RIFASAMENTO INDUSTRIALE BT

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1 RIFASAMENTO INDUSTRIALE BT GUIDA ALLA SCELTA 2012 Con condensatori in polipropilene metallizzato ad alto gradiente Con condensatori in carta bimetallizzata CERT. N.9170 ICAR UNI EN (ISO 9001)

2 Perché è conveniente porre attenzione al rifasamento dell impianto elettrico? Perché l Autorità per l Energia Elettrica ed il Gas (AEEG), con la delibera 348/07 del 28 dicembre 2007, obbliga le aziende distributrici di energia elettrica ad applicare penali economiche alle utenze che hanno una potenza installata di almeno 16,5kW e consumano energia elettrica con cos phi minore di 0,9 ( penale per basso cos phi ). Il corretto rifasamento dell impianto elettrico permette di evitare tali penali, che spesso non vengono riportate in bolletta e quindi vengono pagate dall utente in modo inconsapevole. Perché gli impianti elettrici industriali sono sempre più spesso affetti da correnti armoniche causate da inverter, azionamenti elettronici, computer, lampade non a filamento, motori con regolazione elettronica dell avviamento e della velocità, etc. Le armoniche provocano maggiori sollecitazioni ai condensatori di rifasamento: il loro rendimento decade, facendo calare progressivamente il cos phi dell impianto fino a scendere sotto il fatidico valore di 0,9. Si arriva a pagare penali anche importanti, col passare del tempo. Perché i nuovi regolatori elettronici sono in grado di garantire il rispetto del cos phi impostato, in ogni condizione di funzionamento dell impianto. Inoltre, grazie alle funzionalità di diagnostica, permettono il monitoraggio del cos phi medio settimanale e molti altri indicatori (dati, allarmi), anche in remoto, per una migliore gestione e manutenzione dell impianto. Perché le apparecchiature ICAR hanno molti più gradini, per una migliore regolazione del cos phi: fino a 19 gradini! Il numero elevato di gradini permette anche una minore sollecitazione meccanica ed elettrica: si evita il fenomeno della pendolazione tipico delle apparecchiature con pochi gradini. Un rifasatore con molti gradini può regolare correttamente il cos phi anche con impianto a basso carico o con grandi fluttuazioni del fabbisogno di energia reattiva (come accade ad esempio negli impianti fotovoltaici in scambio). Un impianto elettrico ben rifasato riduce il carico della rete in termini di impatto sulla produzione, sul trasporto e sulla distribuzione dell energia elettrica. La corrente circolante nell impianto si riduce, e quindi lo stress dei conduttori e delle altre apparecchiature percorse da corrente (trasformatori, interruttori, etc) risulta molto inferiore, a tutto vantaggio della loro durata. Anche le perdite joule dell impianto stesso risulteranno notevolmente ridotte: il rifasamento permette dunque un fattivo efficientamento dell impianto, riducendone l impatto ambientale. Perché gli impianti fotovoltaici di scambio sul posto (ed in generale gli impianti di cogenerazione) causano una diminuzione del cos phi misurato al contatore. Se non si pone attenzione alla bolletta dei consumi post allaccio del fotovoltaico, si rischiano delle penali, che erodono il beneficio economico atteso. Com è possibile capire se l impianto ha un cos phi minore di 0,9? Bisogna guardare sulla bolletta dell energia elettrica, dove le penali sono indicate come penale per basso cos phi oppure penale per eccesso di consumo di energia reattiva

