Rifasamento: dimensionamento del banco di condensatori, armoniche e protezione

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Per dimensionare un sistema elettrico a bassa tensione banco di condensatori per la rifasamento, calcolare la potenza reattiva necessaria per passare dal fattore di potenza misurato al fattore di potenza target, quindi verificare tale risultato rispetto al carico minimo, allo spettro armonico, al ciclo di commutazione, alla corrente di cortocircuito disponibile e ai limiti di temperatura del quadro. Il calcolo produce un fabbisogno teorico in kvar. Non seleziona, di per sé, un banco di condensatori, un contattore, un reattore, un fusibile o un interruttore automatico sicuro.

Il calcolo principale è:

Qc = P x (tan phi1 - tan phi2)

dove:

Qc è la potenza reattiva capacitiva richiesta in kvar;
P è la potenza attiva rappresentativa in kW;
phi1 è l'angolo di fase corrispondente al fattore di potenza di spostamento esistente;
phi2 è l'angolo di fase corrispondente al fattore di potenza di spostamento target.

Il progetto finale deve rimanere leggermente in ritardo entro il suo campo operativo dichiarato, a meno che l'ente gestore o lo studio del sistema elettrico non richiedano un comportamento diverso. Non puntare automaticamente a un fattore di potenza di 1,00 e non installare una batteria di condensatori standard su una rete ricca di armoniche senza aver verificato il rischio di risonanza.

Riepilogo delle decisioni ingegneristiche

Calcolare i kvar richiesti a partire dalla potenza attiva misurata e dal fattore di potenza di spostamento in condizioni operative rappresentative, non basandosi solo sul carico collegato.
Verificare le modalità operative a carico minimo e del generatore affinché gradini fissi o sovradimensionati non portino l'impianto a un fattore di potenza in anticipo.
Misurare le condizioni armoniche prima di selezionare condensatori standard, reattanze di sintonizzazione, filtri sintonizzati o sistemi attivi di mitigazione delle armoniche; non esiste una percentuale di THD universale che determini ogni progetto.
Coordinare condensatori, reattanze, dispositivi di commutazione, dispositivi di protezione, conduttori, componenti di scarica e ventilazione come un unico assieme.
Considerare il calcolo come un dimensionamento preliminare. La verifica finale deve utilizzare i dati di corrente di guasto del progetto, le tabelle applicative del produttore e i requisiti IEC applicabili per l'assieme.

Input di progettazione richiesti prima del dimensionamento

Una selezione difendibile inizia con dati operativi misurati, non solo con i kVA del trasformatore, la potenza in cavalli dei motori collegati o il fattore di potenza più basso osservato in una bolletta elettrica.

Ingresso	Perché è importante	Prove preferenziali
Tensione di sistema, frequenza, fasi e configurazione di messa a terra	Definisce i requisiti di collegamento, isolamento, commutazione e protezione dei condensatori	Schema unifilare e misurazione in loco
Profilo di potenza attiva in kW	Stabilisce il carico reale che necessita di compensazione	Contatore a intervalli o registrazione della qualità dell'energia su un ciclo rappresentativo
Fattore di potenza di spostamento esistente	Guida il calcolo dei kvar alla frequenza fondamentale	Misuratore in grado di riportare il PF di spostamento, ove disponibile
Fattore di potenza reale e spettro armonico	Rivela distorsioni che i soli condensatori potrebbero non correggere	Analizzatore di qualità dell'energia nel punto di connessione previsto
Carico minimo, normale e massimo	Previene la sovracompensazione durante i periodi di carico leggero	Profilo di carico registrato, non una lettura istantanea
Fattore di potenza target	Imposta l'obiettivo di rifasamento	Tariffa dell'ente fornitore, contratto di connessione o requisito di progetto
Inventario dei carichi non lineari	Indica il rischio di risonanza e di correnti armoniche	Taglie e profilo operativo di VFD, sistemi UPS, raddrizzatori, saldatrici, stazioni di ricarica EV e carichi simili
Taglia e impedenza del trasformatore	Influisce sulla resistenza al cortocircuito e sulla risonanza di rete	Targhetta del trasformatore e dati di studio
Corrente di cortocircuito disponibile	Necessario per il coordinamento dei dispositivi di protezione e dell'assemblaggio	Studio del guasto o valore di progetto verificato
Condizioni di installazione	Influenzano il raffreddamento, le distanze di isolamento, il grado di protezione dell'involucro e la durata dei componenti	Temperatura ambiente, altitudine, ventilazione, inquinamento e dati dell'involucro

Se il lettore necessita solo della terminologia e del principio di funzionamento, utilizzare quello esistente Significato di APFC e guida operativa. Questa pagina inizia dove termina quella definizione: convertendo i dati del sito in una specifica preliminare del banco.

