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Smetti di pagare l'energia reattiva

Calcola in pochi secondi i kvar della batteria di condensatori che ti servono per alzare il fattore di potenza, quanto scende la corrente nelle tue linee e la capacità di ogni condensatore.

Rifasamento · cos φ · kvar · µF

Calcolatore

Potenza della batteria di condensatori 27,66 kvar
Fattore k
0,553
Corrente di linea
96,23 A → 75,97 A (−21,1 %)
Perdite nei cavi
−37,7 %
Corrente della batteria
39,93 A
Capacità per condensatore
183,4 µF

In trifase, la tensione è quella tra le fasi e la capacità è quella di ciascuno dei tre condensatori collegati a triangolo.

Cosa guadagni rifasando

  • Addio alla penale. Molti distributori fanno pagare l'energia reattiva quando il fattore di potenza scende sotto un limite, di solito tra 0,9 e 0,95. In Spagna si paga nelle forniture oltre 15 kW quando la reattiva supera il 33 % dell'attiva, cioè proprio con cos φ 0,95.
  • Meno corrente. A parità di potenza utile circola meno corrente: cavi, protezioni e trasformatore restano più scarichi e accettano più carico.
  • Meno perdite. Le perdite nei cavi vanno con il quadrato della corrente: ridurre la corrente del 20 % le riduce di oltre il 35 %.
  • Minore caduta di tensione sulle linee lunghe, soprattutto con motori grandi.

Formule

La potenza reattiva che deve fornire la batteria di condensatori è:

Qc = P × (tan φ1 − tan φ2) = P × k

P è la potenza attiva in kW; φ1 e φ2, gli angoli del fattore di potenza attuale e di quello desiderato; e tan φ = √(1 − cos² φ) / cos φ. La capacità di ogni condensatore, con ω = 2π × f:

SistemaCapacità per condensatoreCorrente della batteria
Trifase, tre condensatori a triangoloC = Qc / (3 × ω × U²)Ic = Qc / (√3 × U)
MonofaseC = Qc / (ω × U²)Ic = Qc / U

La corrente di linea scende nel rapporto dei fattori di potenza, I2 = I1 × cos φ1 / cos φ2, e le perdite nei cavi con il quadrato di quel rapporto.

Esempio svolto

  1. Dati: officina con 50 kW di consumo a 400 V trifase e cos φ 0,75; si vuole arrivare a 0,95.
  2. Fattore k: tan φ1 = 0,882 e tan φ2 = 0,329, quindi k = 0,553.
  3. Batteria: Qc = 50 × 0,553 = 27,66 kvar; in pratica, una batteria standard da 30 kvar.
  4. Risultato: la corrente scende da 96,23 A a 75,97 A (il 21 % in meno) e le perdite nei cavi del 37,7 %.

Tabella dei fattori k

Moltiplica la potenza attiva in kW per il fattore della tabella per ottenere i kvar necessari:

Fattore k dal cos φ attuale (righe) a quello desiderato (colonne)

cos φ attuale0,900,920,950,981,00
0,501,251,311,401,531,73
0,551,031,091,191,321,52
0,600,850,911,001,131,33
0,650,680,740,840,971,17
0,700,540,590,690,821,02
0,750,400,460,550,680,88
0,800,270,320,420,550,75
0,850,140,190,290,420,62
0,90–0,060,160,280,48

Dubbi frequenti

Cos'è l'energia reattiva?

Quella che serve a motori, trasformatori e reattori per creare il loro campo magnetico. Non produce lavoro utile, ma circola nei cavi e nel trasformatore e li carica come l'energia attiva.

Fino a quale cos φ conviene rifasare?

Di solito 0,95, il limite oltre il quale molti distributori smettono di applicare la penale. Andare oltre 0,98 costa molto per poco guadagno, e arrivare a 1 o rifasare troppo può causare sovratensioni con poco carico.

Batteria fissa o automatica?

Fissa per un carico costante, come un motore sempre in funzione o il consumo a vuoto di un trasformatore. Automatica, con gradini che entrano ed escono secondo la domanda, quando il carico cambia durante il giorno.

E se ci sono armoniche?

I condensatori possono entrare in risonanza con le armoniche dell'elettronica di potenza e sovraccaricarsi. In questi impianti si usano batterie con reattanze di blocco (disaccordate): chiedi al costruttore.

Come trovo il mio cos φ attuale?

Dalla bolletta (energia attiva e reattiva del periodo: cos φ = kWh / √(kWh² + kvarh²)), dall'analizzatore di rete del quadro generale o, per un motore, dalla targa.

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