Considerazioni Su Gruppo Rifasamento

[marcy3000]

Un calcolo veloce, ho un Trafo con secondario 400VAC da 1MVA, ed è stato previsto un rifasamento fisso da 67.5 KVAR.

Facendo due calcoli sul consumo dei condensatori, essendo da 237uF mi è venuta una corrente di 29,7A.

Forse mi sfugge qualcosa, ma al di la dello scopo del gruppo rifasamento, possibile che assorbe così tanto un gruppo di rifasamento?

[ing.bennyp]

Ciao marcy,

poichè manca qualche dato sono costretto a fare qualche ipotesi aggiuntiva.

Ipotizzo che il trafo abbia le seguenti caratteristiche:

Sn=1 MVA

P0=2700 W

I0=1,6%

in tali ipotesi:

I2n=Sn/SQR(3)*V=1000000/1,73*400=1445 A

da cui I0=0,016*1445=23 A

sapendo che P0=SQR(3)*V*I0*cosFi0

ricavo che il fdp a vuoto del trafo vale:

cosFi0=P0/SQR(3)*V*I0=0,17

Volendo rifasare a cosfi=0.9 occorre una potenza reattiva capacitiva:

Qc=P((tg(Fi0-tg(arcos(0,9))=2700(5,17-0,48)=2400*4,69=12663 VAr=12,6 kVAr

ed è il valore di potenza reattiva capacitiva che trovi tabellato per trafo di questa taglia (attorno ai 15 kVAr)

Ipotizzando tre condensatori collegati a triangolo, ognuno deve avere una capacità:

C=Qc/3*omega*V^2=12600/3*314*160000=83,6 uF

Pertanto la corrente assorbita vale:

IL=SQR(3)*V/Xc=1,73*400*2*PI*50*83.6*10^-6=18,2 A

NB ho ipotizzato che il trafo sia di tipo a perdite normali, ma se consideriamo uno a basse perdite, per i quali la I0=0,7% e le P0=1300 W verrebbe una Qc ancora piu' bassa.

Sei sicuro dei valori forniti? Inoltre mi spieghi come hai fatto a calcolare C=237 uF con una Qc=67,5 kVAr

Ciao, Benny

PS Piero non ti arrabbiare ma mi viene piu' semplice in termini di seno, se vuoi rifai i calcoli in termini di seno

Edited July 22, 2006 by ing.bennyp

[bellcar]

Usando la funzione cerca si puo' trovare una vecchia discussione su rifasamento dei trasformatori in cui "discutendo con Piero" cercavo di spiegare che il valore calcolato perfettamete da Benny tiene conto solo della magnetizzante e non delle reattanze di dispersione che si hanno a carico.

In conseguenza a cio' normalmente si usano batterie piu' grandi di condensatori per compensare anche queste componenti reattive, con valori che per un 1000 kVA possono variare dai 30 ai 50 kVAr.

Pertanto 67.5 kVAr mi sembrano molti e inoltre a prescindere dal calcolo che hai effettuato con le capacita', 1 kVAr a 400 V assorbe 1,44 A e quindi la tua batteria da 67,5 dovrebbe assorbire circa 100 A.

Saluti bellcar

[Piero Azzoni]

assolutamente giusti i calcoli di benny

ma partiamo ancora prima

cosa e' il rifasamento fisso

l'impianto deve avere un cos.fi. superiore a 0,9

se lo ha naturalmente non si fa nulla

se non lo ha si rifasa

quando c'e' di mezzo un trasformatore rimane un problema resuduo, cioe' quello che a monte dell'impianto c'e' un oggetto con un sen.fi. altissimo

a questo aggiungiamo che nella messa in servizio canonca si inserisce prima la media e poi la bassa per cui ci si trova a chiudere (se ci sono problemi ad aprire, che e' peggio) un interruttore con un carico molto reattivo)

in conseguenza a cio' e' normale, salvo nel caso di trasformatori molto piccoli, rifasare lo stesso

il condensatore di rifasamento e' direttamente collegato al trasformatore, e' sempre e comunque a monte dell'interruttore generale, e' sempre inserito, serve a rifasare il trasformatore