Il fattore di potenza di spostamento non è sempre il fattore di potenza reale

Per un sistema quasi sinusoidale, il fattore di potenza è comunemente rappresentato come cos phi, il coseno dell'angolo di fase tra tensione e corrente. In una rete che alimenta carichi non lineari, la distorsione della corrente aggiunge un ulteriore effetto.

Fattore di potenza di spostamento descrive la relazione di fase tra la tensione fondamentale e la corrente fondamentale.
Fattore di potenza reale è la potenza attiva divisa per la potenza apparente utilizzando le forme d'onda RMS complete.

Un condensatore in parallelo fornisce potenza reattiva alla frequenza fondamentale e può migliorare il fattore di potenza di spostamento. Non annulla la corrente armonica creata da un raddrizzatore, un azionamento a frequenza variabile, un UPS o un alimentatore a commutazione. Un sito può quindi mostrare un fattore di potenza di spostamento migliorato mentre il fattore di potenza reale rimane limitato dalla distorsione.

Questa distinzione modifica la decisione progettuale. Se il basso fattore di potenza è causato principalmente dalla potenza reattiva induttiva, una batteria di condensatori può essere appropriata. Se la distorsione è un fattore determinante, il progetto potrebbe richiedere anche reattori, un filtro sintonizzato, un filtro armonico attivo o modifiche ai carichi non lineari. La soluzione deve basarsi sulle forme d'onda misurate e su uno studio di rete piuttosto che su un unico valore totale di PF.

Calcolare i kvar della batteria di condensatori richiesta

Passaggio 1: Selezionare la potenza attiva rappresentativa

Utilizzare la potenza attiva associata allo stato operativo che il sistema di rifasamento deve servire. Una batteria fissa collegata a un motore caricato in modo continuo può utilizzare i dati operativi dichiarati di quel motore, soggetti ai limiti del costruttore del motore. Una batteria automatica centralizzata dovrebbe normalmente basarsi su un profilo di carico che includa i periodi di funzionamento minimo, normale e di picco.

Passaggio 2: Convertire il fattore di potenza in fattori di potenza reattiva

Per ogni fattore di potenza:

tan phi = sqrt(1 - PF^2) / PF

Quindi calcolare:

Qc = P x (tan phi1 - tan phi2)

La formula e i calcoli aggiuntivi del quadro sono riassunti anche nel VIOX formule elettriche per la progettazione di quadri in bassa tensione.

Calcolare i kvar della batteria di condensatori con lo strumento VIOX

Utilizzare Strumento VIOX per il calcolo e la correzione del fattore di potenza per inserire la potenza attiva, il fattore di potenza esistente, il fattore di potenza target, la tensione e la disposizione delle fasi. Calcola il fabbisogno di compensazione preliminare e confronta la potenza apparente e la corrente di linea prima e dopo la correzione.

Il calcolatore modella un punto di funzionamento bilanciato utilizzando la relazione del triangolo delle potenze. Il suo risultato in kvar non costituisce una specifica finale della batteria poiché non modella la variazione del carico, gli step di commutazione pratici, la risonanza armonica, le tolleranze dei condensatori, il coordinamento dei dispositivi di protezione o l'aumento di temperatura del quadro. Proseguire con le verifiche sottostanti prima di selezionare l'apparecchiatura.

