Che cos’è il rifasamento?

Si definisce “rifasamento” qualsiasi provvedimento inteso ad aumentare (o come si dice comunemente a “migliorare”) il fattore di potenza (cos ϕ) di un dato carico, allo scopo di ridurre, a pari potenza attiva assorbita, il valore della corrente che circola nell’impianto.

Esso si propone soprattutto lo scopo di diminuire le perdite d’energia e di diminuire le potenze apparenti cui proporzionare i macchinari e le linee.
Il valore del fattore di potenza è legato a quello della potenza reattiva assorbita dal carico ed è definito dalla seguente relazione (relazione 1)

Dove Q e P sono rispettivamente la potenza reattiva e la potenza attiva assorbite dal carico e φ è l’angolo fra i vettori corrente e tensione di fase nel caso di sistema trifase equilibrato.
Rifasare, ossia aumentare il cos ϕ, significa diminuire l’angolo, cioè diminuire, fino eventualmente ad annullare, la potenza reattiva Q assorbita dal carico o che attraversa una determinata sezione della rete. Quando la Q diviene nulla si ha cos φ =1 (ϕ =0) ed il rifasamento è totale. Vedi: sistema monofase figura1.
v(t) = tensione istantanea
i(t) = corrente istantanea
a(t) = potenza apparente istantanea

Il rifasamento presenta importanti vantaggi che derivano: dalla diminuzione della corrente totale a pari potenza attiva trasmessa; dalla diminuzione, fino all’annullamento, della componente in quadratura della corrente, sempre a pari potenza attiva trasmessa.

La diminuzione della corrente totale procura una riduzione delle perdite d’energia ed una riduzione delle potenze apparenti del macchinario in tutto il sistema elettrico a monte del rifasamento; assicura inoltre una maggiore capacità di trasporto per quelle linee in cui tale capacità è limitata dal regime termico. La diminuzione della componente in quadratura della corrente procura una riduzione delle cadute di tensione negli elementi del sistema elettrico a monte che presentano impedenza prevalentemente induttiva (reattanza); ne consegue un miglioramento del servizio e un notevole aumento della capacità di trasporto per quelle linee per cui tale capacità è limitata dalla caduta di tensione.

Il vantaggio della riduzione delle perdite, che all’atto del rifasamento è proporzionale al quadrato del miglioramento del cos ϕ, si riduce a mano a mano che si utilizza la maggior potenza apparente di macchinario resasi disponibile, fino a che, in definitiva, il guadagno di potenza apparente e la riduzione delle perdite sono entrambi semplicemente proporzionali alla variazione del cos φ.

Di seguito è analizzato un circuito in corrente alternata monofase della potenza apparente di 10 kVA prima e dopo il rifasamento. Dall’analisi del valore della corrente di linea (prima e dopo il rifasamento) si può constatare che il valore della corrente passa da 40,418 A a 21,461 A con una riduzione della corrente di linea di circa il 50%. Il risultato così ottenuto serve a mettere in evidenza l’utilità del rifasamento.

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