qualsiasi alto necessario apparato di rifasamento sara' al contrario

- a valle dell'interruttore generale

- in qualche modo controllato da qualcosa

personalmete installo il conensatore fisso nella stessa cella dove e' installato il trasformatore, evito in questo modo di avere nel quadro generale cose sempre in tensione potenzialmene pericolose a monte del generale (volmentrica a parte, ovviamente)

ultimo aspetto, la corrente che sia belcar che benny indicano e' apparente

cio' vuol dire che sommando vettorialmente le due correnti apparenti (reattiva del condensatore e capacitiva del rifasatore) la corrente apparente risultante (cioe' il consumo) e' molto piu' bassa

la capacita' per rifasare un trasformatore e' meglio chiederla al costruttore

in genere costruttori di bassa qualita' gia' necessitano di capacita' alte, in piu' esagerano

costruttori di macchine a perdite particolarmente basse denunciano valori bassi

per esempio ho da poco messo in servizio un 630 KVA particolarmente basso nelle perdite cui bastano 5 KVAr

il discorso di belacar sulle reattanze di dispersione non e' sbagliato, ma la soluzione corretta sarebbe di prelevare il segnale volmentrico e amperometrico dallo scomparto misure dlla media tensione (se esiste, naturalmente)

importante ribadire che anche in questo caso il rifasamento fisso ci vuole egualmente per le ragioni prima descritte

Edited July 22, 2006 by Piero Azzoni

[oiuytr]

il condensatore di rifasamento e' direttamente collegato al trasformatore, e' sempre e comunque a monte dell'interruttore generale, e' sempre inserito, serve a rifasare il trasformatore

Condivido in toto.

---

Pensa che ho visto un quadro di cabina, progettato da uno studio di progettazione molto "prestigioso", dove l'alimentazione del rifasamento fisso era presa a valle dell'interruttore generale, e -ancora piu' assurdo- dopo il TA per il rifasamento automatico

[marcy3000]

I dati che ho fornito li ho ricavati dallo schema di uno studio di progettazione, per l'installazione di un nuovo quadro in cui appunto vi è un TRAFO da 1MVA, corrente 1445A e sono state previste per il rifasamento fisso (collegato direttamente alla barratura del quadro) tre batterie da 22,5 KVAR con sezionatori fusibilati.

A questo punto volevo capire che capacità hanno questi gruppi e vedendo da un costruttore, ho trovato che un gruppo da 22,5KVAR ha al suo interno 3x79uF, quindi per i tre gruppi: 3x237uF.

La corrente assorbita (essendo i condensatori collegati a triangolo) sarà I=V/Z=400/(2*3,14*50*C)=29,7A

Avendo solo nozioni teoriche di elettrotecnica e non pratiche mi chiedevo se questa corrente effettivamente è assorbita come consumo (ricordo che il mio prof. mi diceva che si instaura una corrente di palleggiamento tra trafo e condensatori).

Sicuramente ci sarà un contatore di potenza attiva e reattiva, allora senza rifasamento ad es. (trafo a vuoto) Pattiva=0 Preattiva=100, dopo rifasamento Pattiva=29,7A, Preattiva=70.3A.

Scusate, probabilmente avrò commesso molti sbagli ma grazie a voi tutti che mi aiutate sto imparando la realtà, ossia unire la teoria alla pratica!

[ing.bennyp]

Ciao Marcy,

dunque ricapitoliamo:

un gruppo da 22.5 kVAr ha al suo interno tre condensatori collegati a triangolo, ognuno avente capacità:

C=Qc/3*omega*V^2=22500/3*314*160000=149 uF,

pertanto i tre gruppi collegati in parallelo equivalgono a tre capacità collegate a triangolo da:

C=149*3=447 uF

La corrente assorbita vale:

IL=SQR(3)*V/Xc=1,73*400*2*PI*50*447*10^-6=97,1 A

la corrente da te indicata non è corretta sia perchè la capacità non è quella, sia perchè per avere la corrente di linea devi moltiplicare per radical 3, altrimenti trovi la corrente in un lato del triangolo.

