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.
Calcolatore
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:
| Sistema | Capacità per condensatore | Corrente della batteria |
|---|---|---|
| Trifase, tre condensatori a triangolo | C = Qc / (3 × ω × U²) | Ic = Qc / (√3 × U) |
| Monofase | C = 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
- Dati: officina con 50 kW di consumo a 400 V trifase e cos φ 0,75; si vuole arrivare a 0,95.
- Fattore k:
tan φ1 = 0,882etan φ2 = 0,329, quindik = 0,553. - Batteria:
Qc = 50 × 0,553 = 27,66 kvar; in pratica, una batteria standard da 30 kvar. - 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 attuale | 0,90 | 0,92 | 0,95 | 0,98 | 1,00 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,50 | 1,25 | 1,31 | 1,40 | 1,53 | 1,73 |
| 0,55 | 1,03 | 1,09 | 1,19 | 1,32 | 1,52 |
| 0,60 | 0,85 | 0,91 | 1,00 | 1,13 | 1,33 |
| 0,65 | 0,68 | 0,74 | 0,84 | 0,97 | 1,17 |
| 0,70 | 0,54 | 0,59 | 0,69 | 0,82 | 1,02 |
| 0,75 | 0,40 | 0,46 | 0,55 | 0,68 | 0,88 |
| 0,80 | 0,27 | 0,32 | 0,42 | 0,55 | 0,75 |
| 0,85 | 0,14 | 0,19 | 0,29 | 0,42 | 0,62 |
| 0,90 | – | 0,06 | 0,16 | 0,28 | 0,48 |
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.
Link
- Calcolatore da kW ad ampere · Strumento di FaseCAD
- Scelta dei cavi secondo IEC · Guida di FaseCAD