Esempio pratico: 400 kW da 0,75 a 0,95 PF

Assumere un carico trifase bilanciato con:

potenza attiva: P = 400 kW;
fattore di potenza di spostamento esistente: PF1 = 0.75 in ritardo;
fattore di potenza di spostamento target: PF2 = 0.95 in ritardo;
tensione di sistema: 400 V concatenata;
idoneità alle armoniche non ancora stabilita.

tan phi1 = sqrt(1 - 0.75^2) / 0.75 = 0.882
tan phi2 = sqrt(1 - 0.95^2) / 0.95 = 0.329

Qc = 400 x (0.882 - 0.329)
Qc = 221 kvar circa

Il requisito teorico è quindi di circa 221 kvar al punto di funzionamento indicato.

Anche la potenza apparente e la corrente di linea a monte cambiano:

Condizione	Potenza apparente	Corrente di linea approssimativa a 400 V
Prima della correzione, PF 0.75	`400 / 0.75 = 533 kVA`	`533.000 / (sqrt 3 x 400) = 770 A`
Dopo la correzione, FP 0,95	`400 / 0,95 = 421 kVA`	`421.000 / (sqrt 3 x 400) = 608 A`

Questa riduzione si applica a monte del punto di connessione della compensazione. Non riduce la corrente all'interno degli avvolgimenti del motore né elimina le perdite all'interno del carico stesso.

Non convertire 221 kvar direttamente in un ordine di acquisto. La batteria nominale selezionata e i suoi gradini devono essere adatti al profilo di carico, alle taglie standard disponibili, alla tolleranza di tensione, alla tolleranza dei condensatori, al carico armonico, al design dell'induttanza, al comportamento del controllore e al rischio di fattore di potenza capacitivo a carico minimo.

Esempio pratico di batteria di condensatori in kvar per un carico da 400 kW corretto da un fattore di potenza di 0,75 a 0,95

Scegliere l'architettura di correzione

La posizione e il metodo di commutazione determinano quale parte del sistema elettrico riceve il beneficio di sgravio di corrente e come si comporta il banco al variare del carico.

Architettura	Soluzione migliore	Limite di progettazione principale
Rifasamento fisso individuale	Un carico induttivo stabile che opera per lunghi periodi	Deve essere interbloccato con il carico e rimanere entro i kvar consentiti dal produttore dell'apparecchiatura
Rifasamento di gruppo	Diversi carichi che si avviano e si arrestano insieme	Lo stato operativo del gruppo deve essere prevedibile
Batteria di rifasamento automatica centralizzata a gradini	Carico variabile dell'impianto con molteplici combinazioni operative	Il controller, il TA, la risoluzione dei gradini, la frequenza di commutazione, le armoniche e il comportamento a basso carico devono essere coordinati
Rifasamento rapido a commutazione statica (tiristori)	Carichi a fluttuazione rapida dove la commutazione tramite contattore è troppo lenta o causa un'usura eccessiva	Richiede una progettazione specifica per l'applicazione in termini termici, di semiconduttori, di armoniche e di protezione

Il rifasamento automatico centralizzato è spesso pratico perché serve l'intero carico a valle e concentra la manutenzione in un unico punto. Non rimuove la corrente reattiva dalle linee di alimentazione situate a valle della batteria. Il rifasamento individuale può sgravare maggiormente la linea di alimentazione, ma richiede un coordinamento più stretto con ciascun carico.

Verificare le modalità operative di generatori e trasformatori

Un banco progettato per il funzionamento con la rete può risultare inadeguato quando l'impianto passa a un generatore con una minore resistenza al cortocircuito o una diversa capacità di potenza reattiva. Definire se il banco debba essere bloccato, limitato o controllato diversamente durante il funzionamento con il generatore. Valutare inoltre i trasformatori a basso carico: un banco collegato permanentemente può produrre potenza reattiva capacitiva quando il carico induttivo principale è assente.

Selezionare la dimensione dello step senza creare un fattore di potenza capacitivo

Per un banco automatico, il kvar totale è solo una delle variabili di progetto. Lo step più piccolo controlla la risoluzione, mentre la sequenza degli step controlla quanto fedelmente il banco segue il carico.

Utilizzare il profilo della potenza reattiva registrato per rispondere a quattro domande:

Qual è la variazione ripetibile più piccola in kvar induttivi che dovrebbe attivare uno step?
Qual è il carico minimo al quale il banco rimarrà abilitato?
Lo step collegato più piccolo creerà un fattore di potenza capacitivo al carico minimo?
Con quale frequenza commuterà ogni step durante un normale ciclo di produzione?