3 CONDENSATORI UTILIZZATI NELLE SOLUZIONI DI RIFASAMENTO ICAR Nei nostri sistemi di rifasamento utilizziamo solamente condensatori di nostra produzione, realizzati integralmente da ICAR: in tal modo, possiamo proporre ai nostri clienti la massima garanzia di affidabilità delle apparecchiature. I condensatori utilizzati si dividono in tre tipologie differenti, che portano a prestazioni elettriche e termiche completamente differenti: CONDENSATORI IN POLIPROPILENE STANDARD Sono realizzati avvolgendo un film di polipropilene metallizzato. In funzione dello spessore del film, dello strato di metallo depositato sulla superficie e del numero di avvolgimenti realizzati, si ottengono le caratteristiche desiderate ovvero capacità, tensione nominale, tenuta alle sovracorrenti etc. In funzione delle caratteristiche, i condensatori in polipropilene si suddividono nelle famiglie: - Standard Polypropylene SP10 o SP20 - Reinforced Polypropylene RP10 o RP20 CONDENSATORI IN POLIPROPILENE METALLIZZATO AD ALTO GRADIENTE La differenza sostanziale rispetto ai condensatori in polipropilene è la modalità con cui il film dielettrico viene metallizzato: se nei condensatori lo spessore dello strato metallico depositato sulla superficie della pellicola è costante, per quelli ad alto gradiente lo strato metallico ha uno spessore opportunamente modulato. La modulazione dello spessore della metallizzazione permette di migliorare notevolmente le prestazioni dei condensatori (e quindi dei sistemi di rifasamento di cui sono il componente fondamentale) in termini di: - aumento della potenza specifica (kvar/dm 3 ) con conseguente riduzione delle dimensioni dei sistemi di rifasamento; - miglioramento della robustezza nei confronti delle sovratensioni continuative e transitorie, per una maggiore affidabilità anche in impianti con presenza di sbalzi di tensione dovuti alla rete o a manovre sull impianto; - migliore comportamento al corto circuito interno. In funzione delle caratteristiche, i condensatori in polipropilene metallizzato ad alto gradiente si suddividono nelle famiglie: - High density metallised Polypropylene HP10, HP20 o HP30 CONDENSATORI IN CARTA BIMETALLIZZATA I condensatori in carta bimetallizzata e impregnata sono oggi la soluzione più robusta per il rifasamento industriale. Sono realizzati avvolgendo un foglio sottilissimo di carta speciale sulle cui superfici viene depositato, mediante processo di evaporazione, uno strato infinitesimo di lega metallica con funzione di armatura; tra i fogli di carta viene posta una pellicola di polipropilene con il solo ruolo di dielettrico tra le armature. La robustezza dei condensatori in carta bimetallizzata è dovuta alle già ottime caratteristiche meccaniche della carta, alle quali si aggiungono i benefici dell impregnazione in olio. Questa tecnologia, tra le più collaudate per la produzione di condensatori, è adottata per realizzare condensatori impiegati nell elettronica di potenza, poiché sollecitati con correnti ad alte frequenze e destinati a lavorare con temperature elevate. I condensatori ICAR in carta bimetallizzata sono particolarmente indicati per applicazioni in impianti con correnti ad elevato contenuto armonico e/o elevate temperature di esercizio; sono utilizzati per la realizzazione di filtri di sbarramento per impianti difficili perché, grazie alla capacità costante per tutta la vita utile, questi condensatori garantiscono nel tempo il mantenimento della frequenza progettuale di accordo del filtro, anche in presenza di elevate temperature di esercizio. In funzione delle caratteristiche, i condensatori in carta bimetallizzata si suddividono nelle famiglie: - Tre In Carta TC10 o TC20 I nostri condensatori in carta bimetallizzata sono, oggi, i più imitati ma i condensatori in polipropilene, anche se irrobustiti, per loro natura non possono nemmeno avvicinarsi alle prestazioni della tecnologia carta bimetallizzata, soprattutto per quanto riguarda la temperatura massima di funzionamento. Sintetizzando, le caratteristiche salienti dei condensatori in carta bimetallizzata, rispetto a quelli in polipropilene sono evidenziati nella tabella sottostante. Tipologia C/C Tenuta alle condensatore Vita utile per anno sovratensioni Sovraccarico Tenuta alle Affidabilità Temperatura ammissibile correnti in servizio max di in corrente di picco funzionamento ottima bassa buona buona buona buona 55C ad ottima bassa eccellente ottima ottima ottima 55C alto gradiente Carta eccellente trascurabile ottima eccellente eccellente eccellente 85C bimetallizzata Note: Vita utile: con tensione, corrente e temperatura nominali (senza armoniche) - C/C: Perdita di capacità media per anno di funzionamento Sovraccarico ammissibile in corrente: comprese le armoniche - Tenuta alle correnti di picco: si intendono i fenomeni transitori causati in rete da manovre su altri componenti Temperatura max di funzionamento: è quella misurata nell ambiente circostante il condensatore

