Distribuzione Trifase Con O Senza Neutro

[Tom65513]

Ho una domanda da porre agli esperti del forum circa i sistemi trifasi: quando è lecito progettare un impianto senza neutro?

Vorrei sapere inoltre in quali casi viene utilizzato questo "escamotage" che ci risparmia un conduttore.

Grazie mille!

[vincenzo-i89]

Ritengo quando i carichi non necessitano di neutro.....

Oppure, interponendo un trasformatore d'isolamento con primario a triangolo e secondario a stella, si può 'risparmiare' il conduttore neutro nella tratta tra l'alimentazione e il trafo...

Oltre una certa sezione comunque le norme CEI consentono di ridurre la sezione del neutro,salvo valutare eventuali correnti armoniche...

Saluti

[Maurizio Colombi]

....non è certo il costo del conduttore di neutro, che fa lievitare il prezzo dell'impianto elettrico.......

Quindi, a fronte di eventuali modifiche future......un bel neutro ce lo metterei!

[del_user_155042]

quando è lecito progettare un impianto senza neutro?

Non ce una regola precisa . Se le utenze sono a 230 V e 400V, ti serve il neutro .

Se le utenze sono tutte a 400V il neutro non ti serve .

Se devi portare il neutro a lunga distanza , devi valutare cosa costa il cavo per quella distanza , e cosa costa il trasformatore Triangolo-Stella , da qui la scelta economica del cavo in più.

[Ivan Botta]

Quindi, a fronte di eventuali modifiche future......un bel neutro ce lo metterei!

Pienamente daccordo, tirare il neutro in fase d'opera, ha un costo, aggiungerlo successivamente costa sicuramente di più.

[Tom65513]

Grazie per le risposte, aggiuntivamente vorrei chiedervi se avete un link con la dimostrazione matematica della convenienza di un sistema trifase rispetto ad un sistema ad n fasi e quando vengono utilizzate le utenze bifasi.

Grazie mille!

[del_user_155042]

Tomy ,, la "dimostrazione" :

se devi alimentare un televisore , si fa una linea 230V, F+N

se devi alimentare una pompa 400V , si fa una linea 400V 3F

se devi alimentare tutte e due si fa una linea 3F+N.

Prima devi sapere cosa devi alimentare , di conseguenza scegli la fonte di alimentazione .

[Ivan Botta]

Prima devi sapere cosa devi alimentare , di conseguenza scegli la fonte di alimentazione .

Corretto, e se non sei sicuro su cosa devi alimentare, fai una linea trifase + neutro + terra, e sei sicuro.

[vincenzo-i89]

Ciao Tom...i post sopra penso che abbiano già chiarito il tuo quesito...

Comunque, credo che tu cercassi un confronto tra una distribuzione monofase e una trifase...

La dimostrazione 'matematica' se proprio la si vuole conoscere può essere la seguente:

supponiamo che si debba alimentare varie utenze monofase che nel complesso assorbono 10 kW. Nel progettare e calcolare le sezioni della linea montante ci di deve riferire naturalmente alla corrente che scorrerà nella conduttura. Considerando un fattore di potenza (cos fi) convenzionale di 0,9 , la corrente sarà uguale a:

Ib = 10000 W / (230V*0,9) = 48,3 A

Ora si consideri di distribuire quella stessa Potenza (nonché energia nell'unità di tempo) con un sistema trifase. Suddividendo in modo equilibrato i carichi monofase sulle tre fasi è come se avessimo a che fare con un unico carico trifase collegato a stella. La presenza del neutro serve, oltre a fornire il riferimento sicuro per la tensione stellata (230V) ai carichi, anche per raccogliere la corrente di squilibrio del sistema. (Trattandosi di carichi monofase, essi possono assorbire in dati momenti potenze differenti e quindi correnti differenti: la somma vettoriale delle tre correnti circolanti nelle tre fasi dà luogo a una corrente risultante il cui modulo è 'proporzionale' allo squilibrio e che circola nel neutro).

La corrente di impiego in questo caso risulterà:

Ib = 10000W / (400V*radq3*0,9) = 16A

Come puoi notare c'è molto divario tra le correnti calcolate nel caso monofase e trifase. 16A sono di gran lunga più gestibili di 48A che richiederebbero una sezione della conduttura più grande e con quella corrente si deve prestare molta più attenzione alla caduta di tensione.

Per quanto riguarda il bifase, esso é un sistema che è usato ancora in qualche quartiere della capitale e comunque da quello che so stanno cercando di adeguare le reti di quelle zone al sistema presente in quasi tutta Italia...

