Batterie Per Rifasamento

[curcelli]

Ciao a tutti gli amici di PLC Forum, dovrei installare delle batterie per il rifasamento su una linea che alimenta 15 motori da 6KW e tre da 8KW tutti trifase e con assorbimento rispettivo di 13A e 17,5A come meglio potrei fare per far fronte a questo problema? Quante batterie e da quanti KVAR devo usare? Vorrei tanto imparare a fare questi calcoli visto che siccome lavoro come elettricista in una fornace mi capita spesso di dover fare questi calcoli. Sò anche che per queste cose ci sono dei programmi che aiutano molto a fare questi calcoli, dove e come potrei procurarmeli?

[ing.bennyp]

dovrei installare delle batterie per il rifasamento su una linea che alimenta 15 motori da 6KW e tre da 8KW tutti trifase.......come meglio potrei fare per far fronte a questo problema?

Quante batterie e da quanti KVAR devo usare? Vorrei tanto imparare a fare questi calcoli visto che siccome lavoro come elettricista in una fornace mi capita spesso di dover fare questi calcoli. Sò anche che per queste cose ci sono dei programmi che aiutano molto a fare questi calcoli, dove e come potrei procurarmeli?

Non mi hai dato informazioni sul fattore di contemporaneità, per cui farò delle ipotesi.

Supponiamo che i motori funzionino tutti assieme, allora in tale caso ipotizziamo un rifasamento centralizzato, che riporti il cosfi a 0,9.

Supponiamo che i motori abbiano un rendimento pari a 0,85 e che il cosfi iniziale sia pari a 0,7.

In tale caso la potenza attiva assorbita dal primo gruppo di motori è:

P1=15*6/0,85=106 kW

quella assorbita dal secondo gruppo

P2=8*3/0,85=28 kW

pertanto la potenza attiva assorbita complessivamente dai motori è pari a:

Pt=P1+P2=106+28=134 kW,

mentre la potenza reattiva vale Qt=P*tan(fi)=P*tan(arccosfi)=134*tan(arcos0,7)=134*1,02=137 kVAr

volendo rifasare a cosfi=0,9 basta fornire con una batteria di rifasamento la potenza

Qc=Pt*(tan(fi in)- tan(fi fin))= 134*(1,02-0,48)=134*0,54=72 kVAr

e questa è la teoria.

Puoi anche procedere con le tabelle, ad esempio quelle del manuale Cremonese Elettrotecnica Parte specialistica pag.8-106

In tale caso noto la potenza attiva 134 kW, entri con i valori del cosfi prima e dopo il rifasamento e pervieni al valore del fattore k che moltiplicato per la potenza attiva ti riporta il cosfi a 0,9,

nella fattispecie k=0,536 per cui Qc=k*Pt=71,8 kVAr.

Facile no?

Volendo, ma è molto costoso potresti rifasare singolarmente ciascun motore con tre condensatori messi a triangolo che diano:

per ogni motore da 6kW una potenza reattiva pari a:

Qc=(6/0,85)*0,536=3,8 kVAr

per ogni motore da 8 kW una potenza reattiva pari a:

Qc=(8/0,85)*0,536=5 kVAr

Potesti fare anche un rifasamento per gruppi, ad esempio una batteria che rifasa i primi 15 motori e un'altra che rifasa gli altri 3. Se ti interessa ti dico come.

Spero di essere stato chiaro e, complimenti per la voglia di imparare.

Ciao, Benny

Modificato: 19 giugno 2006 da ing.bennyp

[Piero Azzoni]

il tuo ragionamento, in se' corretto ma estremamente contonto dimostra una curiosa stortura dell'elelettrotecnica, il cos.fi.

