Domanda:

Perch� le armoniche possono danneggiare i condensatori di rifasamento?

Risponde admin

La reattanza di una capacit� C �, come noto, inversamente proporzionale alla frequenza f:  Xc=1/(6,28*f*C). In presenza di armoniche di tensione i condensatori, a parit� di valore efficace della tensione, assorbono una corrente che cresce con la frequenza. Se a 50 Hz i condensatori assorbono una I=U*314*C, dove U � il valore efficace della fondamentale, all'armonica n assorbono I_n=n*U_n*314*C dove U_n � il valore efficace della tensione d'armonica n. Qundi se U_n/U=a, I_n/I=n*a.  La distorsione di corrente � n volte maggiore della distorsione di tensione ed i condensatori si surriscaldano pi� di quanto farebbe supporre l'aumento del valore efficace della tensione dovuto alla distorsione. Ricordo che il valore efficace effettivo di una grandezza distorta � la radice quadrata della somma dei quadrati dei valori efficaci delle singole armoniche.

Inoltre la situazione pu� essere aggravata dal fenomeneno della risonanza che pu� verificarsi tra la capacit� C dei condensatori e l'induttanza L della rete. La corrente a quell'armonica diventa infatti molto elevata.

La risonanza � la condizione in cui la reattanza di rete diventa uguale alla reattanza dei condensatori. Cio�, assumendo come frequenza fondamentale i 50 Hz, si ha risonanza quando 1/314*n*C =314*n*L; da cui n=1/314*radQ(L*C). Poich� la potenza di cortocircuito della rete nel punto di installazione dei condensatori � data da Scc=U²/314*L e la potenza reattiva dei condensatori da Q_C=314*C*U², si ha anche n=radQ(S_cc/Q_c).

Generalmente i condensatori di rifasamento sono sovradimensionati per evitare danni possibili dovuti alle armoniche. Se devono funzionare a 400 V � bene che la loro tensione nominale sia di 500 V. Il surdimensionamento in potenza � allora del 56% (100*((5/4)²-1)