4 SOLUZIONI DI RIFASAMENTO DISPONIBILI SUPERriphaso Rifasamento fisso per reti trifasi, in custodia plastica modulare con grado di protezione IP40. La modularità della famiglia SUPERRiphaso permette di ottenere la potenza necessaria componendo più moduli con un semplice e veloce collegamento elettrico e meccanico. Per potenze dell ordine di 5 50kvar a 400V. Riphaso Rifasamento fisso per reti trifasi, in custodia metallica con grado di protezione IP3X; lamiera verniciata con polveri epossidiche. Per potenze da 5 a 50kvar a 400V. Riphaso è disponibile anche nella versione con induttanze di sbarramento, con potenze fino a 25kvar a 400V. MICROfix Rifasamento fisso per reti trifasi in carpenteria metallica con grado di protezione IP3X. MICROfix è dotato di sezionatore con blocco porta integrato, fusibili e lampade di segnalazione quadro in tensione. Per potenze fino a 60kvar a 400V. Disponibile anche in versione IP55. MICROmatic E la taglia più piccola di rifasamento automatico, adatta al rifasamento di piccole utenze. E realizzata con concezione modulare (MICROrack) per semplificare la gestione delle parti di ricambio e la manutenzione. Per potenze reattive fino a 64kvar a 400V in dimensioni molto ridotte. Permette di avere fino a 19 gradini, per un ottimale rifasamento anche in presenza di carichi fortemente variabili o caratterizzati da lunghi periodi di funzionamento a vuoto. La famiglia HP10 è disponibile anche in versione FAST per il rifasamento di piccoli carichi veloci (ascensori, montacarichi, autolavaggi, etc), nonchè con grado di protezione IP55. MINImatic Per il rifasamento automatico di piccole/medie potenze, può erogare fino a 225kvar a 400V, in funzione delle versioni. E realizzata con rack totalmente asportabili (MINIrack) per semplificare la gestione e la manutenzione. Quadro molto flessibile, permette la realizzazione di molte varianti secondo quanto riportato nella tabella delle opzioni disponibili. MINImatic è disponibile anche nella versione con induttanze di sbarramento e con grado di protezione IP55. MIDImatic Rifasamento automatico di medie potenze, può erogare fino a 420kvar a 400V in funzione delle versioni. E realizzato con rack facilmente asportabili e con un cablaggio degli ausiliari particolarmente flessibile (connessione rapida a plug-in) con ingresso cavi disponibile dall alto o dal basso. MULTImatic Rifasamento automatico di grandi utenze, permette la realizzazione di sistemi fino a diversi Mvar (con logica MASTER-SLAVE) e con soluzioni che prevedono uno o più ingressi cavo a seconda delle necessità installative. Anche la famiglia di quadri MULTImatic è organizzata internamente in rack (MULTIrack) per la migliore gestione dell impianto: maggiore velocità di sostituzione e manutenzione. Disponibile anche: in versione ad inserimento statico (versioni SPEED ), in versione con induttanze di sbarramento, con grado di protezione IP4X e IP55. EQUIPAGGIAMENTO DI SERIE DEI QUADRI DI RIFASAMENTO AUTOMATICO Caratteristiche comuni a tutti i quadri automatici: regolatore RPC con controllo temperatura, grado di protezione IP3X, colore RAL 7035, tensione di impiego Ue pari a 400V*. I quadri MULTImatic delle famiglie detuned sono dotati in di modulo MCP4. MICROmatic MINImatic MIDImatic MULTImatic Ingresso cavi alto/basso alto basso basso Ventilazione naturale forzata forzata forzata * Per tensioni di impiego Ue diverse da 400V, consultateci.