Un banco illustrativo da 225 kvar potrebbe essere suddiviso in gradini uguali o disuguali, ma la sequenza corretta non può essere selezionata basandosi solo sui kvar totali. Un primo gradino più piccolo migliora la risoluzione ma aggiunge dispositivi di commutazione, protezione, cablaggio, calore, costi e punti di manutenzione. Un controller con utilizzo rotativo dei gradini può distribuire il carico operativo, ma il suo programma di commutazione deve corrispondere alle potenze nominali fisiche dei gradini.

Anche il ritardo di risposta del controller è importante. Un ritardo breve può inseguire brevi variazioni di carico e accelerare l'usura dei contatti. Un ritardo lungo può lasciare un carico che varia rapidamente sotto-compensato. Per carichi che cambiano più velocemente di quanto un banco commutato da contattore possa seguire, valutare un sistema statico o ibrido invece di limitarsi a ridurre il ritardo del controller.

Le armoniche possono trasformare un calcolo corretto dei kvar in un banco guasto

L'induttanza della rete a monte e la capacità aggiunta formano un sistema risonante. Se la sua frequenza naturale si trova vicino a un'armonica presente nell'impianto, tensione e corrente possono essere amplificate. Le conseguenze possono includere sovracorrente del condensatore, fusibili bruciati, danni al contattore, surriscaldamento del reattore, scatti intempestivi o eccessiva distorsione della tensione.

La norma IEC 61642 fornisce indicazioni per filtri e condensatori in parallelo in reti industriali AC interessate da armoniche. La guida tecnica di ABB spiega analogamente che un reattore di serie può essere selezionato in modo che la combinazione condensatore-reattore sia sintonizzata al di sotto della più bassa armonica significativa, riducendo il rischio di risonanza con la rete.

Non utilizzare un valore di taglio THD universale

Un'affermazione come “utilizzare reattori sopra il 5% di THD” non è una regola di selezione completa. Il rischio dipende da:

magnitudini delle singole armoniche e relazioni di fase;
resistenza al cortocircuito del sistema e impedenza del trasformatore;
kvar della batteria di condensatori e numero di gradini collegati;
posizione dei carichi non lineari e della batteria;
variazioni nella topologia di rete e nel funzionamento del generatore;
filtri, cavi e altri condensatori esistenti.

Misurare lo spettro armonico nel punto di connessione proposto in condizioni operative rappresentative. Una pinza amperometrica true-RMS può identificare una corrente anomala del condensatore, ma sono necessari un analizzatore di qualità dell'energia e uno studio del sistema per stabilire l'ordine armonico, il rischio di risonanza e una progettazione di mitigazione difendibile.

Selezionare la risposta armonica, non solo una tensione del condensatore

Condizione di rete	Indicazione preliminare	Verifica richiesta
Carichi prevalentemente lineari, bassa distorsione misurata, nessun problema di risonanza identificato	Un banco di condensatori standard potrebbe essere idoneo	Confermare le caratteristiche nominali di condensatore, commutazione, protezione e assemblaggio
Carico non lineare significativo e rischio di risonanza	Banco di condensatori-reattori detuned	Spettro armonico, sintonizzazione, sollecitazione di tensione del condensatore, caratteristiche termiche del reattore e studio della topologia
Uno o più ordini armonici richiedono un assorbimento intenzionale	Filtro passivo sintonizzato	Studio del filtro specifico per il caso, incluse le tolleranze dei componenti e le variazioni della rete
Spettro armonico ampio o variabile dove la compensazione reattiva e il controllo della distorsione sono esigenze distinte	Una soluzione attiva o ibrida potrebbe essere appropriata	Studio della qualità dell'energia, requisiti dinamici e compatibilità delle apparecchiature

Quadro ingegneristico per la selezione di una risposta armonica standard, detuned, a filtro sintonizzato o ibrida attiva

Un un reattore detuned non è automaticamente un filtro armonico. Il suo scopo principale in un banco di rifasamento (PFC) è comunemente quello di spostare la risonanza serie al di sotto della più bassa armonica significativa e limitarne l'amplificazione. Un filtro passivo sintonizzato è progettato deliberatamente per fornire una bassa impedenza attorno a un ordine armonico selezionato. Queste funzioni non devono essere specificate in modo intercambiabile.