non ho mai compreso perche' fu introdotto questo dato che esprime il rapporto tra la potenza attiva e la potenza apparente

cos.fi. decisamente bassi (sotto lo 0,5) sono assolutamente inammissibili

sotto a 0,8 l'impianto sta decisamente male

contrattualmente (Enel) si deve stare sopra a 0,9

sarebbe stato molto piu' razionale ragionare in termini di sen.fi. ovvero il rapporto tra l'energia reattiva (o magnetizzante che dir si voglia) e quella apparente

nello specifico il dato e' anche molto piu' significativo, si pensi che cos.fi. 0,9 corrisponde a sen.fi 0,43

questo ti dimostra come il dimensionamento dei condensatori di rifasamento non sia assolutamente critico

nell'esempio specifico riprendo i ragionamenti di benny in termine di sen.fi. :

ipotizzo per i motori lo stesso sfasamento che benny ha ipotizzato, ma in sen.fi, cioe' 0,71, ricordiamo che il sen .fi massimo contrattuale e' 0,43 ed il minimo e' zero

il calcolo diviene ora banale

ogni KVA assorbito abbisogna di essere rifasato con minimo 0,28 KVAr, massimo con 0,71 KVAr

cio' detto ti rendi conto dell'affermazione di base, ovvero che il dimensionamento dei condensatori NON e' critico

considera sempre che se dimensioni, anche con il (censura) un sistema di rifasamento automatico riferendoti a sen.fi 0,20 e imposti la centralina a 0,98 hai un margine di tolleranza enorme

operativamente basta che prima di fare ogni ragionamento converti tutti i cos.fi. in sen.fi. e su questo dato ragioni

[ing.bennyp]

il tuo ragionamento, in se' corretto ma estremamente contonto

Grazie di aver considerato il mio ragionamento almeno corretto, seppure estremamente contorto

dimostra una curiosa stortura dell'elelettrotecnica, il cos.fi.

non ho mai compreso perche' fu introdotto questo dato che esprime il rapporto tra la potenza attiva e la potenza apparente sarebbe stato molto piu' razionale ragionare in termini di sen.fi. ovvero il rapporto tra l'energia reattiva (o magnetizzante che dir si voglia) e quella apparente

la funzione seno e quella coseno sono complementari cosfi=sin(90-fi),da un punto di vista matematica non cambia nulla puoi ragionare in termini di seno o di coseno,se vuoi anche di tangente....l'elemento fondamentale è l'angolo di sfasamento tra la tensione e la corrente.

nello specifico il dato e' anche molto piu' significativo, si pensi che cos.fi. 0,9 corrisponde a sen.fi 0,43

questo ti dimostra come il dimensionamento dei condensatori di rifasamento non sia assolutamente critico

Non capisco cosa intendi per critico.

nell'esempio specifico riprendo i ragionamenti di benny in termine di sen.fi. :

ipotizzo per i motori lo stesso sfasamento che benny ha ipotizzato, ma in sen.fi, cioe' 0,71, ricordiamo che il sen .fi massimo contrattuale e' 0,43 ed il minimo e' zero operativamente basta che prima di fare ogni ragionamento converti tutti i cos.fi. in sen.fi. e su questo dato ragioni

Ti ringrazio del consiglio,forse il tuo ragionamento è innovativo ,ma preferisco ragionare come ho sempre fatto,che è anche il modo classico e universalmente riconosciuto di approcciare il problema del rifasamento.

Ciao, Benny

Modificato: 19 giugno 2006 da ing.bennyp

[bellcar]

Giusto per confondere ulteriormente le idee, contrattualmente non esiste piu' da anni il limite di cosfi 0,9 ma quello di tangenfi inferiore a 0,5.

Il ragionamento sul sen fi e' giusto, ma perche' complicare la vita a uno che vuole imparare visto che il mondo elettrico "ragiona da cosfi", le centraline si regolano sul cosfi, le targhe dei motori riportano il cosfi, le cadute di tensione dei cavi sono tabellate sul cosfi e cosi' via.

Non capisco inoltre perche' chiamare stortura il cosfi, se ho a disposizione la corrente e la tensione e voglio calcolare la potenza attiva (che e' uno dei dati piu' importanti ) mi serve il cosfi.

Comunque con i dati richiesti dal distributore senfi deve essere inferiore a 0,447, ovvero per ogni kVA devo avere al max 0,447 kVAR di induttiva, se il motore a cosfi 0,7 ovvero senfi 0,71 per ogni kVA me ne genera 0,71(ecco dove e' la convenienza del calcolo con il senfi) per essere in regola devo togliere almeno 0,71-0,447 = 0,263 kVAR.