...mi chiedevo se questa corrente effettivamente è assorbita come consumo (ricordo che il mio prof. mi diceva che si instaura una corrente di palleggiamento tra trafo e condensatori).

Ti ha già risposto Piero:

la corrente che sia belcar che benny indicano e' apparente

cio' vuol dire che sommando vettorialmente le due correnti apparenti (reattiva del trafo e capacitiva del rifasatore) la corrente apparente risultante e' molto piu' bassa

Aggiungo io, oltre ad essere meno swattata. La batteria di rifasamento fornisce localmente la potenza reattiva capacitiva che serve per compensare la potenza reattiva induttiva richiesta dal trafo funzionante a vuoto, che altrimenti dovrebbe transitare lungo la rete ENEL. Complessivamente, con la presenza dei condensatori la rete vede un carico meno induttivo, ed è proprio questa la base teorica del rifasamento.

Non ho capito cosa intendi con quelle P e Q, parli di potenze, ma poi sostitisci i valori delle correnti. Per essere chiari, diciamo che senza il rifasamento il trafo assorbe:

P=2,7 kW

Q=15,7 kVAr

Se rifasi a cosfi=0,9 con una batteria da 12,5 kVAr ottieni che la:

P=2,7 kW, ma

Q=3,2 kVAr

Chiaro, no ....Ciao, Benny

Edited July 24, 2006 by ing.bennyp

[bellcar]

Forse hai letto male la targa dei condensatori, perche' una batteria da 22,5 kVAr a 400 V di solito ha tre condensatori da 150uF che danno una corrente per ogni condensatore di circa 18,8 A che in linea corrispondono a 18,8 x1,73=32,6A.; per tre batterie circa 97 A.

Inoltre confondi la potenza con l' energia e con la corrente, i contatori di solito misurano solo l' energia attiva e reattiva, al limite indicano la potenza attiva ma mai la reattiva (Enel).

Nel caso del tuo trasformatore a vuoto se tu avessi la strumentazione adatta leggeresti sul lato MT:

Pattiva = perdite a vuoto del trafo = ad esempio 2700 W (Benny docet )

Preattiva = 13.959 VAr induttiva

con il rifasamento minimo di 12,6 kVAr avresti:

Pattiva = perdite a vuoto del trafo = ad esempio 2700 W

Preattiva = 13.959- 12600 =1359 VAr induttiva

con il tuo rifasamento da 67.5 kVAr

Pattiva = perdite a vuoto del trafo+ perdite a carico per la corrente capacitiva (comunque trascurabile in prima ipotesi) = ad esempio ancora 2700 W

Preattiva = 13.959- 67500 =53541 VAr capacitiva

Saluti bellcar

P.s. sono arrivato lungo, mi ha anticipato Benny sui valori

[ing.bennyp]

P.s. sono arrivato lungo, mi ha anticipato Benny sui valori

Ciao Carlo,

prima o dopo non ha importanza, l'importante è che i valori siano gli stessi...... e lo sono

Ciao, Benny

[ing.bennyp]

Mi sono accorto di un errore di calcolo nel mio post #2, ecco la correzione

Volendo rifasare a cosfi=0.9 occorre una potenza reattiva capacitiva:

Qc=P((tg(Fi0-tg(arcos(0,9))=2700(5,80-0,48)=2400*5,32=14364 VAr=14,4 kVAr

ed è il valore di potenza reattiva capacitiva che trovi tabellato per trafo di questa taglia (attorno ai 15 kVAr)

Ipotizzando tre condensatori collegati a triangolo, ognuno deve avere una capacità:

C=Qc/3*omega*V^2=14400/3*314*160000=95,5 uF

Pertanto la corrente assorbita vale:

IL=SQR(3)*V/Xc=1,73*400*2*PI*50*99,5*10^-6=21,6 A

Ciao, Benny

[marcy3000]

OK, grazie della spiegazione, ho capito perfettamente.

Quindi dai calcoli in realtà per un trafo di questo tipo sono necessari 12.5KVAR per il rifasamento fisso, se come ha fatto questo progettista mette 67,5 KVAR ricade nel problema accennato da bellcar in altro post che l'enel gli addebita i consumi di energia reattiva, inoltre al di la di questo avremmo anche dell'energia fornita ad Enel.

