rifasamento

PROBLEMA

Dall'esempio si deduce che a parità di P la rete b) assorbe una corrente notevolmente inferiore e che la potenza reattiva, pur essendo soltanto una potenza scambiata, contribuisce all'aumento della corrente totale.

Questo genera problemi di dimensionamento della linea di alimentazione che devono essere considerati certamente dal fornitore di energia ma anche dall'utilizzatore della rete.

SOLUZIONE

E' possibile collegare in parallelo alla rete a) un condensatore, detto di rifasamento, che annulla o riduce la potenza reattiva totale grazie alla sua potenza reattiva negativa. Questo condensatore non altera il flusso di potenza attiva come dimostrato dal teorema di Boucherot.

RIFASAMENTO TOTALE

Il condensatore per compensare l'intera potenza reattiva deve scambiare Q_C=-4600var

Risulta Q_C=-V²/X_C=-V²wC

C=-Q_C/V²w = -(-4600)/ 230*6.28 *50

64mF

RIFASAMENTO PARZIALE

Il gestore dell'energia accetta, senza penale, un fattore di potenza maggiore di 0.9; quindi l'angolo massimo risulta φ'

25°.

Per dimensionare la capacità di rifasamento parziale bisogna applicare la relazione:

C=P (tgφ-tgφ')/6.28*f*V²

Nel caso proposto risulta C=2300 (tg63°-tg25°) /6.28*50*230²=0,2mF

valore inferiore di due ordini di grandezza rispetto al precedente.

VARIAZIONI RELATIVE

E' utile calcolare la variazione relativa percentuale della potenza attiva che, a parità di tensione, coincide con quella della corrente.

Considerando che il circuito non rifasato è la condizione di riferimento:

ΔS%=(SNR-SR)/S_NR*100=5143-2300/5143=55%

Si calcola una notevole variazione relativa

POTENZA DISSIPATA SULLA LINEA

Se si conoscono le caratteristiche della linea che alimenta la rete è possibile valutare la dissipazione di potenza sulla linea in entrambi i casi.

ES.

Per i due circuiti precedenti calcolare la potenza dissipata su una linea con le seguenti caratteristiche:

l=100m; ρ=18nΩm; A=50mm²

Risulta:

R_tot=ρ*2*l/A=0,072Ω

a) circuito rifasato totalmente P_linea=R_tot*I²=0,072*10²=7,2W

b) circuito non rifasato P_linea=R_tot*I²=0,072*22²=35W