Glossario

Glossario (7)

Cosa sono i kVA ( KiloVoltampere ) , kW ( KiloWatt ) e i kVAR ( KiloVoltAmpere Reattivi )

I kVA , kW e kVAR sono unità di misura di potenza , ma di potenze diverse.

Il KVA ( si legge kiloVoltAmpere ) è l'unità di misura della potenza apparente , data dalla somma di potenza attiva ( che si misura in kW ) e della potenza reattiva ( kVAR ) :

Potenza Apparente ( kVA ) = Potenza Attiva ( kW ) + Potenza reattiva ( kVAR )

A voler essere rigorosi , l'unità di misura è il VA ( VoltAmpere ) e 1 kVA = 1.000 VA , ma nell'ambito dei gruppi elettrogeni le potenze sono quasi sempre superiori ai 1000 VA , quindi si è soliti utilizzare il kVA . Nei casi di generatori molto grandi si arriva anche al milione di VA , in quel caso si parla di MVA ( MegaVoltAmpere ) . 1 MVA = 1.000 kVA = 1.000.000 VA

Il KW ( kiloWatt ) è l'unità di misura della potenza attiva , quella effettivamente utilizzabile da un carico collegato a un gruppo elettrogeno. La potenza attiva si ottiene dalla potenza "totale" apparente moltiplicando per il fattore di potenza  :

Potenza Attiva ( kW ) = Potenza Apparente ( kVA ) * Fattore di potenza

Il kVAR ( kiloVoltampere reattivo ) è l'unità di misura della potenza reattiva , che è la potenza prodotta dal generatore che non viene utilizzata dal carico ma che viene continuamente "scambiata" tra utilizzatore e generatore. La componente reattiva è infatti presente in quei carichi che presentano avvolgimenti , come motori e trasformatori , che fungono da "immagazzinatori" di energia. 

La potenza reattiva può essere induttiva , se determinata da induttanze come il caso dei motori o dei trasformatori , o capacitiva , se determinata dalla presenza di condensatori.

 

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Cosa sono il Noleggio a Caldo e il Noleggio a Freddo. Glossario.

Il noleggio di un gruppo elettrogeno , o di qualsiasi altra attrezzatura , viene detta noleggio a caldo quando insieme all'attrezzatura viene fornito anche il servizio dell'operatore in grado metterla in funzione e controllarne il funzionamento ( nel caso di un generatore anche di rabboccare il serbatoio di carburante quando necessario ) . Questa forma di nolo è particolarmente vantaggiosa quando il cliente non ha a disposizione personale sufficientemente qualificato per manovrare in sicurezza il macchinario. Tra gli svantaggi si ha il fatto che , soprattutto nelle opere edili pubbliche , il noleggio sia della macchina che dell'operatore può essere visto come un subappalto , che da contratto può essere vietato al di sopra di certe percentuali rispetto al prezzo complessivo dell'opera.

Si ha invece il noleggio a freddo quando un macchinario viene noleggiato senza che il noleggiatore fornisca anche l'operatore . In questo caso è particolarmente importante , in termini legali e di sicurezza , che il cliente abbia a disposizione operatori sufficientemente formati per manovrare il macchinario in completa sicurezza. Nel caso dei generatori elettrici , anche considerando il normale funzionamento che non richieda l'accesso alle parti meccaniche dello stesso , si ha comunque presenza di tensione a 230V o 400V , quindi è necessario che i collegamenti , la messa in funzione e la supervisione siano affidati a una persona esperta .

In particolare l'articolo 72 comma 2 del D.Lgs.81/08 ( Testo Unico Sulla Sicurezza sul Lavoro - TUSL) prevede che chiunque noleggi attrezzature di lavoro senza operatore debba acquisire e conservare per la durata del noleggio la dichiarazione del datore di lavoro ( committente ), che riporti l'indicazione dei lavoratori incaricati dell'uso delle attrezzature, i quali devono risultare adeguatamente formati. 

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Cos'è il rifasamento ? Cosa sono i quadri di rifasamento ? Glossario.

Il rifasamento è quell'operazione che viene messa in atto per aumentare il fattore di potenza di un carico e portarlo più vicino ad 1 rispetto alle condizioni iniziali ( in assenza del rifasamento stesso ) . Essendo il fattore di potenza calcolato come Cos(Fi) , con Fi che è l'angolo di sfasamento tra il vettore corrente e il vettore tensione , si può dire anche che l'obiettivo del rifasamento è ridurre l'angolo di sfasamento tra la corrente e la tensione nel carico.