Se li tolgo tutti e 0,71 vado a senfi 0, ovvero cosfi 1 ovvero tangenfi 0 e siamo tutti contenti, in altre parole la "non criticita' " del rifasamento e' appunto l' ampia fascia permessa da Enel, ovvero da 0,263 a 0,71 kVAR .

Spero di non aver contribuito troppo a confondere le idee .

Saluti bellcar

[ing.bennyp]

Il ragionamento sul sen fi e' giusto, ma perche' complicare la vita a uno che vuole imparare visto che il mondo elettrico "ragiona da cosfi", le centraline si regolano sul cosfi, le targhe dei motori riportano il cosfi, le cadute di tensione dei cavi sono tabellate sul cosfi e cosi' via.

Ciao Bellcar, ti ringrazio per averlo rimarcato. La mia replica non a caso è stata soft, non mi va di essere polemico nel forum,anche se mi si dice che il ragionamento è contorto.

Non capisco inoltre perche' chiamare stortura il cosfi, se ho a disposizione la corrente e la tensione e voglio calcolare la potenza attiva (che e' uno dei dati piu' importanti ) mi serve il cosfi.

Anche su questo sfondi una porta aperta, fai come me un ragionamento da impiantista puro. Credo che Piero sia un elettronico e ragioni sull'azionamento nel suo complesso (motore+elettronica di regolazione) e in tale caso è giusto parlare in kVA e senfi, ma forse sbaglio sulla sua formazione culturale.

Si trattava di aiutare un amico del forum,un elettricista volenteroso, che vuole imparare,che forse non sa neanche che cos'è un seno (la funzione trigonometrica)

Spero di non aver contribuito troppo a confondere le idee .

Sei stato chiaro, non hai confuso un bel nulla. Grazie ancora!

Ciao, Benny

Modificato: 20 giugno 2006 da ing.bennyp

[Piero Azzoni]

non ho capito perche' dai torto a me e ragione a bellcar quando le considerazioni elettrotecnice sono le stesse

per quanto riguarda la contorsione del tuo ragionamento ..... basta confrontare i miei calcoli con i tuoi, indubbio che il risultato e lo stesso, ma il ragionamento costruito sul cos.fi. complica la vita non poco

sta di fatto che con il seno e una calcolatrice calcoli in un attimo e con il coseno devi impostare un ragionamento complesso

[Piero Azzoni]

aggiungo, non sono un elettronico e non faccio alcun ragoinamento sulla centralina

semplicemente la taro a .9 sicuro che comunque funziona

ricordo a tutti che non esiste alcuna controindicazione ad un valore di seno prossimo allo zero

[ing.bennyp]

non ho capito perche' dai torto a me e ragione a bellcar quando le considerazioni elettrotecnice sono le stesse

Piero,ho riletto attentamente le mie risposte. Non ho mai detto che hai torto,credimi è completamente al di là del mio carattere.

per quanto riguarda la contorsione del tuo ragionamento ..... basta confrontare i miei calcoli con i tuoi, indubbio che il risultato e lo stesso, ma il ragionamento costruito sul cos.fi. complica la vita non poco

Anche su questo sono d'accordo,seppure quello che seguo io è quello universalmente riconosciuto. Perchè complicare la vita a un amico che vuole imparare?Il 100% dei libri segue il mio ragionamento,pertanto se curcelli cercasse conferme dei nostri consigli,si troverebbe in difficoltà a ragionare in termini di seno.Tutto qua.

Se poi vogliamo fare sfoggio di cultura,questa è tutto un altro discorso,ma non era questo lo spirito del post. Comunque smettiamola,altrimenti sembra una polemica tra di noi e Francesco o Livio ci rampogna.

Cordialmente,

Benny.

PS. Comunque non hai risposto alla mia domanda sei un elettronico? Giusto....

