Rifasamento

Materie:Appunti
Categoria:Elettrotecnica

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Testo

Rifasamento
Per rifasamento s’intende quella pratica che permette di sopperire allo sfasamento introdotto in una linea da un carico reattivo. Il parametro più efficace è lo sfasamento tra la tensione e la corrente di alimentazione.
È definito rifasamento ogni operazione intesa a migliorare il fattore di potenza coso di un dato carico allo scopo di ridurre, a parità di potenza attiva assorbita, il valore della corrente che circola nell’impianto. Lo scopo del rifasare è di diminuire le perdite d’energia e di ridurre l’assorbimento di potenza apparente proporzionalmente ai macchinari e alle linee esistenti in un sito industriale. Il rifasamento degli impianti è diventato importante perché l’ente distributore ha imposto delle clausole che lo obbligano, pena il pagamento di una penale.
Nei circuiti con determinati utilizzatori, come forni o scaldacqua, la potenza apparente assorbita dal carico è uguale a quell’attiva assorbita e, di conseguenza, non ci sarà bisogno di rifasare l’impianto. Il problema nasce quando gli utilizzatori sono macchine elettriche, come motori o trasformatori, che al loro interno hanno degli avvolgimenti e una parte della potenza assorbita è impiegata per eccitare i circuiti magnetici. Il valore di corrente assorbita da un’utenza è espresso dal rapporto tra la somma in quadratura tra la potenza attiva e la potenza reattiva, e la tensione concatenata. Nei sistemi di distribuzione dell’energia elettrica è opportuno minimizzare tale corrente, poiché da essa dipendono la potenza attiva e reattiva in funzione dell’angolo i:
: potenza attiva
: potenza reattiva
A questa corrente sono associati i fenomeni di dissipazione per effetto Joule, caduta di tensione nei vari componenti elettrici e le potenze apparenti delle macchine elettriche impiegate. È facile che un incremento dell’angolo o comporti un aumento della potenza reattiva a scapito di quella attiva, con la conseguente perdita sul lato economico. Questo perché un incremento dello sfasamento comporta un aggravio per il distributore di energia elettrica che deve fornire più potenza e quindi è costretto a un sovradimensionamento degli impianti di generazione, trasporto e trasformazione.
Aspetti teorici e presupposti tecnici
Nelle utenze industriali, la maggior parte dei carichi è costituita da motori e trasformatori che generano un campo magnetico, che sfasa tensione e corrente causando la produzione di potenza reattiva (espressa in KVARh). La sola potenza utile, cioè in grado di trasformare l’energia elettrica in lavoro meccanico, è quella attiva. La potenza reattiva, non solo non può essere trasformata in lavoro meccanico, ma causa anche il transito in rete di corrente induttiva. Questa corrente causa diminuzione della capacità di trasporto d'energia utile da parte del cavo. La sua presenza ruba spazio a una certa quantità di energia attiva. la potenza reattiva induttiva, quindi, costituisce un carico supplementare per i generatori, i trasformatori e le linee di trasporto e distribuzione, impegnando il fornitore di energia a sovradimensionare i propri generatori a scapito del rendimento e provocando inoltre una maggiore cauta di tensione in linea, che si traduce in un ulteriori perdite di potenza attiva. Per scansare questo problema s’inserisco in parallelo al carico delle batterie di condensatori (carichi capacitivi) che contrastano l’effetto dei carichi induttivi, riportando tensione e corrente di alimentazione in un determinato sfasamento.
Per gli impianti in bassa tensione e con potenza impegnata di 15KW:
● quando il fattore di potenza medio mensile è inferiore a 0,7, l’utente è obbligato a rifasare l’impianto; ● quando il fattore di potenza medio mensile è compreso tra 0,7 e 0,9 non c’è l’obbligo di rifasare l’impianto ma l’utente paga una penale per l’energia reattiva; ● quando il fattore di potenza medio mensile è superiore a 0,9 non c’è l’obbligo di rifasare l’impianto e non si paga nessuna quota d’energia reattiva.
L’utente è quindi sollecitato a rifasare almeno fino a un fattore di potenza pari a 0,9.
Metodo di rifasamento
È possibile minimizzare la corrente di linea, senza alterare l’assorbimento della potenza attiva, riducendo la potenza reattiva globale assorbita mediante un carico puramente capacitivo, connesso in parallelo in prossimità dell’utente, che assorbe una potenza reattiva.
La nuova corrente di linea risulta sfasata rispetto alla tensione di un angolo minore ’’’’’
Per migliorare il cosPPsi può agire con una serie di accorgimenti tecnici come:
1. usare motori e trasformatori correttamente dimensionati;
2. non lasciare motori e trasformatori in funzione senza carico.
Se ciò non fosse sufficiente, occorre rifasare:
1. inserimento in parallelo ai motori delle batterie di condensatori in configurazione a triangolo o stella, mentre per gli impianti monofasi è possibile collegare il singolo condensatore, necessario per il rifasamento, anche in serie al carico;
2. utilizzo dei condensatori rotanti.
È opportuno ricordare che il rifasamento è un valido mezzo per il risparmio energetico.

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