I vantaggi di questa operazione sono la riduzione della potenza reattiva ( kVAR ) scambiata tra carico e generatore , che determina perdite nelle linee di collegamento e negli avvolgimenti. E' talmente importante che lo stesso ente distributore dell'energia impone penali per i clienti che presentano , nel punto di fornitura , un fattore di potenza troppo basso ( calcolato come media su un dato periodo di fornitura , ad esempio un mese ).

Essendo la potenza reattiva negli impieghi industriali quasi sempre di tipo induttivo ( motori , trasformatori e carichi che prevedono la presenza di avvolgimenti elettrici ) , il rifasamento avviene per compensazione con dei condensatori . Nel caso più evoluto dei quadri di rifasamento automatico , i condensatori sono posti in batterie su più gradini e un sistema di controllo rileva in tempo reale la potenza reattiva del carico ed attiva il numero di batterie necessarie a compensare la potenza reattiva rilevata.

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Cos'è il fattore di potenza o Cos(fi). Glossario Gruppi Elettrogeni

Il fattore di potenza ( o Cos-Fi ) è il coefficiente che permette di ottenere la potenza attiva ( quella effettivamente utilizzabile dal carico , che si misura in kW ) a partire dalla potenza apparente , che è la potenza totale prodotta dal generatore ed è la somma della potenza attiva e della potenza reattiva. 

Riassumendo :

Potenza Apparente ( kVA ) = Potenza Attiva ( kW ) + Potenza Reattiva ( kVAR )

Fattore di Potenza = Potenza Attiva ( kW ) / Potenza Apparente ( kVA ) --> quindi Potenza Attiva = Potenza Apparente ( kVA ) * Fattore di potenza

Il fattore di potenza solitamente dipende dal carico e se ne deduce che quanto più è alto ( il valore massimo è 1 ) , tanto più potenza apparente "diventa" potenza attiva. Il fattore di potenza pari a 1 si ha nel caso di carichi resistivi , mentre in presenza di carichi induttivi ( motori , compressori , condizionatori , tutto ciò che prevede la presenza di avvolgimenti elettrici ) è inferiore ad è inferiore a 1 . Valori tipici sono compresi tra 0.9 e 0.7 . Valori troppo 

La trattazione di questa pagina è volutamente semplificata per rivolgersi a clienti non esperti in materia. In realtà tutte queste grandezze non sono semplici numeri ma vettori , dotati cioè di un modulo e un angolo. Il fattore di potenza viene anche detto Cos-Fi , perché si ottiene calcolando il coseno dell'angolo di sfasamento ( Fi ) tra il vettore tensione e vettore corrente.

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Cos'è l'AVR o regolatore di tensione automatico ( Automatic Voltage Regulator ) . Glossario Gruppi Elettrogeni

AVR è un acronimo che sta per Automatic Voltage Regulator ( Regolatore di Tensione Automatico ) . è un dispositivo elettronico in grado di stabilizzare la tensione di uscita di un gruppo elettrogeno entro range che lo rendano adatto anche per alimentare attrezzature elettroniche o comunque sensibili alle variazioni di tensione.

In assenza di AVR , la tensione in uscita dall'alternatore può subire variazioni anche piuttosto marcate in presenza di forti variazioni del carico , che possono determinare malfunzionamenti e danni all'elettronica.

Essendo l'alternatore dei gruppi elettrogeni una macchina sincrona , per funzionare ha bisogno di una corrente di eccitazione esterna ( continua ) necessaria a magnetizzare il rotore ( elemento rotante ). Il regolatore di tensione elettronico AVR agisce su tale corrente di eccitazione :

1) quando la tensione scende , l'AVR la riporta nel range stabilito aumentando la corrente di eccitazione

2) quando la tensione sale , l'AVR la riporta nel range stabilito diminuendo la corrente di eccitazione

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Che cos'è l'ATS o Authomatic Transfer Switch. Glossario Gruppi Elettrogeni

ATS : è l'acronimo di Authomatic Transfer Switch e indica un dispositivo ( solitamente un quadro esterno o uno integrato nella struttura del generatore ) in grado di percepire l'assenza di tensione dalla rete elettrica e di inviare il segnale di accensione al gruppo elettrogeno , commutando il carico alimentato dalla rete elettrica ( ENEL o altro gestore ) al generatore stesso.

Dualmente , al ritorno della tensione di rete l'ATS , verifica la qualità e la persistenza della tensione ( i Volt e gli Hz rientrano entro una determinata tolleranza dai valori standard ? Vi sono buchi di tensione ? ) e , qualora sia presente per un tempo di soglia minimo ( pre-impostabile in fase di programmazione ) e senza buchi di tensione , provvede a commutare di nuovo il carico sotto la rete , inviando al gruppo elettrogeno il segnale di spegnimento.