[Piero Azzoni]

il fatto che mi chiedi per la seconda volta se sono un elettronico mi fa riflettere

a parte non esserlo neanche lontanamente

poi forse cercando di capire come funziona la centralina l'ho capito

e' evidente che la centralina non puo' che ragionare sul seno, altrimenti il programma applicativo serebbe molto piu' complesso

poi da ultimo fa una conversione oziosa cos.fi = cos (arcsen (fi)) colo per farci vedere sul display il numero che piace alla tradizione

[ing.bennyp]

il fatto che mi chiedi per la seconda volta se sono un elettronico mi fa riflettere

Mi piacerebbe sapare cosa....

a parte non esserlo neanche lontanamente

Guarda che non era mica un'offesa,anzi.

Cercavo di capire a che cosa era dovuto la diversa impostazione del problema. E' risaputo che la base di partenza è la stessa, la grande madre Elettrotecnica, ma nei due corsi elettrico ed elettronico, cambiano spesso solo gli approcci e le impostazioni del problema.

Ciao, Benny

Modificato: 20 giugno 2006 da ing.bennyp

[Piero Azzoni]

mi fa riflettere sul perche', a questo punto mi chiedo cosa mai penserebbe un elettronico, e arrivo a ipotizare che anche la centralina ragoini come me

non mi sono assolutamente offeso, non ne avrei motivazione, volevo solo sottolineare la mia distanza tecnica dall'approccio elettronico, senza nulla togliere a chi e' corretto che veda il problema tecnico nell'altro modo

vado avanti a risponderti perche' la nostra non mi sembra affatto una polemica, anzi e particolarmente interessante il confronto tecnico tra i due diversi aprocci mentali

il tuo e' piu' canonico del mio, sul pr\iano strettamente tradizionale dovrei (e lo faccio) pure ammettere che e' piu' giusto

il mio e' meno ortodosso ma piu' efficente, questo devi ammetterlo tu

[Livio Orsini]

.. a questo punto mi chiedo cosa mai penserebbe un elettronico...

Behe io sono un elettronico per studi, pratica e...mentalità. Cosa pensoin ordine a senphi e a cosenphi? Semplice quando ne parlo o ne scrivo uso cosenphi perchè è il parametro corrente. Quando devo applicarlo per dei controlli automatici di rifasamento uso senphi per le ragioni descritte da Piero.

Basta osservare una sinusoide (la cosenusoide è una sinusoide sfasata di 90 gradi) per rendersi conto che la derivati massima è nell'intorno dello zero,di pigreca e 2pigreca In altri termini nell'intorno dello zero, di pigreca e di 2pigreca, a piccole variazioni di angolo corrispondono grandi variazioni di ampiezza; il minimo della funzione è invece nell'intorno di pigreca/2 e 3pigreca/2, quindi a grandi variazioni angolari corrisponderanno piccole variazioni di ampiezza. Per la cosenusoide, essendo sfasatata di 90 gradi, il ragionamento è identico sebbene duale.

Quindi ragionando intermini di sfasamento dei vettori tensione e corrente è molto più sensibile il calcolo basato sul seno, se si suppone che si lavori comunque con sfasamenti non grandi,

Dal punto di vista del tempo di elaborazione, per un sistema di calcolo automatico, non ci sono variazioni: calcolare il seno od il coseno il processore impiega sempre il medesimo tempo.

Modificato: 20 giugno 2006 da Livio Orsini

[ing.bennyp]

vado avanti a risponderti perche' la nostra non mi sembra affatto una polemica, anzi e particolarmente interessante il confronto tecnico tra i due diversi aprocci mentali

Sono perfettamente d'accordo.

il tuo e' piu' canonico del mio, sul piano strettamente tradizionale dovrei (e lo faccio) pure ammettere che e' piu' giusto,il mio e' meno ortodosso ma piu' efficente, questo devi ammetterlo tu

Non ho alcuna difficoltà ad ammetterlo.

Ciao, benny

[ing.bennyp]

Bene io sono un elettronico per studi, pratica e...mentalità.

Livio sei un grande!! Da quando frequento il sito ho sempre ammirato la tua estrema competenza nel dare chiarimenti e la tua umiltà nel porre ancora domande. La cosa che più traspare, però dai tuoi interventi è la passione con la quale parli dei vari argomenti.....complimenti, davvero.

Cosa pensoin ordine a senphi e a cosenphi? Semplice quando ne parlo o ne scrivo uso cosenphi perchè è il parametro corrente. Quando devo applicarlo per dei controlli automatici di rifasamento uso senphi per le ragioni descritte da Piero.