5 OPZIONI DEI QUADRI DI RIFASAMENTO AUTOMATICO MICRO MINI MIDI MULTI matic matic matic matic MICRO MINI MIDI MULTI matic matic matic matic Inversione ingresso cavi alto/basso si si (4) si (4) si (4) Segnalazione intervento fusibili no si no si Grado IP55 (ingresso cavi) si si no si Correnti di cto cto a richiesta si si si si Regolatore RPA (1) no no si si Esecuzione con inseritori statici (3) no (6) no no si Modulo di controllo MCP4 (2) no si si si Software di gestione da remoto si si si si Colori a richiesta si si si si Controllo remoto via modem no no si si Interruttore automatico no si si si Sezionatore con fusibili no si no si Note (1) rispetto al regolatore RPC, il regolatore RPA offre in più la comunicazione seriale RS485, maggiori funzionalità di misura, controllo della temperatura esterna (2) per la protezione del sistema di rifasamento da max THD e max Temp. Il modulo MCP4 è di serie sui MULTImatic /FD35 (3) gli inseritori statici sostituiscono i normali contattori elettromeccanici e permettono la rapida regolazione del cos ϕ anche in presenza di carichi con repentine variazioni di assorbimento (saldatrici, impastatrici, forni, etc) (4) da specificare in fase di ordine. Per MINImatic con ingresso cavi dal basso, consultateci. (5) MULTImatic è disponibile anche in versione IP4X (6) MICROmatic HP10 è disponibile anche in versione FAST per piccoli carichi veloci. CRITERI DI SCELTA DEL RIFASAMENTO La scelta della taglia del rifasatore necessario all impianto va fatta valutando i dati progettuali dell impianto oppure, meglio ancora, le bollette dell energia elettrica. Vedasi il catalogo del rifacimento. La scelta della tipologia di rifasamento deve essere invece effettuata interpolando la seguente tabella, che riporta in ordinata il tasso di distorsione armonica della corrente dell impianto THDI R % ed in ascissa il rapporto tra la potenza reattiva Q C (in kvar) del rifasatore da installare e la potenza apparente A T (in kva) del trasformatore MT/BT. In funzione di questi dati si individua la casella con le famiglie prodotto proposte, partendo a sinistra dalla famiglia che garantisce il corretto funzionamento con il miglior rapporto qualità/prezzo; spostandosi verso destra nella stessa casella si trovano famiglie via via più robuste. Si sceglie così il rifasatore automatico. Il rifasamento fisso dovrà avere le stesse caratteristiche elettriche di quello automatico (ad esempio, automatico FH20 fisso FD20; automatico HP10 fisso SP20). THDI R % > 27 HP10/HP20/TC10 THDI R % 20 < THDI R % < THDI R % 20 THDI R % 12 HP10/HP20/TC10 HP10/HP20/TC10 HP20/HP30/TC20 HP30/TC20/FH20 HP20/HP30/TC20 HP20/HP30/TC20 HP10/HP20/TC10 HP20/HP30/TC20 HP30/TC20/FH20 HP10/HP20/TC10 HP20/HP30/TC20 HP30/TC20/FH20 Q C / A T 0,05 0,05 < Q C / A T 0,1 0,1 < Q C / A T 0,15 0,15 < Q C / A T 0,2 0,2 < Q C / A T 0,25 0,25 < Q C / A T 0,3 Q C / A T > 0,3 Q C / A T Ad esempio, consideriamo un impianto allacciato in MT tramite un trasformatore MT/BT da 1000kVA, e con un THDI R % pari al 25%. Supponendo che il rifasatore da installare abbia una potenza reattiva di 220kvar, il rapporto Q C /A T risulta essere pari a 0,22. Il rifasamento consigliato è quindi quello nella casella individuata dall ascissa 0,2<Q C /A T 0,25 e dall ordinata 20<THDI R % 27. Si potrà scegliere un apparecchiatura della famiglia HP30, oppure passare alla famiglia TC20 o, per un ancora maggiore affidabilità della soluzione, scegliere la famiglia FH20.