Quindi il calcolo del rifasamento fisso è una cosa importante e bisogna attenersi ai dati del costruttore del Trafo.

Appena possibile andrò a rilevare i dati del trafo!

Di nuovo grazie a tutti

[ing.bennyp]

OK, grazie della spiegazione, ho capito perfettamente.

Dovere

Quindi dai calcoli in realtà per un trafo di questo tipo sono necessari 12.5KVAR per il rifasamento fisso,

Il valore teorico è 14,4 kVAr, quindi una batteria da 15 kVAr va piu' che bene, ovviamente come giustamente fatto osservare da bellcar, rifasi solo la componente magnetizzante e non compensi la potenza reattiva induttiva assorbita a carico nelle reattanze di dispersione.

se come ha fatto questo progettista mette 67,5 KVAR ricade nel problema accennato da bellcar in altro post che l'enel gli addebita i consumi di energia reattiva,

No, non credo, bellcar si riferiva a gruppi di misura in BT di taglia 20 - 50 kW, giusto Carlo?

inoltre al di la di questo avremmo anche dell'energia fornita ad Enel.

che l'ENEL non gradisce . Si tratta di potenza reattiva capacitiva che comporta qualche problemino alle reti

Quindi il calcolo del rifasamento fisso è una cosa importante e bisogna attenersi ai dati del costruttore del Trafo. Appena possibile andrò a rilevare i dati del trafo!

Ben detto, facci sapere.

Ciao, Benny

[AndreaC]

Qualche domandina (da 'gnurant, abbiate pazienza ) agli esperti:

Quali sono i parametri imposti da Enel sulla potenza reattiva?

Sono regole internazionali?

I costruttori di trasformatori vendono, opzionalmente, il corretto rifasamento?

Ciao

Andrea

[bellcar]

I parametri richiesti dall' Enel (ma in generale da tutti i gestori della rete) sono fondamentalmente i seguenti:

non operare mai con cosfi inferiore a 0,7 induttivo

non cedere energia reattiva induttiva alla rete (ovvero non passare in capacitivo per sovrarifasamento)

Nota: questi due parametri non comportano penali "pecuniarie", ma la possibilita' di essere messi fuori tensione dopo una serie di lettere di richiamo.

Non superare come energia reattiva induttiva assorbita la meta' dell' energia attiva del corrispondente periodo eventualmente suddivisa sulle fascie di tariffazione ( oltre una certa potenza impegnata le giornate sono divise in fascie orarie con diversi costi dell' energia), in altre parole la tangente di fi (tgfi=reattiva/attiva)deve essere inferiore a 0,5 a cui corrisponde circa il famoso cosfi 0,9.

Se si supera tale valore di rapporto si paga una penale il cui importo e' generalmente tale da rendere sempre conveniente rifasare.

Non sono regole internazionali ma sono legate ai gestori della rete elettrica.

Normalmente i costruttori di trasformatori non vendono il corretto rifasamento, anche perche' non esiste un corretto rifasamento , come abbiamo gia' visto puoi dimensionare il rifasamento centrato perfettamente sulla magnetizzante (sempre che i dati del costruttore del trafo siano veritieri e in un altro post ho ribadito la falsita' della maggioranza di questi dati), ma non sulle reattanze di dispersione a carico, per rifasare le quali il metodo "perfetto" e' quello anticipato da Piero, ovvero la misura sul lato MT per pilotare un rifasamento automatico, un metodo meno preciso e' quello di compensarle settando il rifasamento automatico a valori superiori a 0,9 per avere un po' di margine oppure di tenerne conto a grandi linee inserendo una batteria fissa maggiore di quella necessaria per la magnetizzante.

Saluti bellcar

[Piero Azzoni]

assolutamente giuste le vostre considerazioni sui dimensionamenti, ma vi e' sfuggita l'oscenita'

..... sono state previste per il rifasamento fisso (collegato direttamente alla barratura del quadro) tre batterie da ......

