Quali inconvenienti provoca all'ente distributore un utente che lavora con cosfì minore di 0,9? Inoltre perché si paga, in tal caso, un'energia consumata che il contatore non indica?Ed infine come può un utente conoscere il suo cosfì?
Risponde admin
Più basso è il cosfì a parità di potenza attiva erogata, maggior è la corrente in linea. Quindi si ha in linea una dissipazione di energia per effetto Joule,che cresce con il quadrato della corrente, energia che il distributore deve produrre, ma che non è misurata dai contatori installati presso l'utente. Il contatore è in fondo alla linea, le perdite sono in linea, quindi a monte del contatore che non le può misurare.
In fase di progetto si può avere un'idea del fattore di potenza di un impianto in base alle macchine installate ed alla modalità del loro utilizzo (pieno carico, 3/4 ecc). Ma la conoscenza corretta si ha durante il funzionamento dell'impianto con l'utilizzo di strumenti di misura (cosfimetri). Oppure, quando l'ente distributore installa il contatore dell'energia reattiva, si può calcolare il cosfì medio in un dato intervallo di tempo dalla lettura dei due contatori. Basta fare il coseno dell'arcotangente del rapporto tra l'energia misurata, nello stesso intervallo di tempo, dal contatore di energia reattiva (chilovarora: kvarh) e dal contatore di energia attiva (chilowattora: kWh). Oppure, a scelta, il rapporto tra l'energia attiva (kWh) e la radice quadrata della somma del quadrato dell'energia reattiva con il quadrato dell'energia attiva, entrambe riguardanti lo stesso intervallo di tempo. In formule, rispettivamente: cosfì=cos(arctan (kvarh/kWh)); cosfì=kWh/radQ(kWh2+kvarh2)
vorrei sapere come si deduce il consumo di un contatore enel trifase da 35KW avendo sul display due letture (A3,R3). devo sommare le due letture? grazie
per essere più determinati alla domanda:
1)gli inconvenienti che l'Ente distributore subisce quando l'utente ha un basso fattore di potenza sono semplicemente spiegabili nel seguente modo.
Partiamo dalla definizione che tra l'utente ( che d'ora in avanti chiamiamo corpo utilizzatore ) e la macchina erogatrice che trasferisce energia c'è di mezzo la rete che è costituita dai conduttori.
L'energia assorbita e che viene integrata nell'unità di tempo è la Potenza.
In corrente alterna sinusoidale il corpo utilizzatore è in genere un carico ohmico-reattivo ed assorbe dalla rete una Potenza Apparente (A= 1.73*V*I = VA per rete trifase) che è la risultante vettoriale della Potenza Attiva(P= 1,73*V*I*cosfi => watt) e della potenza Reattiva ( Q= 1,73*V*I*senfi => var).
La potenza attiva P è la potenza che viene assorbita dal corpo utilizzatore per compiere lavoro meccanico ( caso dei motori) o lavoro chimico( elettrolisi) oppure per trasformarla in calore per effetto Joule a causa della resistenza (R) costituita dal corpo utilizzatore e dalla conduttura. La potenza reattiva (Q) è la potenza chiesta dal corpo utilizzatore necessaria per l'energizzazione magnetica dei circuiti induttivi ( esempio motori, lampade induttive) ed è in sintesi una potenza magnetizzante.
Detto quanto sopra si procede con un semplice esempio analitico:
Supponiamo di avere Una macchina erogatrice trifase 100 kVA con tensione nominale di 400 e In = 144 A alla nota relazione sopra esposta) e un corpo utilizzatore ( d'ora in avanti chiamato C.U) trifase a cosfi 0,7 alla tensione di 400V.
C.U assorbe dalla rete una corrente apparente ( I) di 165 A ; una corrente attiva Ia = I*cosfi = 165*0,7= 115 A che è quella che determina la perdita per effetto joule o il lavoro meccanico.
Consideriamo ora a parità di potenza attiva 80 kW un cosfi 0,9 si ha che la corrente apparente assorbita dalla rete è: I= 128A e la corrente attiva Ia= I*cosfi= 128*0,9=115 A.
si nota che sia nel primo caso che nel secondo la componente attiva della potenza è uguale per cui non si ha aumento di perdita di potenza per effetto Joule attraverso la conduttura e il C.U ma solo un aumento della corrente apparente poichè si ha vettorialmente un aumento solo della corrente reattiva per la variazione del cosfi e di conseguenza del senfi.
Quindi in conclusione si deduce che la corrente apparente (I) assorbita dal C.U di potenza Potenza P è inversamente proporzionale al cosfi ( più reattivo è il C.U) tanto più grande è la corrente (I) apparente transitante sulla rete comportando i seguenti svantaggi per l'Ente distributore:
- Maggiore caduta di tensione attraverso i conduttori della rete con conseguente perdita di potenza apparente ( fornita dalla macchina erogatrice)determinando un minor rendimento della rete.
-La potenza Apparente impegnata dalla macchina è maggiore della potenza utile(ATTIVA) prelevata dal C.U.
Infatti nel primo esempio 80 kW a cosfi 0.7 richiede una corrente I maggiore di quella che può erogare la macchina per cui essa al fine di mantenere il valore nominale della Potenza Apparente, determina un notevole abbassamento della tensione a valle comportando un basso rendimento sulla rete e al C.U.
Al fine di misurare i suddetti svantaggi per un basso cosfi , L'Ente Distributore determina a valle del C.U un Gruppo di misura che integra le due energie: Energia Attiva ed Energia Reattiva.
La normativa in rapporto all'Ente Distributore ha stabilito i seguenti limiti del cosfi per forniture di potenza contrattutale maggiore ai 15KW ( fino a tale potenza gli utilizzatori hanno in media un cosfi 0,9 ):
- Per cosfi compresi tra
0,8< cosfi <0,9
L'energia reattiva prelevata è del 50%-75% dell'energia attiva integrata ed il costo è pari a circa del 33% del prezzo del KWh-
-oltre al 75% dell'Energia Attiva prelevata ( cosfi<0,8 ) il costo dei KVAR è pari a circa 58% del prezzo del KWh.
-al di sotto del 50% dell'energia Attiva integrata ( ossia per cosfi>0,9) non c'è nessun addebito.