Fattore di potenza dell'azionamento
Fattore di potenza dell'azionamento: il rapporto tra la potenza attiva consumata dall'azionamento elettrico e la potenza apparente. Per tensione e corrente sinusoidali, il fattore di potenza è uguale al coseno dell'angolo di fase tra le curve di tensione e corrente (cosφ).
A potenza attiva costante consumata dall'azionamento elettrico, l'aumento della potenza reattiva e, di conseguenza, la diminuzione del fattore di potenza provocano un aumento della corrente totale nei fili delle connessioni dell'impianto elettrico (generatori, linee di trasmissione, ecc. .). Ciò comporta un aumento del costo dei metalli ferrosi e non ferrosi, dei materiali isolanti, delle dimensioni, della pesatura delle apparecchiature ausiliarie, ecc.
Inoltre, un aumento della potenza reattiva aumenta le perdite di tensione e quindi peggiora notevolmente le condizioni per la regolazione della tensione e impedisce il normale funzionamento dei generatori collegati in parallelo. Tutto ciò determina la volontà di avere impianti elettrici ad alto cosφ.
Nelle imprese industriali, i principali consumatori di potenza reattiva sono i motori asincroni trifase, che rappresentano oltre il 70% della potenza reattiva totale, e i trasformatori, fino al 20%.
Una notevole riduzione dei carichi reattivi si ottiene scegliendo correttamente la potenza nominale dei motori asincroni per l'azionamento di macchine in movimento, commutando i motori asincroni sottocarico da triangolo a stella o sostituendoli con altri meno potenti, utilizzando limitatori di minimo nei circuiti di controllo dei motori asincroni, migliorando la qualità della loro riparazione, nonché l'utilizzo di motori sincroni anziché asincroni (ove possibile secondo le condizioni del processo tecnologico).
Per saperne di più qui: Come migliorare il fattore di potenza senza compensare i condensatori
Un'ulteriore riduzione dei carichi reattivi è possibile con l'ausilio di dispositivi di compensazione (condensatori e macchine sincrone sovraeccitate) installati sull'utente o in prossimità di esso.
La quantità di potenza reattiva generata dai condensatori è direttamente proporzionale alla loro capacità e al quadrato della tensione di linea a cui sono collegati questi condensatori.
Quando una macchina sincrona viene utilizzata come compensatore, si ottiene una riduzione della potenza reattiva a causa di ulteriori perdite di energia: perdite a vuoto della macchina e potenza che la ecciterà.
Per mantenere cosφ al livello richiesto, con fluttuazioni del carico reattivo, è necessario utilizzare il controllo automatico dell'eccitazione di una macchina sincrona o una modifica automatica del numero di condensatori inclusi.
La potenza richiesta del dispositivo di compensazione è data dall'espressione
Bc = (Wà (tgφ1 — tgφ2) α)/ Tp, kvar
dove Wа — consumo di energia attiva per il mese di maggiore attività (kWh), tgφ1— la tangente dell'angolo di fase corrispondente al coseno medio ponderato per il mese di maggiore attività, tgφ2— la tangente dell'angolo di fase, il cui coseno deve essere preso entro 0 .92 — 0.95, α — un coefficiente calcolato pari a 0,8-0,9, tenendo conto della possibilità di aumentare il cosφ su un impianto esistente migliorando le modalità operative delle apparecchiature elettriche (per gli impianti di nuova progettazione, questo coefficiente è considerato pari a per uno), TNS — il numero di ore di funzionamento dell'impresa durante il mese.