E' DEMENZIALE !

il rifasamento fisso e' a monte del generale!

anche se perzialmente ot, sto sistemando un quadro dove hanno messo le volmentriche dei tre trasformatori a valle del generale relativo

non si sono chiesti perche' allora non metterne una sola ? (comunque sarebbe sbagliato)

[ing.bennyp]

assolutamente giuste le vostre considerazioni sui dimensionamenti, ma vi e' sfuggita l'oscenita'

Ciao Piero. Mio Dio non ti sfugge nulla

Propongo l'inserimento di tale bestialità.....nel bestiario

Ciao, Benny

Edited July 24, 2006 by ing.bennyp

[AndreaC]

Grazie bellcar per la risposta

non operare mai con cosfi inferiore a 0,7 induttivo

non cedere energia reattiva induttiva alla rete (ovvero non passare in capacitivo per sovrarifasamento)

Indipendentemente dalle potenze in gioco?

Si può stabilire, almeno indicativamente e in ipotesi di trafo di media qualità, la minima potenza a partire dalla quale si deve sempre rifasare?

Il rifasamento deve essere effettuato anche per fornitura BT, giusto?

Non sono regole internazionali ma sono legate ai gestori della rete elettrica.

Enel è più o meno restrittivo rispetto ai principali altri?

Ad esempio, se devo realizzare un impianto completo nel quale devo usare un trasformatore di isolamento da 100KVA (suppongo in percentuale i dati di dispersione indicati da Benny divisi per 10, dovrei quindi avere circa 1,5KVar) da vendere in diversi paesi, posso ragionevolmente adottare una sola configurazione o può essere conveniente adattarla ai diversi regolamenti?

...di tenerne conto a grandi linee inserendo una batteria fissa maggiore di quella necessaria per la magnetizzante

Questa potrebbe essere una (l'unica?) spiegazione logica per l'utilizzo di 3 batterie di rifasamento anziché 1 (è previsto un carico "costantemente" molto induttivo senza rifasamento automatico)?

Il fatto che le 3 batterie siano singolarmente sezionabili può indicare un rifasamento "a mano" a seconda dei carichi che saranno applicati? Se stacco il generale, nel secondario circolano solo le correnti di rifasamento per una potenza non superiore ai circa 3KW delle perdite, non mi sembra un sezionamento problematico... o no?

[marcy3000]

Corretta affermazione di Piero sul collegamento delle batterie di condensatori sulla barratura, infatti quando è stato ordinato il quadro al quadrista, prontamente ci ha comunicato l'errore!

Interpellato il Progettista del quadro, non ha voluto sentire ragione ed ha risposto: "la proposta circa il punto di allaccio'delle batterie rifasanti e' da ritenere piu' consona quella evidenziata sul Progetto e cioe' sul sistema di sbarre per una evidente maggior sicurezza di operativita' in caso di interventi manutentivi sugli organi di sezionamento".

Mentre ha voluto tre gruppi di rifasamento da 22,5 KVAR non per attivarli in base alle necessità ma per avere una sicurezza maggiore in caso di guasto e di manutenzione di uno dei gruppi.

Purtroppo il progettista si assume le dovute RESPONSABILITA'!

[bellcar]

Non concordo con i termini oscenita' e demenziale, non abbiamo lo schema dell' impianto e le barrature in questione potrebbero essere quelle di ingresso dell' interruttore generale.

Inoltre ritengo veramente sbagliato solo il caso in cui il fisso e' a valle del ta di misura del rifasamento automatico, negli altri casi non vedo tutta questa gravita', comunque il trafo viene rifasato e se stacco il generale di BT senza staccare il lato MT (condizione in cui avrei perso il rif. fisso) normalmente lo faccio per brevi periodi magari per manutenzione.

Anche la soluzione prospettata ed usata in generale non e' esente da problemi:

1 per controllare la batteria di condensatori e/o i relativi fusibili devo accedere oltre le protezioni e mettere fuori servizio la macchina, cosa non sempre possibile.

