasamento Norma CEI Reti industriali in corrente alternata affette da armoniche - Applicazione di filtri e di condensatori statici di rifasamento Principali disposizioni legislative: Legge 46/90 "Norme per la sicurezza degli impianti"; DPR 6 dicembre 1991 n. 447 Regolamento di attuazione della Legge 5 marzo 1990 n. 46, in materia di sicurezza degli impianti Legge 01/03/68 n. 186 Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni ed impianti elettrici ed elettronici Generalità Il prodotto tra la corrente assorbita dagli utilizzatori per la tensione applicata si chiama potenza apparente (S) ed è in base a questa potenza che gli impianti elettrici devono essere dimensionati. La potenza che assorbe l apparecchio e che è in grado di fornire all esterno sotto forma di lavoro o di calore è normalmente minore della potenza apparente e si chiama potenza attiva (P). Il rapporto tra la potenza attiva e quella apparente è il fattore di potenza cosfi, variabile da 0 a 1, ossia lo sfasamento esistente tra la corrente e la tensione. Il cosfi è uguale ad 1 quando la potenza apparente corrisponde alla potenza attiva, è minore di uno quando la potenza apparente è costituita in parte da potenza reattiva e in parte da potenza attiva. La maggior parte degli utilizzatori presenta un basso fattore di potenza e richiede dalla linea più potenza apparente e quindi più corrente di quanta ne richiederebbe con un cosfi maggiore.

2 Gli Enti fornitori di energia elettrica applicano sovrapprezzi al costo dell energia elettrica quando il valore del cosfi è troppo basso. Nelle utenze diverse dalle abitazioni vigono le seguenti prescrizioni: Il fattore di potenza istantaneo e quello medio mensile non devono essere inferiori a 0,9 pena il pagamento dell ulteriore energia reattiva assorbita; Se il fattore di potenza medio mensile scende al di sotto dello 0,7 l impianto deve essere modificato per riportare il cosfi ad almeno 0,7; L impianto dell utente non deve mai erogare energia reattiva verso la rete di distribuzione Determinazione del fattore di potenza medio Un impianto di rifasamento deve quasi sempre essere progettato ad impianto in esercizio perché risulta alquanto problematico il calcolo della potenza rifasante quando non sono ancora ben definiti i carichi e le modalità di funzionamento. Il fattore di potenza medio può essere ricavato mediante: Fatture dell Ente distributore o letture dei contatori - è dato dal rapporto tra i consumi di energia attiva e la radice quadrata della somma dei quadrati dei consumi di energia attiva e di energia reattiva.

Misure il fattore di potenza può essere rilevato con apposite misure sia nei sistemi trifasi sia monofasi: Nei sistemi monofasi tramite un wattmetro, un voltmetro e un amperometro.

3 Misure il fattore di potenza può essere rilevato con apposite misure sia nei sistemi trifasi sia monofasi: Nei sistemi monofasi tramite un wattmetro, un voltmetro e un amperometro. Il cosfi è dato dal rapporto fra la potenza attiva e il prodotto della tensione per la corrente. Nei sistemi trifasi sono necessari due wattmetri con un inserzione Aron. Dalle letture dei wattmetri si ricava ricavano la potenza reattiva e attiva, dal rapporto delle quali è possibile determinare la tangente di fi (tgfi=q/p) e risalire quindi al cosfi che ci interessa. Nei sistemi trifasi e monofasi mediante analizzatori di rete che forniscono con continuità i valori di tutte le grandezze in gioco.. Calcolo della potenza rifasante Noti i valori del cosfi di partenza e del cosfi di arrivo, e quindi i rispettivi valori di tanfi, è possibile calcolare la potenza reattiva Q C occorrente per il rifasamento.

4 Tipi di rifasamento: Distribuito - Consiste nel rifasare localmente ciascun carico con una batteria di condensatori dedicata (è il metodo utilizzato dai costruttori per rifasare le lampade fluorescenti). Dal punto di vista funzionale è la soluzione migliore in quanto permette non solo di ridurre la potenza reattiva richiesta alla rete di alimentazione ma anche di migliorare lo sfruttamento dell impianto, riducendone le correnti e conseguentemente anche le perdite e le cadute di tensione. E una soluzione piuttosto costosa e risulta solitamente conveniente solo per grossi carichi concentrati e quando l utilizzatore funziona a cosfi costante. Non permette di sfruttare i bassi coefficienti di contemporaneità (la potenza reattiva installata è superiore a quella effettivamente impegnata in ogni istante) Per gruppi Quando è possibile suddividere l'impianto in gruppi di utilizzatori con caratteristiche di funzionamento omogenee può risultare conveniente rifasare un gruppo di utilizzatori con un'unica batteria di condensatori. Questo metodo presenta alcuni svantaggi: se il comando è unico (solitamente condensatori più utilizzatori inseriti contemporaneamente) si possono avere problemi con le correnti di picco all inserzione, se ogni utilizzatore (è la situazione più frequente) ha un comando diverso occorre verificare che non si presentino situazioni di iperrifasamento quando funzionano solo alcuni utilizzatori o di ipo-rifasamento quando ne funzionano molti; non c'è miglior sfruttamento dei cavi per tutta la rete a valle del punto di collegamento del condensatore. Centralizzato E il metodo in assoluto più economico e consiste nell installare una o più batterie di condensatori a monte di tutto l impianto. Può essere considerato l opposto del rifasamento distribuito in quanto non determina uno sfruttamento ottimale dell impianto. E senz altro il sistema migliore se installato in impianti in cui si ha un assorbimento pressoché costante di potenza reattiva. Per migliorare il funzionamento si utilizzano degli inseritori automatici pilotati da un relè fasometrico. La batteria di condensatori è suddivisa in gruppi da inserire a gradini tramite contattori. I circuiti che si trovano a valle della batteria di condensatori non possono ovviamente giovarsi della vantaggi del rifasamento e quindi non si può sfruttare al meglio il rame dei conduttori.

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