Nel corso della mia prima risposta stavo semplicemente spiegando a Curcelli, adducendo qualche esempio di calcolo, cosa si intendesse per rifasamento. Diciamo che ne stavo parlando....

Cosa dire a questo punto, accetto il consiglio di Piero e tuo. Vuol dire che quando ne parlerò, anche ai miei studenti, in termini di centralina di controllo, trasformerò il tutto in termini di seno.

Ciao, Benny

Modificato: 20 giugno 2006 da ing.bennyp

[batta]

Scusate, ma io non vedo grande differenza nei due modi di affrontare il problema. Dire che si deve rifasare fino a cosphi >= 0.9 o fino a senphi <= 0.436 è semplicemente la stessa cosa: sfasamento <= 25° 50'.

Importante, caso mai, per chi vuole imparare, è sapere cos'è lo sfasamento tra tensione e corrente e capire cosa sono kW, kVA, kVAR. Dopo il problema non è più di elettrotecnica, ma di trigonometria.

[Livio Orsini]

ing.bennyp sono tutto un brodo! Mi fai arrossire. Scherzi a parte ogni tanto fa piacere, specialmente per i narcisisti come me, sentirsi apprezzati. La migliore ricompensa è sapere che ogni tanto l'esperianza accumulata in decenni di pratica può tornar utile a qualcuno.

Tra l'altro è un po' che, come moderatore, seguo i tuoi post e le tue discussioni. In genere tengo d'occhio inizialmente i nuovi entrati per capire se sono...affidabili o birichini. E ho notato che sei piuttosto collaborativo, proprio nello spirito del forum

...semplicemente la stessa cosa: sfasamento <= 25° 50'.

Si batta è, praticamente una questione di lana caprina. Il tutto è dato dal fatto che per calcolare la potenza reale, si deve usare il cosenphi. Perchè? Per la ragione che con cosenphi = 1, cioè con sfasamento zero, la potenze apparente coincide con quella reale, anzi è solo potenza reale. Se si disegnano i vettori delle correnti si capisce bene la ragione dell'uso del coseno.

Per le ragioni esposte nel post precedente io prefirisco usare, per particolari calcoli, il senphi.

Modificato: 20 giugno 2006 da Livio Orsini

[ing.bennyp]

Tra l'altro è un po' che, come moderatore, seguo i tuoi post e le tue discussioni...... E ho notato che sei piuttosto collaborativo, proprio nello spirito del forum

Adesso fai arrossire anche me

Grazie, Benny

[batta]

Per le ragioni esposte nel post precedente io prefirisco usare, per particolari calcoli, il senphi.

E' chiaro che in base al calcolo da fare si utilizzi quello che fa più comodo, ma l'origine del cosphi a me sembra più che logica. Tutto nasce dal calcolare la potenza attiva partendo da tensione e corrente. Non mi pare molto logico dire: 230Vac, 3A, senphi 0,43. Essendo solitamente la potenza attiva il dato che rende meglio l'idea di cosa può fare una certa apparecchiatura, cosa me ne farei del senphi? Lo userei solo per calcolarmi il cosphi corrispondente! Chiaro che sulla targa di un motore c'è già la potenza resa, c'è già la tensione di alimentazione, c'è già la corrente nominale, e per i calcoli del rifasamento è forse più comodo usare il senphi, ma per la conversione ci sono solo da premere due tasti sulla calcolatrice.

Inoltre io ritengo più indicativo dello stato di salute di un carico usare il cosphi. Sappiamo che più si avvicina ad 1 meglio è. Un cosphi 0,9 ci dice subito che non c'è grande margine di miglioramento, mentre dire senphi 0,44 (che corrispode allo stesso sfasamento), a prima vista fa un'altra impressione: in una scala da 0 ad 1 siamo quasi a metà!

[Livio Orsini]

....: in una scala da 0 ad 1 siamo quasi a metà!