2 se non ben realizzato tale collegamento puo' essere fonte di problemi anche gravi, continuo a vedere rifasamenti fissi allacciati ai poli di trafo da 1000/2000 kVA con cavetti da 6 /10 mmq stretti sotto a dei bulloni del 16, magari con lunghezze esagerate prima dei fusibili e rischio di corto circuito , corto in cui le uniche protezioni sono sul lato MT della macchina e di cui ho visto un paio di volte gli effetti.

Pertanto se vedo un quadro power center in cui a valle del generale di macchina trovo un automatico differenziale da 100A per la batteria di condensatori fissi mi scandalizzo meno di quando trovo una batteria non funzionante da mesi perche' nessuno puo' verificare se i fusibili sono saltati e ancora meno di quando devo periziare che l' incendio della cabina e' dovuto al rifasamento fisso realizzato male.

Anzi riesco persino a non scandalizzarmi se in certi impianti il fisso non esiste nemmeno, magari perche' l' impianto lavora 8670 ore all' anno e il regolatore di cosfi' e' tarato a 0.93, della serie quello che non c'e' non si rompe.

Saluti "a valle" da bellcar.

[bellcar]

la prima parte del messaggio sulle barrature e' stata superata dalla risposta di Marcy3000, e' il mio solito problema della lentezza di scrittura, scusate.

bellcar

[ing.bennyp]

la prima parte del messaggio sulle barrature e' stata superata dalla risposta di Marcy3000, e' il mio solito problema della lentezza di scrittura, scusate.

Ciao bellcar,

ti devo confessare una cosa......oggi ti ho battuto in lentezza

Mentre ha voluto tre gruppi di rifasamento da 22,5 KVAR non per attivarli in base alle necessità ma per avere una sicurezza maggiore in caso di guasto e di manutenzione di uno dei gruppi.

Ciao, Marcy.

Cioè nel senso che inizialmente sono tutti e tre inseriti poichè "sani" e quindi accetta la massima sovracompensazione, poi, mannaggia la sfiga se ne rompe uno e la sovracompensazione si riduce, col passare del tempo se ne rompe un altro e quei valori del Qc vanno quasi bene.....boh.

Sarebbe il primo esempio di impianto dove conviene essere sfigati, ovviamente non totalmente (tutte e tre le batterie guaste)

Purtroppo il progettista si assume le dovute RESPONSABILITA'!

Ed è giusto che sia così......

Ciao, Benny

Edited July 25, 2006 by ing.bennyp

[AndreaC]

Benny, non potrebbero essere 2 sempre inseriti e il 3° di rispetto/manutenzione?

Certo che è una ridondanza notevole, qual'è il valore commerciale della singola terna?

"Scoppiano" così frequentemente?

Ciao a tutti

Andrea

[ing.bennyp]

Benny, non potrebbero essere 2 sempre inseriti e il 3° di rispetto/manutenzione?

Potrebbero, ovviamente se l'intento del progettista fosse stato quello di compensare la potenza reattiva corrispondente alla magnetizzante e quella richiesta a carico dalle reattanze di dispersione....ma ho i miei dubbi. Secondo me, il progettista ha scelto la logica della ridondanza spinta, evidentemente non conosce bene la legge di Murphy......

qual è il valore commerciale della singola terna?

"

Circa 1000-1500 euro a batteria (in opera) da 15 kVAr, completi di sezionatore e fusibili. Ovviamente mi riferisco a condensatori di qualità, tipo i long life della D*****

Scoppiano" così frequentemente?

Dipende anche dal livello di sfiga dell'impianto, che è un fattore imponderabile

Ciao, Benny

[AndreaC]

Dipende anche dal livello di sfiga dell'impianto, che è un fattore imponderabile

Ma, con i tempi che corrono, 1500 euro sono ponderabilissimi, per chi vende e per chi compra

Ennesima domanda, che temo banale: perché non c'è penale sulla capacitiva?

[marcy3000]

scusate do una risposta sicuramente stupida da ignorante: il condensatore anche se a bassa frequenza (50 Hz) non si comporta come in continua come un circuito aperto, ma come un carico consumando corrente con valori calcolati precedentemente e quindi in un certo senso all'ENEL "conviene"