Il rifasamento di un impianto è sicuramente un tema che interessa più gli imprenditori che i privati, in quanto in genere un’abitazione non ha macchinari che comportino la necessità di un rifasamento.
Di cosa si tratta è presto detto: la ragione per cui si parla di rifasamento di un impianto è l’opportunità/necessità di migliorare il fattore di potenza.
Tale fattore di potenza, conosciuto anche come cosφ (letto:cosfi), è pari al coseno dell’arcotangente del rapporto tra l’energia reattiva e l’energia attiva consumata dall’impianto.
L’angolo φ è anche chiamato angolo di sfasamento, poiché rappresenta l’angolo tra il vettore della tensione ed il vettore della corrente in un circuito.
Il valore di cosφ, e quindi del fattore di potenza, è compreso tra 0 e 1, e l’obiettivo è mantenerlo il più possibile vicino all’unità.
Dal 2016 in base alla delibera AEEG 180/2013/E/EEL per i clienti collegati alla rete di bassa e media tensione con potenza maggiore di 16,5 kW i limiti sono diventati ancora più stringenti: per cosφ medi mensili inferiori a 0,95 in fascia F1 ed F2, verranno applicate penali in bolletta destinate in precedenza a valori inferiori a 0,90.
Una maggiore penalizzazione sarà riservata a situazioni di cosφ inferiori a 0,80, mentre al di sotto di cosφ 0,7 medio mensile o inferiore a 0,9 al massimo carico il gestore di rete potrà imporre il rifasamento o addirittura il distacco dalla rete.
Nonostante si tratti di temi abbastanza ostici il concetto è semplice: poiché l’energia reattiva non produce lavoro utile, ma è necessaria per il funzionamento di molte macchine elettriche come motori e trasformatori, è necessario intervenire affinchè il consumo di questa energia sia limitato.
Questo perché una maggiore energia reattiva in circolo in un sistema comporta:
- Correnti maggiori a parità di tensione e potenza attiva richiesta;
- Necessità di generatori e conduttori sovradimensionati a scapito del rendimento;
- Maggiori perdite per effetto joule nei cavi dovute al riscaldamento degli stessi;
- Maggiori spese per il trasporto dell’energia elettrica;
- Rischio di interventi intempestivi degli interruttori magnetotermici con interruzione del ciclo produttivo.
Ma come intervenire per rifasare l’impianto?
Posto che si tratta di interventi che possono essere realizzati solamente da personale specializzato (es. elettricisti) ci sono fondamentalmente 5 modi per rifasare un impianto:
- rifasamento distribuito;
- rifasamento per gruppi;
- rifasamento centralizzato;
- rifasamento misto;
- rifasamento automatico.
Si tratta in estrema sintesi di inserire dei condensatori in parallelo ai carichi, ma le modalità di inserzione di questi componenti variano nei cinque casi citati. Vediamo come.
Rifasamento distribuito
Il rifasamento distribuito si realizza collegando una batteria di condensatori opportunamente dimensionata direttamente ai terminali del dispositivo utilizzatore che necessita di potenza reattiva.
L’installazione è semplice e poco costosa: condensatore e carico possono usufruire delle stesse protezioni contro le sovracorrenti e sono inseriti e disinseriti contemporaneamente.
Rifasamento per gruppi
Consiste nel rifasare localmente gruppi di carichi con caratteristiche di funzionamento simili installando una batteria di condensatori dedicata.
È il metodo che raggiunge un compromesso tra la soluzione economica e il corretto esercizio dell’impianto in quanto i benefici del rifasamento saranno sentiti solo dalla linea a monte del punto in cui è installata la batteria di condensatori.
Rifasamento centralizzato
Nel rifasamento centralizzato sono impiegati normalmente complessi automatici con batterie frazionate in più gradini, installati direttamente nei quadri principali di distribuzione; l’utilizzo di una batteria connessa permanentemente è possibile solo se l’assorbimento di energia reattiva è abbastanza regolare durante la giornata, in quanto è vietato immettere energia reattiva capacitiva in rete.
Rifasamento misto
Il rifasamento misto è un compromesso fra rifasamento distribuito e rifasamento centralizzato.
In questo modo si utilizza il rifasamento distribuito per gli apparecchi utilizzatori di maggior potenza e quello centralizzato per la restante parte.
Il rifasamento misto è prevalentemente impiegato quando in un impianto solo le grosse apparecchiature sono utilizzate frequentemente.
Rifasamento automatico
Questo tipo di impianto è utilizzato quando non si ha un assorbimento costante di potenza reattiva ad esempio a causa di cicli di lavoro in cui si utilizzano macchine con diverse caratteristiche elettriche.
In tali impianti sono impiegati sistemi di rifasamento automatici che, per mezzo di un sistema di rilevamento di tipo varmetrico e di un regolatore di fattore di potenza, permettono l’inserzione o la disinserzione automatica di diverse batterie di condensatori, seguendo in tal modo le variazioni della potenza reattiva assorbita e mantenendo costante il fattore di potenza dell’impianto.
Un sistema di rifasamento automatico è composto da:
- dei sensori che prelevano i segnali di corrente e tensione;
- un’unità intelligente che confronta il fattore di potenza misurato con quello desiderato e provvede alla inserzione e disinserzione di batterie di condensatori della potenza reattiva necessaria (regolatore del fattore di potenza);
- un quadro elettrico di potenza che comprende i dispositivi di protezione e manovra;
- delle batterie di condensatori.