Saluti e buonanotte

[del_user_155042]

Ora si consideri di distribuire quella stessa Potenza (nonché energia nell'unità di tempo) con un sistema trifase. Suddividendo in modo equilibrato i carichi monofase sulle tre fasi è come se avessimo a che fare con un unico carico trifase collegato a stella. La presenza del neutro serve, oltre a fornire il riferimento sicuro per la tensione stellata (230V) ai carichi, anche per raccogliere la corrente di squilibrio del sistema. (Trattandosi di carichi monofase, essi possono assorbire in dati momenti potenze differenti e quindi correnti differenti: la somma vettoriale delle tre correnti circolanti nelle tre fasi dà luogo a una corrente risultante il cui modulo è 'proporzionale' allo squilibrio e che circola nel neutro).

La corrente di impiego in questo caso risulterà:

Ib = 10000W / (400V*radq3*0,9) = 16A

Vincenzo di ha dato una dritta 'matematica' da monofase a trifase .

Aggiungo che 16 A , sono 16 'unità' per le tre fasi fano 48 'unità' , come le 48 'unita' del sistema monofase, e di conseguenza a livello di prezzo di rame , non cambia nulla, perciò serve la stessa quantità di rame.

[vincenzo-i89]

Però il divario di corrente e quindi di rame che si dovrà utilizzare, può essere abbastanza significativo se si considera la caduta di tensione...

Poniamo ad esempio di portare quelle correnti a una distanza di 100m nel caso monofase e trifase e di fissare la cdt al massimo del 2%.

Nel caso monofase con 48A bisognerebbe usare un cavo di sezione 50 mmq. La caduta risultante infatti sarà circa:

cdt: 2*48A*100m*0,000483ohm/m = 4,6V

In percentuale corrispondono al 2%.

Nel caso trifase invece si consideri di posare un cavo quadripolare da 10mmq:

cdt= radq3*16A*100m*0,00227ohm/m = 6,29V

In percentuale sono addirittura l'1,5%.

I valori delle resistenze dei cavi sono estratte dalle norme CEI-UNEL.

Per ottenere la stessa caduta di tensione percentuale col monofase ho bisogno di due corde da 50mmq e quindi molta più rame rispetto a un cavo quadripolare da 10mmq.

Modificato: 13 agosto 2014 da vincenzo-i89

[Tom65513]

E se usassi un sistema "quadrifase" (non so se sto dicendo una bestemmia) con le fasi sfasate di 90°?

Io vorrei capire se il rendimento è inferiore

[Maurizio Colombi]

...... fa molto caldo, dalle tue parti ?

[rguaresc]

Il sistema bifase ha bisogno di un neutro di ritorno con corrente 1,41 volte quella di andata
Il sistema trifase non ha bisogno del neutro, rame al minimo.
I sistemi con numero di fasi superiori a 3 non hanno bisogno del ritorno, ma avrebbere più poli, più apparecchi

queste analisi le hanno fatte circa un secolo fa, e da allora non è cambiato nulla.

[Wolfy]

Più che bifase penso parlino della vecchia distribuzione in 220V trifase, in cui si portavano due fasi al contatore, in certe zone d' italia so che è ancora usata

[Mirko Lilli]

Buona sera, porgo una domanda qui senza aprire un nuovo post. Ho un amico che ha un locale tecnico dove arriva la 380 con neutro. Deve fare un piccolo impiantino a 230 per alimentare due caldaie e qualche presa. La domanda e' questa.... Esiste un modo per vedere quale fase e' meno carica e quindi utilizzare quella?? E se non ci fosse il neutro sarebbe possibile realizzarlo?? Grazie mille e buona serata.

[Wolfy]

Realizzare il neutro è un po' complicato senza installare un (relativamente costoso) trasformatore, se arriva al quadro conviene tirarlo fino al quadro caldaie.

Per verificare quale fase è meno carica usa una pinza amperometrica !

[Mirko Lilli]

A semplicemente la pinza amperometrica . Grazie e buona cena

[Tom65513]

Sì insomma, volevo capire fisicamente perchè 3 e non 4 o n fasi

[vincenzo-i89]

Sul piano di gauss traccia i quattro vettori rappresentativi delle tensioni stellate, sfasate di 90°. Con un po'di trigonometria ti accorgi della differenza, in termini di modulo e quindi anche di valori efficaci, tra le tensioni concatenate nel caso di un sistema trifase e a 4 fasi.

Ragionando su valori uguali delle tensioni stellate, il sistema a 4 fasi dà luogo a tensioni concatenate che sono più basse di circa il 19% rispetto al sistema trifase.

Saluti