L'aggiunta di un reattore aumenta anche la tensione a frequenza fondamentale ai capi del condensatore. La tensione nominale del condensatore deve pertanto essere coordinata con la sintonizzazione del reattore, la tensione del sistema elettrico, le tolleranze e le condizioni armoniche. Selezionare un condensatore basandosi solo sulla tensione nominale della sbarra può risultare inadeguato in un banco detuned.

Coordinare il quadro di rifasamento completo

La corrente nominale del condensatore per un banco trifase bilanciato è:

Ic = 1000 x Qc / (sqrt 3 x U)

Per l'esempio da 225 kvar, 400 V:

Ic = 1000 x 225 / (sqrt 3 x 400)
Ic = 325 A circa

Questa è una corrente nominale a frequenza fondamentale, non una taglia per interruttore automatico, fusibile, contattore, cavo o sbarra. Le taglie dei componenti devono tenere conto delle tolleranze del condensatore applicabili, della variazione di tensione, della corrente armonica, dei transitori di commutazione, delle condizioni ambientali, del raggruppamento e del design dell'assieme testato o verificato.

Condensatori e reattori

Specificare lo standard del condensatore, la tensione nominale, i kvar nominali alla tensione operativa effettiva, la frequenza, la tolleranza, la corrente massima consentita, il dispositivo di scarica, la categoria di temperatura e il meccanismo di sicurezza di fine vita. Per una batteria detuned, specificare la combinazione condensatore-reattore abbinata, i dati di sintonizzazione, le perdite del reattore, la classe termica, la protezione termica e la ventilazione richiesta.

Dispositivi di manovra

L'energizzazione del condensatore crea un transitorio di inserzione ad alta frequenza. Un contattore per impieghi generali selezionato solo in base agli ampere a regime potrebbe non essere idoneo. Specificare un contattore per condensatori o un altro dispositivo di manovra con capacità dichiarata di commutazione dei condensatori, controllo dell'inserzione appropriato e coordinamento con il dispositivo di protezione contro il cortocircuito. La categoria di utilizzo dei contattori IEC AC-6b è associata alla commutazione di banchi di condensatori; il VIOX guida alle categorie di utilizzo dei contattori spiega perché la categoria di utilizzo è importante.

Laddove il carico richieda una commutazione rapida, verificare se la commutazione a tiristori sia giustificata. La commutazione a semiconduttori modifica la progettazione termica, di isolamento, di guasto e di controllo; non è semplicemente un sostituto più veloce di un contattore.

Protezione contro cortocircuito e sovraccarico

Il sistema di protezione deve gestire la corrente di guasto disponibile e il comportamento continuo e transitorio del banco di condensatori. Confermare:

corrente di cortocircuito presunta nel punto di connessione del banco;
potere di interruzione e di chiusura del dispositivo di protezione;
capacità termica di conduttori e sbarre;
corrente RMS di condensatore e reattore secondo lo spettro armonico dichiarato;
corrente di inserzione senza interventi intempestivi;
coordinamento con ogni gradino e con il dispositivo di ingresso del banco;
requisiti di isolamento e manutenzione in sicurezza;
tabelle di coordinamento del costruttore o evidenze di assemblaggio verificate.

Non applicare un moltiplicatore universale per interruttore automatico o fusibile senza aver verificato il condensatore selezionato, l'induttanza, il dispositivo di commutazione, la curva del dispositivo di protezione e la norma applicabile. VIOX fornisce risorse di prodotto separate per MCCB e fusibili a bassa tensione, ma la taratura finale deve derivare dalla combinazione progettata piuttosto che da un rapporto generico da blog.

Controllo della scarica e dell'energia immagazzinata

I condensatori possono mantenere una tensione pericolosa dopo la disconnessione. Specificare i dispositivi di scarica e verificare le prestazioni dichiarate di tensione residua e tempo di scarica richieste dalla norma e dal progetto applicabili. Il progetto deve inoltre impedire la riconnessione prima che la tensione residua sia scesa al livello consentito. Un ritardo del controllore non sostituisce un sistema di scarica verificato.