I quadri ATS sono quasi sempre dotati di elettronica interna in grado di effettuare la diagnosi del generatore , la programmazione dei parametri ( dopo quanto tempo dal ritorno della rete il generatore si spegne ) e manutenzione , come le accensioni di prova programmate per verificare la corretta funzionalità del generatore anche qualora la tensione di rete non venga meno anche per lunghi periodi di tempo.

Qualche produttore ( ad esempio Pramac ) , chiama tale quadro LTS che sta per Load Transfer Switch : tale denominazione focalizza l'attenzione sul fatto che si tratta di un quadro di commutazione del carico ( Load ) , senza specificare che tale trasferimento avviene in modo automatico.

In realtà tutti i quadri LTS a catalogo dello stesso produttore montano una scheda di controllo e sono di tipo automatico , ma questo non esclude il fatto che alcuni quadri LTS possano essere anche a commutazione manuale , quando vi è presenza di un operatore e i tempi di intervento non sono particolarmente stringenti. L'operatore verifica cioè l'assenza di tensione , avvia manualmente il gruppo elettrogeno e poi , sempre manualmente , commuta il selettore del carico sul generatore fino al ritorno . Al ritorno della tensione di rete , dopo aver verificato che essa sia stabile e priva di interruzioni , commuterà nuovamente il carico sotto tale sorgente.

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Alternatore : Cos'è l'alternatore . Glossario Gruppi Elettrogeni

ALTERNATORE : l'alternatore è il componente del gruppo elettrogeno che trasforma l'energia meccanica prodotta dal motore in energia elettrica. Si tratta di una macchina elettrica rotante basata sul principio di induzione di Faraday - Newman .

L'alternatore dei gruppi elettrogeni è sempre sincrono. La macchina elettrica sincrona può essere utilizzata sia come motore elettrico che come alternatore : se all'albero viene fornita energia meccanica e si preleva energia elettrica dall'uscita degli avvolgimenti , la macchina viene utilizzata come alternatore. Se viceversa si applica una tensione agli avvolgimenti , che mette così in moto la macchina , e viene prelevata dall'albero l'energia meccanica così prodotta , la macchina sincrona funziona come motore. Tuttavia nelle applicazioni industriali il motore più utilizzato resta quello asincrono , mentre il motore sincrono è utilizzato per lo più per generare corrente , ovvero come alternatore.

Trattandosi di una macchina sincrona , la frequenza di uscita è proporzionale al numero di giri del motore , a cui l'alternatore è direttamente accoppiato. Pertanto è importante che il motore sia regolato a un numero di giri fisso , solitamente 1.500 o 3.000 giri al minuto.

I gruppi elettrogeni regolati a 1.500 giri , lavorando ad un numero di giri inferiore rispetto ai 3.000 giri , sono più adatti a un uso continuativo , anche di giorni o settimane senza che il generatore venga mai spento. I gruppi elettrogeni regolati a 3.000 giri sono invece più adatto ad un uso di tipo backup , ovvero in assenza di rete e per periodi di tempo meno prolungati.

Dal punto di vista costruttivo , come ogni macchina elettrica rotante , l'alternatore è costituito da una parte fissa detta statore ed una mobile , detta rotore , a cui è fissato l'albero motore. All'interno del rotore e dello statore sono alloggiati gli avvolgimenti che creano i campi magnetici necessari a generare le forze reciproche. Gli avvolgimenti sono alloggiati nelle cave ricavate all'interno dei due elementi mentre gli spazi tra due cave vengono detti denti . Il numero di cave e le modalità di avvolgimento all'interno delle cave determinano anche il numero di poli. Lo spazio che intercorre tra rotore e statore , detto traferro , è dell'ordine delle frazioni di millimetro , perché l'induzione sia massima e le perdite magnetiche siano minime ( per lo stesso motivo sia il rotore che lo statore sono realizzati in lamelle di ferro ). Questo fa percepire con che grado di precisione meccanica debba essere prodotto un motore o un alternatore.

Infine una curiosità : sapete che in un gruppo elettrogeno tradizionale con avviamento elettrico sono alloggiti due alternatori e non uno solo ? Infatti , oltre all'alternatore principale di potenza , che è l'attore principale nella creazione dell'energia elettrica a partire dall'energia meccanica del motore che vi è accoppiato , c'è un alternatore molto più piccolo che ha la funzione di tenere sotto tensione la batteria per impedirgli di scaricarsi , esattamente come succede nelle auto.

 

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