6 RIFASAMENTO STANDARD Il rifasamento viene utilizzato in quegli impianti dove non ci sono correnti pesantemente deformate (verificare il dato di THD% della corrente di impianto, che deve essere minore del THDI R % della famiglia di rifasatori scelta) nè problematiche di risonanza (verificare la tabella dei criteri di scelta). Se nell impianto la presenza di armoniche non è trascurabile, preferire soluzioni con condensatori rinforzati (ovvero con tensione nominale più elevata di quella della rete). In caso di utilizzo in impianti con ciclo di lavoro gravoso, oppure in caso di installazione in cabine con temperatura elevata, preferire le soluzioni con condensatori in carta bimetallizzata. FISSO AUTOMATICO Tecnologia Famiglia e dati SUPER Riphaso MICROfix MICRO MINI MIDI MULTI condensatore nominali riphaso 5 50kvar 5 50kvar matic matic matic matic 5 50 kvar 10 65kvar kvar kvar da 200kvar U N =400V SP20 THDI R %= 7% THDI C %= 40% U N =460V RP10 THDI R %= 15% THDI C %= 60% RP20 THDI R %= 20% THDI C %= 70% ad alto gradiente HP10 THDI R %= 12% ad alto gradiente HP20 THDI R %= 20% ad alto gradiente HP30 THDI R %= 27% Carta bimetallizzata TC10 THDI R %= 27% Carta U N =415V THDI C %= 50% U N =460V THDI C %= 70% THDI C %= 85% U N =400V THDI C %= 85% U N =460V bimetallizzata TC20 THDI R %= 27% THDI C %= 90% UN è la tensione di targa del condensatore, indicativa della sua robustezza e tenuta alle sovratensioni THDIC% è la massima distorsione armonica sopportabile dal condensatore relativamente alla corrente che circola nel condensatore stesso. E una caratteristica fondamentale del condensatore, indicativa della tenuta alle sovracorrenti: per confrontare condensatori differenti è il dato più indicativo, insieme alla classe di temperatura (temperatura massima di funzionamento). THDIR% è la massima distorsione armonica sopportabile dal condensatore relativamente alla corrente che circola nell impianto da rifasare. E un dato empirico, che si basa sul THDIC e sull esperienza del costruttore. Non esiste un legame teorico tra THDIR% e THDIC% valido per tutti gli impianti. Il THDIR% può essere anche molto differente, per condensatori con lo stesso THDIC% prodotti da costruttori diversi, in funzione della propensione al rischio.

7 RIFASAMENTO CON INDUTTANZE DI SBARRAMENTO Il rifasamento con induttanze di blocco (tale soluzione è chiamata in diversi modi nella letteratura tecnica ad esempio filtri di sbarramento, o rifasamento detuning, o rifasatori sbarrati, etc) è una soluzione che viene utilizzata quando nell impianto elettrico circola una corrente con un elevato contenuto armonico (THD) e/o con rischio di risonanza con il trasformatore MT/bt. In questi casi l installazione di un rifasatore normale, privo di induttanze di sbarramento, può causare il rapido degrado dei condensatori e provocare pericolose sollecitazioni elettriche e meccaniche nei componenti di potenza dell impianto (cavi, sbarre, interruttori, trasformatori). Le induttanze di sbarramento proteggono i condensatori dalle armoniche e, al contempo, escludono il rischio di risonanze; lasciano però inalterato il contenuto armonico della corrente dell impianto*. Questa tipologia di rifasamento è quindi da preferirsi per impianti con importanti carichi distorcenti (illuminazione non a filamento, elettronica di potenza, inverters, soft starters, forni ad induzione, saldatrici ). ICAR propone due tipologie di soluzioni di rifasamento con induttanze di sbarramento: una con frequenza di blocco pari a 180Hz (accordo pari a 3,6 volte la frequenza di rete) ed una con accordo 