Disposizione del controllore e dei TA

Un controllore automatico necessita di informazioni su tensione e corrente che rappresentino sia il carico che l'effetto della batteria di condensatori. In una disposizione centrale comune, il trasformatore di corrente è installato a monte del collegamento del carico e della batteria, in modo che il controllore rilevi lo scambio netto di potenza reattiva con la sorgente. Il posizionamento esatto, l'assegnazione delle fasi, il rapporto, la polarità e il riferimento di fase del controllore devono seguire lo schema del produttore.

Una polarità o un'associazione di fase errata del TA può far sì che il controllore aggiunga capacità quando dovrebbe rimuoverla. Esaminare i principi di misurazione in Trasformatori di corrente vs Trasformatori di potenziale e verificare il display del controllore rispetto a uno stato di carico noto durante la messa in servizio.

Involucro e progettazione termica

Condensatori, reattori, contattori, dispositivi di protezione, conduttori e sbarre contribuiscono tutti al calore. I reattori possono richiedere un flusso d'aria dedicato o una separazione fisica dai condensatori sensibili alla temperatura. La progettazione del quadro deve verificare:

temperatura ambiente e altitudine;
aumento della temperatura interna e percorso di ventilazione;
spaziatura dei componenti e regole di orientamento del produttore;
capacità di corrente di sbarre e conduttori;
distanze dielettriche e distanze superficiali;
grado di protezione dell'involucro e condizioni di inquinamento;
termostato del reattore, termostato dell'armadio, controllo ventola e strategia di allarme dove utilizzati;
accesso per ispezione, verifica sicura della scarica e sostituzione.

Mappa degli standard per una specifica orientata alla IEC

Standard	Ambito rilevante in questa progettazione
IEC 61921	Batterie di condensatori shunt in AC a bassa tensione per la rifasatura, incluse le batterie con apparecchiature di commutazione e controllo integrate
IEC 60831-1	Self-healing shunt capacitor units and banks for AC systems up to and including 1,000 V; performance, rating, safety, installation, and operation
IEC 61642	Applicazione di filtri passivi e condensatori in parallelo nelle reti AC industriali interessate da armoniche
IEC 61439-1 e parte dell'assemblaggio applicabile	Verifica dell'assemblaggio completo di apparecchiature di comando e controllo a bassa tensione, ove applicabile
Serie IEC 60947	Dispositivi pertinenti di commutazione, controllo, sezionamento e protezione in base al loro campo di applicazione

Un componente che riporta un riferimento IEC non rende conforme il quadro completato. Il costruttore dell'assemblaggio deve verificare il progetto completo secondo la norma di assemblaggio applicabile e le condizioni operative dichiarate. Le normative regionali dei gestori, i codici di installazione nazionali e le specifiche di progetto possono aggiungere requisiti.

Sequenza di messa in servizio

La messa in servizio dovrebbe dimostrare la catena di misura, la logica di commutazione, la risposta elettrica e il comportamento termico, piuttosto che limitarsi a mostrare che tutti i passaggi possono chiudersi.

Isolare il quadro, verificare l'assenza di tensione e confermare che tutti i condensatori siano scarichi prima dell'ispezione.
Controllare le caratteristiche nominali dei componenti, le sezioni dei conduttori, i valori di coppia, la messa a terra, le distanze di isolamento, l'abbinamento reattore-condensatore e il coordinamento dei dispositivi di protezione.
Verificare i riferimenti di tensione del controllore, il rapporto dei TA, la polarità dei TA, l'assegnazione delle fasi e gli interblocchi del generatore o esterni.
Mettere sotto tensione il circuito di controllo e confermare gli allarmi e gli ingressi di temperatura prima di consentire la commutazione automatica degli stadi.
Commutare ogni stadio singolarmente e confermare la variazione prevista nelle correnti di fase, nei kvar, nella direzione del fattore di potenza e nell'indicazione del controllore.
Verificare che nessuno stadio causi un fattore di potenza capacitivo al carico operativo minimo dichiarato.
Registrare le correnti di condensatori e reattori con strumenti true-RMS e confrontarle con le caratteristiche nominali dichiarate e lo studio di progetto.
Misurare le armoniche di tensione e corrente con carichi non lineari rappresentativi in funzione.
Verificare la frequenza di commutazione, la rotazione degli step, il ritardo di scarica/riconnessione, la ventilazione e gli allarmi per temperatura anomala.
Eseguire una revisione termica sotto carico dopo che il sistema ha raggiunto condizioni operative stabili e conservare i risultati di riferimento per la manutenzione.

