A cosa serve il rifasamento ?

By – On marzo 15, 2013 – In Rifasamento With

Necessità del rifasamento

Il rifasamento degli impianti ha acquistato importanza poiché l’ente distributore dell’energia elettrica ha imposto clausole contrattuali attraverso i provvedimenti tariffari del CIP (n° 12/1984 e n° 26/1989) che, di fatto, obbligano l’utente a rifasare il proprio impianto, per una migliore e più economica utilizzazione dell’energia. In particolare per gli impianti in bassa tensione e con potenza impegnata maggiore 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 ad un cos φm = 0,9.
Potrebbe però avere convenienza ad un rifasamento anche maggiore per i benefici che ne derivano dalle minori perdite e cadute di tensione nel proprio impianto. Il rifasamento deve in ogni modo essere effettuato, secondo le vigenti normative, in modo che, in nessun caso, l’impianto dell’utente eroghi energia reattiva di tipo capacitivo alla rete.
Che cos’è?
Si definisce “rifasamento” qualsiasi provvedimento inteso ad aumentare (o come si dice comunemente a “migliorare”) il fattore di potenza (cos φ) di un dato carico, allo scopo di ridurre, a pari potenza attiva assorbita, il valore della corrente che circola nell’impianto. Esso si propone soprattutto lo scopo di diminuire le perdite d’energia e di diminuire le potenze apparenti cui proporzionare i macchinari e le linee.
Il valore del fattore di potenza è legato a quello della potenza reattiva assorbita dal carico ed è definito dalla seguente relazione:

Dove Q e P sono rispettivamente la potenza reattiva e la potenza attiva assorbite dal carico e φ è l’angolo fra i vettori corrente e tensione di fase nel caso di sistema trifase equilibrato. Rifasare, ossia aumentare il cos φ significa diminuire l’angolo, cioè diminuire, fino eventualmente ad annullare, la potenza reattiva Q assorbita dal carico o che attraversa una determinata sezione della rete.
Quando la Q diviene nulla si ha cos φ =1 ( φ =0) ed il rifasamento è totale.
Vedi: sistema monofase fig.1.

  • v(t) = tensione istantanea
  • i(t) = corrente istantanea
  • a(t) = potenza apparente istantanea

Il rifasamento presenta importanti vantaggi che derivano: dalla diminuzione della corrente totale a pari potenza attiva trasmessa; dalla diminuzione, fino all’annullamento, della componente in quadratura della corrente, sempre a pari potenza attiva trasmessa.
La diminuzione della corrente totale procura una riduzione delle perdite d’energia ed una riduzione delle potenze apparenti del macchinario in tutto il sistema elettrico a monte del rifasamento; assicura inoltre una maggiore capacità di trasporto per quelle linee in cui tale capacità è limitata dal regime termico.

La diminuzione della componente in quadratura della corrente procura una riduzione delle cadute di tensione negli elementi del sistema elettrico a monte che presentano impedenza prevalentemente induttiva (reattanza); ne consegue un miglioramento del servizio e un notevole aumento della capacità di trasporto per quelle linee per cui tale capacità è limitata dalla caduta di tensione.
Il vantaggio della riduzione delle perdite, che all’atto del rifasamento è proporzionale al quadrato del miglioramento del cos φ, si riduce a mano a mano che si utilizza la maggior potenza apparente di macchinario resasi disponibile, fino a che, in definitiva, il guadagno di potenza apparente e la riduzione delle perdite sono entrambi semplicemente proporzionali alla variazione del cos φ.

Di seguito è analizzato un circuito in corrente alternata monofase della potenza apparente di 10 kVA prima e dopo il rifasamento. Dall’analisi del valore della corrente di linea (prima e dopo il rifasamento) si può costatare che il valore della corrente passa da 40,418 A a 21,461 A con una riduzione della corrente di linea di circa il 50%.

Il risultato così ottenuto serve a mettere in evidenza l’utilità del rifasamento

 

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