Appunto non è una funzione lineare! . E' evidente, anche per l'abitudine consolidata, che ci sono valori di cosenphi che ti danno immediatamente la sensazione di come sta lavorando l'impianto! Però quando vuoi, o ti è necessario, apprezzare anche le minime variazioni di fase ti conviene lavorare con la variabile che presenta la derivata maggiore. Diciamo che il valore perno può essere 0.707106 che vale come seno e coseno di 45gradi

Modificato: 20 giugno 2006 da Livio Orsini

[curcelli]

Allora ricapitolando il tutto se metto tre batterie da 25KVAR l'una è meglio, così in caso qualche motore non funziona posso eliminare una batteria? A dir la verità è difficile che un motore di questi venga spento perchè funzionano a ciclo continuo da un anno all'altro, solo quando si brucia viene spento per sostituirlo con un altro motore e poi si riaccende di nuovo e rimane acceso fino a quando non si brucia. Insomma vorrei da voi un consiglio su come meglio fare. Dimenticavo per quanto riguarda il fattore di contemporaneità, tutti i motori funzionano contemporaneamente.

Ciao

[ing.bennyp]

Allora ricapitolando il tutto se metto tre batterie da 25KVAR l'una è meglio, così in caso qualche motore non funziona posso eliminare una batteria? A dir la verità è....

Io opterei per un'unità di rifasamento automatico tipo:

DUCATI 200-M, a pag 43 del catalogo c'è quella che fa al caso tuo quella al rigo 0070 (alimentazione 415V), capace di erogare una potenza di 80 kVAr nominali e costituita da 4 moduli da 10-10-20-40 kVAr accoppiata a un'unità di regolazione automatica tipo REGO5 della Ducati.

Se vuoi approfondire eccoti i link ai cataloghi elettronici

per le unità di rifasamento automatico

www.ducatienergia.it/staging/pdf/pfc/PFC-LV_ITA_ENG_2005.pdf

per il regolatore automatico:

http://www.ducatienergia.it/staging/pdf/pfc/PFC-REGO_ITA_ENG.pdf.

Ciao, Benny

[aleghost]

Allora ricapitolando il tutto se metto tre batterie da 25KVAR l'una è meglio [...]

Aspetta. ing.bennyp ha ipotizzato un cosfi dei motori pari a 0,7. I motori della taglia 5-8kW hanno in cosfi=0,85 alla potenza niminale (motori ABB a gabbia 2 coppie polari). In tal caso, e salto i calcoli per non ricadere nella trappola dell'angolo di sfasamento tra la tensione e la corrente che applicato ad una funzione trigonometrica permette di avere i vari seno, coseno, ecc... (a proposito io quoto il ragionamento di benny sula puro calcolo matematico dei kVAR della batteria di rifasamento e Livio per la pura teoria), la batteria di rifasamento che serve per rifasare a cosfi=0,9 sarebbe di circa 20kVAR.

per cui, curcelli, prima di avventarti in acquisti non sensati verifica effettivemente il fattore di potenza dei tuoi motori per non troverti nelle condizioni, forse peggiori, di sovrarifasamento.

Poi, sti motori sono tutti vicini o sparsi qua e la a distanze notevoli?

C'è un unico quadro che alimenta i motori? In tal caso potersti mettere la centralina vicino al quadro. Se vuoi risparmiare, considerando che i motori sono accesi h24 puoi tranquillamente optare per una betteria di rifasamento fisso (una da 20kVAR ti costa suo 600 €)

[ing.bennyp]

Aspetta. ing.bennyp ha ipotizzato un cosfi dei motori pari a 0,7. I motori della taglia 5-8kW hanno in cosfi=0,85 alla potenza niminale (motori ABB a gabbia 2 coppie polari).

Infatti, io avevo ipotizzato 2p=6. Pertanto, l'amico Curcelli prima di avventarsi in acqusti sbagliati farebbe bene a postare le esatte caratteristiche dei motori, o a rifare i calcoli, ormai gli ho dato la canna, gli ho detto come fare, dovrebbe saper verificare la effettiva situazione.

.....io quoto il ragionamento di benny sula puro calcolo matematico dei kVAR della batteria di rifasamento e Livio per la pura teoria),

Quoti nel senso che non condividi?

Ciao, Benny

[aleghost]

Quoti nel senso che non condividi?

sì, nel senso che condivido. anch'io sono legato al cosfi