Qualsiasi sovracorrente inspiegabile, intervento rapido dei fusibili, vibrazione del contattore, rumore anomalo del reattore, surriscaldamento o aumento della distorsione di tensione richiede un'indagine prima di proseguire il funzionamento automatico.

Checklist RFQ per banco di condensatori

Fornire al fornitore o al costruttore del quadro le seguenti informazioni:

tensione di sistema, frequenza, fasi, schema di messa a terra e punto di connessione;
profilo di carico minimo, normale e massimo in kW/kvar;
fattore di potenza di spostamento e fattore di potenza reale, esistente e target;
spettro armonico e punto di misura;
inventario dei carichi non lineari e programma operativo;
kVA del trasformatore, impedenza e modalità operative del generatore;
corrente di cortocircuito disponibile e valore nominale di cortocircuito richiesto per l'assemblaggio;
kvar di compensazione calcolati e architettura preferita fissa/automatica/rapida;
risoluzione di gradino richiesta e frequenza di commutazione prevista;
decisione progettuale tra standard, detuned, filtro sintonizzato, attivo o ibrido;
valori nominali di condensatori e reattori, dati di sintonizzazione e protezione termica;
evidenza del servizio del dispositivo di manovra e del coordinamento contro il cortocircuito;
requisiti di protezione in ingresso e a gradini, sezionamento e scarica;
funzioni del controllore, dettagli dei TA, comunicazioni, allarmi e interblocchi;
grado di protezione IP dell'involucro, temperatura ambiente, altitudine, ventilazione, ingresso cavi e spazio disponibile;
standard IEC applicabili, norme nazionali, documentazione, verifiche di routine e registri di messa in servizio.

Per il supporto alla selezione, fornire a VIOX la tensione del sistema, il profilo di carico misurato, il PF esistente e target, il report sulle armoniche, i dati del trasformatore, il livello di guasto, i requisiti di gradino e le condizioni dell'involucro. Questi input sono necessari prima di coordinare contattori, protezione dei circuiti, componenti di distribuzione e hardware del quadro.

Domande Frequenti

Una batteria di condensatori deve essere dimensionata per raggiungere un fattore di potenza di 1,00?

Non di default. La variazione del carico e delle misurazioni può trasformare un target unitario in un fattore di potenza capacitivo durante il funzionamento a carico ridotto. Utilizzare il target dell'ente gestore o del progetto e mantenere un margine induttivo appropriato, a meno che uno studio del sistema non specifichi diversamente.

I condensatori possono correggere il fattore di potenza armonico?

I condensatori correggono la potenza reattiva alla frequenza fondamentale. Non annullano la corrente armonica proveniente da carichi non lineari. Il fattore di potenza reale può quindi rimanere inferiore al fattore di potenza di spostamento dopo la correzione.

Quando un banco di condensatori automatico è preferibile a un banco fisso?

Un banco a gradini automatico è generalmente più adatto quando i kvar induttivi variano in modo significativo durante il ciclo operativo. Un banco fisso è appropriato solo quando il carico compensato e il suo stato operativo sono sufficientemente stabili e il banco non può rimanere collegato senza tale carico.

Un reattore di sintonizzazione (detuned) rimuove le armoniche?

Non necessariamente. In un banco di rifasamento (PFC), un reattore di sintonizzazione viene comunemente utilizzato per spostare la risonanza condensatore-reattore al di sotto della più bassa armonica significativa e ridurre il rischio di amplificazione. Un filtro passivo sintonizzato è progettato intenzionalmente attorno a un ordine armonico selezionato.

Dove deve essere installato il TA del controller APFC?

La sua posizione deve consentire al controller di misurare il carico netto e l'effetto del banco di condensatori. In una disposizione centrale comune, ciò significa a monte sia del carico che del banco, ma la fase, la polarità e il cablaggio esatti devono seguire lo schema del produttore del controller.