135Hz (2,7). E bene sottolineare che tanto è minore la frequenza di accordo tanto più robusto è il quadro, poiché le induttanze devono avere un nucleo in ferro maggiormente dimensionato. Le soluzioni ICAR di rifasamento con induttanze di sbarramento sono realizzate con condensatori ed induttanze prodotte in aziende del gruppo; inoltre vengono utilizzati solo condensatori a tensione nominale abbondantemente superiore di quella di rete, per garantire maggiore robustezza e durata contrastando l effetto Ferranti (sovratensione permanente sul condensatore a causa dell induttanza di blocco). Ad esempio, per i rifasatori detuned per reti a 400V vengono utilizzati condensatori in polipropilene a 550V o in carta a 460V. * Nel caso si voglia ridurre il contenuto armonico dell impianto, bisogna installare dei filtri attivi FISSO AUTOMATICO Tecnologia Famiglia e dati SUPER Riphaso MICROfix MICRO MINI MIDI MULTI condensatore nominali riphaso 20 25kvar matic matic matic matic kvar da 200kvar FD20 f N =180Hz (n=3,6) THDI R %<60% ad FD30 alto gradiente FH20 THDI R %<60% ad alto gradiente FH30 THDI R %<60% Carta bimetallizzata FD25 THDI R %<60% Carta f N =135Hz (n=2,7) THDI R %<60% f N =180Hz (n=3,6) f N =135Hz (n=2,7) U N =460V f N =180Hz (n=3,6) f N =135Hz (n=2,7) bimetallizzata FD35 THDI R %<60% NB: le apparecchiature della famiglia FD25 sono disponibili anche per impianti ad alto THDV% (fino all 8%) nella versione FD25V THDV% è la massima distorsione armonica della tensione sopportabile da un rifasatore con induttanze di blocco.

8 SERVIZI Verifica sistemi di rifasamento esistenti E sempre opportuno monitorare il corretto funzionamento dei rifasatori installati da più anni. Con il passare del tempo i condensatori perdono potenza, e si rischia di pagare le penali in bolletta. Il servizio tecnico ICAR esegue il check-up in sito dei rifasatori individuando le eventuali problematiche ed indicando le soluzioni per risolverle. Suggerisce gli accorgimenti per la manutenzione ordinaria. Analisi di problemi di Power Quality In molti impianti si verificano problematiche imputabili a situazioni critiche in termini di Power Quality. ICAR è in grado di analizzare e proporre soluzioni per risolvere alcune tra le problematiche più comuni quali ad esempio elevato THD di corrente e/o elevato THD di tensione, variazioni lente della tensione. Supporto via web al nostro sito Agenzie e riferimenti commerciali: accedi al sito, alla sezione Organizzazione commerciale. Sono riportate tutte le nostre agenzie, con la rispettiva zona di competenza. Rivolgendoti a loro, troverai un pronto supporto tecnico-commerciale. Manuali, cataloghi, brochure, info tecniche: accedi al sito, alla sezione Download. Troverai tutti i manuali (anche quelli delle apparecchiature non più in produzione), i cataloghi, i consigli per una corretta installazione, e molto altro Impianti non? Consultateci! Per rifasare impianti con caratteristiche differenti dallo (tensione nominale di 460V, 500V, 525V, 600V, 660V; frequenza 60Hz) o che chiedono particolarità realizzative ad hoc, realizziamo rifasatori su misura. Se non sono disponibili i dati necessari per dimensionare il rifasamento, possiamo condurre delle campagne di misura per studiare i consumi e le caratteristiche dell impianto (presenza di correnti armoniche, ciclo di lavoro delle utenze) per una proposta ad hoc. Le caratteristiche tecniche possono essere modificate senza preavviso. ICAR non è responsabile di eventuali danni causati da errata scelta. ICBR07C0612

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